JPWO2010004959A1 - 光学レンズシート用エネルギー線硬化型樹脂組成物及びその硬化物 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)フェニルエーテル基を有するモノアクリレートモノマー(A)、一般式(1)
で表される化合物(B)
及び光重合開始剤(C)を含む光学レンズシート用エネルギー線硬化型樹脂組成物、
(2)フェニルエーテル基を有するモノアクリレートモノマー(A)がo−フェニルフェノール(ポリ)エトキシ(メタ)アクリレート、p−フェニルフェノール(ポリ)エトキシ(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールエポキシ(メタ)アクリレート、p−フェニルフェノールエポキシ(メタ)アクリレートである前記(1)に記載の樹脂組成物、
(3)更に、フェニルエーテル基を有するモノアクリレートモノマー(A)および一般式(1)で表される化合物(B)以外の(メタ)アクリレート化合物(D)を含む前記(1)および(2)に記載の樹脂組成物、
(4)(メタ)アクリレート化合物(D)がビスフェノールA骨格を含む構造の化合物である前記(3)に記載の樹脂組成物、
(5)E型粘度計で測定した25℃での粘度が3000mPa・s以下である前記(1)ないし(4)のいずれか一項に記載の樹脂組成物、
(6)前記(1)ないし(5)のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化して得られる25℃での屈折率が1.55以上である硬化物、
(7)前記(6)に記載の硬化物を用いる光学レンズシート、
に関する。
エピハロヒドリンの使用量はフェニルフェノール1モルに対し通常2〜20モル、好ましくは3〜15モルである。
反応温度は60〜130℃の範囲でよいが、反応時間の短縮と重合防止の点から、75〜120℃が好ましい。
温度計、冷却管、撹拌器を取り付けたフラスコに窒素ガスパージを施しながらp−フェニルフェノール(P−PP 三光株式会社製)181g、エピクロルヒドリン394g、メタノール80gを仕込み溶解させた。更に70℃に加熱しフレーク状水酸化ナトリウム44gを90分かけて分割添加し、その後、更に70℃で60分間反応させた。反応終了後、水200gで二回洗浄を行い生成した塩等を除去した後、加熱減圧下(〜70℃、−0.08MPa〜−0.09MPa)、撹拌しながら、3時間で、過剰のエピクロルヒドリン等を留去した。残留物にメチルイソブチルケトン480gを加え溶解し、70℃にまで昇温した。攪拌下で10質量%の水酸化ナトリウム水溶液12gを加え、1時間反応を行った後、洗浄水が中性になるまで水洗を行い、得られた溶液をロータリーエバポレーターにて減圧下にメチルイソブチルケトン等を留去することで目的とするエポキシ樹脂(a−1)227gを得た。得られたエポキシ樹脂(a−1)はエポキシ当量が242g/eq.で、常温で白色結晶状であった。
次に、攪拌装置、還流管をつけた1Lフラスコ中に、上記で得られたエポキシ樹脂(a−1)を145.2g(0.6eq.)、熱重合禁止剤として、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾールを0.57g、アクリル酸を43.3g(0.6eq.)、反応触媒としてトリフェニルホスフィンを0.57g仕込み、98℃で30時間反応させ、酸価を測定したところ1.2mg・KOH/gであり、常温で白色結晶である生成物を得た。屈折率は1.588であった。
攪拌機、温度計、コンデンサーを備えた2L反応器に、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド(三光(株)製HCA)を216.2g(1.0mol)とトルエン246.2gを仕込み、温度80〜90℃にて溶解させた。次に攪拌下、パラホルムアルデヒド30.0g(1.0mol)を徐々に仕込み、80℃〜90℃の反応温度で3時間反応させることで、白色結晶物を246.2g得た。
次いで、得られた結晶物246.2g(1.0mol)、アクリル酸144.7g(2.0mol)、トルエン400g、メトキノン1.5g、P−トルエンスルホン酸一水和物14.5gを仕込み、105〜110℃で13時間脱水縮合反応を行い、得られた反応液を10質量%炭酸ナトリウム水溶液で2回、20質量%食塩水で1回洗浄した後、トルエンを減圧蒸留して淡黄色液状のホスフィンオキサイド化合物(B)を267.9g(収率89.2%)得た。
この化合物(B)は以下の物性を示す。
粘 度(40℃) 6300 CPS
屈折率(20℃) 1.613
1H−NMR
4.80ppm=2H、5.60ppm=1H、6.16ppm=1H、6.45ppm=1H、7.24−7.93ppm=8H
合成例3
乾燥容器中に、o−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート94.7部、2,4−トリレンジイソシアネート139.3部を仕込み、ビスフェノールAポリ(n=2)プロポキシジオール(水酸基価312mgKOH/g)143.9部を発熱を確認しながら3分割で仕込み、80℃で攪拌し、約10時間反応を行った。反応系におけるイソシアネート基の含有率が11.9質量%になったところで2−ヒドロキシエチルアクリレート95.7部とp−メトキシフェノール0.2部とジラウリン酸ジ−n−ブチルスズ0.06部を仕込み80℃で約12時間反応を行い、イソシアネート基の含有率が0.1質量%以下になったところで反応を終了した。
(2)離型性:硬化した樹脂を金型より離型させるときの難易度を表す。
○・・・・金型からの離型が良好である
△・・・・離型がやや困難あるいは離型時に剥離音がある
×・・・・離型が困難あるいは型に樹脂が残る
(3)型再現性:硬化した紫外線硬化性樹脂層の表面形状と金型の表面形状を観察した。
○・・・・再現性良好である
×・・・・再現性が不良である
評価結果は0〜2を○とし、3〜5を×とした。
(6)ガラス転移温度(Tg):硬化した紫外線硬化性樹脂層のTg点を粘弾性測定システム(DMS−6000:セイコー電子工業(株)製)において、引っ張りモード、周波数1Hzにて測定した。
(7)難燃性:樹脂組成物を用いて厚さ200μmの硬化膜を作製し、幅1cm×長さ10cmの短冊状に切断し、テストピースとした。テストピースを水平に固定し、一方の側にライターの炎を下から10秒間近づけて保った後、炎を離して状態を観察した。
○・・・・炎を離すとすぐに火が消える
△・・・・炎を離した後も火が消えずにゆっくりと燃え伝わる
×・・・・炎を当てている10秒間のうちにテストピースが全焼する
