JP6698104B2 - 光学部材、及び、重合体層 - Google Patents

光学部材、及び、重合体層 Download PDF

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Description

本発明は、光学部材、及び、重合体層に関する。より詳しくは、ナノメートルサイズの凹凸構造を有する光学部材、及び、上記光学部材の構成部材として好ましく用いられる重合体層に関するものである。
反射防止性を有する光学部材は、種々検討されている(例えば、特許文献1〜4参照)。特に、ナノメートルサイズの凹凸構造(ナノ構造)を有する光学部材は、優れた反射防止性を有することが知られている。このような凹凸構造によれば、空気層から基材にかけて屈折率が連続的に変化するために、反射光を劇的に減少させることができる。
国際公開第2013/005769号 特開2013−18910号公報 特開2013−252689号公報 特開2013−39711号公報
このような光学部材としては、例えば、凹凸構造を有する重合体層が基材上に配置される構成が挙げられる。本発明者らが検討したところ、アミド基を含有する重合体層によれば、水素結合力が強いため、基材(特に、極性が高く、表面処理が施されていない基材)との密着性が高まることが分かった。更に、アミド基(アミド結合)は結合間の凝集力が強いため、重合体層の基材とは反対側の表面をスチールウール等の硬いもので擦っても傷が付きにくいことが分かった。
しかしながら、本発明者らが検討したところ、アミド基の含有量が多過ぎると、重合体層が硬くなるとともに、その弾性が低下してしまうことが分かった。そのため、重合体層の基材とは反対側の表面を不織布等の軟らかいもので擦ると、重合体層の凸部(突起)が倒れた後に起き上がらず(復元せず)、光学部材が白化して見えてしまう問題があることが分かった。すなわち、重合体層の耐擦性が低下してしまう問題があることが分かった。
以上のように、従来の光学部材に対しては、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とを両立するという課題があった。しかしながら、上記課題を解決する手段は見出されていなかった。
例えば、上記特許文献1には、トリアセチルセルロースを含む基材と微細凹凸構造を有する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物とが密着している、と記載されているが、耐擦性の低下に関する記載はなく、上記課題を解決するものではなかった。また、上記特許文献2〜4に記載の発明も同様に、上記課題を解決するものではなかった。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とが両立可能な光学部材を提供することを目的とするものである。また、基材との密着性と、耐擦性とが両立可能な重合体層を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とが両立可能な光学部材について種々検討したところ、重合体層がアミド基を有しつつ、その弾性を維持する構成に着目した。そして、重合体層がアミド基を所定の濃度で含有し、かつ、重合体層の貯蔵弾性率の最小値及びそのときのボトム温度が所定の範囲となることで、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とが両立可能となることを見出した。以上により、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明の一態様は、基材と、上記基材と直に接する、複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有する重合体層とを備え、上記重合体層は、アミド基を含有し、上記重合体層中の上記アミド基の濃度は、2mmol/g以上、5mmol/g未満であり、測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定における、上記重合体層の貯蔵弾性率E’が最小となるボトム温度は110℃以上、210℃以下であり、かつ、上記重合体層の上記貯蔵弾性率E’の最小値は1×10Pa以上、1×10Pa以下である光学部材であってもよい。
本発明の別の一態様は、複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有し、アミド基を2mmol/g以上、5mmol/g未満含有し、測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定における、貯蔵弾性率E’が最小となるボトム温度は110℃以上、210℃以下であり、かつ、上記貯蔵弾性率E’の最小値は1×10Pa以上、1×10Pa以下である重合体層であってもよい。
本発明によれば、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とが両立可能な光学部材を提供することができる。また、基材との密着性と、耐擦性とが両立可能な重合体層を提供することができる。
実施形態の光学部材を示す断面模式図である。 重合体層の貯蔵弾性率E’の測定例を示すグラフである。 重合体層を擦った後の状態を示すSEM写真であり、(a)はボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値が適正な範囲内である場合を示し、(b)は貯蔵弾性率E’の最小値が(a)よりも低い場合を示し、(c)はボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値のうちの少なくとも一方が(a)よりも高い場合を示す。 実施形態の光学部材の製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜d)。
以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。また、実施形態の各構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。
[実施形態]
図1は、実施形態の光学部材を示す断面模式図である。図1に示すように、光学部材1は、基材2と、基材2と直に接する重合体層3とを備えている。重合体層3は、複数の凸部(突起)4が可視光の波長以下のピッチ(隣接する凸部4の頂点間の距離)Pで設けられる凹凸構造を表面に有している。よって、光学部材1は、モスアイ構造(蛾の目状の構造)を有する反射防止部材に相当する。これにより、光学部材1は、モスアイ構造による優れた反射防止性(低反射性)を示すことができる。
基材2の材料としては特に限定されず、例えば、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルメタクリレート(MMA)等が挙げられる。本実施形態においては、後述するように、重合体層3がアミド基を含有しているため、基材2が極性の高いトリアセチルセルロースを含む場合であっても、基材2と重合体層3との密着性が高い。より具体的には、基材2の少なくとも重合体層3側の表面にトリアセチルセルロースが存在する場合であっても、基材2と重合体層3との密着性が高い。本明細書中、トリアセチルセルロースは、酢化度が58%以上である酢酸セルロースを指し、好ましくは、酢化度が61%以上である酢酸セルロースを指す。基材2は、上記材料以外に、可塑剤等の添加剤を適宜含んでいてもよい。
基材2の重合体層3側の表面には、表面処理が施されていなくてもよく、洗浄処理等の表面処理が施されていてもよい。一方、基材2と重合体層3とは直に接しているため、基材2の重合体層3側の表面には、表面処理による層(例えば、プライマー処理によるプライマー層)が配置されていない。
基材2の形状としては特に限定されず、例えば、フィルム状、シート状等が挙げられる。光学部材1をフィルム状にする場合は、フィルム状の基材2を用いればよく、例えば、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)等が好ましく用いられる。また、基材2が偏光板の一部を構成する形態が好ましい。
基材2の厚みは特に限定されないが、透明性及び加工性を確保する観点から、50μm以上、100μm以下であることが好ましい。
重合体層3は、アミド基を含有している。重合体層3中のアミド基の濃度は、2mmol/g以上、5mmol/g未満である。重合体層3中のアミド基の濃度が2mmol/g未満である場合、重合体層3中のアミド基の量が少なくなり過ぎてしまうため、基材2と重合体層3との密着性が低下してしまう。重合体層3中のアミド基の濃度が5mmol/g以上である場合、重合体層3の架橋密度が低下するとともに、結合間の凝集力が強くなり過ぎてしまうため、重合体層3の硬度が高くなり、耐擦性が低下してしまう。基材2、及び、重合体層3間の密着性と、耐擦性とを充分に高める観点から、重合体層3中のアミド基の濃度は、2.5mmol/g以上、4.5mmol/g未満であることが好ましく、3mmol/g以上、4mmol/g未満であることがより好ましい。
測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定における、重合体層3の貯蔵弾性率E’(以下、単に、貯蔵弾性率E’とも言う。)が最小となるボトム温度は110℃以上、210℃以下であり、かつ、重合体層3の貯蔵弾性率E’の最小値は1×10Pa以上、1×10Pa以下である。ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値が上記範囲外である場合、重合体層3の耐擦性が低下し、重合体層3の基材2とは反対側の表面を不織布等の軟らかいもので擦ると、凸部4が倒れた後に起き上がらず(復元せず)、光学部材1が白化して見えてしまう。重合体層3の耐擦性を充分に高める観点から、ボトム温度は125℃以上、195℃以下であり、かつ、貯蔵弾性率E’の最小値は1.5×10Pa以上、9×10Pa以下であることが好ましく、ボトム温度は140℃以上、180℃以下であり、かつ、貯蔵弾性率E’の最小値は2×10Pa以上、8×10Pa以下であることがより好ましい。本明細書中、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値は、測定機として日立ハイテクサイエンス社製の粘弾性測定装置(製品名:DMA7100)を用い、測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下で測定される貯蔵弾性率E’から決定される。ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値は、重合体層3の組成(具体的には、後述する重合性組成物における単官能アミドモノマー等の組成)によって調整することができる。
貯蔵弾性率E’と耐擦性との関係について、以下に説明する。
図2は、重合体層の貯蔵弾性率E’の測定例を示すグラフである。図2に示すように、貯蔵弾性率E’は、温度が高くなるにつれて下降し、その後、一定又は上昇に転じる。貯蔵弾性率E’が上昇に転じるのは、温度上昇に伴って重合体層3が膨張するためである。図2中、貯蔵弾性率E’が最小となるボトム温度は175℃であり、貯蔵弾性率E’の最小値は1.5×10Paである。
図3は、重合体層を擦った後の状態を示すSEM写真であり、(a)はボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値が適正な範囲内である場合を示し、(b)は貯蔵弾性率E’の最小値が(a)よりも低い場合を示し、(c)はボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値のうちの少なくとも一方が(a)よりも高い場合を示す。通常、貯蔵弾性率E’が高い領域は結晶領域であり、貯蔵弾性率E’が結晶領域よりも低い領域は弾性領域であり、更に低い領域は流動領域である。重合体層3の基材2とは反対側の表面を不織布等の軟らかいもので擦ると、凸部4は一旦倒れる。ここで、貯蔵弾性率E’が流動領域内である場合、重合体層3(凸部4)が軟らかく、弾性が不足しているため、図3(b)に示すように、凸部4は起き上がらない(復元しない)。また、貯蔵弾性率E’が結晶領域内である場合、重合体層3(凸部4)が硬いため、凸部4は倒れにくくなるが、図3(c)に示すように、その分起き上がりにくい(復元しにくい)。これらに対して、本実施形態のように、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値が適正な範囲内である場合、重合体層3(凸部4)の弾性が適度に保たれているため、図3(a)に示すように、凸部4は起き上がる(復元する)。すなわち、優れた耐擦性を実現することができる。一方、貯蔵弾性率E’の最小値が適正な範囲内であっても、ボトム温度が図3(a)の状態よりも高い場合は、重合体層3の基材2とは反対側の表面を擦る際の環境の温度と、ボトム温度とが離れ過ぎてしまうため、重合体層3(凸部4)が硬過ぎて、弾性が不足してしまい、図3(c)に示すように、凸部4は起き上がらない(復元しない)。
耐擦性は、一般的に、重合体層3の架橋密度及びガラス転移温度(Tg)と相関すると考えられるが、本発明者らが検討したところ、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値との方がよく相関することが分かった。この理由は、以下のように考えられる。架橋密度nは、式:n=E’/3RT(E’:貯蔵弾性率、R:気体定数、T:絶対温度)から計算される値である。また、ガラス転移温度Tgは、tanδ=E’’/E’(E’:貯蔵弾性率、E’’:損失弾性率)の温度依存性を示すグラフのピーク値に対応する値(温度)である。すなわち、架橋密度及びガラス転移温度は、貯蔵弾性率E’等を介して間接的に得られる値である。これに対して、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値は、図2に例示するような貯蔵弾性率E’の温度依存性を示すグラフから直接的に得られる値である。よって、凸部4のような微細な突起の復元(耐擦性)に対しては、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値がより相関する特性であると考えられる。
以上のような重合体層3によれば、基材2との密着性と、耐擦性とが両立可能である。その結果、基材2、及び、重合体層3間の密着性と、耐擦性とが両立可能な光学部材1が得られる。
重合体層3は、重合性組成物(後述する図4中の重合性組成物5)の硬化物、特に、(メタ)アクリル系重合性組成物の硬化物であることが好ましい。重合性組成物は、活性エネルギー線の照射によって重合(硬化)するものであることが好ましい。本明細書中、活性エネルギー線は、紫外線、可視光線、赤外線、プラズマ等を指す。重合性組成物は、紫外線によって重合(硬化)するものであることが好ましい。
重合性組成物は、単官能アミドモノマー、多官能アクリレート、単官能アクリレート、フッ素含有化合物等を適宜含んでいてもよい。重合体層3中のアミド基は、単官能アミドモノマー由来のものであることが好ましい。
