JP2013181077A - (メタ)アクリレート系組成物、樹脂、及び成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】良好な耐熱性や形状安定性、及び屈折率や透明性等の光学性能を保ちつつ、高粘度であるため優れた加工性を有する(メタ)アクリレート系組成物、及び該組成物から得られる樹脂、並びに該樹脂を成形してなる成形体を提供する。
【解決手段】一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む、(メタ)アクリレート系組成物。
【選択図】なし
【解決手段】一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む、(メタ)アクリレート系組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、(メタ)アクリレート系組成物、該組成物を重合して得られる樹脂、及び該樹脂を成形してなる成形体に関する。詳しくは、アダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む(メタ)アクリレート系組成物、該組成物を重合して得られる樹脂、及び該樹脂を成形してなる光学部品に関する。
透明性樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、脂環型オレフィンポリマー及びエポキシ樹脂等が知られている。これらの透明性樹脂は、工業的にも大量に製造され、その良好な透明性を生かして各分野で大量に使用されている。
また、透明性樹脂は、その良好な透明性に加えて、軽量性、成形性を活かしガラス代替品として利用されており、カメラ付き携帯電話に搭載されるカメラモジュール用レンズ等への応用が図られている。ここで、近年の軽薄短小化、部品点数の削減を反映して、ハンダリフロー工程で耐えうる透明性樹脂が望まれており、そのためには光線透過率等の光学特性に加えて非常に高い耐熱性が求められている。
しかしながら、上記の透明性樹脂は、耐熱性が必ずしも充分ではない。例えば上記の透明性樹脂のうちで耐熱性の最も高い樹脂とされるポリカーボネート樹脂でも、その耐熱性の指標であるガラス転移温度は150℃程度であり、より高い耐熱性を持つ新しい透明樹脂の開発が望まれている。
しかしながら、上記の透明性樹脂は、耐熱性が必ずしも充分ではない。例えば上記の透明性樹脂のうちで耐熱性の最も高い樹脂とされるポリカーボネート樹脂でも、その耐熱性の指標であるガラス転移温度は150℃程度であり、より高い耐熱性を持つ新しい透明樹脂の開発が望まれている。
透明性樹脂として知られているポリメチルアクリレートは、耐熱性、耐熱安定性、耐溶剤性等の性能に劣ると共に、吸水性が大きく耐水性にも劣るので、光学部品用樹脂の性能の要求される分野では利用できない。また、ポリメチルメタクリレートは、光学部品用樹脂材料の用途に供せられるが、ハンダリフロー工程に耐え得る非常に高い耐熱性、耐熱安定性の要求される分野には適用できない。
このような問題を改善する方法として、多環式脂環族アルキル(メタ)アクリレートの単独重合体や、多環式脂環族アルキル(メタ)アクリレートと各種の(メタ)アクリレート系単量体の共重合体を含む光学材料用樹脂組成物を用いる方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に開示された材料は、優れた透明性を維持しつつ耐熱性にも優れる。
一般に、レンズは、異なる屈折率を有する材料を組み合わせて光路を制御するため、様々な屈折率を有する材料が望まれている。特許文献1に開示された材料は屈折率が低いものが多いので、優れた透明性を維持しつつ耐熱性にも優れる高屈折率材料のバリエーションが求められている。
本発明の課題は、優れた透明性を維持しつつ耐熱性にも優れ、かつ、屈折率が高い(メタ)アクリレート系組成物、及び該組成物から得られる樹脂、並びに該樹脂を成形してなる成形体を提供することにある。
本発明者らは、アダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物と共にフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む(メタ)アクリレート系組成物が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、下記〔1〕〜〔15〕を提供するものである。
[1]下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む、(メタ)アクリレート系組成物。
[1]下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む、(メタ)アクリレート系組成物。
(上記式(I)中、R1は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示し、Uは炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン基、水酸基、又は2つのUが一緒になって形成された=Oを示す。kは0〜15の整数、mは1〜4の整数を示す。)
(上記式(II−1)及び(II−2)中、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示し、Yは二価の有機基を示し、R2、R3は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキレン基、又はヒドロキシ基で置換された炭素数1〜4のアルキレン基を示し、R4、R5は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、R6〜R13は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。a及びbは、アルキレンオキサイドの付加モル数を表し、それぞれ正の数であって、a+bの平均値は2〜4である。cは1〜5の整数を表し、dは1〜5の整数を表し、eは1〜5の整数を表す。)
[2]前記一般式(II−1)中のR6〜R13の1つ以上が臭素原子である、上記[1]に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[3]前記一般式(II−1)中のR6、R8、R11、R13がt−ブチル基である、上記[1]又は2に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[4]前記一般式(II−1)中の有機基Yが、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−CH2−、−O−、−CO−のいずれかである、上記[1]〜3のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[5]さらに下記一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)及び/又は下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物(D)を含む、上記[1]〜4のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[2]前記一般式(II−1)中のR6〜R13の1つ以上が臭素原子である、上記[1]に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[3]前記一般式(II−1)中のR6、R8、R11、R13がt−ブチル基である、上記[1]又は2に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[4]前記一般式(II−1)中の有機基Yが、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−CH2−、−O−、−CO−のいずれかである、上記[1]〜3のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[5]さらに下記一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)及び/又は下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物(D)を含む、上記[1]〜4のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
(上記式(III)中、Zは下記式(III−1)で表される二価の有機基を示し、R14、R15は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキレン基を示し、R16、R17は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示す。f及びgは、アルキレンオキサイドの付加モル数を表し、それぞれ正の数であって、f+gの平均値は2〜4である。)
(上記式(III−1)中、R18はそれぞれ独立して二価の有機基を示し、R19は一価の有機基を示す。pは、それぞれ独立して0〜4の整数である。*は結合部分を示す。)
