JP2024064678A - 活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、硬化塗膜及びレンズ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明によれば、従来技術に加え、更に、湿熱処理後の密着性向上を実現する、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を提供することができる。【解決手段】本発明の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物はエポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有し、前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記エポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含み、前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有し、前記2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である。【選択図】図1
Description
本発明は、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、硬化塗膜及びレンズに関する。
ディスプレイ中に使用される光学フィルムシートには、用途に応じて、プリズムシート(集光)・フレネルレンズ(光源からの拡散光を平行光に変換)・レンチキュラーシート(観察者の見る範囲のみに光を分配)・光拡散シート(光の均一拡散)等が用いられている。これら光学フィルムシートは、各々、用途により要求性能は異なるが、主に共通する特性としては、光の透明性・透過性・屈折率・干渉縞抑制・基材との密着性・耐摩耗性等の特性が、挙げられる。
近年、機器の小型化、軽量化に伴い、プラスチック基材上に樹脂硬化物からなる微細で複雑な凹凸表面形状を有する形状付き(賦形)シート、レンズ、光デイスク、プリズム等のプラスチック物品や光学物品の開発が進んでいる。賦形シートは、一般的には、金型とプラスチック基材の間にUV硬化性樹脂組成物を介在させ、紫外線によって樹脂組成物を硬化させることにより、金型の形状を転写させて、各種光学用シート(フィルム)等が製造されている。このようなプラスチック物品や光学物品には、プラスチック基材との良好な密着性、優れた機械強度、高い屈折率などが要求されている。
近年、機器の小型化、軽量化に伴い、プラスチック基材上に樹脂硬化物からなる微細で複雑な凹凸表面形状を有する形状付き(賦形)シート、レンズ、光デイスク、プリズム等のプラスチック物品や光学物品の開発が進んでいる。賦形シートは、一般的には、金型とプラスチック基材の間にUV硬化性樹脂組成物を介在させ、紫外線によって樹脂組成物を硬化させることにより、金型の形状を転写させて、各種光学用シート(フィルム)等が製造されている。このようなプラスチック物品や光学物品には、プラスチック基材との良好な密着性、優れた機械強度、高い屈折率などが要求されている。
例えば、特許文献1~3には、プラスチック基材に対する密着性、形状復元性、機械強度等に優れ、成形加工性が良好で、しかも、特に高い屈折率を発現する目的で、エポキシ(メタ)アクリレート、単官能(メタ)アクリレート、2官能(メタ)アクリレートなどを含む活性エネルギー線硬化型樹脂組成物が提案されている。
しかしながら、特許文献1~3には、湿熱処理後の密着性に関する開示がない。プラスチック基材に対する密着性、形状復元性、機械強度等に優れ、成形加工性が良好で、高い屈折率を発現した従来技術の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物に対して、さらに湿熱処理後の密着性向上という課題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、従来技術に加え、更に、湿熱処理後の密着性向上を実現する、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を提供することを目的とする。また、その活性エネルギー線硬化型樹脂組成物からなる硬化塗膜、積層体、レンズを提供することを目的とする。
本開示の内容は、以下の実施態様を含む。
[1] エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有し、
前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記エポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含み、
前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有し、
前記2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[2] 前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、第1(メタ)アクリレート(a1)と、第2(メタ)アクリレート(a2)と、を含み、
前記第1(メタ)アクリレート(a1)が、第1エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記第2(メタ)アクリレート(a2)が、第2エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記第1エポキシ樹脂が、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であり、
前記第2エポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であり、
前記第1(メタ)アクリレート(a1)と、前記第2(メタ)アクリレート(a2)との質量比で、30:70~90:10である、[1]に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[3] 2官能(メタ)アクリレート(c)をさらに含有し、
前記2官能(メタ)アクリレート(c)が下記一般式(1)で表される第1化合物(c1)と、下記一般式(2)で表される第2化合物(c2)と、を含有する、[1]又は[2]に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
(前記一般式(1)中、R1、R2は水素原子又はメチル基を表し、m1+m2は平均値で3~4の範囲である。)
(前記一般式(2)中、R3、R4は水素原子又はメチル基を表し、n1+n2は平均値で8~16の範囲である。)
[4] 前記2官能(メタ)アクリレート(c)が、第3化合物(c3)をさらに含有し、
前記第3化合物(c3)がプロピレンオキシド構造を有する脂肪族2価アルコールの(メタ)アクリレートである[3]に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[5] 3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(d)をさらに含有する[1]~[4]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[6] 前記多官能(メタ)アクリレート(d)がプロピレンオキシド構造を有する脂肪族3価アルコールの(メタ)アクリレート(d1)である[5]記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物である硬化塗膜。
[8] [7]記載の硬化塗膜と基材と含む積層体。
[9] [8]記載の積層体を有するレンズ。
[1] エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有し、
前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記エポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含み、
前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有し、
前記2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[2] 前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、第1(メタ)アクリレート(a1)と、第2(メタ)アクリレート(a2)と、を含み、
前記第1(メタ)アクリレート(a1)が、第1エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記第2(メタ)アクリレート(a2)が、第2エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記第1エポキシ樹脂が、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であり、
前記第2エポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であり、
前記第1(メタ)アクリレート(a1)と、前記第2(メタ)アクリレート(a2)との質量比で、30:70~90:10である、[1]に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[3] 2官能(メタ)アクリレート(c)をさらに含有し、
前記2官能(メタ)アクリレート(c)が下記一般式(1)で表される第1化合物(c1)と、下記一般式(2)で表される第2化合物(c2)と、を含有する、[1]又は[2]に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[4] 前記2官能(メタ)アクリレート(c)が、第3化合物(c3)をさらに含有し、
前記第3化合物(c3)がプロピレンオキシド構造を有する脂肪族2価アルコールの(メタ)アクリレートである[3]に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[5] 3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(d)をさらに含有する[1]~[4]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[6] 前記多官能(メタ)アクリレート(d)がプロピレンオキシド構造を有する脂肪族3価アルコールの(メタ)アクリレート(d1)である[5]記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物である硬化塗膜。
[8] [7]記載の硬化塗膜と基材と含む積層体。
[9] [8]記載の積層体を有するレンズ。
本発明によれば、従来技術に加え、更に、湿熱処理後の密着性向上を実現する、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を提供することができる。また、その活性エネルギー線硬化型樹脂組成物からなる硬化塗膜、積層体、レンズを提供することができる。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態のみに限定されるものではない。
「~」は「~」という記載の前の値以上、「~」という記載の後の値以下を意味する。「(メタ)アクリル」とはアクリルとメタクリルの総称である。「(メタ)アクリレート化合物」とは、アクリル樹脂とメタクリル樹脂の総称である。(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタクリロイル基の総称である。「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸とメタクリル酸の総称である。
(活性エネルギー線硬化型樹脂組成物)
本発明の一実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物ということがある)は、エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有する。前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記エポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含む。前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有する。前記エポキシ樹脂に含まれている全ての2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である。
