JP6763960B2 - 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法 - Google Patents

硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6763960B2
JP6763960B2 JP2018543784A JP2018543784A JP6763960B2 JP 6763960 B2 JP6763960 B2 JP 6763960B2 JP 2018543784 A JP2018543784 A JP 2018543784A JP 2018543784 A JP2018543784 A JP 2018543784A JP 6763960 B2 JP6763960 B2 JP 6763960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
curable composition
cured product
group
general formula
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018543784A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2018066279A1 (ja
Inventor
直之 師岡
直之 師岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JPWO2018066279A1 publication Critical patent/JPWO2018066279A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6763960B2 publication Critical patent/JP6763960B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1807C7-(meth)acrylate, e.g. heptyl (meth)acrylate or benzyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06Hydrocarbons
    • C08F212/08Styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/34Monomers containing two or more unsaturated aliphatic radicals
    • C08F212/36Divinylbenzene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/30Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/301Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing aromatic rings in the alcohol moiety and one oxygen in the alcohol moiety
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/40Esters of unsaturated alcohols, e.g. allyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/01Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/521Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4
    • C08K5/523Esters of phosphoric acids, e.g. of H3PO4 with hydroxyaryl compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041Lenses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14Peroxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

本発明は、硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法に関する。
従来、カメラ、ビデオカメラあるいはカメラ付携帯電話、テレビ電話あるいはカメラ付ドアホンなどの撮像モジュールの光学部材にはガラス材料が用いられていた。ガラス材料は様々な光学特性を備えており、環境耐性に優れるため好ましく用いられてきたが、軽量化や小型化が容易ではなく、加工性や生産性が悪いという欠点を有していた。これに対し、樹脂硬化物は、大量生産が可能であり、加工性にも優れているため、近年、様々な光学部材に用いられるようになってきている。
樹脂硬化物は、一般に、硬化性組成物を成形用の金型に投入し、硬化させることで成形される。このため、光学部材に用いられる硬化性組成物には、硬化後に優れた光学特性を発揮することに加え、良好な成形性を有することが求められる。例えば、特許文献1には、分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する脂環式(メタ)アクリレートモノマーと、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体と、非共役ビニリデン基含有化合物と、リン酸エステルとを含む硬化性組成物が開示されている。特許文献1では、金型転写性と金型離型性に優れた硬化性組成物を得ることを目的としている。
近年、撮像モジュールの小型化に伴い、撮像モジュールに用いられる光学部材を小型化することが求められているが、光学部材を小型化していくと、色収差の問題が生じる。樹脂硬化物を用いた光学部材においては、硬化性組成物に種々の添加物を加えて硬化後の特性を変えることで、アッベ数を低くして色収差の補正を行うことが検討されている。例えば、特許文献2では、フルオレン骨格を有する(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート及び重合開始剤を含む硬化性組成物が開示されている。特許文献2では、フルオレン骨格を有する(メタ)アクリレート等を用いており、これにより成形される硬化物の光学特性を高めることが検討されている。
特開2015−057462号公報 特開2016−098248号公報
しかしながら、特許文献1では、金型転写性と金型離型性に優れた硬化性組成物が得られているが、硬化性組成物から成形される硬化物のアッベ数が高く、硬化物の用途が限定される場合があった。また、特許文献2では、硬化物のアッベ数をある程度抑えることはできるが、金型転写性に劣り、硬化物の面形状の高精度化が困難であるという問題があった。
そこで本発明者は、このような従来技術の課題を解決するために、低アッベ数の硬化物を成形し得る硬化性組成物であって、金型転写性に優れた硬化性組成物を提供することを目的として検討を進めた。また、本発明者は、硬化物を連続的に成形する際の連続成形性を高めることも目的として検討を進めた。
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った結果、本発明者は、カルド骨格含有モノマーと、芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマーと、を含む硬化性組成物に、特定の構造を有する酸性リン酸エステルを所定量添加することにより、低アッベ数の硬化物を成形し得る硬化性組成物であって、金型転写性及び連続成形性の両方に優れた硬化性組成物が得られることを見出した。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[1] 分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するカルド骨格含有モノマー、芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー、及び酸性リン酸エステルを含有する硬化性組成物であって、酸性リン酸エステルは下記一般式(1)で表わされる化合物であり、酸性リン酸エステルの含有量は、硬化性組成物の全質量に対して0.003〜1質量%である硬化性組成物;

一般式(1)中、R及びRは同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す;R及びRから選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアルキル基である。
[2] 一般式(1)において、置換基を有してもよいアルキル基の炭素数が10未満である[1]に記載の硬化性組成物。
[3] 下記一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステルをさらに含む[1]又は[2]に記載の硬化性組成物;

