JPH06298887A - 活性エネルギー線硬化組成物 - Google Patents

活性エネルギー線硬化組成物

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JPH06298887A
JPH06298887A JP10764093A JP10764093A JPH06298887A JP H06298887 A JPH06298887 A JP H06298887A JP 10764093 A JP10764093 A JP 10764093A JP 10764093 A JP10764093 A JP 10764093A JP H06298887 A JPH06298887 A JP H06298887A
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JP
Japan
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acrylate
meth
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composition
urethane
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JP10764093A
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English (en)
Inventor
Mamoru Yamazaki
守 山崎
Tetsuo Maeda
哲夫 前田
Kenichi Hibino
健一 日比野
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/67Unsaturated compounds having active hydrogen
    • C08G18/671Unsaturated compounds having only one group containing active hydrogen
    • C08G18/672Esters of acrylic or alkyl acrylic acid having only one group containing active hydrogen

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ポリカプロラクトンジオール、ジイソシアネ
ートおよびヒドロキシエチルアクリレートからなるウレ
タン(メタ)アクリレートと、ノニルフェノキシジエチ
レングリコールアクリレートと、光重合開始剤からなる
フレネルレンズ用活性エネルギー線硬化組成物。 【効果】 ポリカーボネート系基板との密着性に優れ、
屈折率が高く、フレネルレンズなどの光学部品の成形が
容易であり、また耐薬品性、強靱性、耐熱性および耐冷
性が優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フレネルレンズ用活性
エネルギー線硬化組成物に関する。さらに詳しくは、ポ
リカーボネート系基板との密着性に優れたフレネルレン
ズ用活性エネルギー線硬化組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】フレネルレンズなどの光学部品の製造に
用いる活性エネルギー線硬化組成物において、ポリオー
ル成分の1種としてポリテトラメチレングリコールを用
いたウレタンアクリレートを使用した組成物が知られて
いる(特開平04−68010号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報記載
の組成物ではポリカーボネート系基板との密着性が悪
く、またフレネルレンズに用いる場合に求められる屈折
率が1.50を超えるのは困難であった。フレネルレン
ズとして要求される光学特性および硬化物の強靱性、耐
薬品性、耐熱性、耐冷性、耐湿性などの硬化物物性を全
て満足するものはなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリカー
ボネート系基板との密着性、光学特性および硬化物物性
に優れ、光学部品の成型が容易であり、屈折率の高いフ
レネルレンズ用活性エネルギー線硬化組成物を検討した
結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、下記
(A)、(B)および必要により(C)からなり、
(A)と(B)の重量比が、100:(50〜200)
であるフレネルレンズ用活性エネルギー線硬化組成物で
ある。 (A):分子中に構成単位としてカプロラクトンの開環
物の構造を有するジオール(a1)、ジイソシアネート
(a2)、および活性水素を有する(メタ)アクリレー
ト(a3)からなるウレタン(メタ)アクリレート (B):一般式(1)で示される(メタ)アクリレート 一般式 CH2=CR1−CO−(OY)n−O−R2 (1) (式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は芳香環
(芳香環は、炭素数20以下のアルキル基で置換されて
いてもよい)、Yはエチレン基またはプロピレン基、n
は1〜20の数を表す。) (C):光重合開始剤
【0005】本発明において(a1)としては、ポリカ