本発明の一実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物(本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物ということがある)は、エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有する。前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記エポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含む。前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有する。前記エポキシ樹脂に含まれている全ての2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である。
[エポキシ(メタ)アクリレート(a)]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物で用いるエポキシ(メタ)アクリレート(a)としては、例えば、二つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応で得られる二つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。その具体例としては、脂肪族エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ビスフェノール型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、水素添加ビスフェノール型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ノボラック型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ナフタレン骨格エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートなどや、これらの混合物が挙げられる。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物で用いるエポキシ(メタ)アクリレート(a)としては、例えば、二つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応で得られる二つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するエポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。その具体例としては、脂肪族エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ビスフェノール型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、水素添加ビスフェノール型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ノボラック型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ナフタレン骨格エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートなどや、これらの混合物が挙げられる。
前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)のなかでも、環状構造と二つ以上の(メタ)アクリロイル基とを有するエポキシ(メタ)アクリレートが、優れた機械強度を発現させ、高屈折率化が可能であることから好ましい。その具体例としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、一部ハロゲン置換されたビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、一部ハロゲン置換されたビスフェノールF型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレート、及びそれらの混合物等が挙げられ、ビスフェノールA型エポキシ樹脂の(メタ)アクリレートが特に好ましい。
本実施形態に係る上記エポキシ(メタ)アクリレート(a)で用いるエポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含む。前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有する。前記エポキシ樹脂に含まれている全ての前記2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である。
前記2種以上のエポキシ樹脂を含み、かつそれらの平均エポキシ当量が450g/eq.未満のエポキシ樹脂を用いたエポキシ(メタ)アクリレート(a)を含有する組成物は、湿熱密着性が向上する。一方、平均エポキシ当量が450g/eq.以上のエポキシ樹脂を用いたエポキシ(メタ)アクリレート(a)を含有する組成物は、常温での高い密着性は得られる一方、耐熱性が低下することで湿熱密着性が低下する。より具体的には湿熱密着試験(40℃/90%、65℃/95%等)において基材と樹脂の界面に水分が浸透し易くなり、充分な密着性が得られない。
また互いにエポキシ当量の異なる2種以上のエポキシ樹脂を使用することで、一方の高分子量(通常、エポキシ当量の大きいエポキシ樹脂が高分子量を有する。)のエポキシ樹脂を用いたエポキシ(メタ)アクリレートが常温での密着性に寄与し、他方の低分子量(通常、エポキシ当量の小さいエポキシ樹脂が低分子量を有する。)のエポキシ樹脂を用いたエポキシ(メタ)アクリレートが耐熱性に寄与することで、1種のエポキシ樹脂のみを使用する場合に比べて常温での密着性及び湿熱密着性をバランス良く向上させることができると推測される。
また互いにエポキシ当量の異なる2種以上のエポキシ樹脂を使用することで、一方の高分子量(通常、エポキシ当量の大きいエポキシ樹脂が高分子量を有する。)のエポキシ樹脂を用いたエポキシ(メタ)アクリレートが常温での密着性に寄与し、他方の低分子量(通常、エポキシ当量の小さいエポキシ樹脂が低分子量を有する。)のエポキシ樹脂を用いたエポキシ(メタ)アクリレートが耐熱性に寄与することで、1種のエポキシ樹脂のみを使用する場合に比べて常温での密着性及び湿熱密着性をバランス良く向上させることができると推測される。
本実施形態に係るエポキシ樹脂に含まれる2種以上のエポキシ樹脂は、互いに異なるエポキシ当量を有することであれば、特に限定がない。前記2種以上のエポキシ樹脂の任意の1種のエポキシ樹脂は、同じ製造方法で得られるエポキシ樹脂であってもよく、異なる製造方法で得られるエポキシ樹脂の混合物であってもよい。また、前記2種以上のエポキシ樹脂の任意の1種のエポキシ樹脂は、同じ化学構造を有するエポキシ樹脂であってもよい、異なる化学構造を有するエポキシ樹脂の混合物であってもよい。例えば、前記2種以上のエポキシ樹脂の任意の1種のエポキシ樹脂は、市販の1種のエポキシ樹脂であっても良く、市販の2種のエポキシ樹脂を適宜で配合したものであってもよい。本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を所定の特性を調整しやすい観点から、前記2種以上のエポキシ樹脂の任意の1種のエポキシ樹脂は、同じ製造方法で得られるエポキシ樹脂であり、あるいは、同じ化学構造を有するエポキシ樹脂であることが好ましい。
前記2種以上のエポキシ樹脂の任意の1種のエポキシ樹脂は、例えば、脂肪族エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂からなる群から選択される1種であってもよい。また、前記2種以上のエポキシ樹脂のその1種は、例えば、脂肪族エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、水素添加ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格エポキシ樹脂からなる群から選択される1種のエポキシ樹脂であり、前記2種以上のエポキシ樹脂のその2種は、前記2種以上のエポキシ樹脂のその1と同じ構造であってもよく、異なる構造をあっても良い。例えば、前記2種以上のエポキシ樹脂のその1種は、エポキシ当量A1 g/eq.のビスフェノール型エポキシ樹脂である場合、前記2種以上のエポキシ樹脂のその2種は、エポキシ当量A2 g/eq.ビスフェノール型エポキシ樹脂であってもよい。前記A1とA2が異なる。前記2種以上のエポキシ樹脂のその1は、エポキシ当量A1 g/eq.ビスフェノール型エポキシ樹脂である場合、前記2種以上のエポキシ樹脂のその2は、エポキシ当量A2 g/eq.のノボラック型エポキシ樹脂であってもよい。
本実施形態に係るエポキシ(メタ)アクリレート(a)は、前記2種以上のエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である意味とは、例えば、以下の3つの意味を含む。
(I)前記2種以上のエポキシ樹脂とアクリル酸との反応生成物である。
(II)前記2種以上のエポキシ樹脂とメタクリル酸との反応生成物である。
(III)前記2種以上のエポキシ樹脂のその1種とメタクリル酸との反応生成物、及び前記2種以上のエポキシ樹脂のその他の種とメタクリル酸との反応生成物の混合物である。
また、前記2種以上のエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物は、その反応において、原料の添加順に限定されない。例えば、前記2種以上のエポキシ樹脂の任意1種と(メタ)アクリル酸との反応生成物を得てから、それらの反応生成物を混合してもよく;前記2種以上のエポキシ樹脂の混合物を調製してから、この混合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物を得てもよい。
(I)前記2種以上のエポキシ樹脂とアクリル酸との反応生成物である。
(II)前記2種以上のエポキシ樹脂とメタクリル酸との反応生成物である。
(III)前記2種以上のエポキシ樹脂のその1種とメタクリル酸との反応生成物、及び前記2種以上のエポキシ樹脂のその他の種とメタクリル酸との反応生成物の混合物である。
また、前記2種以上のエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物は、その反応において、原料の添加順に限定されない。例えば、前記2種以上のエポキシ樹脂の任意1種と(メタ)アクリル酸との反応生成物を得てから、それらの反応生成物を混合してもよく;前記2種以上のエポキシ樹脂の混合物を調製してから、この混合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物を得てもよい。
本実施形態に係るエポキシ樹脂、2種のエポキシ樹脂であってもよい。前記2種のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有する。前記2種のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq.未満である。前記エポキシ樹脂のその1のエポキシ樹脂は、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよく、エポキシ当量600g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよい。前記その1のエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量475g/eq.のエポキシ樹脂、635g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。前記その他のエポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であってもよい。前記その他のエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量188g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。
本実施形態に係るエポキシ樹脂が、3種のエポキシ樹脂であってもよい。前記3種のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有する。前記3種のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満であれば、前記エポキシ樹脂のその1のエポキシ樹脂が、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよく、エポキシ当量600g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよい。前記その1のエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量475g/eq.のエポキシ樹脂、635g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。前記エポキシ樹脂のその2のエポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.超えかつ450g/eq.未満のエポキシ樹脂であってもよい。前記エポキシ樹脂のその3のエポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であってもよい。前記エポキシ樹脂のその3のエポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量188g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。