単官能アミドモノマーとしては、例えば、N−アクリロイルモルホリン、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−ビニル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N−メトキシ−N−メチル−3−フェニル−アクリルアミド等が挙げられる。N−アクリロイルモルホリンのうち公知のものとしては、例えば、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:ACMO(登録商標))等が挙げられる。N,N−ジメチルアクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:DMAA(登録商標))等が挙げられる。N,N−ジエチルアクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:DEAA(登録商標))等が挙げられる。N−ビニル−2−ピロリドンのうち公知のものとしては、例えば、日本触媒社製の単官能アミドモノマー(製品名:N−ビニルピロリドン)等が挙げられる。N,N−ジメチルメタクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、東京化成工業社製の単官能アミドモノマー(製品コード:D0745)等が挙げられる。N−メトキシ−N−メチル−3−フェニル−アクリルアミドのうち公知のものとしては、例えば、シグマアルドリッチ社製の単官能アミドモノマー等が挙げられる。重合性組成物は、1種類の単官能アミドモノマーを含んでいてもよく、複数種類の単官能アミドモノマーを含んでいてもよい。
単官能アミドモノマーは、N,N−ジメチルアクリルアミド、及び、N,N−ジエチルアクリルアミドのうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。N,N−ジメチルアクリルアミド、及び、N,N−ジエチルアクリルアミドは、単官能アミドモノマーの中でも分子量が多く、ガラス転移温度が低いため、含有量が少量であっても、基材2、及び、重合体層3間の密着性と、耐擦性とを好ましく高めることができる。
多官能アクリレートとしては、例えば、ウレタンアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物、エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート、ポリエチレングリコール200ジアクリレート、ポリエチレングリコール300ジアクリレート、ポリエチレングリコール400ジアクリレート、ポリエチレングリコール600ジアクリレート、6官能ポリエステルアクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、エトキシ化(4モル付加物)ビスフェノールAジアクリレート等が挙げられる。ウレタンアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:UA−306H)、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:U−10PA)等が挙げられる。エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ATM−35E)等が挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−TMM−3LM−N)、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−TMM−3L)、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)等が挙げられる。1,9−ノナンジオールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−NOD−N)等が挙げられる。ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)等が挙げられる。トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、例えば、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)等が挙げられる。エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER(登録商標) A−PG5027E)等が挙げられる。トリメチロールプロパントリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートTMP−A)等が挙げられる。アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD(登録商標) DPEA−12)、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPCA−30)等が挙げられる。ポリエチレングリコール200ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−200)等が挙げられる。ポリエチレングリコール300ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−300)等が挙げられる。ポリエチレングリコール400ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−400)等が挙げられる。ポリエチレングリコール600ジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)等が挙げられる。6官能ポリエステルアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、ダイセル・オルネクス社製の多官能アクリレート(製品名:EBECRYL(登録商標)450)等が挙げられる。エトキシ化グリセリントリアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−GLY−9E)等が挙げられる。1,6−ヘキサンジオールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−HD−N)等が挙げられる。トリプロピレングリコールジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:APG−200)等が挙げられる。エトキシ化(4モル付加物)ビスフェノールAジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−BPE−4)等が挙げられる。重合性組成物は、1種類の多官能アクリレートを含んでいてもよく、複数種類の多官能アクリレートを含んでいてもよい。
単官能アクリレートとしては、例えば、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート等が挙げられる。ポリプロピレングリコールモノアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日油社製の単官能アクリレート(製品名:AP−550)等が挙げられる。2−ヒドロキシエチルメタクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日本触媒社製の単官能アクリレート(製品名:2HEMA)等が挙げられる。4−ヒドロキシブチルアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、日本化成社製の単官能アクリレート(製品名:4HBA)等が挙げられる。重合性組成物は、1種類の単官能アクリレートを含んでいてもよく、複数種類の単官能アクリレートを含んでいてもよい。
フッ素含有化合物は、構成成分としてフッ素含有モノマーを含んでいる。フッ素含有化合物は、更に、アクリレートモノマー等の他のモノマー成分を含んでいてもよい。
フッ素含有化合物は、反応性基を有することが好ましい。本明細書中、反応性基は、光、熱等の外部エネルギーによって他の成分と反応する部位を指す。このような反応性基としては、例えば、アルコキシシリル基、シリルエーテル基、アルコキシシリル基が加水分解されたシラノール基、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられる。反応性基としては、反応性及び取り扱い性の観点から、アルコキシシリル基、シリルエーテル基、シラノール基、エポキシ基、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基が好ましく、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基がより好ましく、アクリロイル基、又は、メタクリロイル基が更に好ましい。
フッ素含有化合物によれば、フッ素原子が、重合体層3の基材2とは反対側の表面に配向する。そのため、重合体層3の基材2とは反対側の表面の滑り性が高まり、その表面を擦る際に、凸部4に対する負荷を低下させることができる。更に、重合体層3の吸湿性が低下するため、吸湿による、基材2と重合体層3との密着性の低下を抑制することができる。また、単官能アミドモノマーの含有量が多く、極性が高くなり過ぎる場合であっても、吸湿による、基材2と重合体層3との密着性の低下を抑制することができる。
フッ素含有化合物によれば、重合体層3の表面エネルギーを低くすることができ、モスアイ構造と組み合わせることで、撥水性に優れた光学部材1が得られる。その結果、親水性の汚れに対する防汚性に優れた光学部材1が得られる。撥水性の度合いを示す指標としては、水の接触角が用いられる。水の接触角が大きいほど、撥水性がより高いことを示す。撥水性が充分に高い光学部材1を得る観点からは、重合体層3の基材2とは反対側の表面に対する水の接触角は、60°以上であることが好ましい。
フッ素含有化合物は、反応性基に加えて、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基からなる群より選択される少なくとも1つを含む部位を有することが好ましい。フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基は、各々、アルキル基、オキシアルキル基、アルケニル基、アルカンジイル基、及び、オキシアルカンジイル基が有する水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置換された置換基である。フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基は、いずれも主にフッ素原子及び炭素原子から構成される置換基であり、その構造中に分岐部が存在していてもよく、これらの置換基は複数連結していてもよい。
フッ素含有化合物の構成成分であるフッ素含有モノマーの一例としては、下記一般式(A)で表される。
f1−R−D (A)
上記一般式(A)中、Rf1は、フルオロアルキル基、フルオロオキシアルキル基、フルオロアルケニル基、フルオロアルカンジイル基、及び、フルオロオキシアルカンジイル基からなる群より選択される少なくとも1つを含む部位を表す。Rは、アルカンジイル基、アルカントリイル基、又は、それらから導出されるエステル構造、ウレタン構造、エーテル構造、トリアジン構造を表す。Dは、反応性基を表す。
上記一般式(A)で表されるフッ素含有モノマーとしては、例えば、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフロオロプロピルアクリレート、2−パーフルオロブチルエチルアクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチルアクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルアクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロデシルエチルアクリレート、2−パーフルオロ−3−メチルブチルエチルアクリレート、3−パーフルオロ−3−メトキシブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロ−5−メチルヘキシルエチルアクリレート、3−パーフルオロ−5−メチルヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−パーフルオロ−7−メチルオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、テトラフルオロプロピルアクリレート、オクタフルオロペンチルアクリレート、ドデカフルオロヘプチルアクリレート、ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2−パーフルオロブチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロオクチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロデシルエチルメタクリレート、2−パーフルオロ−3−メチルブチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−3−メチルブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロ−5−メチルヘキシルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−5−メチルヘキシル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−パーフルオロ−7−メチルオクチルエチルメタクリレート、3−パーフルオロ−7−メチルオクチルエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリレート、オクタフルオロペンチルメタクリレート、ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート、1−トリフルオロメチルトリフルオロエチルメタクリレート、ヘキサフルオロブチルメタクリレート、トリアクリロイル−ヘプタデカフルオロノネニル−ペンタエリスリトール等が挙げられる。
フッ素含有モノマーの好ましい材料としては、例えば、フルオロポリエーテル部位を有する材料が挙げられる。フルオロポリエーテル部位は、フルオロアルキル基、オキシフルオロアルキル基、オキシフルオロアルキルジイル基等からなる部位であり、下記一般式(B)又は(C)に代表される構造である。
CFn1(3−n1)−(CFn2(2−n2)O−(CFn3(2−n3)O− (B)
−(CFn4(2−n4)O−(CFn5(2−n5)O− (C)
上記一般式(B)及び(C)中、n1は1〜3の整数であり、n2〜n5は1又は2であり、k、m、p、及び、sは0以上の整数である。n1〜n5の好ましい組み合わせとしては、n1が2又は3、n2〜n5が1又は2である組み合わせであり、より好ましい組み合わせとしては、n1が3、n2及びn4が2、n3及びn5が1又は2である組み合わせである。
フルオロポリエーテル部位に含まれる炭素数は、4以上、12以下であることが好ましく、4以上、10以下であることがより好ましく、6以上、8以下であることが更に好ましい。炭素数が4未満である場合、表面エネルギーが低下する懸念がある。炭素数が12よりも多い場合、溶媒への溶解性が低下する懸念がある。なお、フッ素含有モノマーは、1分子当たりに複数のフルオロポリエーテル部位を有していてもよい。