プロラクトングリコールがあげられる。ポリカプロラク
トングリコールの骨格の一部にさらに一般式(2)の構
造を有することが好ましい。 一般式 −O−C(=O)−Z−C(=O)−O− (2) (式中、Zは芳香環を表す。)一般式(2)の酸成分と
しては、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸等のジカルボン酸および/またはその無水物が挙
げられる。(a1)中に一般式(2)の構造を有させる
方法は、上記酸成分を構成単位とする末端水酸基のポリ
エステルと、カプロラクトンを反応させることにより得
ることができる。ポリエステルを構成するジオール成分
としては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、
ネオペンチルグリコール、ビスフェノールAのアルキレ
ンオキサイド付加物等が挙げられる。
【0006】(a1)の製造法としては例えば、上記ポ
リエステルジオールと所定量のカプロラクトンと、触媒
としてTi(OBu)4を用い、反応温度140℃〜2
20℃、好ましくは160℃〜200℃反応させて製造
できる。
【0007】(a1)の重量平均分子量は通常500〜
10,000であり好ましくは600〜5,000であ
る。(a1)中のカプロラクトンの開環物の含有量は重
量基準で(a1)の50%以上好ましくは60%以上で
ある。
【0008】(a2)としては、公知のものが使用で
き、たとえば、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイ
ソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネートおよびトリ
レンジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイ
ソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、テトラメ
チルキシリレンジイソシアネートなどの芳香脂肪族ジイ
ソシアネートおよびこれらの混合物等が挙げられる。こ
れらのうち好ましいものはイソホロンジイソシアネー
ト、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートである。
【0009】(a3)としては、ヒドロキシアルキル
(アルキル基の炭素数は通常2〜4)(メタ)アクリレ
ート[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレートなど]、ヒドロキシ
アルキル(メタ)アクリレートのアルキレンオキサイド
(炭素数2〜4のアルキレンオキサイドたとえばエチレ
ンオキサイド(以下、EOと略す)プロピレンオキサイ
ド(以下、POと略す)およびブチレンオキサイドな
ど)付加物および/またはラクトン(炭素数は通常3〜
7)の付加物(付加モル数は通常1〜20、好ましくは
1〜10)などが挙げられる。これらのうちで好ましい
ものは、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートであ
る。
【0010】(A)は、(a1)、(a2)および(a
3)を反応させることにより得られる。(a1)、(a
2)および(a3)を反応させるにさいし、通常(a
1)1モルに対し(a2)は、1.5〜2モル,(a
3)は、1〜2モルである。反応方法としては、(a
1)、(a2)および(a3)を一括して反応容器に仕
込み反応させる方法、(a1)、(a2)および(a
3)を分割して多段反応させる方法[たとえば、(a
1)と(a2)を反応させた後、(a3)を反応させる
方法]などが挙げられる。
【0011】反応温度は通常40〜130℃、好ましく
は60〜120℃である。反応においては、反応を促進
するため通常のウレタン反応に用いられる触媒(ジブチ
ルチンジラウレート、スタナスオクトエートなど)を使
用することもできる。
【0012】(A)の重量平均分子量は、通常600〜
12,000好ましくは1,000〜6,000であ
る。
【0013】また、(A)の構成単位として、トリオー
ル以上のポリオール、トリイソシアネート以上のポリイ
ソシアネートおよび活性水素基を2個以上有する(メ
タ)アクリレートを有していてもよい。これらの合計量
は(A)の量に基づき、通常5重量%以下、好ましくは
3重量%以下である。
【0014】一般式(1)で示される(メタ)アクリレ
ート(B)において、式中、R2として好ましいもの
は、炭素数12以下のアルキル基で置換された芳香環で
ある。Yのうち好ましいものは、エチレン基である。n
は好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜5であ
る。(B)の具体例としては、フェノキシジエチレング
リコールアクリレート、ノニルフェノキシジエチレング
リコールアクリレート、ドデシルフェノキシジエチレン
グリコールアクリレート等が挙げられる。これらのうち
好ましいものは、 ノニルフェノキシジエチレングリコ
ールアクリレートである。
【0015】本発明における組成物は必要に応じて
(B)で示される(メタ)アクリレート以外のその他の
単官能、二官能および多官能(メタ)アクリレートを併
用することができる。単官能(メタ)アクリレートとし