本実施形態にかかる前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、第1(メタ)アクリレート(a1)と、第2(メタ)アクリレート(a2)と、を含んでも良い。
前記第1(メタ)アクリレート(a1)が、第1エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記第1エポキシ樹脂が、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよく、エポキシ当量600g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよい。前記第1エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量475g/eq.のエポキシ樹脂、635g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。
前記第2(メタ)アクリレート(a2)が、第2エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記第2エポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であってもよい。前記第2エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量188g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。
前記第1(メタ)アクリレート(a1)が、第1エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記第1エポキシ樹脂が、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよく、エポキシ当量600g/eq.以上のエポキシ樹脂であってもよい。前記第1エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量475g/eq.のエポキシ樹脂、635g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。
前記第2(メタ)アクリレート(a2)が、第2エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物である。前記第2エポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であってもよい。前記第2エポキシ樹脂としては、例えば、エポキシ当量188g/eq.のエポキシ樹脂などが挙げられる。
本実施形態にかかる前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、前記第1(メタ)アクリレート(a1)と、前記第2(メタ)アクリレート(a2)と、を含む場合、前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)の製造方法において、原料配合順に限定されない。前記第1エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物、及び前記第2エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物を、それぞれ得てから、それらの反応生成物の混合物を得ることであってもよく;前記第1エポキシ樹脂と前記第2エポキシ樹脂との混合物を得てから、その混合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物を得ることであってもよい。
前記第1(メタ)アクリレート(a1)と、前記第2(メタ)アクリレート(a2)との質量比で、30:70~90:10であることが好ましく、50:50~90:10であることがより好ましく、60:40~80:20であることがさらに好ましい。上記の範囲内であれば、湿熱処理後の密着性を得られることから、好ましい。
[環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物で用いる環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)としては、例えば、ベンゾイルオキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート;下記一般式(3)
(式中、R5は炭素原子数1~5の炭化水素基、R6は水素原子またはメチル基を表し、nは平均値で0~3である。)
で表される2-フェニル-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン等;
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物で用いる環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)としては、例えば、ベンゾイルオキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート;下記一般式(3)
で表される2-フェニル-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2-フェニル-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン等;
クロロフェニル(メタ)アクリレート、ブロモフェニル(メタ)アクリレート、クロロベンジル(メタ)アクリレート、ブロモベンジル(メタ)アクリレート、クロロフェニルエチル(メタ)アクリレート、ブロモフェニルエチル(メタ)アクリレート、クロロフェノキシエチル(メタ)アクリレート、ブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリクロロフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリクロロベンジル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリブロモベンジル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリクロロフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2,4,6-トリブロモフェノキシエチル(メタ)アクリレートo-フェニルフェノール(ポリ)エトキシ(メタ)アクリレート、p-フェニルフェノール(ポリ)エトキシ(メタ)アクリレート等の芳香環を有する単官能(メタ)アクリル酸エステル類;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジルシクロカーボネート(メタ)アクリレート等の脂環及びヘテロ環構造を有する(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。
なお、前記単官能(メタ)アクリレート(b)はその一部、例えば単官能(メタ)アクリレート(b)の1~50重量%をヘテロ環構造を有するビニル化合物で置き換えることができる。ヘテロ環構造を有するビニル化合物としては、例えば、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクトン、アクリロイルホルモリン等が挙げられる。
これらのなかでも、芳香環を有する単官能(メタ)アクリル酸エステル類が、機械強度及び高屈折率を損なわないため、好適に用いることができる。
[2官能(メタ)アクリレート(c)]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、必須成分として、エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有するが、任意成分として、さらに2官能(メタ)アクリレート(c)を含んでも良い。前記2官能(メタ)アクリレート(c)を任意成分として含む場合、前記2官能(メタ)アクリレート(c)が前記一般式(1)で表される第1化合物(c1)と、前記一般式(2)で表される第2化合物(c2)と、を含有することが好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、必須成分として、エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有するが、任意成分として、さらに2官能(メタ)アクリレート(c)を含んでも良い。前記2官能(メタ)アクリレート(c)を任意成分として含む場合、前記2官能(メタ)アクリレート(c)が前記一般式(1)で表される第1化合物(c1)と、前記一般式(2)で表される第2化合物(c2)と、を含有することが好ましい。
本実施形態に係る2官能(メタ)アクリレート(c)は、前記一般式(1)で表される第1化合物(c1)、前記一般式(2)で表される第2化合物(c2)の以外に、更に必要に応じて他の2官能(メタ)アクリレートである第3化合物(c3)を含んでも良い。前記第3化合物(c3)が、プロピレンオキシド構造などのアルキレンオキシド構造を有する脂肪族2価アルコールの(メタ)アクリレートであってもよい。
次に、本実施形態で用いる2官能(メタ)アクリレート(c)の内、前記一般式(1)で表される第1化合物(c1)としては、例えば、エチレンオキシドの平均付加モル数〔前記一般式(1)中のm1+m2の平均値〕が1~5のエチレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの平均付加モル数が1~5のプロピレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの合計の平均付加モル数が1~5のエチレンオキシド・プロピレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
前記第1化合物(c1)のなかでも、エチレンオキシドの平均付加モル数が3~5のエチレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの平均付加モル数が3~5のプロピレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートが、優れた機械強度を発現させることから好ましく、エチレンオキシドの平均付加モル数が3~4のエチレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
また、前記第1化合物(c1)の市販品としては、例えば、アロニックスM-210、同M-211B〔以上、東亜合成(株)製〕、ライトアクリレートBP-4EA、同BP-4PA、ライトエステルBP-2EM〔以上、共栄社化学(株)製〕、NKエステルA-BPE-4、同BPE-100、同BPE-200〔以上、新中村化学工業(株)製〕、カヤラッドR-55〔以上、日本化薬(株)製〕、ビームセット750〔以上、荒川化学工業(株)製〕、SR-348、SR-349、SR-601〔以上、化薬サートマー(株)製〕、ニューフロンティアBPE-4、同BPP-4〔以上、第一工業製薬(株)製〕、ビスコート#700〔大阪有機化学工業(株)製〕、フォトマー4028(サンノプコ社製)、エベクリル150、同1150、BPA(EO3)DMA〔以上、ダイセルユーシービー(株)製〕、ブレンマーADBE-200、同PDBE-200、同ADBPシリーズ、同PDBPシリーズ、同ADBEPシリーズ、同PDBEPシリーズ〔以上、日本油脂(株)製〕等が挙げられる。
また、本実施形態で用いる前記2官能(メタ)アクリレート(c)の内、上記一般式(2)で表される第2化合物(c2)としては、例えば、エチレンオキシドの平均付加モル数〔前記一般式(2)中のn1+n2の平均値〕が8~20のエチレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの平均付加モル数が8~20のプロピレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの合計の平均付加モル数が8~20のエチレンオキシド・プロピレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
前記第2化合物(c2)のなかでも、エチレンオキシドの平均付加モル数が8~16のエチレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシドの平均付加モル数が8~16のプロピレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートが、優れた可とう性を発現させることから好ましく、エチレンオキシドの平均付加モル数が9~12のエチレンオキシド変性ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