一般式(2)中、Ar及びArは同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアリール基を表す;Ar及びArから選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアリール基である。
[4] 酸性リン酸エステルと、芳香族環含有酸性リン酸エステルの含有量が質量比で50:50〜10:90である[3]に記載の硬化性組成物。
[5] カルド骨格含有モノマーの含有量が硬化性組成物の全質量に対して30〜90質量%であり、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体をさらに含み、前記重合体の含有量が硬化性組成物の全質量に対して0〜40質量%である[1]〜[4]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[6] 熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種をさらに含む[1]〜[5]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[7] ハイドロパーオキサイド化合物をさらに含む[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[8] 非共役ビニリデン基含有化合物をさらに含む[1]〜[7]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物。
[10] [9]に記載の硬化物を含む光学部材。
[11] [9]に記載の硬化物を含むレンズ。
[12] [1]〜[8]のいずれかに記載の硬化性組成物に金型を押し当てる工程と、硬化性組成物に光を照射して半硬化物を得る工程と、半硬化物を150℃以上の温度で熱硬化させて硬化物を形成する工程と、150〜250℃の温度範囲で硬化物から金型を引き離す工程と、をこの順に含む硬化物の製造方法。
[13] 金型には、窒化クロム処理が施されている[12]に記載の硬化物の製造方法。
本発明によれば、低アッベ数の硬化物を成形し得る硬化性組成物であって、金型転写性及び連続成形性の両方に優れた硬化性組成物を得ることができる。本発明の硬化性組成物から形成される硬化物は、光学部材として好ましく用いられる。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
なお、本明細書中において、“(メタ)アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートを表し、“(メタ)アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルを表す。本発明におけるモノマーは、オリゴマー及びポリマーと区別され、重量平均分子量が1,000以下の化合物をいう。
また、本明細書における基(原子団)の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
(硬化性組成物)
本発明は、分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するカルド骨格含有モノマー、芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー及び酸性リン酸エステルを含有する硬化性組成物に関する。ここで、酸性リン酸エステルは下記一般式(1)で表わされる化合物であり、酸性リン酸エステルの含有量は、硬化性組成物の全質量に対して0.003〜1質量%である。
一般式(1)中、R及びRは同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。R及びRから選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアルキル基である。
本発明の硬化性組成物は、上記のような所定成分を含有するため、低アッベ数の硬化物を成形することができる。さらに、本発明の硬化性組成物は、特定の構造を有する酸性リン酸エステルを所定量含有するため、金型転写性及び連続成形性に優れている。本発明の硬化性組成物は、金型転写性に優れているため、硬化性組成物を成形することで得られる硬化物の表面性状が良好である。具体的には、硬化物の表面に微細な凹凸(シワ)の発生が抑制されている。このため、本発明の硬化性組成物を用いた場合、高品質の硬化物を得ることができる。また、本発明の硬化性組成物は、連続成形性にも優れているため、形状のバラつきが少ない硬化物を連続的に成形することができる。本発明の硬化性組成物を用いた場合、硬化物の製造効率を高めることもできる。
本発明の硬化性組成物の粘度は、1000mPa・s以上であることが好ましく、2000mPa・s以上であることがより好ましく、3000mPa・s以上であることがさらに好ましく、4000mPa・s以上であることが一層好ましく、5000mPa・s以上であることが特に好ましい。また、硬化性組成物の粘度は、20000mPa・s以下であることが好ましく、15000mPa・s以下であることがより好ましく、13000mPa・s以下であることがさらに好ましく、10000mPa・s以下であることが特に好ましい。硬化性組成物の粘度を上記範囲内とすることにより、硬化性組成物から硬化物を成形する際の成形性を向上させることができる。
以下において、本発明の硬化性組成物を構成する各成分について説明する。
(カルド骨格含有モノマー(A))
本発明の硬化性組成物は、分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するカルド骨格含有モノマー(A)を含む。分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するカルド骨格含有モノマー(A)は、下記一般式(A)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(A)中、Ar11〜Ar14はそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基又は破線で囲まれたベンゼン環を含むヘテロアリール基を表す。R〜Rはそれぞれ独立に置換基を表す。a〜dはそれぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
及びLはそれぞれ独立に、単結合、酸素原子又は硫黄原子を表し、R11及びR12はそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、チオエーテル結合、チオエステル結合、アミド結合、カーボネート結合及びアルキレン基から選択される少なくとも1種を含む連結基、又は単結合を表し、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
Ar11及びAr12がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合は、Lを連結基として有する基、Lを連結基として有する基、R及びRはそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の縮合環に置換していてもよい。また、Ar13及びAr14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合は、R及びRはそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の縮合環に置換していてもよい。
一般式(A)において、Ar11〜Ar14はそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基又は破線で囲まれたベンゼン環を含むヘテロアリール基を表す。中でも、Ar11〜Ar14はそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基であることが好ましい。Ar11〜Ar14が破線で囲まれたベンゼン環を含むアリール基である場合は、炭素数6〜18のアリール基であることが好ましく、炭素数6〜14のアリール基であることがより好ましく、炭素数6〜10のアリール基であることがさらに好ましい。また、Ar11〜Ar14が破線で囲まれたベンゼン環を含むヘテロアリール基である場合は、環員数9〜14のヘテロアリール基であることが好ましく、環員数9〜10のヘテロアリール基であることがより好ましい。Ar11〜Ar14が置換基を有していてもよいヘテロアリール基を構成する場合、ヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を挙げることができる。
Ar11〜Ar14はそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環のみから構成されるアリール基であってもよく、破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基であってもよい。中でも、Ar11〜Ar13はそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環のみから構成されるアリール基であることが好ましい。Ar14は破線で囲まれたベンゼン環のみから構成されるアリール基であってもよく、破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基であってもよく、いずれの態様も好ましい態様である。Ar14が破線で囲まれたベンゼン環のみから構成されるアリール基である場合は、一般式(A)で表されるカルド骨格含有モノマー(A)の合成を容易に行うことができ、硬化性組成物の製造効率を高めることができ、コスト競争力を高めることができる。また、Ar14が破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合は、硬化性組成物の粘度を高めることができるため、後述するラジカル重合性基を側鎖に有する重合体の添加量を減らしたり、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体を添加しなくても成形に適した粘度を有する硬化性組成物を得ることができる。さらに、硬化性組成物から形成される硬化物のアッベ数を低くすることもできる。なお、Ar14が破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合、Ar14が表す芳香族縮合環基は炭素数9〜10のアリール基であることが好ましく、ナフチル基であることがより好ましい。
一般式(A)において、R〜Rはそれぞれ独立に置換基を表す。R〜Rが表す置換基としては特に制限はないが、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、ヒドロキシル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、脂環基などを挙げることができる。R〜Rが表す置換基はアルキル基、アルコキシ基またはアリール基であることが好ましく、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基またはフェニル基であることがより好ましく、メチル基、メトキシ基またはフェニル基であることが特に好ましい。なお、一般式(A)において、Ar11及びAr12がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合は、R及びRはそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の縮合環に置換していてもよい。同様に、Ar13及びAr14がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合は、R及びRはそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の縮合環に置換していてもよい。
一般式(A)において、a〜dはそれぞれ独立に、0〜4の整数であればよく、0〜3の整数であることが好ましく、0〜2の整数であることがより好ましい。例えば、cが1または2であって、かつa、b及びdが0であることも好ましく、cが2であって、かつa、b及びdが0であることも好ましい。なお、a〜dは0であってもよく、a〜dのいずれもが0であってもよい。
一般式(A)において、L及びLはそれぞれ独立に、単結合、酸素原子又は硫黄原子を表す。L及びLはそれぞれ独立に、酸素原子または硫黄原子であることが好ましく、酸素原子であることがより好ましい。
一般式(A)において、R11及びR12はそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、チオエーテル結合、チオエステル結合、アミド結合、カーボネート結合及びアルキレン基から選択される少なくとも1種を含む連結基、又は単結合を表す。R11及びR12はそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合及びアルキレン基から選択される少なくとも1種を含む連結基又は単結合であることが好ましく、アルキレン基を含む連結基であることがより好ましい。中でも、R11及びR12はそれぞれ独立に、アルキレン基からなる連結基であることが特に好ましい。この場合、アルキレン基の炭素数は、2〜8であることが好ましく、2〜6であることがより好ましく、2〜4であることがさらに好ましい。
Ar11及びAr12がそれぞれ独立に破線で囲まれたベンゼン環を縮合環のひとつとして含む芳香族縮合環基である場合は、Lを連結基として有する基及びLを連結基として有する基はそれぞれ独立に、破線で囲まれたベンゼン環に置換していても、破線で囲まれたベンゼン環以外の縮合環に置換していてもよい。
一般式(A)において、R21及びR22はそれぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、水素原子であることが好ましい。
以下において、本発明に好ましく用いられる分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するカルド骨格含有モノマー(A)の具体例を列挙するが、本発明におけるカルド骨格含有モノマー(A)は以下の化合物に限定されるものではない。なお、以下の構造式におけるMeOはメトキシ基を表す。
一般式(A)で表される化合物の分子量は400〜1000であることが好ましく、500〜900であることがより好ましく、550〜800であることが特に好ましい。
これらの一般式(A)で表される化合物の入手方法については特に制限はなく、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。合成により製造する場合は、一般式(A)で表される化合物の製造方法としては特に制限はなく、公知の方法及び実施例に記載の方法で合成することができる。
硬化性組成物中における一般式(A)で表される化合物の含有量は20〜94質量%であることが好ましく、30〜90質量%であることがより好ましく、40〜85質量%であることがさらに好ましい。
(芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B))
本発明の硬化性組成物は、芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)を含む。ここで、(メタ)アクリレートモノマーが単官能であることは、分子中に1つの(メタ)アクリロイル基を有することを意味する。
芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)の25℃における粘度は2000mPa・s未満であることが好ましい。芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)の25℃における粘度は、1500mPa・s未満であることがより好ましく、1000mPa・s未満であることがさらに好ましく、500mPa・s未満であることがよりさらに好ましく、200mPa・s未満であることが特に好ましい。なお、25℃における芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)の粘度は、HAAKE社製のレオメータ(RS600)を用い、25℃、せん断速度10s−1の条件で測定した値である。
芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)は、アリール基又はヘテロアリール基を含む単官能(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。中でも、芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)は、アリール基を含む単官能(メタ)アクリレートモノマーであることがさらに好ましい。このような芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)を用いることにより、硬化物のアッベ数をより効果的に低下させることができる。さらに、硬化性組成物中において芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)を均一に混合しやすくなるため、硬化物の透明性と耐久性をより効果的に高めることができる。