フッ素含有化合物のうち公知のものとしては、例えば、ダイキン工業社製のフッ素系添加剤(製品名:オプツール(登録商標)DAC−HP)、旭硝子社製のフッ素系添加剤(製品名:Afluid)、DIC社製のフッ素系添加剤(製品名:メガファック(登録商標)RS−76−NS)、DIC社製のフッ素系添加剤(製品名:メガファックRS−90)、ネオス社製のフッ素系添加剤(製品名:フタージェント(登録商標)601AD)、油脂製品社製のフッ素系添加剤(製品名:C10GACRY)、油脂製品社製のフッ素系添加剤(製品名:C8HGOL)等が挙げられる。フッ素含有化合物は、紫外線によって重合するものであることが好ましく、−OCF−鎖及び/又は=NCO−鎖を有することが好ましい。重合性組成物は、1種類のフッ素含有化合物を含んでいてもよく、複数種類のフッ素含有化合物を含んでいてもよい。
重合性組成物、特に、(メタ)アクリル系重合性組成物は、単官能アミドモノマーを20重量部以上、49重量部以下、及び、フッ素含有化合物を0.1重量部以上、10重量部以下含有することが好ましい。フッ素含有化合物の含有量が0.1重量部未満である場合、重合体層3の基材2とは反対側の表面の滑り性が低下する懸念がある。その結果、その表面を擦る際に、凸部4に対する負荷が大きくなり、光学部材1が白化して見えやすくなる懸念がある。また、重合体層3中のフッ素原子の量が少なくなり、吸湿性が高まってしまうため、吸湿によって、基材2と重合体層3との密着性が低下する懸念がある。フッ素含有化合物の含有量が10重量部よりも多い場合、重合体層3中のフッ素原子の量が多くなり、その結果、フッ素原子が、重合体層3の基材2とは反対側の表面だけではなく、重合体層3の基材2側の表面にも多く配向する懸念がある。そのため、重合体層3の基材2側の表面において、アミド基の量が相対的に少なくなってしまい、吸湿によって、基材2と重合体層3との密着性が低下する懸念がある。フッ素含有化合物の含有量は、0.5重量部以上、8重量部以下であることがより好ましく、1重量部以上、5重量部以下であることが更に好ましい。重合性組成物が複数種類のフッ素含有化合物を含む場合、各フッ素含有化合物の含有量の合計が上記範囲であることが好ましい。
フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度は、20重量%以上、50重量%以下であることが好ましく、25重量%以上、45重量%以下であることがより好ましく、30重量%以上、40重量%以下であることが更に好ましい。フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度が20重量%未満である場合、フッ素原子の量が少なく、フッ素原子が重合体層3の基材2とは反対側の表面に配向しにくくなるため、吸湿によって、基材2と重合体層3との密着性が低下する懸念がある。フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度が50重量%よりも高い場合、フッ素含有化合物の極性が低くなり過ぎてしまい、重合性組成物中における単官能アミドモノマーとの相溶性が悪化し、フッ素原子の分布が不均一になる懸念がある。その結果、フッ素原子が重合体層3の基材2とは反対側の表面に配向しにくくなるため、吸湿によって、基材2と重合体層3との密着性が低下する懸念がある。
重合体層3は、単層であってもよく、2層(例えば、上記特許文献3に記載の中間層及び表層)で構成されるものであってもよい。重合体層3が2層で構成される場合、フッ素含有化合物は、2層のうちの少なくとも一方に含まれていてもよく、2層のうちの基材2とは反対側の層(例えば、上記特許文献3に記載の表層)に含まれていることが好ましい。重合体層3が2層で構成される場合、重合性組成物に含まれる各成分の含有量は、各層中の含有量の合計である。
重合性組成物は、上述した単官能アミドモノマー、多官能アクリレート、単官能アクリレート、及び、フッ素含有化合物以外に、離型剤、重合開始剤等の添加剤を適宜含んでいてもよい。
離型剤は、後述する図4(d)において、金型6を重合体層3から剥離しやすくするために添加されるものである。重合性組成物中の離型剤としては、例えば、フッ素系の離型剤、シリコン系の離型剤、リン酸エステル系等の離型剤が挙げられる。フッ素系の離型剤としては、例えば、上述したフッ素含有化合物が挙げられる。シリコン系の離型剤としては、例えば、シリコンジアクリレート等が挙げられる。シリコンジアクリレートのうち公知のものとしては、例えば、ダイセル・オルネクス社製の離型剤(製品名:EBECRYL350)等が挙げられる。リン酸エステル系の離型剤としては、例えば、(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステル等が挙げられる。(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステルのうち公知のものとしては、例えば、日光ケミカルズ社製の離型剤(製品名:NIKKOL(登録商標) TDP−2)等が挙げられる。
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤等が挙げられる。光重合開始剤は、活性エネルギー線に対して活性であり、モノマーを重合する重合反応を開始させるために添加されるものである。光重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤等を用いることができる。このような光重合開始剤としては、例えば、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等のアセトフェノン類;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、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン等のケトン類;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類;ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のベンジルケタール類、等が挙げられる。光重合開始剤のうち公知のものとしては、BASF社製の光重合開始剤(製品名:IRGACURE(登録商標)819)、BASF社製の光重合開始剤(製品名:LUCIRIN(登録商標) TPO)等が挙げられる。
重合性組成物、特に、(メタ)アクリル系重合性組成物は、溶剤を含有しないことが好ましい。すなわち、重合性組成物、特に、(メタ)アクリル系重合性組成物は、無溶剤系であることが好ましい。重合性組成物((メタ)アクリル系重合性組成物)が無溶剤系である場合、溶剤の使用に係るコスト、及び、環境面での負荷(使用時の臭気等)を低減することができる。更に、溶剤を乾燥させて除去するための装置が不要であり、装置コストを低減することができる。一方、重合性組成物((メタ)アクリル系重合性組成物)が溶剤を含有する場合、フッ素含有化合物も含有していれば、フッ素含有化合物が混ざり過ぎてしまい、フッ素原子が重合体層3の基材2とは反対側の表面に配向しにくくなる懸念がある。また、溶剤の乾燥が不充分である場合、基材2と重合体層3との密着性が低下する懸念がある。
重合体層3の厚みは特に限定されないが、フッ素原子を重合体層3の基材2とは反対側の表面に高濃度で配向させる観点から、重合体層3の厚みは薄いことが好ましい。具体的には、5.0μm以上、20.0μm以下であることが好ましい。本明細書中、重合体層の厚みは、基材側の表面から凸部の頂点までの距離を指す。
凸部4の形状は特に限定されず、例えば、柱状の下部と半球状の上部とによって構成される形状(釣鐘状)、錐体状(コーン状、円錐状)等の、先端に向かって細くなる形状(テーパー形状)が挙げられる。また、凸部4は、枝突起を有する形状であってもよい。枝突起とは、モスアイ構造を形成する金型を作製するための陽極酸化及びエッチングを行う過程で形成されてしまった、間隔が不規則な部分に対応する凸部を示す。図1中、隣接する凸部4の間隙の底辺は傾斜した形状となっているが、傾斜せずに水平な形状であってもよい。
隣接する凸部4間のピッチPは、可視光の波長(780nm)以下であれば特に限定されないが、モアレ、虹ムラ等の光学現象を充分に防止する観点からは、100nm以上、400nm以下であることが好ましく、100nm以上、200nm以下であることがより好ましい。本明細書中、隣接する凸部間のピッチは、測定機として日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(製品名:S−4700)を用い、撮影された平面写真から読み取った、1μm角の領域内における、枝突起を除くすべての隣接する凸部間の距離の平均値を示す。なお、隣接する凸部間のピッチの測定は、メイワフォーシス社製のオスミウムコーター(製品名:Neoc−ST)を用いて、凹凸構造上に、和光純薬工業社製の酸化オスミウムVIII(厚み:5nm)を塗布した状態で行った。
凸部4の高さは特に限定されないが、後述する凸部4の好ましいアスペクト比と両立させる観点から、50nm以上、600nm以下であることが好ましく、100nm以上、300nm以下であることがより好ましい。本明細書中、凸部の高さは、測定機として日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(製品名:S−4700)を用い、撮影された断面写真から読み取った、枝突起を除く連続して並んだ10個の凸部の高さの平均値を示す。ただし、10個の凸部を選択する際は、欠損や変形した部分(試料を準備する際に変形させてしまった部分等)がある凸部を除くものとする。試料としては、光学部材の特異的な欠陥がない領域でサンプリングされたものが用いられ、例えば、光学部材が連続的に製造されるロール状である場合、その中央付近でサンプリングされたものを用いる。なお、凸部の高さの測定は、メイワフォーシス社製のオスミウムコーター(製品名:Neoc−ST)を用いて、凹凸構造上に、和光純薬工業社製の酸化オスミウムVIII(厚み:5nm)を塗布した状態で行った。
凸部4のアスペクト比は特に限定されないが、0.8以上、1.5以下であることが好ましい。凸部4のアスペクト比が1.5以下である場合、モスアイ構造の加工性が充分に高まり、スティッキングが発生したり、モスアイ構造を形成する際の転写具合が悪化したりする(金型が詰まったり、巻き付いてしまう、等)懸念が低くなる。凸部4のアスペクト比が0.8以上である場合、モアレ、虹ムラ等の光学現象を充分に防止し、良好な反射特性を実現することができる。本明細書中、凸部のアスペクト比は、測定機として日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡(製品名:S−4700)を用い、上述したような方法で測定された凸部のピッチと高さとの比(高さ/ピッチ)で示す。
凸部4の配置は特に限定されず、ランダムに配置されていても、規則的に配置されていてもよい。モアレの発生を充分に防止する観点からは、ランダムに配置されていることが好ましい。
以上より、本実施形態によれば、重合体層3中のアミド基の濃度が、2mmol/g以上、5mmol/g未満であり、測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定における、重合体層3の貯蔵弾性率E’が最小となるボトム温度が110℃以上、210℃以下であり、かつ、重合体層3の貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Pa以上、1×10Pa以下であるため、基材2、及び、重合体層3間の密着性と、耐擦性とが両立可能な光学部材1が得られる。更に、重合体層3は、複数の凸部4が可視光の波長以下のピッチPで設けられる凹凸構造を表面に有しているため、反射防止性に優れた光学部材1が得られる。
次に、実施形態の光学部材の製造プロセスについて、図4を参照して例示する。図4は、実施形態の光学部材の製造プロセスを説明するための断面模式図である(工程a〜d)。
(a)重合性組成物の塗布
まず、図4(a)に示すように、重合性組成物5を基材2上に塗布する。その結果、重合性組成物5は、基材2と直に接するように形成される。重合性組成物5の塗布方法としては特に限定されず、例えば、スプレー方式、グラビア方式、スロットダイ方式等で塗布する方法が挙げられる。
(b)凹凸構造の形成
図4(b)に示すように、塗布された重合性組成物5に、金型6を基材2とは反対側から押し付けて貼り合わせ、重合性組成物5の基材2とは反対側の表面に凹凸構造を形成する。
(c)重合性組成物の硬化
凹凸構造が形成された重合性組成物5を硬化させる(重合させる)。その結果、図4(c)に示すような重合体層3が形成される。重合性組成物5の硬化(重合)は、活性エネルギー線の照射によって行われることが好ましい。活性エネルギー線の照射は、基材2側から行ってもよく、重合性組成物5側から行ってもよい。また、重合性組成物5に対する活性エネルギー線の照射回数は特に限定されず、1回のみであってもよいし、複数回であってもよい。
(d)金型の剥離
金型6を重合体層3から剥離する。その結果、図4(d)に示すような光学部材1が完成する。重合体層3の基材2とは反対側の表面に形成された凹凸構造は、複数の凸部4が可視光の波長以下のピッチPで設けられる構造、すなわち、モスアイ構造に相当する。
金型6としては、例えば、下記の方法で作製されるものを用いることができる。まず、金型6の材料となるアルミニウムを、支持基板上にスパッタリング法によって成膜する。次に、成膜されたアルミニウムの層に対して、陽極酸化及びエッチングを交互に繰り返すことによって、モスアイ構造の雌型(金型6)を作製することができる。この際、陽極酸化を行う時間、及び、エッチングを行う時間を調整することによって、金型6の凹凸構造を変化させることができる。
支持基板の材料としては特に限定されず、例えば、ガラス;ステンレス、ニッケル等の金属材料;ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、環状オレフィン系高分子(代表的には、ノルボルネン系樹脂等である、日本ゼオン社製の高分子(製品名:ゼオノア(登録商標))、JSR社製の高分子(製品名:アートン(登録商標)))等のポリオレフィン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等の樹脂材料、等が挙げられる。また、支持基板上にアルミニウムを成膜したものの代わりに、アルミニウム製の基板を用いてもよい。
金型6の形状としては特に限定されず、例えば、平板状、ロール状等が挙げられる。
金型6には、離型剤によって表面処理が施されていることが好ましい。すなわち、金型6には、離型処理が施されていることが好ましい。金型6に離型処理を施すことによって、上記工程(d)において、金型6を重合体層3から容易に剥離することができる。また、金型6に離型処理を施すことによって、金型6の表面エネルギーを低くすることができる。そのため、重合性組成物5にフッ素含有化合物が含有されている場合、上記工程(b)において、金型6を重合性組成物5に押し付ける際に、フッ素原子を重合性組成物5の基材2とは反対側の表面に効率的に配向させることができる。更に、重合性組成物5を硬化する前に、フッ素原子が重合性組成物5の基材2とは反対側の表面から離れてしまうことを防止することができる。その結果、光学部材1において、フッ素原子を重合体層3の基材2とは反対側の表面に効率的に配向させることができる。