また、前記第2化合物(c2)の市販品としては、例えば、SR-602、SR-480〔以上、化薬サートマー(株)製〕、ニューフロンティアBPE-10、同BPE-20、BPEM-10〔以上、第一工業製薬(株)製〕、フォトマー4025(サンノプコ社製)、NKエステルBPE-500〔新中村化学工業(株)製〕、ファンクリルFA-321M〔日立化成工業(株)製〕、ブレンマーPDBE-450、同43PDBPE-800B〔以上、日本油脂(株)製〕等が挙げられる。
さらに、本実施形態で用いる2官能(メタ)アクリレート(c)の内、アルキレンオキシド構造を有する脂肪族2価アルコールの(メタ)アクリレートである第3化合物(c3)としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート;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、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘプタエチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート;ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘプタプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのポリプロピレングリコールのジ(メタ)アクリレート;1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサメチレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールにカプロラクトン付加した化合物のジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸が2分子エステル結合した化合物等が挙げられる。
前記第3化合物(c3)のなかでも、プラスチック基材への密着性の特に良好な硬化物が得られることから、アルキレンオキシド構造がプロピレンオキシドである脂肪族2価アルコールの(メタ)アクリレートが好ましい。
また、前記2官能(メタ)アクリレート(c)の内、アルキレンオキシド付加モル数の異なった2種類のビスフェノールA骨格を有するジ(メタ)アクリレートである第1化合物(c1)及び第2化合物(c2)の質量比(c1)/(c2)は、密着性と機械強度のバランスの良好な硬化物が得られることから、20/80~80/20であることが好ましく、30/70~70/30であることがより好ましい。
さらに、前記2官能(メタ)アクリレート(c)の内、第3化合物(c3)の使用割合、例えば第1化合物(c1)と第2化合物(c2)の合計に対する第3化合物(c3)の質量比(c3)/〔(c1)+(c2)〕は、密着性と機械強度の良好な硬化物が得られることから、10/90~50/50であることが好ましく、20/80~45/55であることがより好ましい。
本実施形態で用いる前記2官能(メタ)アクリレート(c)の内、第3化合物(c3)は、例えば粘度や屈折率の微調整等の目的で必要に応じて併用されるものであり、例えば、ハロゲン化ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ハロゲン化ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールFのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールFのプロピレンオキシド付加物、ハロゲン化ビスフェノールFのエチレンオキシド付加物、ハロゲン化ビスフェノールFのプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールSのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールSのプロピレンオキシド付加物、ハロゲン化ビスフェノールSのエチレンオキシド付加物、ハロゲン化ビスフェノールSのプロピレンオキシド付加物、トリシクロデカンジメチロールなどの水酸基を2つ有する化合物に(メタ)アクリル酸が2分子エステル結合した化合物;
ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシフェニル]-スルフィド、ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル]-スルフィド、ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル]-スルフィド、ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシ-3-フェニルフェニル]-スルフィド、ビス[4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシ-3,5-ジメチルフェニル]-スルフィド、ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)スルフォンなどの含イオウ化合物;ジ[(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]フォスフェート等が挙げられる。
前記第3化合物(c3)の使用割合は、2官能(メタ)アクリレート(c)の全量100質量部に対して、通常70質量部以下であり、1~60質量部が好ましい。
[3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(d)]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、前記(a)、(b)及び(c)の3成分を必須成分とするが、さらに3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(d)、例えば3官能(メタ)アクリレートをも必須成分として含有させることが、架橋密度が高くなり硬化物の機械強度を向上させることができることから好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、前記(a)、(b)及び(c)の3成分を必須成分とするが、さらに3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(d)、例えば3官能(メタ)アクリレートをも必須成分として含有させることが、架橋密度が高くなり硬化物の機械強度を向上させることができることから好ましい。
前記多官能(メタ)アクリレート(d)としては、3官能以上の各種の多官能(メタ)アクリレートが使用できるが、なかでも、プロピレンオキシド構造を有する脂肪族多価アルコールの(メタ)アクリレート(d1)を用いた場合、プラスチック基材との密着性を損なわずに架橋密度を高くすることができるため、好適に用いることができる。
前記プロピレンオキシド構造を有する脂肪族多価アルコールの(メタ)アクリレート(d1)としては、例えば、トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、テトラメチロールメタン等の3官能以上の多価アルコールに、1~20モルのプロピレンオキシドを付加させた後、(メタ)アクリル酸をエステル結合させた化合物等が挙げられ、なかでも、脂肪族3価アルコールに3~9モルのプロピレンオキシドを付加させた後、(メタ)アクリル酸をエステル結合させた化合物が好ましい。
前記プロピレンオキシド構造を有する脂肪族多価アルコールの(メタ)アクリレート(d1)以外の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリ[(メタ)アクリロイルオキシエトキシ]フォスフェート等の多官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
[熱可塑性樹脂(e)]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、前記(a)、(b)及び必要があれば(c)または(d)を含んでよいが、さらに熱可塑性樹脂(e)を含んでもよい。前記熱可塑性樹脂(c)としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート系共重合体等のアクリル系樹脂;ポリウレタン系樹脂;ポリエステル系樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスチレン、スチレン-メチルメタクリレート系共重合体等のスチレン系樹脂;ポリブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル系共重合体等物のポリブタジエン系樹脂;フェノキシ樹脂等の熱可塑性エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられるが、なかでも、優れた形状復元性を発現すると共に、前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)や2官能(メタ)アクリレート(c)との相溶性に優れることから、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる1種以上の熱可塑性樹脂が好ましく、ポリウレタン系樹脂及び/またはポリエステル系樹脂が特に好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、前記(a)、(b)及び必要があれば(c)または(d)を含んでよいが、さらに熱可塑性樹脂(e)を含んでもよい。前記熱可塑性樹脂(c)としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、メチルメタクリレート系共重合体等のアクリル系樹脂;ポリウレタン系樹脂;ポリエステル系樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリスチレン、スチレン-メチルメタクリレート系共重合体等のスチレン系樹脂;ポリブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル系共重合体等物のポリブタジエン系樹脂;フェノキシ樹脂等の熱可塑性エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられるが、なかでも、優れた形状復元性を発現すると共に、前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)や2官能(メタ)アクリレート(c)との相溶性に優れることから、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂及びポリエステル系樹脂からなる群から選ばれる1種以上の熱可塑性樹脂が好ましく、ポリウレタン系樹脂及び/またはポリエステル系樹脂が特に好ましい。
さらに、本実施形態で用いる前記熱可塑性樹脂(e)のガラス転移温度(Tg)としては、形状復元性を向上させることから、ガラス転移温度(Tg)が20℃以下の熱可塑性樹脂が好ましく、-70~10℃の熱可塑性樹脂がより好ましく、-70~-43℃の熱可塑性樹脂がさらに好ましい。
なお、本実施形態においてガラス転移温度(Tg)の値は、示差走査熱量計(DSC)を用い、昇温速度10℃/分、測定温度-100~150℃での条件で測定したデータから求められた値として規定した。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、2官能(メタ)アクリレート(c)と、熱可塑性樹脂(e)の合計100質量部中の各成分の含有量は、硬化物の形状復元性が良好で、機械強度が高く、特に高い屈折率を発現することから、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が30~100質量部、2官能(メタ)アクリレート(c)が5~60質量部、熱可塑性樹脂(c)が0.5~15質量部であることが好ましく、なかでも、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が35~65質量部、2官能(メタ)アクリレート(c)が0~50質量部、熱可塑性樹脂(e)が0~10質量部であることが特に好ましい。