アリール基又はヘテロアリール基を含む(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、EO(エチレンオキサイド)変性クレゾール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、パラクミルフェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、ECH(エピクロロヒドリン)変性フェノキシ(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、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールEO変性(メタ)アクリレート、o−フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、m−フェノキシベンジル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。中でもベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールEO変性(メタ)アクリレート、o−フェノキシベンジル(メタ)アクリレート、m−フェノキシベンジル(メタ)アクリレートがより好ましく、ベンジル(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレートが特に好ましく、ベンジルアクリレート及びフェノキシエチルアクリレートがより特に好ましい。
本発明で好ましく用いることができる芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)としては、例えば、以下の化合物を列挙することができる。
芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)の入手方法については特に制限は無く、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、ビスコート#192 PEA(モノマー1)(大阪有機化学工業社製)、ビスコート#160 BZA(モノマー2)(大阪有機化学工業社製)を好ましく用いることができる。なお、モノマー1の25℃、せん断速度10s−1における粘度は9mPa・sであり、モノマー2の25℃、せん断速度10s−1における粘度は8mPa・sである。
芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、5〜80質量%であることが好ましく、5〜50質量%であることがより好ましく、5〜40質量%であることがさらに好ましい。
(非共役ビニリデン基含有化合物(C))
本発明の硬化性組成物は、非共役ビニリデン基含有化合物(C)をさらに含むことが好ましい。非共役ビニリデン基含有化合物(C)は、下記一般式(13)又は下記一般式(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物であることが好ましい。
一般式(13)中、R21〜R26は、それぞれ独立に置換基を表し、R21〜R26のうち少なくとも1つが環を形成しているか、少なくとも2つが互いに結合して環を形成している。但し、一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物は、(メタ)アクリロイル基を含まない。
一般式(13)中、R21〜R26が表す置換基に特に制限はなく、例えば、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、芳香環基、複素芳香環基、脂環基等を挙げることができる。中でも、R21〜R26は、水素原子、アルキル基、アルケニル基であることが好ましく、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数2〜5のアルケニル基であることがより好ましい。
21〜R26が形成する環は、芳香環であっても、複素芳香環であっても、非芳香性の環であってもよい。その中でも、R21〜R26が形成する環は、非芳香性の環であることが好ましく、非芳香性の炭化水素環であることがより好ましい。また、R21〜R26が形成する環は、さらに置換基を有していてもよく、置換基の例としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基及びイソプロピル基がより好ましい。また、R21〜R26が形成する環が、さらに置換基を有する場合は、その置換基同士が結合して縮合環を形成してもよい。
一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物においてR21〜R26が形成する環は、1つであっても、複数であってもよい。また、R21〜R26が形成する環が複数である場合は、互いに独立した複数の環であっても、互いに独立した複数の環同士が縮合した縮合環であっても、上述のように1つの環がさらに置換基を有する場合はその置換基同士が結合した縮合環であってもよい。中でも、R21〜R26が形成する環は、複数の環が縮合した縮合環であることがより好ましく、1つの環がさらに置換基を有する場合はその置換基同士が結合した縮合環であることが特に好ましい。なお、2つの環がスピロ縮合をしている態様も、縮合環に含まれる。また、R21とR22の結合している炭素原子、及び、R25とR26の結合している炭素原子のうち、一方の炭素原子は不斉炭素原子であることが好ましい。
一般式(13)で表される非共役ビニリデン基含有化合物としては、2〜5の環が縮合した縮合環を含むことが好ましく、2又は3の環が縮合した縮合環を含むことがより好ましい。また、縮合環を構成するそれぞれの環の環員数は、3〜10であることが好ましく、3〜9であることがより好ましく、4〜9であることが特に好ましい。
21〜R26のうち、(A)少なくとも1つが環を形成しているか、(B)少なくとも2つが互いに結合して環を形成している。中でも、非共役ビニリデン基含有化合物は、R21〜R26のうち、(B)少なくとも2つが互いに結合して環を形成している場合が好ましい。この場合、非共役ビニリデン基含有化合物は下記一般式(14)で表されることが好ましい。
一般式(14)中、R21、R22、R25及びR26は、それぞれ独立に置換基を表し、Aは環状構造を形成するために必要な原子団を表す。
一般式(14)中、R21、R22、R25及びR26が表す置換基の好ましい範囲は、一般式(13)におけるR21〜R26の好ましい範囲と同様である。また、R21、R22、R25及びR26は、さらに互いに結合して環を形成していてもよく、その環はさらに置換基を有していてもよい。
また、R21とR22の組又はR25とR26の組のうち、いずれか一方の組のみにおいて2つの置換基の少なくとも一方が水素原子であることが好ましく、いずれか一方の組のみにおいて2つの置換基の両方が水素原子であることがより好ましい。
21及びR22はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数1〜5の炭化水素基を表し、かつ、炭素数1〜5の炭化水素基が環を形成していないことが好ましい。R21及びR22のうち、一方のみが水素原子又は炭素数1〜5の炭化水素基を表し、かつ、炭素数1〜5の炭化水素基が環を形成していないことが好ましい。
一般式(14)中、Aは環状構造を形成するために必要な原子団を表し、その環状構造としては、特に制限はなく、公知の環状構造でよい。環状構造としては、例えば、脂環(非芳香性の炭化水素環)、芳香環、複素環、−CO−を含むラクトン環などを挙げることができる。中でも、Aは、一般式(14)のAに連結する炭素原子及び非共役ビニリデン基を構成する炭素原子を含めて炭素数4〜10の脂環を形成するために必要な原子団であることが好ましく、一般式(14)のAに連結する炭素原子及び非共役ビニリデン基を構成する炭素原子を含めて炭素数5〜9の脂環を形成するために必要な原子団であることが特に好ましい。この脂環はさらなる置換基を有していてもよく、その好ましい置換基はR21、R22、R25及びR26が形成する環が有していてもよいさらなる置換基の範囲と同様である。また、Aは、不飽和の脂環であっても、飽和の脂環であってもよいが、一般式(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物全体として、少なくとも1つの不飽和結合を有することが好ましい。また、Aは、R21、R22、R25及びR26が表す置換基とさらに縮合環を形成していてもよい。
本発明では、一般式(14)中、R21、R22、R25及びR26は、それぞれ独立に水素原子及び炭素原子のみからなる置換基を表し、Aは脂環(非芳香性の炭化水素)構造であることが特に好ましい。
本発明では、一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物がビニリデン基(非共役ビニリデン基)以外にさらに別のアルケニル基を有することが好ましい。一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物の有する非共役ビニリデン基以外のビニリデン基の位置としては特に制限はない。その中でも一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物は、非共役ビニリデン基以外のビニリデン基が、R21、R22、R25及びR26が形成する環に位置することが好ましい。すなわち、R21、R22、R25及びR26が形成する環は、少なくとも1つの不飽和炭化水素環を含むことが特に好ましく、二重結合を1つのみ有する不飽和炭化水素環を含むことがより特に好ましい。また、非共役ビニリデン基含有化合物は、非共役ビニリデン基以外のビニリデン基が、一般式(13)のR23及びR24が形成する環に位置するか、又は一般式(14)の環状構造Aに相当する部分に位置することも好ましい。
非共役ビニリデン基含有化合物(C)の分子量は、100〜400であることが好ましく、120〜350であることがより好ましく、130〜300であることが特に好ましい。
非共役ビニリデン基含有化合物(C)の入手方法については特に制限は無く、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、β−カリオフィレン(井上香料社製)などを好ましく用いることができる。
合成により製造する場合は、一般式(13)又は(14)で表される非共役ビニリデン基含有化合物の製造方法としては特に制限はなく、公知の方法で合成することができる。例えば、本発明に好ましく用いることができるβ−カリオフィレンを合成する場合は、J.Am.Chem.Soc.85,362(1964)、Tetrahedron Lette.,24,1885(1983)に記載の方法などで、合成することができる。
非共役ビニリデン基含有化合物(C)の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.5〜30質量%であることが好ましく、1〜25質量%であることがより好ましく、2〜20質量%であることがさらに好ましい。
(ハイドロパーオキサイド化合物(D))
本発明の硬化性組成物は、ハイドロパーオキサイド化合物(D)をさらに含むことが好ましい。ハイドロパーオキサイド化合物(D)は、過酸化物であり、ペルオキシ基を有する化合物である。なお、ハイドロパーオキサイド化合物(D)においては、ペルオキシ基(−O−O−)の一方の酸素原子には水素原子が置換しており、ヒドロペルオキシ基(−O−O−H)を含む。分子内にヒドロペルオキシ基を有するハイドロパーオキサイド化合物(D)は非共役ビニリデン基含有化合物(C)の重合中の連鎖移動を促進する効果があり、硬化性組成物が効果する際の3次元構造のコントロール性がより向上し、半硬化物に変形性を付与することができる。
ハイドロパーオキサイド化合物(D)の入手方法については特に制限は無く、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、日本油脂株式会社製のパークミルH−80等を用いることができる。
ハイドロパーオキサイド化合物(D)は、熱ラジカル重合開始剤として機能する化合物でもあるが、本発明においては、ハイドロパーオキサイド化合物(D)は後述する熱ラジカル重合開始剤とは別途添加されることが好ましい。
ハイドロパーオキサイド化合物(D)の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.1〜5質量%であることがより好ましく、0.2〜2質量%であることがさらに好ましい。
(酸性リン酸エステル(E))
本発明の硬化性組成物は、下記一般式(1)で表わされる酸性リン酸エステル(E)を含む。なお、酸性リン酸エステル(E)は、芳香族環を含有しない酸性リン酸エステル(E)であり、芳香族環非含有酸性リン酸エステル(E)と言うこともできる。
一般式(1)中、R及びRは同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。R及びRから選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアルキル基である。
一般式(1)中、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。アルキル基が有する置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、アルキル基、アルケニル基、アシル基、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシ基、アリール基、ヘテロアリール基、脂環基、シアノ基、エポキシ基、オキセタニル基、メルカプト基、アミノ基、(メタ)アクリロイル基等から選択される置換可能な置換基を挙げることができる。中でも、アルキル基が有する置換基としては、アルキル基又はアルコキシ基であることが好ましい。すなわち、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はアルコキシアルキル基であることが好ましく、R及びRから選択される少なくとも1つはアルキル基又はアルコキシアルキル基であることが好ましい。なお、アルキル基は直鎖アルキル基であっても、分岐鎖を有するアルキル基であってもよい。また、アルキル基はシクロアルキル基であってもよい。
具体的なアルキル基としては、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチルヘキシル、デシル、ドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ラウリル、ステアリル、テトラコシル、イソトリデシルなどが挙げられる。
上述した置換基を有してもよいアルキル基の炭素数は、10未満であることが好ましく、9以下であることがより好ましく、8以下であることがさらに好ましい。なお、上記の炭素数は、アルキル基が置換基を有する場合は置換基の炭素数も含めた数である。置換基を有してもよいアルキル基の炭素数を上記範囲内とすることにより、金型離型性をコントロールすることができ、連続成形性を高めることができる。また、置換基を有してもよいアルキル基の炭素数を上記範囲内とすることにより、酸性リン酸エステル(E)とカルド骨格含有モノマー(A)の相溶性を高めることができる。これにより、硬化性組成物が硬化する過程で、酸性リン酸エステル(E)が相分離することが抑止され、成形される硬化物に濁りが発生することを抑制することができ、透明性の高い硬化物を得ることができる。
酸性リン酸エステル(E)の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.003〜1質量%であることが好ましく、0.005〜1質量%であることがより好ましく、0.007〜0.7質量%であることがさらに好ましく、0.01〜0.5質量%であることが特に好ましい。本発明の硬化性組成物は、一般式(1)で表される構造の酸性リン酸エステル(E)を所定量含有することで、優れた金型転写性と連続成形性を発揮することができる。また、本発明の硬化性組成物は金型離型性にも優れている。さらに、一般式(1)で表される構造の酸性リン酸エステル(E)の含有量を上記範囲内とすることにより、金型離型性をコントロールすることができ、連続成形性を高めることができる。加えて、一般式(1)で表される構造の酸性リン酸エステル(E)を所定量含有することにより、硬化性組成物が硬化する過程で、酸性リン酸エステル(E)が相分離することが抑止されるため、濁りが少なく、透明性の高い硬化物を得ることができる。
以下に、一般式(1)で表される酸性リン酸エステル(E)の好ましい具体例を示す。なお、本発明で用いる酸性リン酸エステル(E)は以下の化合物に限定されるものではない。

