JPH08297201A - 高屈折率コーティング材料 - Google Patents

高屈折率コーティング材料

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JPH08297201A
JPH08297201A JP7102164A JP10216495A JPH08297201A JP H08297201 A JPH08297201 A JP H08297201A JP 7102164 A JP7102164 A JP 7102164A JP 10216495 A JP10216495 A JP 10216495A JP H08297201 A JPH08297201 A JP H08297201A
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JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
high refractive
coating material
weight
parts
Prior art date
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Pending
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JP7102164A
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English (en)
Inventor
Yasushi Nakayama
靖士 中山
Ryuichi Matsuo
龍一 松尾
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.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】比較的低い基板温度で硬化塗膜を形成すること
ができ、得られる硬化塗膜が、硬度及び基板に対する密
着性に優れ、高屈折率を有するコーティング材料を提供
する。 【構成】金属がTi、Zr、Ta又はInである金属ア
ルコキシドの少なくとも1種と、分子構造中にビニル
基、アリル基及び(メタ)アクリロイル基のうちいずれ
かを2個以上含有するモノマー、オリゴマー及びポリマ
ーの少なくとも1種を主成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高屈折率コーティング
材料に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コーティング用の高屈折率材料と
して、例えば、特開平5−188202号公報には、T
iO2 、ZrO2 、Ta2 3 等の金属酸化物が開示さ
れている。実際にコーティングする際には、真空蒸着も
しくはスパッタリング法によって基板上に薄膜が形成さ
れる。しかしながら、この方法で形成された塗膜は、ガ
ラス基板など無機の材質に対する密着性は良好である
が、アクリル樹脂に代表されるような樹脂基板に対する
密着性が若干劣り、さらに、樹脂基板自体の耐熱性が低
いので、製膜時の基板温度を十分に高くすることができ
ず、そのために膜強度や密着性の低下が起こるという問
題点があった。
【0003】この問題点に対して、チタンアルコキシド
に代表されるような金属アルコキシドを表面に塗布した
後に、加熱脱水した金属酸化物の膜を形成する方法が提
案されている。この方法では、塗膜を硬化させるため
に、300〜700℃の温度に加熱する必要があり、樹
脂基板のように製膜時の基板温度を余り上げることので
きない基板に製膜する場合は、塗膜の硬化が十分に行わ
れないために、塗膜の強度が低下し、剥がれ落ち易くな
るという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的低い基
板温度で硬化塗膜を形成することができ、得られる硬化
塗膜が、硬度及び基板に対する密着性に優れ、高屈折率
を有するコーティング材料を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の高屈折率コーテ
ィング材料は、金属アルコキシドの少なくとも1種と、
分子構造中にビニル基、アリル基及び(メタ)アクリロ
イル基のうちいずれかを2個以上含有するモノマー、オ
リゴマー及びポリマーのうち少なくとも1種よりなる。
【0006】上記金属アルコキシドとしては、金属がT
i、Zr、Ta又はInである金属アルコキシドの少な
くとも1種が使用され、例えば、Ti(OCH3)4 、T
i(OC25)4 、Ti(OC37)4 、Ti(O−is
o−C37)4 、Ti(OC49)4 等の2〜10量体;
Ti(O−iso−C37)2(CH3 COCH2 COC
3)2 、Zr(OCH3)4 、Zr(OC25)4 、Zr
(OC37)4 、Zr(O−iso−C37)4 、Zr
(OC49)4 等の2〜10量体;Ta2(OCH3) 5
Ta2(OC37)5 、Ta2(OC49)5 等が挙げられ
る。これらのうち、反応性及びコーティング溶液の安定
性の点から、Ti(OC37)4 、Ti(O−iso−
37)4 、Ti(OC49)4 、Zr(OC37)4、Z