[活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の組成]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、架橋密度が向上すると共に、プラスチック基材に対する密着性が良好で、硬化させた樹脂層が優れた機械強度と、特に高い屈折率を発現することから、(a)と(b)の合計量に対して、各成分の含有量は、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が30~85質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が5~60質量%であることがより好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がさらに2官能(メタ)アクリレート(c)を含む場合、各成分の含有量は、(a)(b)(c)成分の合計量に対して、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、20~80質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が5~60質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が10~50質量%であることが好ましい。エポキシ(メタ)アクリレート(a)が30~70質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が10~50質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が20~45質量%であることがより好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物において、架橋密度が向上すると共に、プラスチック基材に対する密着性が良好で、硬化させた樹脂層が優れた機械強度と、特に高い屈折率を発現することから、(a)と(b)の合計量に対して、各成分の含有量は、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が30~85質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が5~60質量%であることがより好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がさらに2官能(メタ)アクリレート(c)を含む場合、各成分の含有量は、(a)(b)(c)成分の合計量に対して、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、20~80質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が5~60質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が10~50質量%であることが好ましい。エポキシ(メタ)アクリレート(a)が30~70質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が10~50質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が20~45質量%であることがより好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がさらに多官能(メタ)アクリレート(d)を含む場合、各成分の含有量は、(a)(b)(c)(d)成分の合計量に対してエポキシ(メタ)アクリレート(a)が、20~80質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が5~60質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が0~60質量%、多官能(メタ)アクリレート(d)が0~10質量%であることが好ましい。エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、25~70質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が10~50質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が0~50質量%、多官能(メタ)アクリレート(d)が0~5質量%であることがより好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物がさらに熱可塑性樹脂(e)を含む場合、各成分の含有量は、エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、30~80質量%、単官能(メタ)アクリレート(b)が5~50質量%、2官能(メタ)アクリレート(c)が0~60質量%、多官能(メタ)アクリレート(d)が0~10質量%、熱可塑性樹脂(e)が0~5質量%であることが好ましい。
[活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の物性]
上記のような各成分からなる本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化後の屈折率は、物品として光学部品、レンズ、レンズシートを製造する場合に、十分な輝度向上効果を得、レンズ形状を浅くして母型からの離型性を良好にするため、1.55以上であることが好ましい。
上記のような各成分からなる本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化後の屈折率は、物品として光学部品、レンズ、レンズシートを製造する場合に、十分な輝度向上効果を得、レンズ形状を浅くして母型からの離型性を良好にするため、1.55以上であることが好ましい。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の粘度は、母型へ均一に塗布することができ、さらに微細構造を有する母型の複製が可能であるようにするため、25℃で1,000~30,000mPa・sの範囲にあることが好ましく、なかでも1,000~20,000mPa・sであることが特に好ましい。上記範囲以外の粘度であっても、樹脂組成物の温度をコントロールして粘度を調節するなどの方法を取れば、使用することができる。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、活性エネルギー線を照射することにより硬化することができる。活性エネルギー線とは、電磁波または荷電粒子線のうち、分子を重合、架橋しうるエネルギー量子を有するものを意味し、例えば、可視光線、紫外線、X線等の電磁波、または電子線等の荷電粒子線が挙げられる。これらの内で実用上良く用いられるのは、可視光線、紫外線、または電子線である。
紫外線の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、ブラックライトランプ、メタルハライドランプ等の光源を用いることができる。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を可視光線または紫外線により硬化させる場合には、紫外線または可視光線の照射によって、解離し、ラジカルを発生するような光(重合)開始剤を含有させる。
[光(重合)開始剤]
本実施形態にかかる光(重合)開始剤としては、光の照射により解離してラジカルを発生するような各種の光重合開始剤が使用でき、例えば、ベンゾフェノン、3,3′-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、4,4′-ビスジメチルアミノベンゾフェノン、4,4′-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4,4′-ジクロロベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、3,3′,4,4′-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類;キサントン、チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントンなどのキサントン、チオキサントン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのアシロインエーテル類;ベンジル、ジアセチルなどのα-ジケトン類;テトラメチルチウラムジスルフィド、p-トリルジスルフィドなどのスルフィド類;4-ジメチルアミノ安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸類;
本実施形態にかかる光(重合)開始剤としては、光の照射により解離してラジカルを発生するような各種の光重合開始剤が使用でき、例えば、ベンゾフェノン、3,3′-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、4,4′-ビスジメチルアミノベンゾフェノン、4,4′-ビスジエチルアミノベンゾフェノン、4,4′-ジクロロベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、3,3′,4,4′-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類;キサントン、チオキサントン、2-メチルチオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントンなどのキサントン、チオキサントン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテルなどのアシロインエーテル類;ベンジル、ジアセチルなどのα-ジケトン類;テトラメチルチウラムジスルフィド、p-トリルジスルフィドなどのスルフィド類;4-ジメチルアミノ安息香酸、4-ジメチルアミノ安息香酸エチルなどの安息香酸類;
3,3′-カルボニル-ビス(7-ジエチルアミノ)クマリン、1-ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、2,2′-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2-モルフオリノプロパン-1-オン、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)-ブタン-1-オン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、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シド、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シド、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、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-(4-ドデシルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-ベンゾイル-4′-メチルジメチルスルフィド、2,2′-ジエトキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタ-ル、ベンジル-β-メトキシエチルアセタール、o-ベンゾイル安息香酸メチル、ビス(4-ジメチルアミノフェニル)ケトン、p-ジメチルアミノアセトフェノン、α,α-ジクロロ-4-フェノキシアセトフェノン、ペンチル-4-ジメチルアミノベンゾエート、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾリルニ量体、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-[ジ-(エトキシカルボニルメチル)アミノ]フェニル-S-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(4-エトキシ)フェニル-S-トリアジン、2,4-ビス-トリクロロメチル-6-(3-ブロモ-4-エトキシ)フェニル-S-トリアジンアントラキノン、2-t-ブチルアントラキノン、2-アミルアントラキノン、β-クロルアントラキノンなどが挙げられる。
また、光(重合)開始剤の市販品としては、例えば、Irgacure-184、同149、同261、同369、同500、同651、同784、同819、同907、同1116、同1664、同1700、同1800、同1850、同2959、同4043、Darocur-1173(チバスペシャルティーケミカルズ社製)、ルシリンTPO(BASFF社製)、KAYACURE-DETX、同MBP、同DMBI、同EPA、同OA〔日本化薬(株)製〕、VICURE-10、同55(STAUFFER Co.LTD製)、TRIGONALP1(AKZO Co.LTD製)、SANDORY 1000(SANDOZ Co.LTD製)、DEAP(APJOHN Co.LTD製)、QUANTACURE-PDO、同ITX、同EPD(WARD BLEKINSOP Co.LTD製)等が挙げられる。
さらに、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物では、光重合開始剤に各種の光増感剤を併用することができ、例えば、アミン類、尿素類、含硫黄化合物、含燐化合物、含塩素化合物またはニトリル類もしくはその他の含窒素化合物等が挙げられる。