金型6に塗布する離型剤としては、例えば、フッ素系、シリコン系、リン酸エステル系等の離型剤が挙げられ、フッ素系の離型剤が好ましく用いられる。重合性組成物5にフッ素含有化合物が含有されている場合、金型6に離型処理を施す際にフッ素系の離型剤を用いれば、フッ素含有化合物との相互作用が強くなり、フッ素原子を重合性組成物5の基材2とは反対側の表面により効率的に配向させることができる。フッ素系の離型剤のうち公知のものとしては、例えば、ダイキン工業社製のフッ素系離型剤(製品名:オプツールAES4)等が挙げられる。
上述した製造プロセスにおいて、例えば、基材2をロール状にすれば、上記工程(a)〜(d)を連続的に効率良く行うことができる。
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
(実施例1)
実施例1の光学部材を、以下の製造プロセスによって作製した。
(a)重合性組成物の塗布
まず、重合性組成物5を基材2上に、第一理化社製のバーコーター(製品名:No.05)で塗布した。その結果、重合性組成物5は、基材2と直に接するように形成された。
基材2としては、富士フイルム社製のトリアセチルセルロースフィルム(製品名:TAC−TD80U)を用いた。基材2の厚みは、80μmであった。
重合性組成物5としては、以下に示すような、単官能アミドモノマー、多官能アクリレート、フッ素含有化合物、及び、重合開始剤の混合物を用いた。なお、各材料に付した数値は、各材料の含有量を示す。重合性組成物5は、(メタ)アクリル系重合性組成物であり、無溶剤系であった。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:29重量部
N,N−ジメチルアクリルアミドとしては、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:DMAA)を用いた。
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:21重量部
ウレタンアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:U−10PA)を用いた。
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:48重量部
エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ATM−35E)を用いた。
<フッ素含有化合物>
以下の方法で作製したものを用いた。まず、攪拌装置、温度計、窒素導入口、及び、冷却管を備えるセパラブルフラスコ(容量:300ml)に、酢酸ブチルを100重量部投入した。次に、セパラブルフラスコを窒素雰囲気下で加熱して、その内部空間の温度を110℃に保った状態で、下記材料の混合物を、セパラブルフラスコ内に3時間かけて滴下した。
・2−パーフルオロヘキシルエチルアクリレート:50重量部
2−パーフルオロヘキシルエチルアクリレートとしては、ユニマテック社製のフッ素含有モノマー(製品名:CHEMINOX FAAC−6)を用いた。
・4−ヒドロキシブチルアクリレート:40重量部
4−ヒドロキシブチルアクリレートとしては、日本化成社製の単官能アクリレート(製品名:4HBA)を用いた。
・2−ヒドロキシエチルメタクリレート:10重量部
2−ヒドロキシエチルメタクリレートとしては、日本触媒社製の単官能アクリレート(製品名:2HEMA)を用いた。
・ラジカル重合開始剤:3.5重量部
ラジカル重合開始剤としては、和光純薬工業社製の重合開始剤(製品名:V−601)を用いた。
滴下後、得られた反応液に、更に、上記と同じラジカル重合開始剤を0.1重量部添加し、5時間反応させた。その後、得られた溶融状態の樹脂に、下記材料を添加し、温度70℃の環境下で2時間反応させた。
・2−イソシアナトエチルアクリレート:5重量部
2−イソシアナトエチルアクリレートとしては、昭和電工社製のモノマー(製品名:カレンズAOI(登録商標))を用いた。
・1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン:0.3重量部
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンとしては、東京化成工業社製の触媒(製品コード:D1270)を用いた。
・4−メトキシフェノール:0.1重量部
4−メトキシフェノールとしては、東京化成工業社製の重合禁止剤(製品コード:M0123)を用いた。
反応後、東京理化器械社製のロータリーエバポレーター(製品名:N−1110型)を用いて、酢酸ブチル及びN,N−ジメチルアクリルアミドの溶媒置換を行った。その後、富山産業社製のミニジェットオーブン(製品名:MD−92)を用いて、加熱処理を温度180℃で5時間行った。加熱処理後、N,N−ジメチルアクリルアミドを添加することによって、固形分(フッ素含有化合物)の濃度が50%に調整された溶液(フッ素含有化合物の溶液)を作製した。
本実施例では、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を2重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を1重量部含有させた。また、上述した内容から明らかなように、重合性組成物5には、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミドが1重量部含有されていた。すなわち、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド29重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。フッ素含有化合物の重量平均分子量は3700であり、フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度は38重量%であった。ここで、フッ素含有化合物の重量平均分子量、及び、フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度は、以下の方法で測定した。なお、これらの測定は、上述した加熱処理前後の重量を測定した上で行った。
(フッ素含有化合物の重量平均分子量)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、フッ素含有化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量を算出した。使用装置及び条件は、下記の通りとした。分子量較正曲線は、標準ポリスチレンを用いて作成した。
使用装置:昭和電工社製のクロマトグラフィー(製品名:SHODEX GPC SYSTEM−11)
カラム:東ソー社製のカラム(製品名:TSKgelαMXL)3本
測定温度:40℃
試料溶液:熱分解性極性基を有する顔料表面処理剤の0.10%ジメチルホルムアミド溶液
注入量:100ml
検出器:屈折率検出器
(フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度)
フッ素含有化合物の溶液100重量部に、BASF社製の光重合開始剤(製品名:LUCIRIN TPO)0.5重量部を添加し、撹拌することによって溶解させた。次に、得られた溶液を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の円筒枠(直径:30mm、厚み:1mm)に流し込んだ後、紫外線(照射量:1J/cm)を照射して円筒形の硬化物フィルムを作製した。その後、リガク社製の走査型蛍光X線分析装置(製品名:ZSX Primus)を用いて、加速電圧50kV、電流60mAの条件下で、上述した硬化物フィルム(フッ素含有化合物の濃度:50%)中のフッ素原子の強度を測定することによって、フッ素含有化合物中のフッ素原子の濃度を決定した。
<重合開始剤>
・光重合開始剤:0.5重量部
光重合開始剤としては、BASF社製の光重合開始剤(製品名:LUCIRIN TPO)を用いた。
(b)凹凸構造の形成
塗布された重合性組成物5に、金型6を基材2とは反対側から気泡が入らないように押し付けて貼り合わせ、重合性組成物5の基材2とは反対側の表面に凹凸構造を形成した。
金型6としては、下記の方法で作製したものを用いた。まず、金型6の材料となるアルミニウムを、10cm角のガラス基板上にスパッタリング法によって成膜した。成膜されたアルミニウムの層の厚みは、1.0μmであった。次に、成膜されたアルミニウムの層に対して、陽極酸化及びエッチングを交互に繰り返すことによって、多数の微小な穴(凹部)(隣り合う穴の底点間の距離が可視光の波長以下)が設けられた陽極酸化層を形成した。具体的には、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、陽極酸化、エッチング、及び、陽極酸化を順に行う(陽極酸化:5回、エッチング:4回)ことによって、アルミニウムの内部に向かって細くなる形状(テーパー形状)を有する微小な穴(凹部)を多数形成し、その結果、凹凸構造を有する金型6が得られた。陽極酸化は、シュウ酸(濃度:0.03重量%)を用いて、液温5℃、印加電圧80Vの条件下で行った。1回の陽極酸化を行う時間は、25秒とした。エッチングは、リン酸(濃度:1mol/l)を用いて、液温30℃の条件下で行った。1回のエッチングを行う時間は、25分とした。金型6を走査型電子顕微鏡で観察したところ、凸部の高さは290nmであった。なお、金型6には、ダイキン工業社製のフッ素系離型剤(製品名:オプツールAES4)によって事前に離型処理を施した。
(c)重合性組成物の硬化
凹凸構造が形成された重合性組成物5に、基材2側から紫外線を照射して硬化させた(重合させた)。その結果、重合体層3が形成された。紫外線の照射は、その照射量を1J/cmとした場合(以下、条件1とも言う。)、及び、0.5J/cmとした場合(以下、条件2とも言う。)の2条件で行った。条件1における重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
厚み:9.8μm
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:178℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.4×10Pa
なお、貯蔵弾性率E’の測定用試料としては、重合性組成物5に紫外線(照射量:1J/cm:条件1に相当)を照射して硬化させた、角断面形状(長さ:35mm、幅:5mm、厚み:1mm)を有する硬化物(重合体層3)を用いた。貯蔵弾性率E’の測定は、上記測定用試料の両端をクランプした状態で行われ、クランプされていない部分の長さは20mmであった。
(d)金型の剥離
金型6を重合体層3から剥離した。その結果、光学部材1が完成した。光学部材1の表面仕様は、下記の通りであった。
凸部4の形状:釣鐘状
隣接する凸部4間のピッチP:200nm
凸部4の高さ:200nm
凸部4のアスペクト比:1
(実施例2)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:38重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:16重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:44重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で39重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド38重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.92mmol/g
ボトム温度:180℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.1×10Pa
(実施例3)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:24重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:23重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:51重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で25重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド24重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.51mmol/g
ボトム温度:175℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.6×10Pa
(実施例4)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:19重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:25重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:54重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で20重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド19重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.01mmol/g
ボトム温度:169℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.9×10Pa
(実施例5)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:43重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:14重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:41重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で44重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド43重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:4.42mmol/g
ボトム温度:190℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.8×10Pa
(実施例6)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:48重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:12重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:38重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で49重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド48重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:4.92mmol/g