(上記式(IV)中、R20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を示し、Y1は、置換又は無置換の炭素数5〜30の非環式炭化水素基及び/又は−R’(OR’)L−で表される基を含む非環式の有機基(但し、R’は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数1〜4のアルキレン基を示し、Lは1〜20の整数である)を示す。nは1〜8の整数を示す。)
[6](B)成分の含有量と(C)成分の含有量との質量比〔(B)成分/(C)成分〕が、15/85〜40/60である、請求項5に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[7](A)成分の含有量と(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計含有量との質量比〔(A)成分/(B)成分+(C)成分+(D)成分〕が、5/95〜40/60である、上記[1]〜6のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[8](A)〜(D)成分の合計含有量が、前記組成物中に含まれる(メタ)アクリレート化合物の総量に対して、60〜100質量%である、上記[1]〜7のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[9]25℃における粘度が300〜50000mPa・sである、上記[1]〜8のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[10]上記[1]〜9のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物を重合して得られる、樹脂。
[11]下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む(メタ)アクリレート系組成物を、重合して得られる樹脂を成形してなる、成形体。
[6](B)成分の含有量と(C)成分の含有量との質量比〔(B)成分/(C)成分〕が、15/85〜40/60である、請求項5に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[7](A)成分の含有量と(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計含有量との質量比〔(A)成分/(B)成分+(C)成分+(D)成分〕が、5/95〜40/60である、上記[1]〜6のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[8](A)〜(D)成分の合計含有量が、前記組成物中に含まれる(メタ)アクリレート化合物の総量に対して、60〜100質量%である、上記[1]〜7のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[9]25℃における粘度が300〜50000mPa・sである、上記[1]〜8のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
[10]上記[1]〜9のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物を重合して得られる、樹脂。
[11]下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む(メタ)アクリレート系組成物を、重合して得られる樹脂を成形してなる、成形体。
(上記式(I)中、R1は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示し、Uは炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン基、水酸基、又は2つのUが一緒になって形成された=Oを示す。kは0〜15の整数、mは1〜4の整数を示す。)
(上記式(II−1)及び(II−2)中、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示し、Yは二価の有機基を示し、R2、R3は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキレン基、又はヒドロキシ基で置換された炭素数1〜4のアルキレン基を示し、R4、R5は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示し、R6〜R13は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。a及びbは、アルキレンオキサイドの付加モル数を表し、それぞれ正の数であって、a+bの平均値は2〜4である。cは1〜5の整数を表し、dは1〜5の整数を表し、eは1〜5の整数を表す。)
[12]前記成形体のd線での屈折率が1.55以上である、上記[11]に記載の成形体。
[13]前記成形体のd線でのアッベ数が40以下である、上記[11]又は12に記載の成形体。
[14]前記成形体の全光線透過率が85%以上である、上記[11]〜13のいずれかに記載の成形体。
[15]前記成形体が光学部品である、上記[11]〜14のいずれかに記載の成形体。
[12]前記成形体のd線での屈折率が1.55以上である、上記[11]に記載の成形体。
[13]前記成形体のd線でのアッベ数が40以下である、上記[11]又は12に記載の成形体。
[14]前記成形体の全光線透過率が85%以上である、上記[11]〜13のいずれかに記載の成形体。
[15]前記成形体が光学部品である、上記[11]〜14のいずれかに記載の成形体。
本発明の(メタ)アクリレート系組成物は、優れた透明性を維持しつつ耐熱性にも優れ、かつ、屈折率が高い。
[(メタ)アクリレート系組成物]
本発明の(メタ)アクリレート系組成物(以下、単に「組成物」ともいう)は、一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む。
また、本発明の組成物は、更に、一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)及び/又は下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物(D)を含むことが好ましい。
本発明の(メタ)アクリレート系組成物(以下、単に「組成物」ともいう)は、一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む。
また、本発明の組成物は、更に、一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)及び/又は下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物(D)を含むことが好ましい。
以下、本発明の(メタ)アクリレート系組成物中に含まれる各成分について詳述する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物及びメタクリレート化合物の双方を指す意味で用いられる(また、他の類義用語も同様である)。
なお、本明細書において、(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物及びメタクリレート化合物の双方を指す意味で用いられる(また、他の類義用語も同様である)。
〔(A)成分:一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)〕
本発明の組成物は、(A)成分として、下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む。(A)成分は、本発明の組成物を重合して樹脂としたとき、主としてハードセグメントになるものであり、分子間で運動性の低い部位となる。また、(A)成分を含有することで、該組成物から得られる成形体の耐熱性を向上させることができる。
本発明の組成物は、(A)成分として、下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む。(A)成分は、本発明の組成物を重合して樹脂としたとき、主としてハードセグメントになるものであり、分子間で運動性の低い部位となる。また、(A)成分を含有することで、該組成物から得られる成形体の耐熱性を向上させることができる。
上記式(I)中、R1は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示す。
また、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示す。
炭素数1〜4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、2−メチルトリメチレン基等が挙げられる。