具体的に、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、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、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、2,2′-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、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シド、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シド、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-1-プロパノン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-ブタン-1-オンの群から選ばれる1種または2種類以上の混合系が、高い硬化性が得られるため特に好ましい。
これら光増感剤は、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることもできる。その使用量は特に制限はないが、感度を良好に保ち、結晶の析出、塗膜物性の劣化等防止するため、該活性エネルギー線硬化型樹脂組成物100質量部に対して0.05~20質量部用いることが好ましく、なかでも0.1~10質量部が特に好ましい。
また、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いた物品の製造では、紫外線等の活性エネルギー線は、支持体となる透明基板面を通して照射される場合が多い。そのため、光(重合)開始剤は、長波長領域に吸光能力を有する開始剤が好ましく、例えば、紫外線が360~450nmの範囲において光開始能力を発揮する光(重合)開始剤の使用が望ましい。450nmを越える光でも強い吸収を有するものは、安定性に劣るため完全に遮光した環境での製造が必要となり、その取扱いが困難となる。なお、電子線を用いる場合は、これら光(重合)開始剤や光増感剤は不要である。
電子線の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器等の照射源を備えた装置を用いることができ、100~1,000KeV、好ましくは100~300KeVのエネルギーを持つ電子を照射する。照射線量としては、通常0.5~30Mrad程度が好ましい。
[その他の添加剤]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、基材上に形成された硬化樹脂成形層に耐光性が要求される場合等、必要に応じて、紫外線吸収剤を添加することができる。さらに、塗膜の改質や塗装適性、母型からの離型性を改善させる場合には、酸化防止剤、シリコン系添加剤、フッ素系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、離型剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、防曇剤、着色剤等を添加することも可能である。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、基材上に形成された硬化樹脂成形層に耐光性が要求される場合等、必要に応じて、紫外線吸収剤を添加することができる。さらに、塗膜の改質や塗装適性、母型からの離型性を改善させる場合には、酸化防止剤、シリコン系添加剤、フッ素系添加剤、レオロジーコントロール剤、脱泡剤、離型剤、シランカップリング剤、帯電防止剤、防曇剤、着色剤等を添加することも可能である。
<紫外線吸収剤>
紫外線吸収剤としては、例えば、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等のトリアジン誘導体、2-(2′-キサンテンカルボキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-o-ニトロベンジロキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-キサンテンカルボキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン、2-o-ニトロベンジロキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-ドデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン、2-[4-{(2-ヒドロキシ-3-トリデシルオキシプロピル)オキシ}-2-ヒドロキシフェニル]-4,6-ビス(2,4-ジメチルフェニル)-1,3,5-トリアジン等のトリアジン誘導体、2-(2′-キサンテンカルボキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-(2′-o-ニトロベンジロキシ-5′-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2-キサンテンカルボキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノン、2-o-ニトロベンジロキシ-4-ドデシロキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
<酸化防止剤>
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、ヒンダードアミン系酸化防止剤、有機硫黄系酸化防止剤、リン酸エステル系酸化防止剤等が挙げられる。
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、ヒンダードアミン系酸化防止剤、有機硫黄系酸化防止剤、リン酸エステル系酸化防止剤等が挙げられる。
<シリコン系添加剤>
シリコン系添加剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロゲンポリシロキサン、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン共重合体、ポリエステル変性ジメチルポリシロキサン共重合体、フッ素変性ジメチルポリシロキサン共重合体、アミノ変性ジメチルポリシロキサン共重合体など如きアルキル基やフェニル基を有するポリオルガノシロキサン類が挙げられる。
シリコン系添加剤としては、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロゲンポリシロキサン、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン共重合体、ポリエステル変性ジメチルポリシロキサン共重合体、フッ素変性ジメチルポリシロキサン共重合体、アミノ変性ジメチルポリシロキサン共重合体など如きアルキル基やフェニル基を有するポリオルガノシロキサン類が挙げられる。
上記した如き種々の添加剤の使用量としては、その効果を十分発揮し、また紫外線硬化を阻害しない範囲であることから、該活性エネルギー線硬化型樹脂組成物100質量部に対し、それぞれ0.01~5質量部の範囲であることが好ましい。
[活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の応用]
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、フィルム状、シート状、板状の透明基材上の樹脂硬化物からなる成形樹脂層を設けた構造の各種物品に適した材料である。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、フィルム状、シート状、板状の透明基材上の樹脂硬化物からなる成形樹脂層を設けた構造の各種物品に適した材料である。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物は、光学レンズ、光学フィルム、反射防止材料、薄膜封止材料、光学用粘着剤、光学用接着剤、拡散マイクロレンズ等、種々用途に使用することができる。
また本実施形態の硬化物の形状は特に限定されず、平滑な面を有する平らなシート状、微細凹凸構造を有するシート状、凹レンズ又は凸レンズのように湾曲した表面を有するシート状等用途に応じて選択可能である。
また本実施形態活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物は、微細凹凸構造を有さず、平滑な面を有していても構わない。各種用途に応じて適宜形状を選択可能である。
また本実施形態の硬化物の形状は特に限定されず、平滑な面を有する平らなシート状、微細凹凸構造を有するシート状、凹レンズ又は凸レンズのように湾曲した表面を有するシート状等用途に応じて選択可能である。
また本実施形態活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物は、微細凹凸構造を有さず、平滑な面を有していても構わない。各種用途に応じて適宜形状を選択可能である。
なかでも、光学部品、レンズ等の透明性を必要とする物品の製造に用いる場合には、厚み200±25μmの硬化物において400~900nmの波長領域の光線透過率が80%以上、好ましくは85%以上となるように各樹脂組成物成分を組み合わせて用いることが好ましい。
これらの物品は、例えば、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、必要とされる微細形状を有する母型上に塗布し、その層の上に支持体となる透明基板を接着させ、次いで透明基材面から活性エネルギー線を照射して該樹脂組成物を硬化させた後、該母型から剥離することにより製造される。
これに用いることができるフィルム状、シート状、板状の透明基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート樹脂、メチルメタクリレート系共重合物などのアクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリメタクリルイミド樹脂等が挙げられる。また、プラスチック基材ではないが、ガラス基材などの無機基材も同様に用いることが可能である。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物は、プラスチック基材上に、樹脂硬化物からなる微細なレンズパターンの光学成形層を設けた各種レンズシートに適した材料である。これらのレンズシートとしては、例えば、後述のフレネルレンズシートなどが挙げられる。
(硬化塗膜)
本発明の一実施形態の硬化塗膜(本実施形態の硬化塗膜ともいう。)は、前述本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の、硬化反応物である。本実施形態の硬化塗膜は、光学レンズに用いた場合に薄膜化が可能となったり、光学フィルムでは、透明電極との屈折率差を小さくして透明電極が目立たなくできたり、低屈折率層と組合せることにより反射防止機能を付与したり、LED封止材では発光素子部位からの光取出し効率を高める等の観点から、硬化物の屈折率(594nm)が1.500以上であることが好ましく、1.55以上であることがさらに好ましい。
本実施形態の硬化塗膜は、透明性向上の観点から、硬化塗膜の膜厚が8μm以上12μm以下の際のヘイズ値が2.0%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。
本発明の一実施形態の硬化塗膜(本実施形態の硬化塗膜ともいう。)は、前述本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の、硬化反応物である。本実施形態の硬化塗膜は、光学レンズに用いた場合に薄膜化が可能となったり、光学フィルムでは、透明電極との屈折率差を小さくして透明電極が目立たなくできたり、低屈折率層と組合せることにより反射防止機能を付与したり、LED封止材では発光素子部位からの光取出し効率を高める等の観点から、硬化物の屈折率(594nm)が1.500以上であることが好ましく、1.55以上であることがさらに好ましい。
本実施形態の硬化塗膜は、透明性向上の観点から、硬化塗膜の膜厚が8μm以上12μm以下の際のヘイズ値が2.0%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがさらに好ましい。
[硬化塗膜の製造方法]
本実施形態の硬化塗膜の製造方法は、例えば、透明フィルムなどの基材の上、前述本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗布し、自然または強制乾燥させる塗布工程と;塗布工程で得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の膜に対して、活性エネルギー線を照射し硬化する硬化工程と、を含む。
透明フィルムなどの基材への塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばロットまたはワイヤーバー等を用いた方法や、マイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロットまたはスピン等の各種コーティング方法を用いることができる。
本実施形態の硬化塗膜の製造方法は、例えば、透明フィルムなどの基材の上、前述本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を塗布し、自然または強制乾燥させる塗布工程と;塗布工程で得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の膜に対して、活性エネルギー線を照射し硬化する硬化工程と、を含む。