ボトム温度:204℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.1×10Pa
(実施例7)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:10重量部
ウレタンアクリレートとしては、共栄社化学社製のウレタンアクリレート(製品名:UA−306H)を用いた。
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:59重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:192℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.8×10Pa
(実施例8)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:10重量部
ウレタンアクリレートとしては、共栄社化学社製のウレタンアクリレート(製品名:UA−306H)を用いた。
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:53重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:6重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−TMM−3LM−N)を用いた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:209℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.6×10Pa
(実施例9)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:69重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:170℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.5×10Pa
(実施例10)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:59重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:10重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:200℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.8×10Pa
(実施例11)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更し、単官能アクリレートを更に添加したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:65重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
<単官能アクリレート>
・4−ヒドロキシブチルアクリレート:4重量部
4−ヒドロキシブチルアクリレートとしては、日本化成社製の単官能アクリレート(製品名:4HBA)を用いた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:167℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.1×10Pa
(実施例12)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:22重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:27重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:25重量部
・トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物:25重量部
トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で22.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド22重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.26mmol/g
ボトム温度:178℃
貯蔵弾性率E’の最小値:7.6×10Pa
(実施例13)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:21重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:27重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:24重量部
・トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物:27重量部
トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で21.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド21重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.16mmol/g
ボトム温度:195℃
貯蔵弾性率E’の最小値:8.2×10Pa
(実施例14)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:29重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:23重量部
・トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物:27重量部
トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で20.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド20重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.06mmol/g
ボトム温度:209℃
貯蔵弾性率E’の最小値:9.7×10Pa
(実施例15)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:21重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:15重量部
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:63重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で21.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド21重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.16mmol/g
ボトム温度:142℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.4×10Pa
(実施例16)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:14重量部
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:65重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で20.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド20重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.06mmol/g
ボトム温度:125℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.6×10Pa
(実施例17)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物:13重量部
トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)を用いた。
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:66重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で20.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド20重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:2.06mmol/g
ボトム温度:112℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.1×10Pa
(実施例18)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:30重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:21重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:49重量部
<フッ素含有化合物>:0重量部
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:179℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.3×10Pa
(実施例19)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:29.9重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:21重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:48.9重量部
<フッ素含有化合物>:0.1重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.1重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.1重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を0.2重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.1重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド29.9重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:180℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.3×10Pa
(実施例20)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:29.5重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:21重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:48.5重量部
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド29.5重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:180℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.5×10Pa
(実施例21)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:25重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:20重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:45重量部
<フッ素含有化合物>:5重量部
本実施例では、フッ素含有化合物5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を10重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を5重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド25重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド5重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:178℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.3×10Pa
(実施例22)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:22重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:19重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:43重量部
<フッ素含有化合物>:8重量部
本実施例では、フッ素含有化合物8重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが8重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を16重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を8重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド22重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド8重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:178℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.1×10Pa
(実施例23)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:18重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:42重量部
<フッ素含有化合物>:10重量部
