JP7002237B2 - 光硬化性高屈折率樹脂組成物 - Google Patents
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Description
(B)成分として、ジルコニア微粒子、
(C)成分として、光ラジカル重合開始剤、および
(D)成分として、有機ケイ素化合物
を含有し、
前記(B)成分のジルコニア微粒子の二次粒子の粒度分布測定による体積メジアン径が0.3~20μm、変動係数が80%以下であり、
前記(B)成分のジルコニア微粒子の一次粒子の平均粒子径が1~50nm、粒子径分布の相対標準偏差が40%以下であり、
前記(B)成分のジルコニア微粒子が、前記(D)成分の有機ケイ素化合物によって被覆され、
前記(A)~(D)成分の合計量に対する前記(B)成分の含有割合が10~80質量%である光硬化性高屈折率樹脂組成物。
一般式(1)
本明細書において、被覆材とは、ガラス基板、プラスチックフィルム、プラスチックシート等の基材の表面上を、表面保護や意匠性を付与したり、及び反射防止や光導波といった機能性を付与したりすることを目的に被覆する材料を意味する。
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、(A)成分として(メタ)アクリレートを含有し、好ましくはラジカル重合可能な(メタ)アクリレートを含有する。当該(A)成分は、(A-1)下記一般式(1)で表されるフルオレン骨格を有する(メタ)アクリレートを有する。
一般式(1)
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は(A-2)成分として、脂環式炭化水素基を有する単官能(メタ)アクリレートを含有する。
好ましい実施形態における(A)成分には、より屈折率を高めることを目的に(A-3)成分として、1個以上の芳香環を有する単官能(メタ)アクリレートを含めてよい。芳香環の数は、1~3個が好ましく、1個がより好ましい。
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、(B)成分としてジルコニア微粒子を含有する。ジルコニア微粒子としては、ジルコニウム塩水溶液とアルカリ水溶液との中和反応により得られたジルコニウム水酸化物含有水溶液を、温度200~400℃且つ圧力20~40MPaで水熱反応させることで得られる。ジルコニア微粒子の一次粒子および二次粒子の粒度分布は、例えば上記水熱反応に用いる温度や圧力を調整することによって、所望のものを得ることができる。
前記(B)成分であるジルコニア微粒子は、分散されて(D)成分である有機ケイ素化合物で被覆されるものである。(D)成分で被覆する際の(B)成分の分散の程度は本発明の効果を奏する限りにおいては特に限定されないが、ある実施形態においては、(B)成分を一次粒子の状態に近くなるように分散する(単分散する)ことが、得られる組成物の特性に鑑みて好ましい。(B)成分を(D)成分で被覆する際の分散溶媒は特に限定されないが、例えばエタノールや水などの水性溶媒を使用できる。分散の程度は、分散処理の際の攪拌の強さや用いる溶媒の種類などによって調節可能である。
本発明の実施形態に係る樹脂組成物は、(C)光ラジカル重合開始剤を含有する。光ラジカル重合開始剤は、エネルギー線を照射することによりラジカルが発生する化合物であれば、特に制限されない。
本発明の実施形態の目的を損なわない範囲で、シランカップリング剤、酸化防止剤、アクリルゴム、ウレタンゴム等の各種エラストマー、光増感剤、光安定剤、溶剤、増量材、充填剤、補強材、可塑剤、増粘剤、染料、顔料、難燃剤及び界面活性剤等の添加剤を含有しても良い。
(アクリル樹脂ベース(a)の製造)
撹拌機を備えたフラスコに、(A)成分として、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(新中村化学工業社製「NKエステル A-BPEF」)を45.5質量部、フェノキシエチルアクリレート(共栄社化学社製「ライトアクリレートPO-A」)を24.5質量部、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(日立化成工業社製「ファンクリルFA-512M」)を30質量部、(C)成分として、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製「イルガキュアー184」)を3質量部仕込み、60℃で1時間撹拌することで、アクリル樹脂ベース(a)を製造した。
ジルコニア微粒子は、以下の工程で調製した。オキシ塩化ジルコニウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との中和反応により得られたジルコニウム水酸化物含有水溶液を、300℃、20MPaで水熱反応し、ジルコニア微粒子を得た。得られたジルコニア微粒子を水中に少量分散させ、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製LA-950)により粒度分布測定を行い、二次粒子の体積メジアン径と変動係数(相対標準偏差)を算出した。二次粒子の体積メジアン径は1.6μm、変動係数は61%であった。
上記のジルコニア微粒子100gを、エタノール900g中に分散させた。そして、このエタノール分散液を攪拌しながら、(D)成分として3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(モメンティブ社製「SILQUEST A-174」)34.5gを添加し、50℃で4時間撹拌した。その後、混合分散液を80℃にて減圧乾燥し、最後に100℃にて24時間熱処理を行って、有機ケイ素化合物で被覆されたジルコニア微粒子を得た。
実施例1で用いたものと同じジルコニア微粒子100gを、エタノール900g中に分散させた。そして、このエタノール分散液を攪拌しながら、(D)成分としてデカン酸(新日本理化社製「カプリン酸」)34.5gを添加し、50℃で4時間撹拌した。その後、混合分散液を80℃にて減圧乾燥し、最後に100℃にて24時間熱処理を行って、脂肪酸であるデカン酸で被覆されたジルコニア微粒子を得た。
実施例1で用いたものと同じアクリル樹脂ベース(a)100質量部に、実施例1で用いたものと同じジルコニア微粒子233質量部を被覆せずに(すなわち(D)成分を用いずに)添加し、高速撹拌機を用いて、16,000rpm、1時間で分散することで、光硬化性樹脂組成物を得た。