炭素数1〜4のオキシアルキレン基としては、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等が挙げられる。
これらのXの中でも、組成物から得られる成形体の耐熱性を向上させる観点から、単結合が好ましい。
また、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示す。
炭素数1〜4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、2−メチルトリメチレン基等が挙げられる。
炭素数1〜4のオキシアルキレン基としては、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等が挙げられる。
これらのXの中でも、組成物から得られる成形体の耐熱性を向上させる観点から、単結合が好ましい。
上記式(I)中、Uは炭素数1〜4のアルキル基、ハロゲン原子、水酸基、又は2つのUが一緒になって形成された=Oを示す。なお、複数のUは同じであってもよく、異なっていてもよい。
炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
kは、アダマンチル骨格中の置換基Uの数を示し、0〜15の整数を示し、好ましくは0〜10の整数である。
炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
kは、アダマンチル骨格中の置換基Uの数を示し、0〜15の整数を示し、好ましくは0〜10の整数である。
また、上記式(I)中、mは1〜4の整数を示し、好ましくは1又は2の整数である。
一般式(I)において、mが1である化合物としては、例えば、アダマンチルメタノール(メタ)アクリレート、アダマンチルエタノール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
mが2である化合物としては、例えば、アダマンチルジメタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンチルジエタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
mが3である化合物としては、例えば、アダマンチルトリメタノールトリ(メタ)アクリレート、アダマンチルトリエタノールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
mが4である化合物としては、例えば、アダマンチルテトラメタノールテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルテトラエタノールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
一般式(I)において、mが1である化合物としては、例えば、アダマンチルメタノール(メタ)アクリレート、アダマンチルエタノール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
mが2である化合物としては、例えば、アダマンチルジメタノールジ(メタ)アクリレート、アダマンチルジエタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
mが3である化合物としては、例えば、アダマンチルトリメタノールトリ(メタ)アクリレート、アダマンチルトリエタノールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
mが4である化合物としては、例えば、アダマンチルテトラメタノールテトラ(メタ)アクリレート、アダマンチルテトラエタノールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これら(A)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
〔(B)成分:一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)〕
本発明の組成物は、(B)成分として、下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む。(B)成分を含有することで、該組成物より得られる成形体の屈折率を高めることができる。
本発明の組成物は、(B)成分として、下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む。(B)成分を含有することで、該組成物より得られる成形体の屈折率を高めることができる。
上記式(II−1)及び(II−2)中、Xは、それぞれ独立に、単結合、炭素数1〜4のアルキレン基、又は炭素数1〜4のオキシアルキレン基を示し、R2、R3は、それぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキレン基、又はヒドロキシ基で置換された炭素数1〜4のアルキレン基を示す。
炭素数1〜4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、2−メチルトリメチレン基等が挙げられる。ヒドロキシ基で置換された炭素数1〜4のアルキレン基としては、上述の炭素数1〜4のアルキレン基として列挙された基中の水素原子がヒドロキシ基に置換された基が挙がられるが、下記式で表される基が好ましい。
炭素数1〜4のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、2−メチルトリメチレン基等が挙げられる。ヒドロキシ基で置換された炭素数1〜4のアルキレン基としては、上述の炭素数1〜4のアルキレン基として列挙された基中の水素原子がヒドロキシ基に置換された基が挙がられるが、下記式で表される基が好ましい。
上記式(II−1)中、R4、R5は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示す。
R6〜R13は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル、n−ペンチル基等が挙げられる。該組成物から得られる成形体の屈折率を高める観点から、R6〜R13の1つ以上が臭素原子であることが好ましく、また、R6、R8、R11、R13がt−ブチル基であることが好ましい。
R6〜R13は、それぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。炭素数1〜5の直鎖又は分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル、n−ペンチル基等が挙げられる。該組成物から得られる成形体の屈折率を高める観点から、R6〜R13の1つ以上が臭素原子であることが好ましく、また、R6、R8、R11、R13がt−ブチル基であることが好ましい。
上記式(II−1)中、a及びbは、アルキレンオキサイドの付加モル数を表し、それぞれ正の数であって、a+bの平均値は2〜4である。
上記式(II−2)中、cは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3である。dは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3である。eは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3である。ただし、Xが単結合の場合、eは2〜5の整数を表し、好ましくは2〜3である。
上記式(II−2)中、cは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3である。dは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3である。eは1〜5の整数を表し、好ましくは1〜3である。ただし、Xが単結合の場合、eは2〜5の整数を表し、好ましくは2〜3である。
また、上記式(II−1)及び(II−2)中、Yは二価の有機基を示し、例えば、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−CH2−、−O−、−CO−等が挙げられる。該組成物から得られる成形体の屈折率を高める観点から、好ましくは−C(CH3)2−である。
これら(B)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
〔(C)成分:一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)〕
本発明の組成物は、更に(C)成分として、下記一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)を含むことが好ましい。(C)成分を含むことで、上記(B)成分の含有量を抑えても、組成物の屈折率を高めることができる。
本発明の組成物は、更に(C)成分として、下記一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)を含むことが好ましい。(C)成分を含むことで、上記(B)成分の含有量を抑えても、組成物の屈折率を高めることができる。