本実施例では、フッ素含有化合物10重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが10重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を20重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を10重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド20重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド10重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:177℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2×10Pa
(実施例24)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:19重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:18重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:41重量部
<フッ素含有化合物>:11重量部
本実施例では、フッ素含有化合物11重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが11重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物5に、得られたフッ素含有化合物の溶液を22重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を11重量部含有させた。また、重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で30重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド19重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド11重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:177℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2×10Pa
(実施例25)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N−アクリロイルモルホリン:42重量部
N−アクリロイルモルホリンとしては、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:ACMO)を用いた。
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:17重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:39重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で43重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN−アクリロイルモルホリン42重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.06mmol/g
ボトム温度:194℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.6×10Pa
(実施例26)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジエチルアクリルアミド:38重量部
N,N−ジエチルアクリルアミドとしては、KJケミカルズ社製の単官能アミドモノマー(製品名:DEAA)を用いた。
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:18重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:42重量部
重合性組成物5には、単官能アミドモノマーが合計で39重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジエチルアクリルアミド38重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層3の仕様は、下記の通りであった。
重合体層3中のアミド基の濃度:3.08mmol/g
ボトム温度:177℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2×10Pa
(比較例1)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:18重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:24重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:56重量部
重合性組成物には、単官能アミドモノマーが合計で19重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド18重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:1.91mmol/g
ボトム温度:168℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.9×10Pa
(比較例2)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>:0重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:30重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:68重量部
重合性組成物には、単官能アミドモノマーが1重量部(フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:0.10mmol/g
ボトム温度:164℃
貯蔵弾性率E’の最小値:3.5×10Pa
(比較例3)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:50重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:11重量部
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:37重量部
重合性組成物には、単官能アミドモノマーが合計で51重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド50重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:5.13mmol/g
ボトム温度:208℃
貯蔵弾性率E’の最小値:0.8×10Pa
(比較例4)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:17.5重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:16.5重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:17.5重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
・ポリエチレングリコール600ジアクリレート:17.5重量部
ポリエチレングリコール600ジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)を用いた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:233℃
貯蔵弾性率E’の最小値:4.2×10Pa
(比較例5)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:59重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPCA−30)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:10重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:242℃
貯蔵弾性率E’の最小値:5.4×10Pa
(比較例6)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:30重量部
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:39重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:126℃
貯蔵弾性率E’の最小値:0.88×10Pa
(比較例7)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:55重量部
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:14重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:158℃
貯蔵弾性率E’の最小値:0.96×10Pa
(比較例8)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:9重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物:2重量部
トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)を用いた。
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:67重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
重合性組成物には、単官能アミドモノマーが合計で21重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド20重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部との和)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:2.11mmol/g
ボトム温度:106℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.1×10Pa
(比較例9)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート:35重量部
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:34重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:53℃
貯蔵弾性率E’の最小値:0.51×10Pa
(比較例10)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>:0重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:10重量部
・トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物:5重量部
トリペンタエリスリトールアクリレートと、モノ及びジペンタエリスリトールアクリレートと、ポリペンタエリスリトールアクリレートとの混合物としては、大阪有機化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:ビスコート#802)を用いた。
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:83重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
重合性組成物には、単官能アミドモノマーが1重量部(フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:0.10mmol/g
ボトム温度:107℃
貯蔵弾性率E’の最小値:3.2×10Pa
(比較例11)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>:0重量部
<多官能アクリレート>
・ウレタンアクリレート:48重量部
・エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレート:50重量部
エトキシ化ポリグリセリンポリアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:NK ECONOMER A−PG5027E)を用いた。
重合性組成物には、単官能アミドモノマーが1重量部(フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド1重量部)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:0.10mmol/g
ボトム温度:165℃
貯蔵弾性率E’の最小値:10.9×10Pa
(比較例12)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:20重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:32重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:9重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
・ポリエチレングリコール600ジアクリレート:18重量部
ポリエチレングリコール600ジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本比較例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物には、単官能アミドモノマーが合計で20.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド20重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:2.06mmol/g
ボトム温度:186℃
貯蔵弾性率E’の最小値:10.6×10Pa
(比較例13)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:15重量部
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:20重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:40重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:9重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
・ポリエチレングリコール600ジアクリレート:15重量部