成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート62部、成分(B)として合成例2で得た化合物15部、成分(C)として1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン5部、成分(D)としてKAYARAD R−551(日本化薬製:ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート)9部、KAYARAD R−115(日本化薬製:ビスフェノールAエポキシアクリレート)14部を60℃に加温、混合し、本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は828mPa・sであった。又、この樹脂組成物を高圧水銀灯(80w/cm、オゾンレス)にて600mJ/cm2の照射を行って硬化した、膜厚200μmの紫外線硬化型樹脂層の屈折率(25℃)は1.602であり、ガラス転移温度(Tg)は52℃だった。
さらに、この樹脂組成物をプリズムレンズ金型の上に膜厚が50μmになるように塗布し、その上に基材として易接着PETフィルム(東洋紡コスモシャインA4300、100μm厚)を接着させ、更にその上から高圧水銀ランプで1000mJ/cm2の照射量の紫外線を照射して硬化させた後剥離して、本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート42部、合成例1で得た化合物(p−フェニルフェノールエポキシアクリレート)20部を用い、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加した以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は829mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.603であり、ガラス転移温度(Tg)は51℃だった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート52部、成分(B)として合成例2で得た化合物25部を用い、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加し、成分(D)としてKAYARAD R−115(日本化薬製:ビスフェノールAエポキシアクリレート)23部を用いた以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は2511mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.606であり、ガラス転移温度(Tg)は59℃だった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート59部を用い、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加し、成分(D)としてKAYARAD R−551(日本化薬製:ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート)9部、合成例3で得た生成物14部、アクリロイルモルホリン3部を用いた以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は1221mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.602であり、ガラス転移温度(Tg)は50℃だった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加し、成分(D)としてKAYARAD R−551(日本化薬製:ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート)4部、KAYARAD R−115(日本化薬製:ビスフェノールAエポキシアクリレート)14部、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート5部を用いた以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は559mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.600であり、ガラス転移温度(Tg)は50℃だった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加し、成分(D)としてKAYARAD R−551(日本化薬製:ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート)4部、KAYARAD R−115(日本化薬製:ビスフェノールAエポキシアクリレート)14部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート5部を用いた以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は1025mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.601であり、ガラス転移温度(Tg)は53℃だった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート62部を用い、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加し、成分(D)としてKAYARAD R−551(日本化薬製:ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート)9部、KAYARAD R−115(日本化薬製:ビスフェノールAエポキシアクリレート)9部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート5部、ビスフェノールフルオレンエトキシジアクリレート5部を用いた以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は812mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.605であり、ガラス転移温度(Tg)は50℃だった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○であった。
実施例1において、成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート27部を用い、成分(B)として合成例2で得た化合物50部、成分(C)としてジフェニル−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フォスフィンオキシド0.1部を追加し、成分(D)としてKAYARAD R−551(日本化薬製:ビスフェノールAポリエトキシジアクリレート)9部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート14部を用いた以外は実施例1と同様に本発明の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は2672mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.603であった。