r(O−iso−C37)4 、Zr(OC49)4 が好ま
しい。
【0007】上記モノマー、オリゴマー及びポリマーと
しては、分子構造中にビニル基、アリル基及び(メタ)
アクリロイル基のうちいずれかを2個以上を含有するも
のが用いられる。このようなモノマーならびにオリゴマ
ー及びポリマーを構成するモノマーとしては、モノマー
の揮発による組成変化を防ぐために80℃以上の沸点を
持つものが好ましく、硬化反応後の塗膜に硬度を付与す
るために、ある程度の架橋構造を取ることのできるモノ
マーであることが好ましい。また、耐候性を付与するた
めには、分子内に芳香族構造を含有することが好まし
い。
【0008】以上のことから、上記モノマーとしては、
2官能以上の脂肪族又は脂環式の(メタ)アクリレー
ト、アリレート等の使用が好ましい。このようなモノマ
ーとしては、例えば、下記化学式(1)〜(18)で表さ
れる、ペンタエリスリトールトリアクリレート(1)、
ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(2)、エ
チレングリコールジグリシジルエーテルジメタクリレー
ト(3)、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ
アクリレート(4)、ジエチレングリコールジグリシジ
ルエーテルジアクリレート(5)、ジエチレングリコー
ルジグリシジルエーテルジメタクリレート(6)、プロ
ピレングリコールジメタクリレート(7)、トリグリセ
ロールジアクリレート(8)、トリグリセロールジアメ
タクリレート(9)、アクリル化イソシアヌレート(1
0)等のヒドロキシ系(メタ)アクリレート化合物;ア
リル化シクロヘキシジルアクリレート(11)、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート(12)、カプロラク
トン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
(13)、アルキル変性ジペンタエリスリトールアクリレ
ート(14)〔式中、Rはアルキル基を示し、aは1〜4
の整数を示す〕、ペンタエリスリトールテトラアクリレ
ート(15)、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリ
レート(16)〔式中、R、R1 は独立的にH又はCH3
を示し、nは4〜14の整数を示す〕、トリメチロール
プロパントリアクリレート(17)、変性トリメチロール
プロパンアクリレート(18)〔式中、aは0〜2の整数
を示し、bは2又は3を示す〕等の非ヒドロキシ系(メ
タ)アクリレート化合物などが挙げられる。上記モノマ
ー、オリゴマー及びポリマーは、単独で使用されてもよ
く、二種以上が併用されてもよい。
【0009】
【化1】
【0010】
【化2】
【0011】
【化3】
【0012】
【化4】
【0013】
【化5】
【0014】さらに、本発明の高屈折率コーティングに
おいて、揮発性のものでなければ、上記以外の種類のモ
ノマー、オリゴマー及びポリマーが混合されてもよい。
モノマー、オリゴマー及びポリマー(上記以外の種類の
モノマー、オリゴマー及びポリマーを含む)の混合割合
は、少なくなるとコーティング材料の密着性や硬度が著
しく低下し、多くなると高屈折率が得られなくなるの
で、モノマー、オリゴマー及びポリマーに金属アルコキ
シドを加えた全量に対して、20〜90重量%が好まし
い。
【0015】上記高屈折率コーティング材料は、上記金
属アルコキシドと、上記モノマー、オリゴマー及びポリ
マーとを主成分とするが、粘度を調節するために、イソ
プロパノール、n−プロパノール等のアルコール系溶
媒;2−ブタノン等のケトン系溶媒;トルエン、キシレ
ン等の無極性溶媒などが希釈剤として添加されてもよ
い。但し、揮発性の反応性モノマー(例えば、2−ヒド
ロキシエチルアクリレート等)を希釈剤として用いるこ
とは、コーティング材料の組成の安定化を損なうので、
特に安定した物性をもつ薄膜を形成する場合には好まし
くない。また、必要に応じて、着色剤等が添加されても
よい。
【0016】上記高屈折率コーティング材料を硬化させ
る方法としては、紫外線等の光線照射又は熱反応等の公
知の方法が挙げられ、そのために、光反応開始剤や熱重
合開始剤が添加されてもよい。上記光反応開始剤として
は、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2
−メチル−1−〔4−(メチルチオ)フェニル〕−2−
モルフォリノフェニルプロパノン−1等のアセトフェノ
ン系化合物が好適に使用され、上記熱重合開始剤として
は、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート
等のパーオキサイド系化合物;2,2'-アゾビスイソブ
チロニトリル等のアゾ系化合物などが好適に使用され
る。
【0017】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。 (実施例1) ・チタンテトラブトキシド 50重量部 ・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート (日本化薬社製「カラヤッドDPCA60」) 50重量部 ・重合開始剤(日本チバガイギー社製「イルガキュア907」)2重量部 ・メチルエチルケトン(溶媒) 5000重量部 上記組成物溶液(高屈折率コーティング材料)に、ポリ