ポリエチレングリコール600ジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0.5重量部
本比較例では、フッ素含有化合物0.5重量部に対してN,N−ジメチルアクリルアミドが0.5重量部添加されたフッ素含有化合物の溶液を作製した。そして、重合性組成物に、得られたフッ素含有化合物の溶液を1重量部、すなわち、固形分に換算すると、フッ素含有化合物を0.5重量部含有させた。また、重合性組成物には、単官能アミドモノマーが合計で15.5重量部(単官能アミドモノマーとして含有させたN,N−ジメチルアクリルアミド15重量部と、フッ素含有化合物の溶液中のN,N−ジメチルアクリルアミド0.5重量部との和)含有されていた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:1.56mmol/g
ボトム温度:190℃
貯蔵弾性率E’の最小値:12.2×10Pa
(比較例14)
多官能アクリレートの組成を下記のように変更したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。
<多官能アクリレート>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:45重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・6官能ポリエステルアクリレート:18重量部
6官能ポリエステルアクリレートとしては、ダイセル・オルネクス社製の多官能アクリレート(製品名:EBECRYL450)を用いた。
・ポリエチレングリコール600ジアクリレート:6重量部
ポリエチレングリコール600ジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)を用いた。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:3.02mmol/g
ボトム温度:245℃
貯蔵弾性率E’の最小値:10.8×10Pa
(比較例15)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更し、フッ素含有化合物の代わりに、リン酸エステル系の離型剤を用いたこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。なお、本比較例は、上記特許文献1の実施例1−3に相当する。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:20重量部
<多官能アクリレート>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:20重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:20重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
・ポリエチレングリコール200ジアクリレート:39.9重量部
ポリエチレングリコール200ジアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−200)を用いた。
<離型剤>
・(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステル:0.1重量部
(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステルとしては、日光ケミカルズ社製の離型剤(製品名:NIKKOL TDP−2)を用いた。
重合性組成物には、フッ素含有化合物が含有されていなかった。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:2.01mmol/g
ボトム温度:223℃
貯蔵弾性率E’の最小値:6.3×10Pa
(比較例16)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更し、フッ素含有化合物の代わりに、リン酸エステル系の離型剤を用いたこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。なお、本比較例は、上記特許文献1の実施例1−18に相当する。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:25重量部
<多官能アクリレート>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:20重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:20重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
・ポリエチレングリコール300ジアクリレート:25.5重量部
ポリエチレングリコール300ジアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−300)を用いた。
・ポリエチレングリコール400ジアクリレート:9.4重量部
ポリエチレングリコール400ジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−400)を用いた。
<離型剤>
・(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステル:0.1重量部
(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステルとしては、日光ケミカルズ社製の離型剤(製品名:NIKKOL TDP−2)を用いた。
重合性組成物には、フッ素含有化合物が含有されていなかった。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:2.51mmol/g
ボトム温度:228℃
貯蔵弾性率E’の最小値:4.1×10Pa
(比較例17)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更し、フッ素含有化合物の代わりに、リン酸エステル系の離型剤を用いたこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。なお、本比較例は、上記特許文献1の実施例1−22に相当する。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:15重量部
<多官能アクリレート>
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:20重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ポリエチレングリコール200ジアクリレート:64.9重量部
ポリエチレングリコール200ジアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PE−200)を用いた。
<離型剤>
・(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステル:0.1重量部
(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステルとしては、日光ケミカルズ社製の離型剤(製品名:NIKKOL TDP−2)を用いた。
重合性組成物には、フッ素含有化合物が含有されていなかった。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:1.51mmol/g
ボトム温度:164℃
貯蔵弾性率E’の最小値:2.5×10Pa
(比較例18)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更し、フッ素含有化合物の代わりに、シリコン系の離型剤を用いたこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。なお、本比較例は、上記特許文献2の樹脂Dを用いた例に相当する。
<単官能アミドモノマー>
・N−ビニル−2−ピロリドン:33.2重量部
N−ビニル−2−ピロリドンとしては、日本触媒社製の単官能アミドモノマー(製品名:N−ビニルピロリドン)を用いた。
<多官能アクリレート>
・1,9−ノナンジオールジアクリレート:33.3重量部
1,9−ノナンジオールジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−NOD−N)を用いた。
・トリメチロールプロパントリアクリレート:33.3重量部
トリメチロールプロパントリアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートTMP−A)を用いた。
<離型剤>
・シリコンジアクリレート:0.2重量部
シリコンジアクリレートとしては、ダイセル・オルネクス社製の離型剤(製品名:EBECRYL350)を用いた。
重合性組成物には、フッ素含有化合物が含有されていなかった。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:2.98mmol/g
ボトム温度:235℃
貯蔵弾性率E’の最小値:1.4×10Pa
(比較例19)
単官能アミドモノマーの組成、多官能アクリレートの組成、及び、フッ素含有化合物の組成を下記のように変更し、単官能アクリレートを更に添加したこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。なお、本比較例は、上記特許文献3の実施例3に相当する。
<単官能アミドモノマー>
・N,N−ジメチルアクリルアミド:45重量部
<多官能アクリレート>:0重量部
<単官能アクリレート>
・ポリプロピレングリコールモノアクリレート:55重量部
ポリプロピレングリコールモノアクリレートとしては、日油社製の単官能アクリレート(製品名:AP−550)を用いた。
<フッ素含有化合物>:0重量部
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:4.52mmol/g
ボトム温度:250℃よりも高い
貯蔵弾性率E’の最小値:0.1×10Paよりも小さい
(比較例20)
単官能アミドモノマーの組成、及び、多官能アクリレートの組成を下記のように変更し、フッ素含有化合物の代わりに、リン酸エステル系の離型剤を用いたこと以外、実施例1と同様にして、光学部材を作製した。なお、本比較例は、上記特許文献4の実施例(表層)に相当する。
<単官能アミドモノマー>:0重量部
<多官能アクリレート>
・アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレート:25重量部
アルコキシ化ジペンタエリスリトールポリアクリレートとしては、日本化薬社製の多官能アクリレート(製品名:KAYARAD DPEA−12)を用いた。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:25重量部
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートとしては、共栄社化学社製の多官能アクリレート(製品名:ライトアクリレートDPE−6A)を用いた。
・ペンタエリスリトールトリアクリレート:25重量部
ペンタエリスリトールトリアクリレートとしては、第一工業製薬社製の多官能アクリレート(製品名:PET−3)を用いた。
・ポリエチレングリコール600ジアクリレート:24.9重量部
ポリエチレングリコール600ジアクリレートとしては、新中村化学工業社製の多官能アクリレート(製品名:A−600)を用いた。
<離型剤>
・(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステル:0.1重量部
(ポリ)オキシエチレンアルキルリン酸エステルとしては、日光ケミカルズ社製の離型剤(製品名:NIKKOL TDP−2)を用いた。
重合性組成物には、フッ素含有化合物が含有されていなかった。
重合体層の仕様は、下記の通りであった。
重合体層中のアミド基の濃度:0mmol/g
ボトム温度:166℃
貯蔵弾性率E’の最小値:8.8×10Pa
[光学部材の評価]
実施例1〜26、及び、比較例1〜20の光学部材について、基材と重合体層との密着性、及び、耐擦性の評価結果を、表1及び表2に示す。
(密着性の評価)
基材と重合体層との密着性は、上記工程(c)における紫外線の照射を、上述した条件1(紫外線の照射量:1J/cm)で行った場合、及び、条件2(紫外線の照射量:0.5J/cm)で行った場合について、以下の方法によって評価した。ここで、条件2は、条件1よりも密着性が低下しやすいことを想定した条件である。まず、温度23℃、湿度50%の環境下で、重合体層の基材とは反対側の表面に対して、カッターナイフで、碁盤目状に縦11本、横11本の切り込みを1mm間隔で入れて、100個の正方形状の升目(1mm角)を刻んだ。そして、日東電工社製のポリエステル粘着テープ(製品名:No.31B)を升目部分に圧着した後、粘着テープを升目部分の表面に対して90°の方向に、100mm/sの速度で剥がした。その後、基材上の重合体層の剥離状態を目視観察し、基材上の重合体層が剥がれた升目の個数を数えた。結果を、「X/100」で示した(Xは、基材上の重合体層が剥がれた升目の個数)。判定基準は、下記の通りとした。
<条件1における密着性>
レベルA:100個のうち、1個も剥がれなかった(0/100)。
レベルB:100個のうち、1個以上、99個以下剥がれた(1/100〜99/100)。
レベルC:100個のうち、100個とも剥がれた(100/100)。
ここで、判定がレベルAである場合を、実使用上問題ないレベル(条件1における密着性が高い)と判断した。
<条件2における密着性>
レベルa:100個のうち、1個も剥がれなかった(0/100)。
レベルb:100個のうち、1個以上、2個以下剥がれた(1/100〜2/100)。
レベルc:100個のうち、3個以上、5個以下剥がれた(3/100〜5/100)。
レベルd:100個のうち、6個以上、99個以下剥がれた(6/100〜99/100)。
レベルe:100個のうち、100個とも剥がれた(100/100)。
ここで、判定がレベルa、レベルb、又は、レベルcである場合を、実使用上問題ないレベル(条件2における密着性が高い)と判断した。
上述した方法による、条件1における密着性、及び、条件2における密着性の評価結果に基づき、密着性に対する総合評価を下記の通り行った。
◎:条件1における密着性がレベルAであり、かつ、条件2における密着性がレベルaであった。
○:条件1における密着性がレベルAであり、かつ、条件2における密着性がレベルbであった。
△:条件1における密着性がレベルAであり、かつ、条件2における密着性がレベルcであった。
×:条件1における密着性がレベルA又はレベルBであり、かつ、条件2における密着性がレベルd又はレベルeであった。
××:条件1における密着性がレベルCであり、かつ、条件2における密着性がレベルeであった。
ここで、総合評価が◎、○、又は、△である場合を、実使用上問題ないレベルと判断した。
(耐擦性の評価)