上記の中でも、酸性リン酸エステルE−1〜E−3は好ましく用いられる。
これらの一般式(1)で表される酸性リン酸エステルの入手方法については特に制限は無く、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、城北化学社製のJP−504(酸性リン酸エステルE−1)、JP−506H(酸性リン酸エステルE−2)、JP−508(酸性リン酸エステルE−3)、JP−513(酸性リン酸エステルE−4)などを好ましく用いることができる。
(芳香族環含有酸性リン酸エステル(F))
本発明の硬化性組成物は、一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)をさらに含むことが好ましい。一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)を一般式(1)で表される酸性リン酸エステル(E)と併用することにより、連続成形性をより高めることができる。本発明においては、一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)を併用することにより、酸性リン酸エステル(E)が金型に蓄積することを抑制できるため、連続成形性がより高まるものと考えられる。
一般式(2)中、Ar及びArは同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアリール基を表す。Ar及びArから選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアリール基である。中でも、Ar及びArの両方が置換基を有してもよいアリール基であることが好ましい。
一般式(2)中、Ar及びArで表されるアリール基の具体例としては、フェニル基、クレジル基、キリレニル基などが挙げられ、このうちフェニル基であることが好ましい。
以下に、一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)の好ましい具体例を示す。なお、本発明で用いる芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)は以下の化合物に限定されるものではない。
一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステルの入手方法については特に制限はなく、商業的に入手してもよく、合成により製造してもよい。商業的に入手する場合は、例えば、ジフェニルフォスフェート(東京化成工業社製、芳香族環含有酸性リン酸エステルF−1)を好ましく用いることができる。
芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.005〜1質量%であることが好ましく、0.007〜0.7質量%であることがより好ましく、0.01〜0.5質量%であることがさらに好ましい。本発明の硬化性組成物は、一般式(2)で表される構造の芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)をさらに含むことで、より優れた金型転写性と連続成形性を発揮することができる。
酸性リン酸エステル(E)と、芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)の含有量は質量比で50:50〜10:90であることが好ましく、50:50〜10:50であることがより好ましい。酸性リン酸エステル(E)と芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)の質量比を上記範囲内とすることにより、本発明の硬化性組成物はより優れた金型転写性と連続成形性を発揮することができる。
(ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G))
本発明の硬化性組成物は、必要に応じてラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)をさらに含有するものであってもよい。ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)は硬化性組成物の粘度を高める働きをするため、増粘剤もしくは増粘ポリマーと呼ぶこともできる。なお、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)は、硬化性組成物の粘度を所望の範囲内に調整する必要がある際にのみ添加されればよい。
ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)は、単独重合体であってもよく、共重合体であってもよい。中でも、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)は共重合体であることが好ましい。ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)が共重合体である場合は、少なくとも一方の共重合成分がラジカル重合性基を有していればよい。また、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)が共重合体である場合は、側鎖にラジカル重合性基を有する単量体単位と、側鎖にアリール基を有する単量体単位を含む共重合体であることがより好ましい。
ラジカル重合性基としては、アクリレート基、(メタ)アクリレート基、ビニル基、スチリル基、アリル基等を挙げることができる。ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体には、ラジカル重合性基を有する繰り返し単位が、5〜100質量%含まれていることが好ましく、10〜90質量%含まれていることがより好ましく、20〜80質量%含まれていることがさらに好ましい。
以下において、本発明に好ましく用いられるラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)の具体例を列挙するが、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)は以下の構造に限定されるものではない。
以下の構造式において、Ra及びRbは、それぞれ独立に、水素またはアルキル基を表す。なお、1つのポリマー中における複数のRaは同一であっても、異なっていてもよい。また、nは0〜10の整数を表し、0〜2であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。

ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)の分子量は、1000〜10000000であることが好ましく、5000〜300000であることがより好ましく、10000〜200000であることがさらに好ましい。また、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)のガラス転移温度は、50〜400℃であることが好ましく、70〜350℃であることがより好ましく、100〜300℃であることがさらに好ましい。
ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、25質量%以下であることがさらに好ましい。また、本発明の硬化性組成物においては、カルド骨格含有モノマー(A)の含有量が硬化性組成物の全質量に対して30〜90質量%であることが好ましく、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)の含有量が硬化性組成物の全質量に対して0〜40質量%であることが好ましい。なお、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)の含有量は、0質量%であってもよく、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)を添加しない態様も好ましい。本発明においては、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)の添加量を少なくしたり、ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)を全く添加しなくても硬化性組成物から硬化物を成形することができる。
(重合開始剤)
本発明の硬化性組成物は、熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。ここで、上述したハイドロパーオキサイド化合物(D)は、熱ラジカル重合開始剤であるが、本発明の硬化性組成物が熱ラジカル重合開始剤をさらに含む場合は、ハイドロパーオキサイド化合物(D)の他にさらに熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。
(熱ラジカル重合開始剤(H))
本発明の硬化性組成物は、熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。これにより、硬化性組成物を熱重合することにより、耐熱性が高い硬化物を成形することができる。
熱ラジカル重合開始剤としては、具体的には以下の化合物を用いることができる。例えば、1,1−ジ(t−ヘキシルペルオキシ)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、2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルペルオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t−ヘキシルペルオキシイソプロピルモノカーボネート、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−ブチルペルオキシラウレート、ジクミルペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ヘキシルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等を挙げることができる。
中でも、本発明では、熱ラジカル重合開始剤として、分子内にヒドロペルオキシ基を有するヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を用いることが好ましく、分子内にヒドロペルオキシ基を有するヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤、及び分子内にヒドロペルオキシ基を有さない非ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を少なくとも1種ずつ用いることがより好ましい。
本発明では、非ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤として日本油脂株式会社製、パーブチルO(t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート)及び日本油脂株式会社製、パーブチルE(t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート)を好ましく用いることができる。
本発明の硬化性組成物においては、ハイドロパーオキサイド化合物(D)とは別に他の熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。これは、ハイドロパーオキサイド化合物(D)は熱ラジカル重合を開始する温度が一般に高いため、熱重合開始温度の低い非ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましいものと考えられる。
熱ラジカル重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5.0質量%であることがより好ましく、0.05〜2.0質量%であることがさらに好ましい。
(光ラジカル重合開始剤(I))
光ラジカル重合開始剤としては、具体的には以下の化合物を用いることができる。例えば、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、ビス(2,6−ジクロルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、1−フェニル−2−ヒドロキシ−2メチルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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、1,2−ジフェニルエタンジオン、メチルフェニルグリオキシレート、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、2−ヒロドキシ−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、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−モルフォリノプロパン−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)−ブタノン−1、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等を挙げることができる。
中でも、本発明では、光ラジカル重合開始剤としてBASF社製、イルガキュア184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、イルガキュア819(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド)、イルガキュア651(2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−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、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−オンを好ましく用いることができる。
光ラジカル重合開始剤の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜5.0質量%であることが好ましく、0.05〜1.0質量%であることがより好ましく、0.05〜0.5質量%であることがさらに好ましい。
なお、硬化性組成物は、光ラジカル重合開始剤と熱ラジカル重合開始剤の両方を含むことが好ましく、この場合、光ラジカル重合開始剤と熱ラジカル重合開始剤の合計含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5.0質量%であることがより好ましく、0.05〜3.0質量%であることがさらに好ましい。
(その他の添加剤)
本発明では、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、硬化性組成物が、上述した以外のポリマーやモノマー、分散剤、可塑剤、熱安定剤、離型剤等の添加剤を含んでいてもよい。
(硬化物の製造方法)
本発明は、硬化物の製造方法に関するものでもある。本発明の硬化物の製造方法は、上述した硬化性組成物に金型を押し当てる工程と、硬化性組成物に光を照射して半硬化物を得る工程と、半硬化物を150℃以上の温度で熱硬化させて硬化物を形成する工程と、150〜250℃の温度範囲で硬化物から金型を引き離す工程と、を含む。
<転写工程>
転写工程は、上述した硬化性組成物に金型を押し当てる工程である。転写工程では、一対の金型の一方に注入された硬化性組成物に他方の金型を押し当てて硬化性組成物を押し広げる。
硬化物の製造方法で用いる金型は、窒化クロム処理が施されたものであることが好ましい。これにより、後工程で行う離型工程で、良好な金型離型性を得ることができ、光学部品の製造効率を高めることができる。
窒化クロム処理としては、例えば金型表面に窒化クロム膜を成膜する方法を挙げることができる。金型表面に窒化クロム膜を製膜する方法としては、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法とPVD(Physical Vapor Deposition)法がある。CVD法は、クロムを含む原料ガスと窒素を含む原料ガスとを高温で反応させて基体表面に窒化クロム膜を形成する方法である。また、PVD法は、アーク放電を利用して基体表面に窒化クロム膜を形成する方法である。このアーク式真空蒸着法は、真空容器内に例えばクロムよりなる陰極(蒸発源)を配置し、陰極と真空容器の壁面との間でトリガを介してアーク放電を起こさせ、陰極を蒸発させると同時にアークプラズマによる金属のイオン化を図り、基体に負の電圧をかけておき、かつ真空容器に反応ガス例えば窒素ガスを数10mTorr(1.33Pa)程度入れることにより、イオン化した金属と反応ガスを基体の表面で反応させて化合物の膜を作るという方法である。本発明における金型表面の窒化クロム処理は、上記CVD法、またはPVD法により実施されている。
ここで、金型は、一般に2つの金型を組み合わせて内容物に加圧しながら加熱することができるようになっており、金型に低粘度の組成物を注入すると、成形型クリアランスへの漏れの原因となる。このため、硬化性組成物は、一定以上の粘度を有していることが好ましい。硬化性組成物の粘度を調整するために、硬化性組成物に上述したラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)を添加してもよい。
(半硬化物を得る工程)
金型を押し当てる工程の後には、半硬化物を得る工程が設けられる。半硬化物は、金型内に注入された硬化性組成物を半硬化することで得られる。半硬化物を得る工程では、光照射又は加熱を行う。本明細書では、このような工程を半硬化工程と呼ぶこともできる。
半硬化物を得る工程では、本発明の硬化性組成物に対して光照射及び加熱のうち少なくとも一方を行って、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が10〜10mPa・sの半硬化物を形成することが好ましい。
ここで、本明細書中において「半硬化物」とは、硬化性組成物を重合したものであり、完全に固体となっておらず、ある程度流動性を有する状態の物を意味する。硬化性組成物の重合体の、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が10〜10mPa・sである場合、その重合体は半硬化物である。すなわち、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度の上限値として1.0×10mPa・s未満の物までを半硬化物とみなせる。一方、「硬化物」とは、硬化性組成物を重合したものであり、完全に固体となっている状態の物を意味する。
<半硬化工程>
半硬化工程は、硬化性組成物に対して、光照射及び/又は加熱して、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が10〜10mPa・sの半硬化物を得る工程を含むことが好ましい。
半硬化工程では、硬化性組成物を、光照射及び/又は加熱する前から熱重合するときに用いる成形型に直接設置してもよく、別の型に入れて半硬化物を製造した後で熱重合するときに用いる成形型に移動させてもよい。