メチルケタクリレート(PMMA)板をディッピング
し、70℃で5分間乾燥させて被膜を形成した後、高圧
水銀灯により7,500mJ/cm2 の紫外線を照射し
て硬化させ、PMMA板上に1.9μm厚の硬化被膜を
形成した。
【0018】(実施例2) ・チタンテトラブトキシド 75重量部 ・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート (日本化薬社製「カラヤッドDPCA60」) 25重量部 ・重合開始剤(日本チバガイギー社製「イルガキュア907」)2重量部 ・メチルエチルケトン(溶媒) 5000重量部 上記組成物溶液を高屈折率コーティング材料として使用
したこと以外は、実施例1と同様にして、PMMA板上
に硬化被膜を形成した。
【0019】(実施例3) ・チタンテトラブトキシド 50重量部 ・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート (日本化薬社製「カラヤッドDPHA」) 50重量部 ・重合開始剤(日本チバガイギー社製「イルガキュア907」)2重量部 ・メチルエチルケトン(溶媒) 5000重量部 上記組成物溶液を高屈折率コーティング材料として使用
したこと以外は、実施例1と同様にして、PMMA板上
に硬化被膜を形成した。
【0020】(実施例4) ・チタンテトラブトキシド 50重量部 ・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート (日本化薬社製「カラヤッドDPCA60」) 25重量部 ・ペンタエリスリトールトリアクリレート 25重量部 (日本化薬社製「カラヤッドPET30」) ・重合開始剤(日本チバガイギー社製「イルガキュア907」)2重量部 ・メチルエチルケトン(溶媒) 5000重量部 上記組成物溶液を高屈折率コーティング材料として使用
したこと以外は、実施例1と同様にして、PMMA板上
に硬化被膜を形成した。
【0021】(比較例1) ・カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート (日本化薬社製「カラヤッドDPCA60」) 100重量部 ・重合開始剤(日本チバガイギー社製「イルガキュア907」)2重量部 ・メチルエチルケトン(溶媒) 5000重量部 上記組成物溶液を高屈折率コーティング材料として使用
したこと以外は、実施例1と同様にして、PMMA板上
に硬化被膜を形成した。
【0022】(比較例2) ・チタンテトラブトキシド 100重量部 ・重合開始剤(日本チバガイギー社製「イルガキュア907」)2重量部 ・メチルエチルケトン(溶媒) 5000重量部 上記組成物溶液を高屈折率コーティング材料として使用
したこと以外は、実施例1と同様にして、PMMA板上
に硬化被膜を形成した。
【0023】上記実施例及び比較例で得られた硬化被膜
について、下記項目の評価を行い、その結果を表1に示
した。 (1)膜厚 日本真空技術社製「Dektak3030型試験機」を
使用して、非塗布面と塗布面との高さの差から膜厚を求
めた。 (2)屈折率 溝尻光学工業社製(「エリプソメーターDVA−36V
W型測定器」)を使用して、波長632.8nmにおけ
る屈折率を測定した。 (3)硬化被膜の密着性 JIS K5400に準拠して、硬化被膜上に1mm間
隔で、縦及び横方向に11本の切り目を入れ、1mm角
の大きさの100個の碁盤目を形成した。次いで、セロ
ハンテープを貼り付け90度の角度で急速に剥離した際
に、剥離せずに残った碁盤目の数を表中に示した。 (4)硬度 JIS K5400に準拠して、芯を直角に仕上げた鉛
筆を45度の角度で保持して表面にこすり付ける鉛筆引
っかき試験を行い、傷の付かない最高の硬度を測定し
た。 (5)表面状態 PMMA板上に形成された硬化被膜の状態を目視によ
り、透明性やひび割れの有無を観察した。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明の高屈折率コーティング材料の構
成は、上述の通りであり、基板温度を余り高くせずに硬
化被膜を形成することができ、得られる硬化被膜は、高
屈折率を有し、硬度及び基材との密着性が優れるので、
各種光学材料、特に光学多層膜(反射防止、選択透過、
ビームスプリッタ)への利用が可能であり、工業的価値
が大きい。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属がTi、Zr、Ta又はInである金
    属アルコキシドの少なくとも1種と、分子構造中にビニ
    ル基、アリル基及び(メタ)アクリロイル基のうちいず
    れかを2個以上含有するモノマー、オリゴマー及びポリ
    マーの少なくとも1種を主成分とする高屈折率コーティ
    ング材料。
JP7102164A 1995-04-26 1995-04-26 高屈折率コーティング材料 Pending JPH08297201A (ja)

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