透明フィルムなどの基材への塗布方法としては、公知の方法を用いることができ、例えばロットまたはワイヤーバー等を用いた方法や、マイクログラビア、グラビア、ダイ、カーテン、リップ、スロットまたはスピン等の各種コーティング方法を用いることができる。
前記乾燥温度と時間は、特に限定されないが、使用する溶剤によって、例えば、50~150℃で20~80秒間であることができる。
前記活性エネルギー線は、本実施形態の硬化型組成物が硬化を起こす活性エネルギー線であれば特に制限なく用いることができるが、特に紫外線を用いることが好ましい。
紫外線の発生源としては、蛍光ケミカルランプ、ブラックライト、低圧、高圧、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、太陽光線などがある。例えば、80W高圧水銀ランプを用いることができる。
紫外線の照射強度は、終始一定の強度でも行って良いし、硬化途中で強度を変化させることにより、硬化後の物性を微調整することもできる。例えば、窒素雰囲気下、80W高圧水銀ランプを用いる場合、紫外線を0.5~3.0kJ/m2のエネルギー数値で照射することができる。
紫外線の照射強度は、終始一定の強度でも行って良いし、硬化途中で強度を変化させることにより、硬化後の物性を微調整することもできる。例えば、窒素雰囲気下、80W高圧水銀ランプを用いる場合、紫外線を0.5~3.0kJ/m2のエネルギー数値で照射することができる。
紫外線の他、活性エネルギー線として、例えば可視光線、電子線類の活性エネルギー線も用いることができる。
(積層体)
本発明の一実施形態の積層体(本実施形態の積層体ともいう。)は、上記本実施形態にかかる硬化塗膜と基材とを含む。
本発明の一実施形態の積層体(本実施形態の積層体ともいう。)は、上記本実施形態にかかる硬化塗膜と基材とを含む。
[基材]
本実施形態にかかる基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロール(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を主成分とするアクリル基材、ガラス、シリコンウエハーなどが挙げられる。
本実施形態にかかる基材の膜厚が、1~300μmであることが好ましく、5~100であることがより好ましい。
本実施形態にかかる基材の具体例は、例えば、50~150μmのPET基材などが挙げられる。
本実施形態にかかる基材として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロール(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)を主成分とするアクリル基材、ガラス、シリコンウエハーなどが挙げられる。
本実施形態にかかる基材の膜厚が、1~300μmであることが好ましく、5~100であることがより好ましい。
本実施形態にかかる基材の具体例は、例えば、50~150μmのPET基材などが挙げられる。
[積層体の製造方法]
本実施形態の積層体を製造する方法は、特に限定されなく、例えば、加温した前述本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、成形用金型に充填する工程(必要に応じて乾燥する工程を含む)と、前記基材を空気が混入しないように加圧積層する工程とし、紫外線ランプを用いて、紫外線照射を行い、樹脂組成物を硬化させる工程と、その後、離型し、賦形シートを形成する工程と、含むことが好ましい。
本実施形態の積層体を製造する方法は、特に限定されなく、例えば、加温した前述本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、成形用金型に充填する工程(必要に応じて乾燥する工程を含む)と、前記基材を空気が混入しないように加圧積層する工程とし、紫外線ランプを用いて、紫外線照射を行い、樹脂組成物を硬化させる工程と、その後、離型し、賦形シートを形成する工程と、含むことが好ましい。
[レンズ]
本発明の一実施形態のレンズ(本実施形態のレンズともいう。)としては、例えば、図1に示す透過型スクリーンレンズ1が挙げられる。図1に、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いたフレネルレンズシート、及びそのフレネルレンズシートを用いた透過型スクリーン断面図の例を示す。
本発明の一実施形態のレンズ(本実施形態のレンズともいう。)としては、例えば、図1に示す透過型スクリーンレンズ1が挙げられる。図1に、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いたフレネルレンズシート、及びそのフレネルレンズシートを用いた透過型スクリーン断面図の例を示す。
図1に示される透過型スクリーンレンズ1は、フレネルレンズシート2及びレンチキュラーレンズシート3とからなる。フレネルレンズシート2は、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を硬化させてなるフレネルレンズ形状の樹脂層4をプラスチック基材5上に有している。
本発明のレンズシートに用いられるプラスチック基材としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂からなる基材等が挙げられる。特に、メチルメタリレートを主成分とするアクリル系樹脂からなる基材とポリエステル系樹脂からなる基材は、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物との密着性が良好であるため、いずれも好適に用いられる。
さらに、前記透過型スクリーン1は、図1に示されるレンチキュラーレンズシート3と組み合わせる以外にも、他の形状を有するレンズシートと組み合わせることもできる。
本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いてフレネルレンズシート2を製造する方法としては、例えば、フレネルレンズ成形用母型に前記樹脂組成物を充填した後、充填された前記樹脂組成物上にプラスチック基材を空気が混入しないように加圧積層して密着させ、プラスチック基材側から紫外線等の活性エネルギ一線を照射して前記樹脂組成物を硬化させた後、フレネルレンズ成形用母型力離型する方法などが挙げられる。また、レンチキュラーレンズシート3を製造する方法としては、例えば、ロール状のレンチキュラーレンズ成形用母型に本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を連続的に充填した後、充填された前記樹脂組成物上にプラスチック基材を空気が混入しないように連続的に密着させ、プラスチック基材側から紫外線等の活性エネルギー線を照射して前記樹脂組成物を硬化させた後、ロール状のレンチキュラーレンズ成形用母型から離型する連続製造方法などが挙げられる。
本実施形態のレンズシートは、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いてレンズ面を形成しているので、プラスチック基材に対する密着性、形状復元性及び機械強度に優れ、成形加工性が良好で、しかも、特に高い屈折率を発現するレンズシートとなる。従って、例えば、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を用いたフレネルレンズシートを用いて透過型スクリーンを作成した場合、レンチキュラーレンズ接触圧、テレビユニットセッティング後のアッセンブリーによる圧力に対する復元による耐性が向上し、スクリーンセッティング上の取り扱い、即ち、作業性や組み立てに関する設計が容易となるという特徴を有する。また、高い屈折率であるので、短焦点化のレンズ設計にも対応可能であるという特徴を有する。
次に、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるべきものではない。尚、例中の部及び%は、特に記載のない限り、すべて質量基準である。
(実施例1~6及び比較例1~3)
表1に示す配合により、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を調製した。なお、各組成物中のエポキシ(メタ)アクリレート(a)の原料である2種以上のエポキシ樹脂における平均エポキシ当量を表1に示した。
表1に示す配合により、本実施形態の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を調製した。なお、各組成物中のエポキシ(メタ)アクリレート(a)の原料である2種以上のエポキシ樹脂における平均エポキシ当量を表1に示した。
(評価サンプル作製)
下記の方法により、測定用の硬化樹脂フィルム、硬化樹脂層付き基板及びフレネルレンズシートを作製した。
(S1)硬化樹脂フィルムの作製
40℃に加温した活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、クロムメツキした金属板と透明表面未処理PETフィルムとの間に入れた後に厚さを調整し、高圧水銀灯により1000mJ/cm2の紫外線を透明基材側から照射して硬化させた後、金属板及び透明基材から活性エネルギー線硬化樹脂組成物層を剥離し、表面が平滑な厚さが200±25μmの硬化樹脂フィルムを作製した。
下記の方法により、測定用の硬化樹脂フィルム、硬化樹脂層付き基板及びフレネルレンズシートを作製した。
(S1)硬化樹脂フィルムの作製
40℃に加温した活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、クロムメツキした金属板と透明表面未処理PETフィルムとの間に入れた後に厚さを調整し、高圧水銀灯により1000mJ/cm2の紫外線を透明基材側から照射して硬化させた後、金属板及び透明基材から活性エネルギー線硬化樹脂組成物層を剥離し、表面が平滑な厚さが200±25μmの硬化樹脂フィルムを作製した。
(S2)硬化樹脂層付き基板の作製
40℃に加温した活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、クロムメツキした金属板と縦10cm、横10cm、厚さ2mmのメチルメタクリレート系樹脂からなる基材との間に入れた後に厚さを調整し、高圧水銀灯により1000mJ/cm2の紫外線を透明基材側から照射して硬化させ、透明基材を活性エネルギー線硬化樹脂組成物層と共に金属板から剥離し、透明基材に厚さ150±25μmの表面が平滑な硬化樹脂層付き基板を作製した。
40℃に加温した活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を、クロムメツキした金属板と縦10cm、横10cm、厚さ2mmのメチルメタクリレート系樹脂からなる基材との間に入れた後に厚さを調整し、高圧水銀灯により1000mJ/cm2の紫外線を透明基材側から照射して硬化させ、透明基材を活性エネルギー線硬化樹脂組成物層と共に金属板から剥離し、透明基材に厚さ150±25μmの表面が平滑な硬化樹脂層付き基板を作製した。
(S3)フレネルレンズシートの作製
42℃に加温した活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を加温したフレネルレンズ成形用金型に充填した後、充填された前記樹脂組成物の温度を42℃に保ちながら、前記樹脂組成物上に厚さ2mmのメチノレメタタリレート系樹脂からなる基材を空気が混入しないように加圧積層し、メタルハライドタイプの紫外線ランプ〔日本電池(株)製〕を用い、積算光量:2000mJ/cm2、ピーク照度:250mW/cm2の条件で紫外線照射を行なって、樹脂組成物を硬化させ、離型し、フレネルレンズシートを作製した。
42℃に加温した活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を加温したフレネルレンズ成形用金型に充填した後、充填された前記樹脂組成物の温度を42℃に保ちながら、前記樹脂組成物上に厚さ2mmのメチノレメタタリレート系樹脂からなる基材を空気が混入しないように加圧積層し、メタルハライドタイプの紫外線ランプ〔日本電池(株)製〕を用い、積算光量:2000mJ/cm2、ピーク照度:250mW/cm2の条件で紫外線照射を行なって、樹脂組成物を硬化させ、離型し、フレネルレンズシートを作製した。
(評価方法)
得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、硬化樹脂フィルム、硬化樹脂層付き基板及びフレネルレンズシートを用い、粘度、液屈折率、硬化物屈折率、注型作業性、形状再現性、耐割れ・欠け性、密着性(室温)、密着性(40℃/90%/300hrs)、密着性(65℃/95%/300hrs)の評価を下記の測定・試験方法に従って行った。評価結果を表2に示す。
得られた活性エネルギー線硬化型樹脂組成物、硬化樹脂フィルム、硬化樹脂層付き基板及びフレネルレンズシートを用い、粘度、液屈折率、硬化物屈折率、注型作業性、形状再現性、耐割れ・欠け性、密着性(室温)、密着性(40℃/90%/300hrs)、密着性(65℃/95%/300hrs)の評価を下記の測定・試験方法に従って行った。評価結果を表2に示す。