上記式(III)中、R14、R15は、それぞれ独立して炭素数1〜4のアルキレン基を示し、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、2−メチルトリメチレン基等が挙げられる。
R16、R17は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示す。
f及びgは、アルキレンオキサイドの付加モル数を表し、それぞれ正の数であって、f+gの平均値は2〜4である。
R16、R17は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を示す。
f及びgは、アルキレンオキサイドの付加モル数を表し、それぞれ正の数であって、f+gの平均値は2〜4である。
また、Zは下記式(III−1)で表される二価の有機基を示す。
上記式(III−1)中、R18はそれぞれ独立して二価の有機基を示し、R19は一価の有機基を示す。pは、それぞれ独立して0〜4の整数である。*は結合部分を示す。
R18が示す二価の有機基としては、例えば、直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、オキシアルキレン基、アルキリデン基、アルケニレン基等の二価の脂肪族基や、フェニレン基や、ビフェニレン基、ナフチレン基等の二価の芳香族基等が挙げられる。
R19が示す一価の有機基としては、例えば、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のアルコキシ基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等が挙げられる。
これら(C)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
〔(D)成分:一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物(D)〕
本発明の組成物は、更に(D)成分として、下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。(D)成分は、本発明の組成物を重合して樹脂としたとき、主として、屈曲性部位を多く有する部位であるソフトセグメントになるものであり、分子内でポリマー鎖の運動性が高くなり、柔軟な部位となる。このような(D)成分を含有することで、該組成物から成形体を得る際のクラックの発生を抑制することができる。
本発明の組成物は、更に(D)成分として、下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。(D)成分は、本発明の組成物を重合して樹脂としたとき、主として、屈曲性部位を多く有する部位であるソフトセグメントになるものであり、分子内でポリマー鎖の運動性が高くなり、柔軟な部位となる。このような(D)成分を含有することで、該組成物から成形体を得る際のクラックの発生を抑制することができる。
上記式(IV)中、R20は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を示す。
また、Y1は、置換又は無置換の炭素数5〜30の非環式炭化水素基及び/又は−R’(OR’)L−で表される基を含む非環式の有機基(但し、R’は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数1〜4のアルキレン基を示し、Lは1〜20の整数である)を示す。なお、上記非環式炭化水素基及びアルキレン基の水素原子が、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基等で置換されていてもよい。また、Lは1〜20の整数であるが、好ましくは2〜15、より好ましくは2〜10である。
nは1〜8の整数を示し、本発明の組成物より得られる樹脂の架橋密度を向上させる観点から、好ましくは2〜7の整数、より好ましくは3〜6の整数である。
また、Y1は、置換又は無置換の炭素数5〜30の非環式炭化水素基及び/又は−R’(OR’)L−で表される基を含む非環式の有機基(但し、R’は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数1〜4のアルキレン基を示し、Lは1〜20の整数である)を示す。なお、上記非環式炭化水素基及びアルキレン基の水素原子が、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基等で置換されていてもよい。また、Lは1〜20の整数であるが、好ましくは2〜15、より好ましくは2〜10である。
nは1〜8の整数を示し、本発明の組成物より得られる樹脂の架橋密度を向上させる観点から、好ましくは2〜7の整数、より好ましくは3〜6の整数である。
上記式(IV)中のY1が示す、置換又は無置換の炭素数5〜30の非環状炭化水素基及び/又は−R’(OR’)L−で表される基を含む非環式の有機基は、エーテル結合を有していてもよく、他に炭素数5未満の直鎖炭化水素基、分岐状炭化水素基等を含んでもよい。
Y1が示す上記基は、組成物から得られる樹脂における、ソフトセグメントにあたる部位となり、分子内でポリマー鎖の運動性が高くなり、柔軟な部位となる。
Y1が示す上記基は、組成物から得られる樹脂における、ソフトセグメントにあたる部位となり、分子内でポリマー鎖の運動性が高くなり、柔軟な部位となる。
ここで、上記式(IV)中のY1が、置換又は無置換の炭素数5〜30の非環式炭化水素基である場合、(D)成分は、下記の一般式(IV−a)で表される(メタ)アクリレート化合物(D1)であることが好ましい。
上記式(IV−a)中、R20及びnは、式(IV)と同様である。Q1は、炭素数1〜30の直鎖炭化水素基、炭素数3〜30の分岐状炭化水素基から選ばれる1種以上の有機基であって、これらの有機基は、エーテル結合を含んでもよく、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されていてもよい。
Y2は、炭素数5〜30の非環式炭化水素基であって、エーテル結合を含んでもよく、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されていてもよい。
Y2は、炭素数5〜30の非環式炭化水素基であって、エーテル結合を含んでもよく、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されていてもよい。
上記一般式(IV−a)中のQ1における、炭素数1〜30の直鎖炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基、n−ヘプチレン基、n−オクチレン基、2−エチルヘキシレン基、n−ノニレン基、n−デシレン基、n−ウンデシレン基、n−ドデシレン基、n−トリデシレン基、n−テトラデシレン基、n−ペンタデシレン基、n−ヘキサデシレン基、n−ヘプタデシレン基、n−オクタデシレン基等の炭素数1〜30のアルキレン基、及び、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基等の炭素数1〜30のオキシアルキレン基等が挙げられる。
上記一般式(IV−a)中のQ1における、炭素数3〜30の分岐状炭化水素基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、イソヘキシル基等が挙げられる。
上記一般式(IV−a)中のY2の炭素数5〜30の非環式炭化水素基としては、例えば、−(CH2)r1−又は−(CH3CH)r1−で表されるアルキレン基(r1は5〜30の整数)、−(CRa−CRb)r2−で表されるプロピレン基(Ra、Rbの一方が水素原子で、他方がメチル基、r2は2〜15の整数)、−(CH2O)r3−又は−(CH3CHO)r3−で表されるアルコキシ基(r3は5〜30の整数)等が挙げられる。
これらの中でも、−(CH2)r1−で表されるアルキレン基(r1は5〜30の整数)、−(CRa−CRb)r2−で表されるプロピレン基(Ra、Rbの一方が水素原子で、他方がメチル基、r2は2〜15の整数)が好ましい。
これらの中でも、−(CH2)r1−で表されるアルキレン基(r1は5〜30の整数)、−(CRa−CRb)r2−で表されるプロピレン基(Ra、Rbの一方が水素原子で、他方がメチル基、r2は2〜15の整数)が好ましい。
上記一般式(IV−a)で表される(メタ)アクリレート化合物(D1)のうち、nが2の化合物としては、例えば、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12−ドデカンジオールジメタクリレート、ポリブタジエンジ(メタ)アクリレート、水添ポリブタジエンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記一般式(IV−a)で表される(メタ)アクリレート化合物(D1)のうち、nが3以上の化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、多官能性ポリエステル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記式(IV)中のY1が、−R’(OR’)L−で表される基を含む非環式の有機基である場合、(D)成分は、下記の一般式(IV−b)で表される(メタ)アクリレート化合物(D2)であることが好ましい。