半硬化工程における光照射は、光照射後の半硬化物の25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が、10〜10mPa・sとなるように行うことが好ましく、10〜107.5mPa・sとなるように行うことがより好ましく、105.5〜107.5mPa・sとなるように行うことが特に好ましい。
光照射に用いられる光は、紫外線又は可視光線であることが好ましく、紫外線であることがより好ましい。例えばメタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、殺菌ランプ、キセノンランプ、LED(Light Emitting Diode)光源ランプなどが好適に使用される。光照射時の雰囲気は、空気又は不活性ガス置換雰囲気であることが好ましく、酸素濃度1%以下になるまで窒素置換した雰囲気であることがより好ましい。
半硬化工程において、加熱半硬化工程を設ける場合、加熱半硬化は、加熱後の半硬化物の25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が、10〜10mPa・sとなるように行うことが好ましく、10〜107.5mPa・sとなるように行うことがより好ましく、105.5〜107.5mPa・sとなるように行うことが特に好ましい。
(半硬化物)
本発明は、上述した方法で製造される半硬化物に関するものであってもよい。このような半硬化物は、後述する硬化物の製造方法に好ましく用いることができる。ここで、半硬化物の複素粘度の好ましい範囲は、上述した半硬化物を得る工程における半硬化物の複素粘度の好ましい範囲と同様である。
半硬化物には、光照射工程後において、光ラジカル重合開始剤が全て消費されていて全く含まれていなくてもよく、光ラジカル重合開始剤が残留していてもよい。
また、半硬化物のガラス転移温度は、−150〜0℃であることが好ましく、−50〜0℃であることがより好ましく、−20〜0℃であることが特に好ましい。
(硬化物を形成する工程)
硬化物を形成する工程は、半硬化物を成形型に入れ加圧変形し、加熱して熱重合させるか、もしくは光照射を行うことで光重合させることにより硬化物を得る重合工程を含むことが好ましい。本明細書では、このような工程を硬化工程と呼ぶこともできる。なお、硬化物を形成する工程における光照射の条件と加熱条件は、上述した半硬化工程における条件と同様である。
硬化工程が熱重合工程である場合、重合工程で用いられる成形型のことを、熱成形用成形型とも言う。熱成形用成形型は、一般に2つの成形型を組み合わせて内容物に加圧しながら加熱することができる構成となっていることが好ましい。また、硬化物の製造方法では、硬化物を得る熱重合工程において、成形型として金型を用いることがより好ましい。このような熱成形用成形型としては、例えば、特開2009−126011号公報に記載のものを用いることができる。また、金型は、窒化クロム処理が施されたものであることが好ましい。
硬化工程では、まず半硬化工程で製造された半硬化物を成形型に入れる。光照射及び/又は加熱後の半硬化物は、上述した半硬化物を得る工程で説明したとおり、熱成形用成形型に直接設置されて光照射及び/又は加熱されているか、又は、熱成形用成形型とは別の型に入れて光照射及び/又は加熱されている。光照射後の半硬化物が熱成形用成形型に直接設置されて光照射及び/又は加熱された場合は、特に熱成形用成形型に移動させる動作自体は必要ない。光照射及び/又は加熱後の半硬化物が熱成形用成形型とは別の型に入れて光照射及び/又は加熱される場合は、熱成形用成形型に移動させる工程を含むことが好ましい。光照射及び/又は加熱後の半硬化物を熱成形用成形型に移動させる方法としては、例えば、シリンジ、バキュームパッドと真空発生器を有するエアピンセットなどを用いることができる。半硬化物は、複素粘度が特定の範囲であるため、このようにエアピンセットなどを用いて容易に熱成形用成形型に移動させることができる。
硬化工程では、成形型に入れた半硬化物を、加圧変形し、加熱して熱重合させて硬化物を得る。ここで、加圧変形と加熱は同時に行ってもよく、加圧変形した後で加熱を行ってもよく、加熱した後で加圧変形を行ってもよいが、その中でも加圧変形と加熱を同時に行うことが好ましい。また、加圧変形と加熱を同時に行った上で、加圧が安定してからさらに高温に加熱することも好ましい。
硬化工程では、半硬化物を150℃以上の温度で加熱して硬化させ、硬化物を得る。
加熱温度は、150℃以上であり、160〜270℃であることが好ましく、165〜250℃であることがより好ましく、170〜230℃であることがさらに好ましい。
この硬化工程では、加熱を行うとともに加圧変形を行うことが好ましい。これにより金型内面の反転形状を硬化物に精度よく転写することができる。
加圧変形と加熱は同時に行ってもよく、加圧変形した後で加熱を行ってもよく、加熱した後で加圧変形を行ってもよいが、その中でも加圧変形と加熱を同時に行うことが好ましい。また、加圧変形と加熱を同時に行った上で、加圧が安定してからさらに高温に加熱することも好ましい。
加圧変形における圧力は、0.098MPa〜9.8MPaであることが好ましく、0.294MPa〜4.9MPaであることがより好ましく、0.294MPa〜2.94MPaであることが特に好ましい。
熱重合の時間は、30〜1000秒であることが好ましく、30〜500秒であることがより好ましく、60〜300秒であることが特に好ましい。熱重合時の雰囲気は、空気又は不活性ガス置換雰囲気であることが好ましく、酸素濃度1%以下になるまで窒素置換した雰囲気であることがより好ましい。
(離型工程)
離型工程では、150〜250℃の温度範囲で硬化物から金型を引き離す。離型工程における温度を上記範囲内とすることにより、硬化物から金型を容易に引き離すことができ、製造効率を高めることができる。
この工程での加熱温度は、150〜250℃であり、160〜250℃であることが好ましく、165〜250℃であることがより好ましく、170〜230℃であることがさらに好ましい。
以上、本発明の硬化物の製造方法の一例について説明したが、本発明の構成はこれに限るものではなく、本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、転写工程と半硬化工程で用いた金型を、そのまま硬化工程で用いてもよく、半硬化工程を行った後、半硬化物から金型を引き離し、この半硬化物を別の金型(熱成形用成形型)に移動させて硬化工程を行ってもよい。この場合、半硬化工程及び硬化工程で用いる金型には上述したクロム処理が施されていることが好ましい。
また、半硬化工程で、金型内の硬化性組成物に光照射を行うとともに、加熱を行うようにしてもよい。これにより、所望の硬化度を有する半硬化物を確実に得ることができる。
(硬化物)
本発明は、硬化性組成物の硬化物に関するものでもある。硬化物は、上述した半硬化成分を硬化することで形成される。本発明の硬化物は、上述した硬化物の製造方法によって製造されたものであることが好ましい。
(屈折率)
本発明の硬化物は、光学部材用途の中でもレンズなどに用いる観点から、屈折率が高いことが好ましい。本発明の硬化物は、波長589nmにおける屈折率nDが1.58以上であることが好ましく、1.60以上であることがより好ましく、1.61以上であることがさらに好ましい。硬化物の589nmにおける屈折率は、アッベ計(株式会社アタゴ社製)を用いて測定することができる。
(アッベ数)
本発明の硬化物は、光学部材用途の中でもレンズなどに用いることができ、この場合は色収差を低減する観点から、硬化物のアッベ数は低いことが好ましい。本発明の硬化物のアッベ数は35以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましく、25以下であることがさらに好ましい。
本明細書中、アッベ数(νD)は、アッベ屈折計(カルニュー光学工業株式会社製)を用いて、波長589nm、486nm、656nmにおけるそれぞれの屈折率nD、nF、nCを測定し、下記式により算出される。
νD=(nD−1)/(nF−nC)
ここで、nDは波長589nmにおける屈折率、nFは波長486nmにおける屈折率、nCは波長656nmにおける屈折率を表す。
(サイズ)
本発明の硬化物は、最大厚みが0.1〜10mmであることが好ましい。最大厚みは、より好ましくは0.1〜5mmであり、特に好ましくは0.15〜3mmである。本発明の硬化物は、最大直径が1〜1000mmであることが好ましい。最大直径は、より好ましくは2〜200mmであり、特に好ましくは2.5〜100mmである。
(光学部材)
本発明は、上述した硬化物を含む光学部材に関するものでもある。本発明の硬化物は、光学特性に優れた成形体であるため、光学部材に好ましく用いられる。本発明の光学部材の種類は、特に制限されない。特に、硬化性組成物の優れた光学特性を利用した光学部材、特に光を透過する光学部材(いわゆるパッシブ光学部材)として好適に利用することができる。このような光学部材を備えた光学機能装置としては、例えば、各種ディスプレイ装置(液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等)、各種プロジェクタ装置(OHP(Overhead projector)、液晶プロジェクタ等)、光ファイバー通信装置(光導波路、光増幅器等)、カメラやビデオ等の撮影装置等が例示される。
また、光学機能装置に用いられるパッシブ光学部材としては、例えば、レンズ、プリズム、プリズムシート、パネル(板状成形体)、フィルム、光導波路(フィルム状やファイバー状等)、光ディスク、LEDの封止剤等が例示される。このようなパッシブ光学部材には、必要に応じて任意の被覆層、例えば摩擦や摩耗による塗布面の機械的損傷を防止する保護層、無機粒子や基材等の劣化原因となる望ましくない波長の光線を吸収する光線吸収層、水分や酸素ガス等の反応性低分子の透過を抑制あるいは防止する透過遮蔽層、防眩層、反射防止層、低屈折率層等や、任意の付加機能層が設けられてもよい。任意の被覆層の具体例としては、無機酸化物コーティング層からなる透明導電膜やガスバリア膜、有機物コーティング層からなるガスバリア膜やハードコート膜等が挙げられる。コーティング法としては真空蒸着法、CVD法、スパッタリング法、ディップコート法、スピンコート法等公知のコーティング法を用いることができる。
(応用例)
本発明の硬化物を用いた光学部材は、特にレンズ基材に好ましく用いられる。本発明の硬化性組成物を用いて製造されたレンズ基材は低アッベ数を有し、好ましくは、高屈折性、光線透過性、軽量性を併せ持ち、光学特性に優れている。また、硬化性組成物を構成するモノマーの種類を適宜調整することにより、レンズ基材の屈折率を任意に調節することが可能である。
なお、本明細書中において「レンズ基材」とは、レンズ機能を発揮することができる単一部材を意味する。レンズ基材の表面や周囲には、レンズの使用環境や用途に応じて膜や部材を設けることができる。例えば、レンズ基材の表面には、保護膜、反射防止膜、ハードコート膜等を形成することができる。また、ガラスレンズ基材や、プラスチックレンズ基材に積層させた複合レンズにすることができる。さらにレンズ基材の周囲を基材保持枠などに嵌入して固定することもできる。ただし、これらの膜や枠などは、レンズ基材に付加される部材であり、本明細書中でいうレンズ基材そのものとは区別される。
レンズ基材をレンズとして利用するに際しては、レンズ基材そのものを単独でレンズとして用いてもよいし、上述した膜や枠、その他レンズ基材などを付加してレンズとして用いてもよい。レンズ基材を用いたレンズの種類や形状は、特に制限されない。
レンズ基材は低アッベ数であることから色収差補正レンズに好ましく用いることができ、色収差補正レンズとしては例えば、携帯電話やデジタルカメラ等の撮像用レンズやテレビ、ビデオカメラ等の撮映レンズ、さらには車載レンズ、内視鏡レンズに使用されることが好ましい。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。実施例4および9は参考例である。
<カルド骨格含有モノマー(A)>
(化合物A−1)
化合物A−1として、大阪ガスケミカル社製のオグソールEA−200を用いた。
(化合物A−2の合成)
特開2014−80572号公報の実施例1に記載の合成法に従って下記の化合物A−2を合成した。
<芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー(B)>
芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマーB−1として、大阪有機化学工業社製のビスコート#192 PEAを用いた。
<非共役ビニリデン基含有化合物(C)>
非共役ビニリデン基含有化合物C−1として、井上香料社製のβ−カリオフィレンを用いた。なお、光学異性体は特に限定する必要はない。
<ハイドロパーオキサイド化合物(D)>
ハイドロパーオキサイド化合物D−1として、日本油脂株式会社製のパークミルH−80を用いた。
<酸性リン酸エステル(E)>
酸性リン酸エステル(E)として、下記の化合物をそれぞれ用いた。
酸性リン酸エステルE−1:城北化学社製、JP−504
酸性リン酸エステルE−2:城北化学社製、JP−506H
酸性リン酸エステルE−3:城北化学社製、JP−508
酸性リン酸エステルE−4:城北化学社製、JP−513



<芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)>
芳香族環含有酸性リン酸エステルF−1として、東京化成工業社製のジフェニルホスフェートを用いた。
<ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体(G)>
ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体G−1を以下の方法で合成した。
ベンジルメタクリレート12.0g(大阪有機工業株式会社製)と、アリルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)18.0gを、メチルエチルケトン172.3gに溶解させ、これを70℃に加熱した。この溶液に、重合開始剤V−65(和光純薬製)1.05gをメチルエチルケトン12.0gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、さらに70℃で4.5時間反応させた。反応液を放冷後、全量が107.7gになるまで濃縮し、その後メタノール42.0gを添加し、均一になるまで攪拌した。反応溶液を、5℃以下に冷却したメタノール858.0gに滴下し、析出した粉体をろ取し、乾燥させた。このようにして重合体G−1を20.5g得た。得られたポリマーの重量平均分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)法による標準ポリスチレン換算で35700、分散度(Mw/Mn)は、3.3であった。

<光ラジカル重合開始剤(I)>
光ラジカル重合開始剤として、BASF社製のIrgacure651を用いた。
<熱ラジカル重合開始剤(H)>
熱ラジカル重合開始剤として、下記化合物を用いた。
パーブチルE:日本油脂株式会社製
パーブチルO:日本油脂株式会社製
(実施例1〜11及び比較例1〜4)
下記表に記載の組成となるように各成分を混合し、攪拌して均一にし、硬化性組成物を調製した。
(評価)
<複合レンズの作製>
表面が窒化クロム処理された成形金型(硬化性組成物と接する面が非球面形状を有する)に実施例及び比較例で得た硬化性組成物を200mg注入し、硬化性組成物の成形金型と接していない側のすべての表面上を覆うように透明なガラスレンズ(硝材BK−7、直径33mm、中心厚み3mm、硬化性組成物と接する面の曲率半径=44.3mm、硬化性組成物と接しない面の曲率半径=330.9mmである凸レンズ)を被せて、硬化性組成物の直径が30mmとなるように押し広げた。この状態とした後、ガラスレンズの上方から、Execure3000(HOYA(株)社製)を用いて300mJ/cmの紫外線を照射した。次いで、成形金型およびガラスレンズによって挟まれた状態を維持したまま、硬化性組成物に0.196MPa(2kgf/cm)の圧力を印加しながら200℃まで昇温し、硬化させた(硬化物を形成する工程)。ついで、金型温度を180℃に冷却した後、硬化性組成物の硬化物と成形金型とを0.05mm/secの速度で引き離すことにより、複合レンズを作製した(金型を引き離す工程)。以下の評価に用いるために上記の工程を100回繰り返し、100個の複合レンズを作製した。
<金型転写性>
上記のとおり作製した各複合レンズの外観を、キーエンス社製デジタルマイクロスコープ(商品名:VHX−1000)を用いて評価した。
複合レンズ表面に、微細な凹凸(シワ)が発生しているものを不良品、発生していないものを良品とした。作製した100個の複合レンズを評価し、そのうちの良品の割合を良品率とし、以下の基準で評価した。なお、ランク2以上を合格レベルとした。
ランク3:良品率が90%以上であった。
ランク2:良品率が50%以上90%未満であった。
ランク1:良品率が50%未満であった。
<連続成形性>
上記のとおり作製した複合レンズの硬化物面の面形状をパナソニック社製UP3P−300により測定した。100個の複合レンズを評価し、以下の基準で評価した。なお、ランク2以上を合格レベルとした。
ランク4:形状のバラつき(3σ)が0.3μm未満であった。
ランク3:形状のバラつき(3σ)が0.3μm以上1.0μm未満であった。
ランク2:形状のバラつき(3σ)が1.0μm以上2.0μm未満であった。
ランク1:形状のバラつき(3σ)が2.0μm以上であった。
<外観>
上記のとおり作製した複合レンズの外観を、光学顕微鏡を用いて評価した。複合レンズのガラスレンズ側から光を照射しながら、光学顕微鏡で硬化物面を観察し、以下の基準で評価した。なお、外観は、ランク2以上を合格レベルとした。
ランク3:硬化物面に濁りがほとんど見られない。
ランク2:硬化物面に濁りが若干見られる。
ランク1:硬化物面に濁りがかなり見られる。
<アッベ数>
実施例及び比較例で得た硬化性組成物を200℃雰囲気下で硬化させ、2mmの厚みの硬化物を得た後、硬化物のアッベ数(νD)を測定した。アッベ数(νD)は、アッベ屈折計(カルニュー光学工業株式会社製)を用いて、波長589nm、486nm、656nmにおけるそれぞれの屈折率nD、nF、nCを測定し、下記式により算出した。
νD=(nD−1)/(nF−nC)
ここで、nDは波長589nmにおける屈折率、nFは波長486nmにおける屈折率、nCは波長656nmにおける屈折率を表す。
表1からわかるように、実施例の硬化性組成物は金型転写性及び連続成形性の両方に優れていた。また、酸性リン酸エステル(E)の構造と添加量を好ましい範囲とすることにより、連続成形性と外観(透明性)を高めることができた。さらに、芳香族環含有酸性リン酸エステル(F)を所定量添加することにより、連続成形性をより高めることができた。
なお、比較例1及び2では、金型転写性の評価は悪いが、連続成形性の評価は良好である。これは、連続成形性の評価においては、形状のバラつき具合を評価しているためである。比較例1及び2のように、微細な凹凸(シワ)が発生したものを成形している場合は、微細な凹凸(シワ)が発生した状態のものを安定して成形しており、これにより連続成形性の評価が良くなっている。