(V1)粘度
表1に示す配合により調製された活性エネルギー線硬化型樹脂組成物のE型回転粘度計、25℃での粘度測定(mPa・s)を行った。
表1に示す配合により調製された活性エネルギー線硬化型樹脂組成物のE型回転粘度計、25℃での粘度測定(mPa・s)を行った。
(V2)液屈折率
液状サンプルの屈折率を測定した。液状サンプルは、Abbe屈折計のプリズムに直接塗布し、25℃にて液屈折率の測定を行った。
液状サンプルの屈折率を測定した。液状サンプルは、Abbe屈折計のプリズムに直接塗布し、25℃にて液屈折率の測定を行った。
(V3)硬化物屈折率
硬化サンプルの屈折率を測定した。硬化サンプルは、硬化樹脂フィルム(F)を試料とし、試料をプリズムに密着させる中間液として、1-ブロモナフタレンを用い、Abbe屈折計にて、試料温度25℃で硬化物屈折率の測定を行った。
硬化サンプルの屈折率を測定した。硬化サンプルは、硬化樹脂フィルム(F)を試料とし、試料をプリズムに密着させる中間液として、1-ブロモナフタレンを用い、Abbe屈折計にて、試料温度25℃で硬化物屈折率の測定を行った。
(V4)注型作業性
フレネルレンズシート作成時に、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をフレネルレンズ成形用金型とアクリル樹脂板との間に入れる作業の難易度を判定し、作業性のよいものを◎、悪いものを×とした。
フレネルレンズシート作成時に、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物をフレネルレンズ成形用金型とアクリル樹脂板との間に入れる作業の難易度を判定し、作業性のよいものを◎、悪いものを×とした。
(V5)形状再現性
フレネルレンズシート作成時に、フレネルレンズ成形用金型からの剥離後のフレネルレンズシート外観を目視して観察し、抜けのない均一な表面形状がえられたものを◎、金型細部へ樹脂が未到達状態、樹脂泡ガミなどのため一部に形状の抜け落ちが見られたものを×とした。
フレネルレンズシート作成時に、フレネルレンズ成形用金型からの剥離後のフレネルレンズシート外観を目視して観察し、抜けのない均一な表面形状がえられたものを◎、金型細部へ樹脂が未到達状態、樹脂泡ガミなどのため一部に形状の抜け落ちが見られたものを×とした。
(V6)耐割れ・欠け性
市販の精密カッターナイフを用いて、硬化樹脂層付き基板を硬化型樹脂層側から刃が当たるようにして切断した際に、硬化型樹脂あるいは基板に損傷がなかった時を◎、欠けや割れ生じた時を×とした。
市販の精密カッターナイフを用いて、硬化樹脂層付き基板を硬化型樹脂層側から刃が当たるようにして切断した際に、硬化型樹脂あるいは基板に損傷がなかった時を◎、欠けや割れ生じた時を×とした。
(V7)密着性(室温)
室温において、硬化樹脂層付き基板を用い、この基板と硬化型樹脂層との密着性をJISK5600-5-6に準拠して測定した。100升の升目が全て残存する時を◎、(95~99)/100の升目が残存する時を〇、(80~94)/100の升目が残存する時を△として、それ以外を×とした。
室温において、硬化樹脂層付き基板を用い、この基板と硬化型樹脂層との密着性をJISK5600-5-6に準拠して測定した。100升の升目が全て残存する時を◎、(95~99)/100の升目が残存する時を〇、(80~94)/100の升目が残存する時を△として、それ以外を×とした。
(V8)密着性(40℃/90%/300hrs)
硬化樹脂層付き基板を用い、温度40℃及び湿度90%の保存室に300時間(hrs)に保存した後、この基板と硬化型樹脂層との密着性をJISK5600-5-6に準拠して測定した。100升の升目が全て残存する時を◎、(95~99)/100の升目が残存する時を〇、(80~94)/100の升目が残存する時を△として、それ以外を×とした。
硬化樹脂層付き基板を用い、温度40℃及び湿度90%の保存室に300時間(hrs)に保存した後、この基板と硬化型樹脂層との密着性をJISK5600-5-6に準拠して測定した。100升の升目が全て残存する時を◎、(95~99)/100の升目が残存する時を〇、(80~94)/100の升目が残存する時を△として、それ以外を×とした。
(V9)密着性(65℃/95%/300hrs)
硬化樹脂層付き基板を用い、温度65℃及び湿度95%の保存室に300時間(hrs)に保存した後、この基板と硬化型樹脂層との密着性をJISK5600-5-6に準拠して測定した。100升の升目が全て残存する時を◎、(95~99)/100の升目が残存する時を〇、(80~94)/100の升目が残存する時を△として、それ以外を×とした。
硬化樹脂層付き基板を用い、温度65℃及び湿度95%の保存室に300時間(hrs)に保存した後、この基板と硬化型樹脂層との密着性をJISK5600-5-6に準拠して測定した。100升の升目が全て残存する時を◎、(95~99)/100の升目が残存する時を〇、(80~94)/100の升目が残存する時を△として、それ以外を×とした。
<表1の脚注>
単位:質量部
(a-1-1):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量635g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(a-1-2):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量475g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(a-2):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量188g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(a-3):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量380g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
単位:質量部
(a-1-1):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量635g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(a-1-2):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量475g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(a-2):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量188g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(a-3):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量380g/eq)とアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート
(b-1):フェノキシエチルアクリレート
(b-2):2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート
(b-2):2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレート
(c-1):エチレンオキサイド変性ビスフェノールAのジアクリレート (m1+m2=4)
(c-2):エチレンオキサイド変性ビスフェノールAのジアクリレート (n1+n2=10)
(c-3):トリプロピレングリコールジアクリレート
(c-2):エチレンオキサイド変性ビスフェノールAのジアクリレート (n1+n2=10)
(c-3):トリプロピレングリコールジアクリレート
(d-1):トリメチロールプロパンにプロピレンオキシドが平均6モル付加した多価アルコールのトリアクリレート
(d-2):トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレー
(d-2):トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレー
(e-1):ポリウレタン樹脂(脂肪族ポリエステルジオール/ヘキサメチレンジイシシアネート系樹脂、GPC法による重量平均分子量=85,000、Tg=-49℃)
(e-2):メチルメタクリレートを主成分としてなるアクリル系樹脂(GPC法による重量平均分子量=105,000、Tg=98℃)
(光開始剤):1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(e-2):メチルメタクリレートを主成分としてなるアクリル系樹脂(GPC法による重量平均分子量=105,000、Tg=98℃)
(光開始剤):1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(考察)
表1及び表2に示すように、互いに異なるエポキシ当量を有する2種以上のエポキシ樹脂を使用し、2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満であるエポキシ(メタ)アクリレート(a)を使用した実施例1~6では、従来技術に加え、更に、湿熱処理後の密着性が向上した。
一方、単一のエポキシ樹脂を反応原料とするエポキシ(メタ)アクリレート(a)を使用した比較例比較例1~3では、湿熱密着性が低下した。中でも単一のエポキシ樹脂のエポキシ当量が450以上の比較例3では常温での密着性も低下することを確認した。
表1及び表2に示すように、互いに異なるエポキシ当量を有する2種以上のエポキシ樹脂を使用し、2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満であるエポキシ(メタ)アクリレート(a)を使用した実施例1~6では、従来技術に加え、更に、湿熱処理後の密着性が向上した。
一方、単一のエポキシ樹脂を反応原料とするエポキシ(メタ)アクリレート(a)を使用した比較例比較例1~3では、湿熱密着性が低下した。中でも単一のエポキシ樹脂のエポキシ当量が450以上の比較例3では常温での密着性も低下することを確認した。
1:透過型スクリーンレンズ
2:フレネルレンズシート
3:レンチキュラーレンズシート
4:フレネルレンズ形状の樹脂層
5:プラスチック基材
2:フレネルレンズシート
3:レンチキュラーレンズシート
4:フレネルレンズ形状の樹脂層
5:プラスチック基材
Claims (9)
- エポキシ(メタ)アクリレート(a)と、環状構造を有する単官能(メタ)アクリレート(b)と、を含有し、
前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記エポキシ樹脂が、2種以上のエポキシ樹脂を含み、
前記2種以上のエポキシ樹脂が、互いに異なるエポキシ当量を有し、
前記2種以上のエポキシ樹脂の平均エポキシ当量が450g/eq未満である活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。 - 前記エポキシ(メタ)アクリレート(a)が、第1(メタ)アクリレート(a1)と、第2(メタ)アクリレート(a2)と、を含み、
前記第1(メタ)アクリレート(a1)が、第1エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記第2(メタ)アクリレート(a2)が、第2エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応生成物であり、
前記第1エポキシ樹脂が、エポキシ当量450g/eq.以上のエポキシ樹脂であり、
前記第2エポキシ樹脂が、エポキシ当量200g/eq.以下のエポキシ樹脂であり、
前記第1(メタ)アクリレート(a1)と、前記第2(メタ)アクリレート(a2)との質量比で、30:70~90:10である、請求項1に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。 - 前記2官能(メタ)アクリレート(c)が、第3化合物(c3)をさらに含有し、
前記第3化合物(c3)がプロピレンオキシド構造を有する脂肪族2価アルコールの(メタ)アクリレートである請求項3に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。 - 3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(d)をさらに含有する請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリレート(d)がプロピレンオキシド構造を有する脂肪族3価アルコールの(メタ)アクリレート(d1)である請求項5記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化物である硬化塗膜。
- 請求項7記載の硬化塗膜と基材と含む積層体。
- 請求項8記載の積層体を有するレンズ。
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