上記式(IV−b)中、R2及びnは、式(IV)と同様であり、Y2は、式(IV−a)と同様に、炭素数5〜30の非環式炭化水素基であって、エーテル結合を含んでもよく、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基等により置換されていてもよい。
また、R’は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数1〜4のアルキレン基を示す。Lは1〜20の整数であり、好ましくは2〜15、より好ましくは2〜10である。
また、R’は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数1〜4のアルキレン基を示す。Lは1〜20の整数であり、好ましくは2〜15、より好ましくは2〜10である。
上記一般式(IV−b)で表される(メタ)アクリレート化合物(D2)のうち、nが2の化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、Lが2〜20のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アルコキシ化シクロヘキサンジオールジアクリレート(サートマー・ジャパン(株)製)などが挙げられる。
これらの中でも、Lが2〜20のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。
これらの中でも、Lが2〜20のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、上記一般式(IV−b)で表される(メタ)アクリレート化合物(D2)のうち、nが3以上の化合物としては、例えば、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、Lが2〜20のアルコキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、アルコキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルキル化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、Lが2〜20のアルコキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、Lが2〜20のアルコキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、Lが2以上のアルコキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルキル化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これら(D)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明の組成物における(A)成分の含有量は、該組成物から得られる成形体の耐熱性を向上させる観点から、(A)成分の含有量と(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計含有量との質量比〔(A)成分/(B)成分+(C)成分+(D)成分〕が、好ましくは5/95〜40/60、より好ましくは10/90〜35/65、更に好ましくは15/85〜30/70である。
本発明の組成物における(B)成分の含有量は、該組成物から得られる成形体の耐熱性を向上させる観点から、(C)及び(D)成分を含有しない場合、好ましくは60〜95質量%、より好ましくは65〜90質量%、好ましくは70〜85質量%である。
また、上述のとおり、本発明の組成物は(C)成分を含むことで、上記(B)成分の含有量を抑えても組成物の屈折率を高めることができる。(B)成分の含有量と(C)成分の含有量との質量比〔(B)成分/(C)成分〕は、好ましくは15/85〜40/60、より好ましくは20/80〜35/65、更に好ましくは25/75〜30/70である。
また、上述のとおり、本発明の組成物は(D)成分を含むことで、組成物から成形体を得る際のクラックの発生を抑制することができる。本発明の組成物における(D)成分の含有量は、高屈折率を達成するという本発明の効果を阻害しない範囲で適宜決定されるが、(B)成分及び(C)成分の合計含有量と(D)成分の含有量との質量比〔(B)成分+(C)成分/(D)成分〕が、好ましくは100/0〜60/40、より好ましくは85/15〜65/35、更に好ましくは90/10〜70/30である。
本発明の組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、前記(A)〜(D)成分以外の成分を含有してもよい。例えば、前記(A)〜(D)成分に該当しない(メタ)アクリレート化合物を含んでもよい。ただし、前記(A)〜(D)成分の合計含有量は、前記組成物中に含まれる(メタ)アクリレート化合物の総量に対して、好ましくは60〜100質量%、より好ましくは75〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%である。
また、必要に応じて、酸化防止剤、重合開始剤、及び光安定剤等の添加剤を配合してもよい。
また、必要に応じて、酸化防止剤、重合開始剤、及び光安定剤等の添加剤を配合してもよい。
〔酸化防止剤〕
本発明の組成物は、必要に応じて、酸化防止剤を含有することができる。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、チオエーテル酸化防止剤、ビタミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられる。
これらの酸化防止剤中でも、耐熱性及び耐黄変性の観点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。
また、酸化防止剤の質量平均分子量としては、耐熱性及び耐黄変性の観点から、好ましくは300〜1500、より好ましくは330〜1300である。
本発明の組成物は、必要に応じて、酸化防止剤を含有することができる。
酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、チオエーテル酸化防止剤、ビタミン系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤等が挙げられる。
これらの酸化防止剤中でも、耐熱性及び耐黄変性の観点から、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。
また、酸化防止剤の質量平均分子量としては、耐熱性及び耐黄変性の観点から、好ましくは300〜1500、より好ましくは330〜1300である。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、Irganox1010、同1076、同1330、同3114、同3125(以上、いずれも商品名、BASF社製)、アデカスタブAO−20、同AO−50、同AO−60、同AO−80、同AO−30、同AO−40(以上、いずれも商品名、株式会社ADEKA製)、BHT(商品名、武田薬品工業(株)製)、Cyanox1790(商品名、サイアナミド社製)、SumilizerGP、同GM、同GS、同GA−80(以上、いずれも商品名、住友化学(株)製)等の市販品が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えば、IRAGAFOS168、同12、同38、同P−EPQ、同126(以上、いずれも商品名、BASF社製)、ADKSTAB329K、同PEP-36、同PEP−8、同HP−10、同2112、同260、同522A(以上、いずれも商品名、株式会社ADEKA製)、Weston618、同619G、同624(以上、いずれも商品名、GE社製)等の市販品が挙げられる。
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、DSTP「ヨシトミ」、DLTP「ヨシトミ」、DLTOIB、DMTP「ヨシトミ」(以上、いずれも商品名、吉富(株)製)、Seenox412S(商品名、シプロ化成(株)製)、Cyanox1212(商品名、サイアナミド社製)、TP−D、TPS、TPM、TPL−R(以上、いずれも商品名、住友化学(株)製)等の市販品が挙げられる。
チオエーテル系酸化防止剤としては、例えば、アデカスタブAO−412S、同AO−503(以上、いずれも商品名、株式会社ADEKA製)等の市販品が挙げられる。
ビタミン系酸化防止剤としては、例えば、トコフェロール(商品名、エーザイ(株)製)、IrganoxE201(商品名、BASF社製)等の市販品が挙げられる。