ては、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどがあ
げられる。二官能(メタ)アクリレートとしては、1,
4−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、
1,6−ヘキサングルコールなどのグリコール類、ビス
フェノールA、ビスフェノールFなどのビスフェノール
類、およびこれらのアルキレンオキサイド付加物の(メ
タ)アクリレート等があげられる。多官能(メタ)アク
リレートとしては、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール、ジペンタエリスリトールなどの多価アル
コール類の(メタ)アクリレートなどがあげられる。こ
れらのうち好ましいものは二官能(メタ)アクリレート
および、多官能(メタ)アクリレートである。二官能
(メタ)アクリレートを併用する場合は、(A)と
(B)の合計100重量部に対して20部以下、多官能
(メタ)アクリレートを併用する場合は、5部以下が好
ましい。
【0016】また、(メタ)アクリレート以外のラジカ
ル重合性モノマー(たとえば、ビニル基またはアリル基
を有するモノマーなど)を併用することができる。
【0017】本発明において必要により使用される光重
合開始剤(C)として、たとえば、ベンゾインアルキル
エーテル、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、ベンゾフェ
ノン、メチルベンゾイルフォーメート、イソプロピルチ
オキサントンなどが挙げられる。
【0018】(A)、(B)および(C)の重量割合
は、(A)100部に対して、(B)は50〜200
部、好ましくは、60〜150部であり、(C)の量は
通常は0.01〜20部、好ましくは0.05〜6部で
ある。 (B)が50部未満であると、組成物の粘度が高くなり
光学部品の成型が困難になる。また、200部を越える
と、硬化物の強靱性が低下する。 (C)を20部を超えて使用しても、硬化時間はほとん
ど短縮されない。
【0019】なお、必要により本発明の組成物に熱重合
禁止剤、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤などの
添加剤を添加することができる。
【0020】本発明の組成物は、活性エネルギー線を照
射することにより硬化させることができる。活性エネル
ギー線としては、紫外線、電子線が挙げられ、通常は紫
外線を照射する。紫外線照射装置は特に限定はなく、公
知のものが利用できる。
【0021】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。実施例中の部は
重量部を示す。
【0022】合成例1 攪拌機、冷却管および温度計を備えた四つ口フラスコ
に、分子量2,000のポリカプロラクトンジオール2
00部、イソホロンジイソシアネート44.4部および
ジブチルチンジラウレート0.01部を取り、90〜1
00℃で5時間反応させ、その後ヒドロキシエチルアク
リレート23.2部およびモノエチルハイドロキノン
0.2部を加え、85〜95℃で7時間反応させてウレ
タンアクリレート「U−1」を得た。
【0023】合成例2 合成例1と同様に、分子量2,000のフタル酸変性ポ
リカプロラクトンジオール200部(商品名:プラクセ
ル220PL、ダイセル化学製)、イソホロンジイソシ
アネート44.4部およびジブチルチンジラウレート
0.005部を90℃〜100℃で5時間反応させ、そ
の後ヒドロキシエチルアクリレート23.2部およびモ
ノメチルハイドロキノン0.1部加え、85℃〜95℃
で7時間反応させてウレタンアクリレート「U−2」を
得た。
【0024】合成例3 合成例1と同様に、分子量2,000のポリテトラメチ
レングリコール200部、イソホロンジイソシアネート
44.4部およびジブチルチンジラウレート0.005
部を90〜100℃で5時間反応させ、その後ヒドロキ
シエチルアクリレート23.2部およびモノメチルハイ
ドロキノン0.1部加え、85〜95℃で7時間反応さ
せてウレタンアクリレート「U−3」を得た。
【0025】実施例1 ウレタンアクリレート「U−1」 50部 ノニルフェノキシジエチレングリコールアクリレート 40部 ビスフェノールAのEO2モル付加物のジアクリレート 10部 1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン 1部 これらを配合、均一溶解して粘度3,400cpsの本
発明の組成物を得た。
【0026】実施例2 ウレタンアクリレート「U−1」 50部 ノニルフェノキシジエチレングリコールアクリレート 50部 1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン 1部 これらを実施例1と同様にして粘度3,000cpsの
比較用の組成物を得た。
【0027】実施例3 ウレタンアクリレート「U−2」 50部 ノニルフェノキシジエチレングリコールアクリレート 40部 ビスフェノールAのEO2モル付加物のジアクリレート 10部 1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン 1部 これらを実施例1と同様にして粘度3,200cpsの
比較用の組成物を得た。