得られた樹脂組成物を用いて実施例1と同様にして本発明のプリズムレンズシートを得た。
評価結果
離型性:○、型再現性:○、密着性:○、難燃性:○であった。
特許文献1(特開昭63−167301)の実施例1に従い、アロニックスM−315(トリス(2−アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート)を70部、テトラヒドロフルフリルアクリレート30部、光重合開始剤として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3部を60℃に加温、混合し、比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は134mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.52であった。
この結果から比較例1の組成物は本発明の組成物に比べて屈折率が低く、本発明のレンズ類の製造に不向きであることがわかる。
特許文献3(特許第3209554号)の実施例1に従い、該文献の合成例1のウレタンアクリレート(ネオペンチルグリコールとアジピン酸のポリエステルジオール、エチレングリコール、トリレンジイソシアネート及び2−ヒドロキシエチルアクリレートの反応生成物)及び該文献合成例3の化合物(o−フェニルフェノールジエトキシアクリレート)を合成し、上記のウレタンアクリレートを30部、上記のo−フェニルフェノールジエトキシアクリレートを15部、KAYARAD R−551(ビスフェノールAテトラエトキシジアクリレート)を45部、トリブロモフェニルアクリレートを10部、イルガキュアー184(1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)3部を60℃に加温、混合し、比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は4420mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.574であった。
この結果から比較例2の組成物は本発明の組成物に比べて粘度が高く、微細な加工やロール状のシートやフィルムの連続加工に不向きであることがわかる。
合成例1(特許文献3)
ポリエステルジオ−ル(ネオペンチルグリコ−ルとアジピン酸のポリエステルジオ−ル、分子量2000、OH価56.1)120部、エチレングリコ−ル2.48部、トリレンジイソシアネ−ト34.8部を仕込み、昇温後80℃で10時間反応し、次いで2−ヒドロキシエチルアクリレ−ト24.4部、メトキノン0.1部を仕込み、80℃で10時間反応を行いウレタンアクリレ−トを得た。
下記式で表される化合物258部
特許文献4(特許第3454544号)の実施例3に従い、該文献の実施例1の化合物100部、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン3部を60℃に加温、混合し、比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は20000mPa・s以上であった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.619であった。この結果から比較例3の組成物は本発明の組成物に比べて粘度が高く、微細な加工やロール状のシートやフィルムの連続加工に不向きであることがわかる。さらに離型評価を行ったところ、型に樹脂が付着し、離型することが困難(×)であった。
実施例1(特許文献4)
撹はん機、温度計、コンデンサー付水分離器を備えた2L反応器に3,4,5,6−ジベンゾ−1,2−オキサホスファン−2−オキサイド(三光化学 製、製品名SANKO−HCA)を432gを仕込み、徐々に120℃まで加熱し、熔融した後、撹拌下、パラホルムアルデヒド72gを徐々に仕込み、120〜125℃の温度で3時間反応を行った。液体クロマトグラフィーによって反応液中に3,4,5,6−ジベンゾ−1,2−オキサホスファン−2−オキサイドがなくなったことを確認後、室温まで冷却し、20%苛性ソーダ500gを仕込み、均一に溶解する。その後、15%塩酸を撹拌下、弱酸性になるまで徐々に仕込み結晶を析出させる。次いで、結晶を濾過、水洗した後、濾過乾燥を行い、融点が165℃の白色結晶物380gを得た。
マススペクトル及び13C−核磁気共鳴(NMR)の結果から、得られた結晶物は、下記式で示される構造を有する化合物であることがわかった。
マススペクトル及び13C−核磁気共鳴(NMR)の結果から、得られた粘稠液体は、下記の構造を有するアクリル酸エステルであることがわかった。
実施例1において、成分(A)としてo−フェニルフェノールモノエトキシアクリレート77部を用い、成分(B)を用いなかった以外は実施例1と同様に比較用の樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の粘度は753mPa・sであった。又、実施例1と同様にして得た樹脂層の屈折率(25℃)は1.595であった。難燃性:×であった。
Claims (7)
- フェニルエーテル基を有するモノアクリレートモノマー(A)がo−フェニルフェノール(ポリ)エトキシ(メタ)アクリレート、p−フェニルフェノール(ポリ)エトキシ(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールエポキシ(メタ)アクリレート、p−フェニルフェノールエポキシ(メタ)アクリレートである請求項1に記載の樹脂組成物。
- 更に、フェニルエーテル基を有するモノアクリレートモノマー(A)および一般式(1)で表される化合物(B)以外の(メタ)アクリレート化合物(D)を含む請求項1および2に記載の樹脂組成物。
- (メタ)アクリレート化合物(D)がビスフェノールA骨格を含む構造の化合物である請求項3に記載の樹脂組成物。
- E型粘度計で測定した25℃での粘度が3000mPa・s以下である請求項1ないし4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化して得られる25℃での屈折率が1.55以上である硬化物。
- 請求項6に記載の硬化物を用いる光学レンズシート。
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