ラクトン系酸化防止剤としては、例えば、特開平7−233160号公報及び特開平7−247278号公報に記載されている化合物、HP−136(商品名、BASF社製)等の市販品が挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、IrgastabFS042(商品名、BASF社製)、GENOX EP(商品名、クロンプトン社製)等の市販品が挙げられる。
これらの酸化防止剤は、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
酸化防止剤の配合量は、組成物から得られる成形体の透明性を向上させる観点、及び黄変を抑制する観点から、(A)〜(D)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜18質量部、更に好ましくは1.5〜15質量部である。
酸化防止剤の配合量は、組成物から得られる成形体の透明性を向上させる観点、及び黄変を抑制する観点から、(A)〜(D)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜18質量部、更に好ましくは1.5〜15質量部である。
〔重合開始剤〕
本発明の組成物は、必要に応じて、重合開始剤を配合することができる。
重合開始剤としては、熱によって開裂して開始ラジカルを発生する熱重合開始剤、光、電子線、放射線等の活性エネルギー線の照射により開始ラジカルを生成する光重合開始剤のいずれも用いることができる。
熱重合開始剤を用いる場合は、該熱重合開始剤を含む組成物に対して、40〜200℃で加熱することで、重合反応を促進させることができる。一方、光重合開始剤を用いる場合は、該光重合開始剤を含む組成物に対して、水銀キセノンランプ等を光源として、50〜2000mJ/cm2の積算光量で紫外線等を照射することで、重合させることができる。
本発明の組成物は、必要に応じて、重合開始剤を配合することができる。
重合開始剤としては、熱によって開裂して開始ラジカルを発生する熱重合開始剤、光、電子線、放射線等の活性エネルギー線の照射により開始ラジカルを生成する光重合開始剤のいずれも用いることができる。
熱重合開始剤を用いる場合は、該熱重合開始剤を含む組成物に対して、40〜200℃で加熱することで、重合反応を促進させることができる。一方、光重合開始剤を用いる場合は、該光重合開始剤を含む組成物に対して、水銀キセノンランプ等を光源として、50〜2000mJ/cm2の積算光量で紫外線等を照射することで、重合させることができる。
熱重合開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、及びメチルシクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、及びt−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類;ジイソブチリルパーオキサイド、ビス−3,5,5−トリメチルヘキサノールパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、及びm−トルイルベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキセン等のジアルキルパーオキサイド類;1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチル)シクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキサン、及び2,2−ジ(t−ブチルペルオキシ)ブタン等のパーオキシケタール類;1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシネオジカーボネート、α−クミルペルオキシネオジカーボネート、t−ブチルペルオキシネオジカーボネート、t−ヘキシルペルオキシピバレート、t−ブチルペルオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシイソブチレート、ジ−t−ブチルペルオキシヘキサヒドロテレフタレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサネート、t−アミルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシアセテート、t−ブチルペルオキシベンゾエート、及びジブチルペルオキシトリメチルアジペート等のアルキルパーオキシエステル類;ジ−3−メトキシブチルペルオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ビス(1,1−ブチルシクロヘキサオキシジカーボネート)、ジイソプロピルオキシジカーボネート、t−アミルペルオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート、及び1,6−ビス(t−ブチルペルオキシカルボキシ)ヘキサン等のパーオキシカーボネート類;1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサン、及び(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカルボネート等が挙げられる。これらの中でも、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーオキシエステル類、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサンが好ましく、ラウロイルパーオキサイド、1,1−ジ−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)シクロヘキサンがより好ましい。
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾインエーテル、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン(市販品:「IRGACURE651(BASF社製、商品名)」)、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン(市販品:「IRGACURE184(BASF社製、商品名)」)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(市販品:「DAROCUR1173(BASF社製、商品名)」)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(市販品:「IRGACURE2959(BASF社製、商品名)」)、2−ヒドロキシ−1−[4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル]−2−メチル−プロパン−1−オン(市販品:「IRGACURE127(BASF社製、商品名)」)、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン(市販品:「IRGACURE907(BASF社製、商品名)」)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(市販品:「IRGACURE369(BASF社製、商品名)」)、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モノホリニル)フェニル]−1−ブタノン(市販品:「IRGACURE379(BASF社製、商品名)」)、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド(市販品:「DAROCUR TPO(BASF社製、商品名)」)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド(市販品:「IRGACURE819(BASF社製、商品名)」)、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム(市販品:「IRGACURE784(BASF社製、商品名)」)、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(O−ベンゾイルオキシム)](市販品:「IRGACURE OXE 01(BASF社製、商品名)」)、エタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)(市販品:「IRGACURE OXE 02(BASF社製、商品名)」)等が挙げられる。
これらの重合開始剤は、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
重合開始剤の配合量は、重合反応を効果的に促進させる観点から、(A)〜(D)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.01〜12質量部、より好ましくは0.1〜8質量部、更に好ましくは0.3〜5質量部である。