ジルコニア微粒子および有機ケイ素化合物を使用しなかった他は実施例1と同様にして、光硬化性樹脂組成物を得た。
(アクリル樹脂ベース(b)の製造)
撹拌機を備えたフラスコに、(A)成分として、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(新中村化学工業社製「NKエステル A-BPEF」)を45.5質量部、フェノキシエチルアクリレート(共栄社化学社製「ライトアクリレートPO-A」)を24.5質量部、(その他)成分として、ジシクロペンタニルジアクリレート(共栄社化学社製「ライトアクリレートDCP-A」)を30質量部、(C)成分として、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製「イルガキュアー184」)を3質量部仕込み、60℃で1時間撹拌することで、アクリル樹脂ベース(b)を製造した。
アクリル樹脂ベース(b)を用いた以外は実施例1と同様にして、被覆したジルコニア微粒子を分散させて光硬化性樹脂組成物を得た。
(アクリル樹脂ベース(c)の製造)
撹拌機を備えたフラスコに、(A)成分として、9,9-ビス[4-(2-アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン(新中村化学工業社製「NKエステル A-BPEF」)を45.5質量部、ジシクロペンタニルジアクリレート(共栄社化学社製「ライトアクリレートDCP-A」)を30質量部、(その他)成分として、エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(新中村化学社製「BPE-500」)を24.5質量部、(C)成分として、1-ヒドロキシ-シクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製「イルガキュアー184」)を3質量部仕込み、60℃で1時間撹拌することで、アクリル樹脂ベース(c)を製造した。
アクリル樹脂ベース(c)を用いた以外は実施例1と同様にして、被覆したジルコニア微粒子を分散させて光硬化性樹脂組成物を得た。
上記表にまとめた物性についての評価方法を以下に示す。
E型粘度計(コーンプレート: コーン角度1°34′、コーンロータの半径24mm、回転数:1rpm)を用いて、温度25℃のときの樹脂組成物の粘度を測定した。
樹脂組成物を容積15mm×15mm×1.0mmのシリコーンゴム製の型枠に流し込んだ。超高圧水銀ランプ搭載装置(HOYA社製「UL-750」)にて、365nmの波長の照射強度30mW/cm2、積算光量3,000mJ/cm2の条件にて硬化した硬化物試験片を作製し、屈折率を評価した。屈折率の評価は、多波長アッベ式屈折率計(アタゴ社製「DR-M2」)を用いて、温度25℃、波長589nmにおける屈折率を測定した。
樹脂組成物を耐熱ガラス(商品名「耐熱パイレックス(登録商標)ガラス」、25mm×25mm×2.0mm)上に膜厚30μmで塗布した後に、超高圧水銀ランプ搭載装置(HOYA社製「UL-750」)にて、365nmの波長の照射強度30mW/cm2、積算光量3,000mJ/cm2の条件にて硬化した試験片を作製した。紫外-可視分光光度計(島津製作所社製「UV-2550」)を用いて、リファレンスを耐熱ガラスとして、400nmの透過率を測定した。
耐熱ガラス(商品名「耐熱パイレックス(登録商標)ガラス」、25mm×25mm×2.0mm)上に、樹脂組成物を、直径8mmの円状に膜厚80μmで塗布した後に、超高圧水銀ランプ搭載装置(HOYA社製「UL-750」)にて、365nmの波長の照射強度30mW/cm2、積算光量3,000mJ/cm2の条件にて硬化した試験片を作製した。作製した試験片は、23℃、湿度50%RHの環境で、引張試験機を使用して、引張速度10mm/分で引張せん断接着強さを測定した。
硬化前の樹脂組成物の比重dLをJIS Z8804:2012(液体の密度及び比重の測定方法、第6節『比重瓶による密度及び比重の測定方法』)に、硬化後の樹脂組成物の比重dSをJIS Z8807:2012(固体の密度及び比重の測定方法、第8節『液中ひょう量法による密度及び比重の測定方法』)にそれぞれ準拠して、23℃で測定し、硬化収縮率r(%)をr(%)={1-(dL/dS)}×100に従って算出した。尚、固体比重測定にあたっては、形状が25mm×25mm×2mm厚で、前記光照射条件にて硬化した試験片を用いた。
Claims (7)
- (A)成分として、(A-1)下記一般式(1)で表されるフルオレン骨格を有する(メタ)アクリレートと、(A-2)脂環式炭化水素基を有する単官能(メタ)アクリレートとを含む(メタ)アクリレート、
(B)成分として、ジルコニア微粒子、
(C)成分として、光ラジカル重合開始剤、および
(D)成分として、有機ケイ素化合物
を含有し、
前記(B)成分のジルコニア微粒子の二次粒子の粒度分布測定による体積メジアン径が0.3~20μm、変動係数が80%以下であり、
前記(B)成分のジルコニア微粒子の一次粒子の平均粒子径が1~50nm、粒子径分布の相対標準偏差が40%以下であり、
前記(B)成分のジルコニア微粒子が、前記(D)成分の有機ケイ素化合物によって被覆され、
前記(A)~(D)成分の合計量に対する前記(B)成分の含有割合が10~80質量%である光硬化性高屈折率樹脂組成物。
一般式(1)
- 前記(B)成分と(D)成分の合計量に対する(D)成分の割合が5~50質量%である請求項1に記載の光硬化性高屈折率樹脂組成物。
- (A)成分がさらに、(A-3)成分として、芳香環を有する単官能(メタ)アクリレートを含有する請求項1または2に記載の光硬化性高屈折率樹脂組成物。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の光硬化性高屈折率樹脂組成物からなる被覆材。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の光硬化性高屈折率樹脂組成物からなる接着剤。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の光硬化性高屈折率樹脂組成物からなる封止剤。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の光硬化性高屈折率樹脂組成物からなる成形体。
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