耐擦性は、条件1における各例の光学部材について、不織布で表面を擦る前後での反射率を評価した。具体的には、まず、各例の光学部材に対して、基材の重合体層とは反対側の表面に黒アクリル板を貼り付けた。その後、各例の光学部材において、重合体層の基材とは反対側の表面に対して極角5°の方位から光源を照射し、入射角5°における正反射分光反射率を測定した。反射率の測定は、島津製作所社製の分光光度計(製品名:UV−3100PC)を用い、380〜780nmの波長範囲で行った。そして、測定結果から、450〜650nmの波長範囲における平均反射率を算出し、その値を反射率A(単位:%)とした。
次に、旭化成せんい社製の不織布(製品名:ベンコットラボ(登録商標))を用いて、各例の光学部材の重合体層の基材とは反対側の表面を10往復擦った。その後、各例の光学部材について、上述した方法と同様にして入射光5°における正反射分光反射率を測定した。そして、測定結果から、450〜650nmの波長範囲における平均反射率を算出し、その値を反射率B(単位:%)とした。
耐擦性の評価指標としては、「擦る前後での反射率の変化率(単位:%)=100×(反射率B−反射率A)/反射率A」を用い、判定基準を下記の通りとした。
◎:反射率の変化率が、15%以下であった。
○:反射率の変化率が、15%よりも高く、25%未満であった。
△:反射率の変化率が、25%以上、30%以下であった。
×:反射率の変化率が、30%よりも高く、50%未満であった。
××:反射率の変化率が、50%以上であった。
ここで、判定が◎、○、又は、△である場合を、光学部材が白化して見えておらず、実使用上問題ないレベルと判断した。
Figure 0006698104
Figure 0006698104
表1に示すように、実施例1〜26はいずれも、密着性及び耐擦性がともに高かった。中でも、実施例3、実施例5、実施例7、実施例9、実施例19、実施例20、実施例22、及び、実施例25は、密着性及び耐擦性がより高く、実施例1、実施例2、実施例21、及び、実施例26は、密着性及び耐擦性が特に高かった。
ここで、単官能アミドモノマーの種類が同じ(N,N−ジメチルアクリルアミド)である実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例5、及び、実施例6を比較すると、重合体層中のアミド基の濃度が、実施例4(2.01mmol/g)、実施例3(2.51mmol/g)、実施例1(3.02mmol/g)、実施例2(3.92mmol/g)、実施例5(4.42mmol/g)、実施例6(4.92mmol/g)の順に高くなるにつれて、条件2における密着性が同等又は高まった。一方、重合体層中のアミド基の濃度が、実施例6(4.92mmol/g)、実施例5(4.42mmol/g)、実施例2(3.92mmol/g)、実施例1(3.02mmol/g)、実施例3(2.51mmol/g)、実施例4(2.01mmol/g)の順に低くなるにつれて、耐擦性が高まった。以上より、重合体層中のアミド基の濃度を最適に制御することによって、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とを高めることができることが分かった。また、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とを充分に高める観点から、重合体層中のアミド基の濃度は、2.5mmol/g以上、4.5mmol/g未満であることが好ましく、3mmol/g以上、4mmol/g未満であることがより好ましいことも分かった。
また、実施例5、実施例7、実施例9、実施例13、実施例16、及び、実施例25のように、ボトム温度が125℃以上、195℃以下であり、かつ、貯蔵弾性率E’の最小値が1.5×10Pa以上、9×10Pa以下である場合、耐擦性がより高かった。更に、実施例1、実施例2、実施例3、実施例4、実施例12、実施例15、実施例21、実施例22、実施例23、実施例24、及び、実施例26のように、ボトム温度が140℃以上、180℃以下であり、かつ、貯蔵弾性率E’の最小値が2×10Pa以上、8×10Pa以下である場合、耐擦性が特に高かった。よって、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値を最適に制御することによって、耐擦性を高めることができることが分かった。
以上より、重合体層中のアミド基の濃度と、ボトム温度及び貯蔵弾性率E’の最小値とを最適に制御することによって、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とを高めることができることが分かった。
また、フッ素含有化合物の種類が同じである実施例1、実施例18、実施例19、及び、実施例20を比較すると、フッ素含有化合物の含有量が、実施例18(0重量部)、実施例19(0.1重量部)、実施例20(0.5重量部)、実施例1(1重量部)の順に多くなるにつれて、耐擦性が高まった。これは、実施例18、実施例19、実施例20、実施例1の順に、重合体層中のフッ素原子の量が多くなり、重合体層の基材とは反対側の表面の滑り性が高まるためである。一方、フッ素含有化合物の種類が同じである実施例21、実施例22、実施例23、及び、実施例24を比較すると、フッ素含有化合物の含有量が、実施例24(11重量部)、実施例23(10重量部)、実施例22(8重量部)、実施例21(5重量部)の順に少なくなるにつれて、条件2における密着性が高まった。これは、実施例24、実施例23、実施例22、実施例21の順に、重合体層中のフッ素原子の量が少なくなり、その結果、フッ素原子が、重合体層の基材側の表面に多く配向することなく、重合体層の基材とは反対側の表面に効率良く配向するためである。すなわち、実施例21の方が、実施例24よりも、重合体層の基材側の表面におけるアミド基の量が多くなる。以上より、フッ素含有化合物の含有量を最適に制御することによって、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とを高めることができることが分かった。また、基材及び重合体層間の密着性と、耐擦性とを充分に高める観点から、フッ素含有化合物の含有量は、0.1重量部以上、10重量部以下であることが好ましく、0.5重量部以上、8重量部以下であることがより好ましく、1重量部以上、5重量部以下であることが更に好ましいことも分かった。
一方、表2に示すように、比較例1〜20はいずれも、密着性及び耐擦性の少なくとも一方が低かった。比較例1、比較例2、比較例17、及び、比較例20は、重合体層中のアミド基の濃度が2mmol/g未満であるため、密着性が低かった。比較例3は、重合体層中のアミド基の濃度が5mmol/g以上であり、更に、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Pa未満であるため、耐擦性が低かった。比較例4、比較例5、比較例15、比較例16、及び、比較例18は、ボトム温度が210℃よりも高いため、耐擦性が低かった。比較例6、及び、比較例7は、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Pa未満であるため、耐擦性が低かった。比較例8は、ボトム温度が110℃未満であるため、耐擦性が低かった。比較例9は、ボトム温度が110℃未満であり、更に、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Pa未満であるため、耐擦性が低かった。比較例10は、重合体層中のアミド基の濃度が2mmol/g未満であり、更に、ボトム温度が110℃未満であるため、密着性及び耐擦性が低かった。比較例11、及び、比較例13は、重合体層中のアミド基の濃度が2mmol/g未満であり、更に、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Paよりも大きいため、密着性及び耐擦性が低かった。比較例12は、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Paよりも大きいため、耐擦性が低かった。比較例14は、ボトム温度が210℃よりも高く、更に、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Paよりも大きいため、耐擦性が低かった。比較例19は、ボトム温度が210℃よりも高く、更に、貯蔵弾性率E’の最小値が1×10Pa未満であるため、耐擦性が低かった。
[付記]
以下に、本発明の光学部材の好ましい特徴の例を挙げる。各例は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよい。
上記重合体層中の上記アミド基の濃度は、2.5mmol/g以上、4.5mmol/g未満であってもよい。これにより、上記基材及び上記重合体層間の密着性と、耐擦性とをより高めることができる。
上記重合体層中の上記アミド基の濃度は、3mmol/g以上、4mmol/g未満であってもよい。これにより、上記基材及び上記重合体層間の密着性と、耐擦性とを更に高めることができる。
上記ボトム温度は125℃以上、195℃以下であり、かつ、上記貯蔵弾性率E’の最小値は1.5×10Pa以上、9×10Pa以下であってもよい。これにより、上記光学部材(上記重合体層)の耐擦性をより高めることができる。
上記ボトム温度は140℃以上、180℃以下であり、かつ、上記貯蔵弾性率E’の最小値は2×10Pa以上、8×10Pa以下であってもよい。これにより、上記光学部材(上記重合体層)の耐擦性を更に高めることができる。
上記重合体層は、(メタ)アクリル系重合性組成物の硬化物であり、上記(メタ)アクリル系重合性組成物は、単官能アミドモノマーを20重量部以上、49重量部以下、及び、フッ素含有化合物を0.1重量部以上、10重量部以下含有するものであってもよい。これにより、上記重合体層の上記基材とは反対側の表面の滑り性を高めることができ、その結果、上記光学部材(上記重合体層)の耐擦性を高めることができる。また、吸湿による、上記基材と上記重合体層との密着性の低下を抑制することができる。
上記フッ素含有化合物の含有量は、0.5重量部以上、8重量部以下であってもよい。これにより、上記光学部材(上記重合体層)の耐擦性をより高めることができる。また、吸湿による、上記基材と上記重合体層との密着性の低下をより抑制することができる。
上記フッ素含有化合物の含有量は、1重量部以上、5重量部以下であってもよい。これにより、上記光学部材(上記重合体層)の耐擦性を更に高めることができる。また、吸湿による、上記基材と上記重合体層との密着性の低下を更に抑制することができる。
上記(メタ)アクリル系重合性組成物は、無溶剤系であってもよい。これにより、溶剤の使用に係るコスト、及び、環境面での負荷を低減することができる。更に、溶剤を乾燥させて除去するための装置が不要であり、装置コストを低減することができる。
上記単官能アミドモノマーは、N,N−ジメチルアクリルアミド、及び、N,N−ジエチルアクリルアミドのうちの少なくとも一方を含むものであってもよい。これにより、上記単官能アミドモノマーの含有量が少量であっても、上記基材及び上記重合体層間の密着性と、耐擦性とを好ましく高めることができる。
上記基材の少なくとも上記重合体層側の表面には、トリアセチルセルロースが存在していてもよい。これにより、上記基材の少なくとも上記重合体層側の表面に、極性の高いトリアセチルセルロースが存在する場合であっても、上記基材と上記重合体層との密着性を高めることができる。
以上に、本発明の光学部材の好ましい特徴の例を挙げたが、それらの例の中で重合体層の特徴に関係するものは、本発明の重合体層の好ましい特徴の例でもある。
1:光学部材
2:基材
3:重合体層
4:凸部
5:重合性組成物
6:金型
P:ピッチ

Claims (12)

  1. 基材と、
    前記基材と直に接する、複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有する重合体層とを備え、
    前記重合体層は、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド及びN−アクリロイルモルホリンのうちの少なくとも1種に由来するアミド基を含有し、
    前記重合体層中の前記アミド基の濃度は、2mmol/g以上、5mmol/g未満であり、
    測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定における、前記重合体層の貯蔵弾性率E’が最小となるボトム温度は110℃以上、210℃以下であり、かつ、前記重合体層の前記貯蔵弾性率E’の最小値は1×10Pa以上、1×10Pa以下であることを特徴とする光学部材。
  2. 前記重合体層中の前記アミド基の濃度は、2.5mmol/g以上、4.5mmol/g未満であることを特徴とする請求項1に記載の光学部材。
  3. 前記重合体層中の前記アミド基の濃度は、3mmol/g以上、4mmol/g未満であることを特徴とする請求項2に記載の光学部材。
  4. 前記ボトム温度は125℃以上、195℃以下であり、かつ、前記貯蔵弾性率E’の最小値は1.5×10Pa以上、9×10Pa以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学部材。
  5. 前記ボトム温度は140℃以上、180℃以下であり、かつ、前記貯蔵弾性率E’の最小値は2×10Pa以上、8×10Pa以下であることを特徴とする請求項4に記載の光学部材。
  6. 前記重合体層は、(メタ)アクリル系重合性組成物の硬化物であり、
    前記(メタ)アクリル系重合性組成物は、単官能アミドモノマーを20重量部以上、49重量部以下、及び、フッ素含有化合物を0.1重量部以上、10重量部以下含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学部材。
  7. 前記フッ素含有化合物の含有量は、0.5重量部以上、8重量部以下であることを特徴とする請求項6に記載の光学部材。
  8. 前記フッ素含有化合物の含有量は、1重量部以上、5重量部以下であることを特徴とする請求項7に記載の光学部材。
  9. 前記(メタ)アクリル系重合性組成物は、無溶剤系であることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の光学部材。
  10. 前記単官能アミドモノマーは、N,N−ジメチルアクリルアミド、及び、N,N−ジエチルアクリルアミドのうちの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の光学部材。
  11. 前記基材の少なくとも前記重合体層側の表面には、トリアセチルセルロースが存在することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光学部材。
  12. 複数の凸部が可視光の波長以下のピッチで設けられる凹凸構造を表面に有し、
    N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド及びN−アクリロイルモルホリンのうちの少なくとも1種に由来するアミド基を2mmol/g以上、5mmol/g未満含有し、
    測定温度範囲−50〜250℃、昇温速度5℃/min、及び、周波数10Hzの条件下での動的粘弾性測定における、貯蔵弾性率E’が最小となるボトム温度は110℃以上、210℃以下であり、かつ、前記貯蔵弾性率E’の最小値は1×10Pa以上、1×10Pa以下であることを特徴とする重合体層。
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