重合開始剤の配合量は、重合反応を効果的に促進させる観点から、(A)〜(D)成分の合計100質量部に対して、好ましくは0.01〜12質量部、より好ましくは0.1〜8質量部、更に好ましくは0.3〜5質量部である。
〔その他の添加剤〕
本発明の組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、着色剤、帯電防止剤、離型剤、難燃剤等の添加剤を配合してもよい。また、酸化チタンや酸化ケイ素等の無機化合物との密着性改良を目的として、シラン化合物のメタクリオキシ基やアクリロキシ基を含むシランカップリング剤等の添加剤を配合してもよい。
本発明の組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、着色剤、帯電防止剤、離型剤、難燃剤等の添加剤を配合してもよい。また、酸化チタンや酸化ケイ素等の無機化合物との密着性改良を目的として、シラン化合物のメタクリオキシ基やアクリロキシ基を含むシランカップリング剤等の添加剤を配合してもよい。
〔組成物の物性〕
本発明の組成物の25℃における粘度は、成形性の観点から、好ましくは300〜50000mPa・s、より好ましくは400〜40000mPa・s、更に好ましくは450〜20000mPa・sである。
なお、上記の組成物の25℃における粘度の値は、実施例に記載の方法に基づいて測定された値である。
本発明の組成物の25℃における粘度は、成形性の観点から、好ましくは300〜50000mPa・s、より好ましくは400〜40000mPa・s、更に好ましくは450〜20000mPa・sである。
なお、上記の組成物の25℃における粘度の値は、実施例に記載の方法に基づいて測定された値である。
〔成形体〕
本発明の成形体は、上述の本発明の組成物を重合して得られる樹脂を成形してなる成形体である。
組成物の重合に際しては、重合反応を効率性の観点から、組成物中に上述の重合開始剤を含めることが好ましい。
重合及び成形方法としては、通常の熱硬化性樹脂の成形と同様の方法を用いることができ、例えば、本発明の組成物又は該組成物を予め重合させた予備重合物を用いて、これらの液状組成物の射出成形、圧縮成形、トランスファー成形及びインサート成形等で、重合及び成形工程と同時に進める方法等が挙げられる。また、ポッティング加工やコーティング加工等で成形体を得ることもでき、UV硬化成形等の光硬化樹脂の成形と同様の方法によっても成形体を得ることができる。
本発明の成形体は、上述の本発明の組成物を重合して得られる樹脂を成形してなる成形体である。
組成物の重合に際しては、重合反応を効率性の観点から、組成物中に上述の重合開始剤を含めることが好ましい。
重合及び成形方法としては、通常の熱硬化性樹脂の成形と同様の方法を用いることができ、例えば、本発明の組成物又は該組成物を予め重合させた予備重合物を用いて、これらの液状組成物の射出成形、圧縮成形、トランスファー成形及びインサート成形等で、重合及び成形工程と同時に進める方法等が挙げられる。また、ポッティング加工やコーティング加工等で成形体を得ることもでき、UV硬化成形等の光硬化樹脂の成形と同様の方法によっても成形体を得ることができる。
本発明の組成物は、液状樹脂成形法を用いて成形体を製造するのに適している。
液状樹脂成形法としては、常温で液状の原料組成物又はその予備重合物を高温の金型に圧入して加熱硬化させる液状樹脂射出成形、液状の原料組成物を金型に入れ、プレスによって加圧し、硬化させる圧縮成形、加温した液状の原料組成物に圧力をかけて金型に圧入することにより原料組成物を硬化させるトランスファー成形等が挙げられる。
液状樹脂成形法としては、常温で液状の原料組成物又はその予備重合物を高温の金型に圧入して加熱硬化させる液状樹脂射出成形、液状の原料組成物を金型に入れ、プレスによって加圧し、硬化させる圧縮成形、加温した液状の原料組成物に圧力をかけて金型に圧入することにより原料組成物を硬化させるトランスファー成形等が挙げられる。
上記のように製造される本発明の成形体の各物性について説明する。
本発明の成形体の全光線透過率は、好ましくは85%以上、より好ましくは88%以上、更に好ましくは90%以上である。
また、260℃で10分間放置した熱履歴後の成形体と、熱履歴前の成形体との波長440nmにおける光線透過率の低下量(当該光線透過率の差の絶対値)としては、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.4%以下、更に好ましくは0.35%以下である。
本発明の成形体の全光線透過率は、好ましくは85%以上、より好ましくは88%以上、更に好ましくは90%以上である。
また、260℃で10分間放置した熱履歴後の成形体と、熱履歴前の成形体との波長440nmにおける光線透過率の低下量(当該光線透過率の差の絶対値)としては、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.4%以下、更に好ましくは0.35%以下である。
本発明の成形体のd線(波長589.3nm)での屈折率は、好ましくは1.55以上、より好ましくは1.55〜1.65、更に好ましくは1.55〜1.60である。
本発明の成形体のd線(波長589.3nm)でのアッベ数は、好ましくは40以下、より好ましくは25〜40、更に好ましくは30〜40、更に好ましくは35〜40である。
本発明の成形体のd線(波長589.3nm)でのアッベ数は、好ましくは40以下、より好ましくは25〜40、更に好ましくは30〜40、更に好ましくは35〜40である。
本発明の成形体の線膨張係数は、好ましくは110ppm以下であり、より好ましくは90ppm以下、更に好ましくは80ppm以下である。
本発明の成形体の曲げ弾性率は、好ましくは2.0GPa以上であり、より好ましくは2.4GPa以上、更に好ましくは2.8GPa以上である。
本発明の成形体の曲げ強度は、好ましくは50MPa以上であり、より好ましくは60MPa以上、更に好ましくは70MPa以上である。
本発明の成形体のショアD硬度は、好ましくは60以上であり、より好ましくは70以上、更に好ましくは77以上である。
特に本発明の成形体が光学部品である場合、製造時に変形しないようにある程度の機械的強度が要求される。
なお、成形体の上記の各物性の値は、実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
本発明の成形体の曲げ弾性率は、好ましくは2.0GPa以上であり、より好ましくは2.4GPa以上、更に好ましくは2.8GPa以上である。
本発明の成形体の曲げ強度は、好ましくは50MPa以上であり、より好ましくは60MPa以上、更に好ましくは70MPa以上である。
本発明の成形体のショアD硬度は、好ましくは60以上であり、より好ましくは70以上、更に好ましくは77以上である。
特に本発明の成形体が光学部品である場合、製造時に変形しないようにある程度の機械的強度が要求される。
なお、成形体の上記の各物性の値は、実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
上記のように本発明の成形体は、各種光学性能に優れているため、各種機器に使用されるレンズや光通信用レンズ等の光学部品として好適である。
以下の本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例になんら限定されるものではない。
なお、以下の実施例及び比較例により得られた組成物及び成形体の各物性について、以下の方法に基づき測定し評価した。
なお、以下の実施例及び比較例により得られた組成物及び成形体の各物性について、以下の方法に基づき測定し評価した。
(1)粘度
得られた組成物の25℃における粘度を、JIS K7117−1に基づいて、粘度計(ブルックスフィールド社製、製品名:「LVDV−I+」)を用いて測定した。
得られた組成物の25℃における粘度を、JIS K7117−1に基づいて、粘度計(ブルックスフィールド社製、製品名:「LVDV−I+」)を用いて測定した。
(2)全光線透過率
試験片として、得られた厚さ3mmの成形体を用いて、JIS K7105に基づいて、ヘーズメーター(スガ試験機(株)製、製品名:「HGM−2DP」)により、全光線透過率を測定した。
試験片として、得られた厚さ3mmの成形体を用いて、JIS K7105に基づいて、ヘーズメーター(スガ試験機(株)製、製品名:「HGM−2DP」)により、全光線透過率を測定した。
(3)熱履歴後の波長440nmにおける光線透過率の低下量
試験片として、得られた厚さ1mmの成形体を用いて、分光光度計(日立ハイテクフィールディング社製、製品名:「U−4100スペクトロメータ」)により、波長440nmにおける光線透過率を測定した。
次いで、試験片を厚さ1mmのステンレス鋼板の上に載せ、260℃で10分間放置した(以下、この操作を「熱履歴1」ともいう)。熱履歴1後の試験片についても上記と同様にして波長440nmにおける光線透過率を測定し、熱履歴1前後の波長440nmにおける光線透過率の低下量(当該光線透過率の差の絶対値)(%)を求めた。
試験片として、得られた厚さ1mmの成形体を用いて、分光光度計(日立ハイテクフィールディング社製、製品名:「U−4100スペクトロメータ」)により、波長440nmにおける光線透過率を測定した。