Claims (12)

  1. 分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有するカルド骨格含有モノマー、芳香族環含有単官能(メタ)アクリレートモノマー、及び酸性リン酸エステルを含有する硬化性組成物であって、
    前記酸性リン酸エステルは下記一般式(1)で表わされる化合物であり、
    前記酸性リン酸エステルの含有量は、前記硬化性組成物の全質量に対して0.003〜1質量%であり、
    前記カルド骨格含有モノマーの含有量が前記硬化性組成物の全質量に対して30〜90質量%であり、
    ラジカル重合性基を側鎖に有する重合体をさらに含み、
    前記重合体の含有量が前記硬化性組成物の全質量に対して40質量%以下である硬化性組成物;
    一般式(1)中、R 及びR は同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアルキル基を表し、R 及びR から選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアルキル基である。
  2. 一般式(1)において、置換基を有してもよいアルキル基の炭素数が10未満である請求項1に記載の硬化性組成物。
  3. 下記一般式(2)で表される芳香族環含有酸性リン酸エステルをさらに含む請求項1又は2に記載の硬化性組成物;
    一般式(2)中、Ar 及びAr は同一でもそれぞれ異なっても良く、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有してもよいアリール基を表し、Ar 及びAr から選択される少なくとも1つは、置換基を有してもよいアリール基である。
  4. 前記酸性リン酸エステルと、前記芳香族環含有酸性リン酸エステルの含有量が質量比で50:50〜10:90である請求項3に記載の硬化性組成物。
  5. 熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種をさらに含む請求項1〜のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  6. ハイドロパーオキサイド化合物をさらに含む請求項1〜のいずれか1項に記載の硬化性組成物
    ただし、前記硬化性組成物が熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1種をさらに含む場合は、前記熱ラジカル重合開始剤及び前記光ラジカル重合開始剤の他に、前記ハイドロパーオキサイド化合物をさらに含む
  7. 非共役ビニリデン基含有化合物をさらに含む請求項1〜のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  8. 請求項1〜のいずれか1項に記載の硬化性組成物の硬化物。
  9. 請求項に記載の硬化物を含む光学部材。
  10. 請求項に記載の硬化物を含むレンズ。
  11. 請求項1〜のいずれか1項に記載の硬化性組成物に金型を押し当てる工程と、
    前記硬化性組成物に光を照射して半硬化物を得る工程と、
    前記半硬化物を150℃以上の温度で熱硬化させて硬化物を形成する工程と、
    150〜250℃の温度範囲で前記硬化物から前記金型を引き離す工程と、をこの順に含む硬化物の製造方法。
  12. 前記金型には、窒化クロム処理が施されている請求項11に記載の硬化物の製造方法。
JP2018543784A 2016-10-03 2017-09-01 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法 Active JP6763960B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016195776 2016-10-03
JP2016195776 2016-10-03
PCT/JP2017/031506 WO2018066279A1 (ja) 2016-10-03 2017-09-01 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018066279A1 JPWO2018066279A1 (ja) 2019-07-18
JP6763960B2 true JP6763960B2 (ja) 2020-09-30

Family

ID=61830849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018543784A Active JP6763960B2 (ja) 2016-10-03 2017-09-01 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11230619B2 (ja)
JP (1) JP6763960B2 (ja)
WO (1) WO2018066279A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7219346B2 (ja) * 2019-08-22 2023-02-07 富士フイルム株式会社 硬化性組成物、硬化物、光学部材、およびレンズ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60023562T2 (de) 1999-11-29 2006-07-27 Omron Corp. Lichtbeständiges mikrolinsenarray und harzzusammensetzung zur verwendung darin
JP2006182939A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Showa Highpolymer Co Ltd 熱硬化性難燃性樹脂組成物。
JP5061862B2 (ja) 2007-11-21 2012-10-31 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 光学装置の製造方法及び光学素子の製造方法
JP2010031240A (ja) * 2008-06-30 2010-02-12 Sanyo Chem Ind Ltd 活性エネルギー線硬化型樹脂組成物
JP5685149B2 (ja) * 2010-10-25 2015-03-18 富士フイルム株式会社 半硬化物、硬化物およびそれらの製造方法、光学部品、硬化樹脂組成物
CN103858024B (zh) * 2011-08-15 2017-03-29 Hoya株式会社 塑料透镜
JP5940496B2 (ja) 2012-09-26 2016-06-29 富士フイルム株式会社 半硬化物、硬化物およびそれらの製造方法、光学部品、硬化樹脂組成物ならびに化合物
JP6149004B2 (ja) 2013-08-13 2017-06-14 富士フイルム株式会社 硬化性樹脂組成物、光学部品およびレンズ
JP6500399B2 (ja) 2014-11-18 2019-04-17 三菱ケミカル株式会社 硬化性樹脂組成物、硬化物、光学部材、レンズ及びカメラモジュール

Also Published As

Publication number Publication date
US20190233563A1 (en) 2019-08-01
WO2018066279A1 (ja) 2018-04-12
US11230619B2 (en) 2022-01-25
JPWO2018066279A1 (ja) 2019-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5940496B2 (ja) 半硬化物、硬化物およびそれらの製造方法、光学部品、硬化樹脂組成物ならびに化合物
US10370473B2 (en) Compound, curable composition, cured product, optical member, and lens
JP6712341B2 (ja) 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び化合物
JP5898551B2 (ja) 半硬化物、硬化物およびそれらの製造方法、光学部品、硬化樹脂組成物
JP6743279B2 (ja) 硬化性組成物、硬化物、光学部材及びレンズ
JP5685149B2 (ja) 半硬化物、硬化物およびそれらの製造方法、光学部品、硬化樹脂組成物
JP6857246B2 (ja) 化合物、硬化性組成物、硬化物、光学部材及びレンズ
JP6763960B2 (ja) 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び硬化物の製造方法
JP6149004B2 (ja) 硬化性樹脂組成物、光学部品およびレンズ
JP6753938B2 (ja) 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び化合物
WO2014142047A1 (ja) 芳香環含有化合物、硬化性樹脂組成物、光学部品およびレンズ
CN114222769B (zh) 固化性组合物、固化物、光学部件及透镜
JP2017008170A (ja) 光学素子の製造方法、複合光学素子の製造方法、光学素子及び複合光学素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190327

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200908

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200910

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6763960

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250