【0028】実施例4 ウレタンアクリレート「U−2」 50部 ノニルフェノキシジエチレングリコールアクリレート 50部 1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン 1部 これらを実施例1と同様にして粘度3,000cpsの
比較用の組成物を得た。
【0029】比較例1 ウレタンアクリレート「U−3」 50部 ノニルフェノキシジエチレングリコールアクリレート 40部 ビスフェノールAのEO2モル付加物のジアクリレート 10部 1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン 1部 これらを実施例1と同様にして粘度1,650cpsの
比較用の組成物を得た。
【0030】試験例1 30cm×30cmのフレネルレンズ用樹脂型に、実施
例1〜4および比較例1で得られた組成物を厚さ1mm
になるように塗布し、その上を厚さ1mmのポリカーボ
ネートフィルムで覆い、ポリカーボネートフィルム面か
ら紫外線を100mJ/cm2照射した後、型から取り
出し、ポリカーボネート基板のフレネルレンズを作成し
た。このフレネルレンズのポリカーボネート基板との密
着性、脱型性、屈折率を表1に示す。
【0031】
【表1】 (注1) 密着性:ナイフでカットセロテープ張付90度剥離 樹脂にセロテープを張り付け、幅2cmで2本の切り込
みをいれ、セロテープを剥し樹脂自体に垂直に1本の切
り込みをいれる。もう一度張り付け90度の角度で勢い
よくはがす。この時樹脂層が剥がれなければ異常なし。 脱型性:熱硬化性樹脂型からのはがれやすさを脱型時の
音で判断 屈折率:アッベ屈折計 (25℃)
【0032】ポリテトラメチレングリコールのウレタン
オリゴマーにくらべ、ポリカプロラクトンのウレタンオ
リゴマーを用いた樹脂の方がポリカーボネート基板との
密着性がはるかに良くなっている。
【0033】試験例2 実施例1〜4、比較例1で得られた組成物を試験例1と
同様にしてフレネルレンズを作成した。この耐薬品性の
試験結果を表2に、強靱性、耐熱性、耐冷性の試験結果
を表3に示す。
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】 (注2) 耐酸性:1%硫酸水溶液に24時間浸漬後、水洗い乾燥
し、外観チェック。 耐アルカリ性:1%水酸化ナトリウム水溶液に24時間浸漬
後、水洗い乾燥し、外観チェック。 耐アルコール性:70%メタノールを含浸させたさらしに荷
重500gかけて試験片上を10回往復。 (注3) 強靱性:爪でこすり傷つきの有無をチェック。 耐熱性:40℃×168時間放置後、外観チェック。 耐冷性:−20℃×168時間放置後、外観チェック。
【0036】ポリテトラメチレングリコールのウレタン
オリゴマーにくらべ、ポリカプロラクトンのウレタンオ
リゴマーを用いた樹脂の方が屈折率で0.05高く、さ
らに、ビスフェノールAのEO2モル付加物ジアクリレ
ートを用いるとさらに屈折率が0.01高くなる。
【0037】
【発明の効果】本発明の組成物は、ポリカーボネート系
基板との密着性に優れ、屈折率が高く、フレネルレンズ
の成形が容易であり、また耐薬品性、強靱性、耐熱性お
よび耐冷性が優れている。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記(A)、(B)および必要により
    (C)からなり、(A)と(B)の重量比が、100:
    (50〜200)であるフレネルレンズ用活性エネルギ
    ー線硬化組成物。 (A):分子中に構成単位としてカプロラクトンの開環
    物の構造を有するジオール(a1)、ジイソシアネート
    (a2)、および活性水素基を1個有する(メタ)アク
    リレート(a3)からなるウレタン(メタ)アクリレー
    ト (B):一般式(1)で示される(メタ)アクリレート 一般式 CH2=CR1−CO−(OY)n−O−R2 (1) (式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は芳香環
    (芳香環は、炭素数20以下のアルキル基で置換されて
    いてもよい)、Yはエチレン基またはプロピレン基、n
    は1〜20の数を表す。) (C):光重合開始剤
  2. 【請求項2】 (A)を構成するジオール(a1)がさ
    らに、一般式(2)の構造を有する請求項1記載の組成
    物。 一般式 −O−C(=O)−Z−C(=O)−O− (2) (式中、Zは芳香環を表す。)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008249916A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Jsr Corp 光学部材用放射線硬化性樹脂組成物及び光学部材
JP2009524080A (ja) * 2006-01-12 2009-06-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光コリメーティングフィルム
JPWO2012099164A1 (ja) * 2011-01-19 2014-06-30 日産化学工業株式会社 ウレタン化合物を含む高耐擦傷性インプリント材料

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