次いで、試験片を厚さ1mmのステンレス鋼板の上に載せ、260℃で10分間放置した(以下、この操作を「熱履歴1」ともいう)。熱履歴1後の試験片についても上記と同様にして波長440nmにおける光線透過率を測定し、熱履歴1前後の波長440nmにおける光線透過率の低下量(当該光線透過率の差の絶対値)(%)を求めた。
(4)屈折率、アッベ数
試験片として、得られた厚さ3mmの成形体について、屈折率計(メトリコン社製、製品名:「モデル2010 プリズムカプラ」)を用いて、20℃における、d線(波長589.3nm)での屈折率、及びアッベ数を測定した。
試験片として、得られた厚さ3mmの成形体について、屈折率計(メトリコン社製、製品名:「モデル2010 プリズムカプラ」)を用いて、20℃における、d線(波長589.3nm)での屈折率、及びアッベ数を測定した。
(5)線膨張係数
得られた成形体について、ASTM E831に基づいて、線膨張測定装置(セイコーインスツルメンタル社製、製品名:「TMA/SS6100」)を用い、荷重49mNの圧縮法で20〜90℃の温度範囲における線膨張を測定し、線膨張係数を算出した。
得られた成形体について、ASTM E831に基づいて、線膨張測定装置(セイコーインスツルメンタル社製、製品名:「TMA/SS6100」)を用い、荷重49mNの圧縮法で20〜90℃の温度範囲における線膨張を測定し、線膨張係数を算出した。
(6)形状安定性評価
縦25mm×横25mm×厚さ2mmの板状の成形体を用い、その板状体3枚を厚さ3mmのステンレス鋼板の上に乗せ、260℃で10分間放置した(熱履歴1)後、その板状の成形体の縁の変形度合いを目視にて確認し、下記の基準で評価した。
A:縁の部分が熱履歴前と同様であり、形状安定性に優れる。
B:縁の部分が一様に丸みを帯びており、形状安定性に劣る。
縦25mm×横25mm×厚さ2mmの板状の成形体を用い、その板状体3枚を厚さ3mmのステンレス鋼板の上に乗せ、260℃で10分間放置した(熱履歴1)後、その板状の成形体の縁の変形度合いを目視にて確認し、下記の基準で評価した。
A:縁の部分が熱履歴前と同様であり、形状安定性に優れる。
B:縁の部分が一様に丸みを帯びており、形状安定性に劣る。
(7)曲げ強度、曲げ弾性率
得られた成形体について、JIS K6911に基づいて、試験機(インストロンジャパンカンパニィリミテッド社製、製品名:「INSTRON 5567」)を用い、曲げ強度(単位:MPa)及び曲げ弾性率(単位:GPa)を測定した。
得られた成形体について、JIS K6911に基づいて、試験機(インストロンジャパンカンパニィリミテッド社製、製品名:「INSTRON 5567」)を用い、曲げ強度(単位:MPa)及び曲げ弾性率(単位:GPa)を測定した。
(8)ショアD硬度
得られた成形体について、JIS K6253に基づいて、試験機(高分子計器社製、製品名:「ASKER P1」)を用い、ショアD硬度を測定した。
得られた成形体について、JIS K6253に基づいて、試験機(高分子計器社製、製品名:「ASKER P1」)を用い、ショアD硬度を測定した。
〔実施例1〜5、比較例1、2〕
表1に示す各成分を表1に記載の配合量(固形分比)で加えて、混合し、組成物を得た。
そして、この組成物から成形体を作製するに際し、2枚のステンレス板(縦70mm×横70mm×厚さ3mm)の間に、2枚の鏡面仕上げのアルミ板のシート(縦70mm×横70mm×厚さ0.3mm)を挟み、そのシートの間に、テフロン(登録商標)製スペーサ(縦70mm×横70mm×厚さ3mm)を挟み込むことにより得られる容器を用いた。当該容器のテフロン(登録商標)製のスペーサ部には、縦30mm×横30mm×厚さ3mmの窓が設けられており、当該窓から組成物を容器内に流し込めるようになっている。
この容器の上記窓から、組成物を流し込み、液漏れしないように容器を押さえながら、窒素雰囲気下(酸素濃度5容量%以下)のオーブンにて110℃で3時間、次いで160℃で1時間加熱を行い、重合及び成形した後、室温に冷却することで、板状の成形体を得た。
表1に示す各成分を表1に記載の配合量(固形分比)で加えて、混合し、組成物を得た。
そして、この組成物から成形体を作製するに際し、2枚のステンレス板(縦70mm×横70mm×厚さ3mm)の間に、2枚の鏡面仕上げのアルミ板のシート(縦70mm×横70mm×厚さ0.3mm)を挟み、そのシートの間に、テフロン(登録商標)製スペーサ(縦70mm×横70mm×厚さ3mm)を挟み込むことにより得られる容器を用いた。当該容器のテフロン(登録商標)製のスペーサ部には、縦30mm×横30mm×厚さ3mmの窓が設けられており、当該窓から組成物を容器内に流し込めるようになっている。
この容器の上記窓から、組成物を流し込み、液漏れしないように容器を押さえながら、窒素雰囲気下(酸素濃度5容量%以下)のオーブンにて110℃で3時間、次いで160℃で1時間加熱を行い、重合及び成形した後、室温に冷却することで、板状の成形体を得た。
得られた組成物及び成形体について、上述の方法により、各種物性値を測定した。その結果を表1に示す。また、表1に示す実施例及び比較例の組成物中に含まれる各成分は以下のとおりである。
実施例1〜5の組成物より得られた成形体は、いずれも20℃におけるd線(波長589.3nm)での屈折率が1.55以上と高い。しかも、440nmにおける光線透過率が高く透明性に優れる。また、260℃の熱履歴後においても透明性が低下せず、ハンダリフロー工程に耐え得る非常に高い耐熱性を有すると共に形状安定性にも優れる。
本発明の(メタ)アクリレート系組成物は、良好な耐熱性や形状安定性、及び屈折率や透明性等の光学性能を有するため、各種機器に使用されるレンズや光通信用レンズ等の光学部品に好適である。
Claims (15)
- 下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む、(メタ)アクリレート系組成物。
- 前記一般式(II−1)中のR6〜R13の1つ以上が臭素原子である、請求項1に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- 前記一般式(II−1)中のR6、R8、R11、R13がt−ブチル基である、請求項1又は2に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- 前記一般式(II−1)中の有機基Yが、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−SO2−、−CH2−、−O−、−CO−のいずれかである、請求項1〜3のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- さらに下記一般式(III)で表される(メタ)アクリレート化合物(C)及び/又は下記一般式(IV)で表される(メタ)アクリレート化合物(D)を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- (B)成分の含有量と(C)成分の含有量との質量比〔(B)成分/(C)成分〕が、15/85〜40/60である、請求項5に記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- (A)成分の含有量と(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計含有量との質量比〔(A)成分/(B)成分+(C)成分+(D)成分〕が、5/95〜40/60である、請求項1〜6のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- (A)〜(D)成分の合計含有量が、前記組成物中に含まれる(メタ)アクリレート化合物の総量に対して、60〜100質量%である、請求項1〜7のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- 25℃における粘度が300〜50000mPa・sである、請求項1〜8のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の(メタ)アクリレート系組成物を重合して得られる、樹脂。
- 下記一般式(I)で表されるアダマンチル基を有する(メタ)アクリレート化合物(A)及び下記一般式(II−1)又は(II−2)で表されるフェニル基を有する(メタ)アクリレート化合物(B)を含む(メタ)アクリレート系組成物を、重合して得られる樹脂を成形してなる、成形体。
- 前記成形体のd線での屈折率が1.55以上である、請求項11に記載の成形体。
- 前記成形体のd線でのアッベ数が40以下である、請求項11又は12に記載の成形体。
- 前記成形体の全光線透過率が85%以上である、請求項11〜13のいずれかに記載の成形体。
- 前記成形体が光学部品である、請求項11〜14のいずれかに記載の成形体。
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2012
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