JPWO2018051713A1 - 硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び化合物 - Google Patents

硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び化合物 Download PDF

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Abstract

成形性に優れた硬化性組成物であって、高屈折率を有する硬化物を成形し得る硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ、及び、化合物を提供する。硬化性組成物は、下記一般式(1)で表される化合物を含む。一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2は、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子であり、Z1及びZ2は、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含む原子または原子団であり、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、環a1及び環a2は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、A1及びA2は、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、特定の置換基を表し、R1、R2、R101及びR102は、特定の基を表す。

Description

本発明は、硬化性組成物、硬化物、光学部材、レンズ及び化合物に関する。
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。しかし、ガラス材料は、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、ビナフチル骨格に、アルキレンオキシ基を連結基として末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物、及びこのような化合物を含む硬化性樹脂組成物が開示されている。特許文献1では、高屈折率を有する硬化物を成形し得る硬化性樹脂組成物であって、低粘度の硬化性樹脂組成物を得ることを目的としている。
また、特許文献2には、ビアリール構造を有する重合性化合物と、このような重合性化合物を含む液晶ディスプレイが開示されている。ビアリール構造を有する重合性化合物としては、ビアリール骨格に、ベンゼン環、シクロヘキサン環、または、シクロヘキセン環が縮合した縮合環含有化合物が挙げられている。なお、特許文献2には、ビアリール骨格に縮合した縮合環の環構成原子がヘテロ原子である例示化合物は開示されていない。
特許第4803331号公報 特許第5383994号公報
しかしながら、特許文献1及び2に開示された重合性化合物を硬化性組成物に用いて硬化物を形成した場合、硬化性組成物の粘度が低く、成形性が劣ることが本発明者らの検討により明らかとなった。また、特許文献1及び2に開示された硬化性組成物の粘度を良好な成形性を発揮するレベルまで高めた場合、得られる硬化物の屈折率が低下することが本発明者らの検討により明らかとなった。
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、成形性に優れた硬化性組成物であって、高屈折率を有する硬化物を成形し得る硬化性組成物、硬化物、光学部材、及び、レンズを提供することを目的として検討を進めた。また、成形性に優れた硬化性組成物であって、高屈折率を有する硬化物を形成し得る硬化性組成物に好適に用いられる化合物を提供することを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、本発明者らは、特定の構造を有する化合物を用いることにより、成形性に優れた硬化性組成物であって、高屈折率を有する硬化物を成形し得る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] 下記一般式(1)で表される化合物を含む硬化性組成物;

一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2はそれぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子であり、
1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
2は、X2−C=C−Y2とともに5〜7員の環a2を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
環a1は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
環a2は環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
1、R2、R101及びR102は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
[2] A1及びA2は、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基である[1]に記載の硬化性組成物;

一般式(2)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜10の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であり、
n1が2以上である時、複数のAlkylene及びL1は互いに異なっていてもよい;

一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、
mが2である時、複数のR11及びR12は互いに異なっていてもよい。
[3] 環a1及び環a2が環骨格原子として窒素原子を有する[1]又は[2]に記載の硬化性組成物。
[4] 一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物である[1]に記載の硬化性組成物;

一般式(3)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
1〜R5及びR101〜R105は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
[5] A1及びA2は、それぞれ独立に、下記一般式(4)で表される基である[1]〜[4]のいずれかに記載の硬化性組成物;

一般式(4)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、n2は0〜10の整数を表し、
n2が2以上である時、複数のAlkyleneは互いに異なっていてもよい。
[6] 一般式(1)で表される化合物とは異なる(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも1つと、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1つと、をさらに含有する[1]〜[5]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[7] 25℃における粘度が3000mPa・s以上20000mPa・s未満である[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[8] [1]〜[7]のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物。
[9] [8]に記載の硬化物を含む光学部材。
[10] [8]に記載の硬化物を含むレンズ。
[11] 下記一般式(1)で表される化合物;

一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2は、それぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子であり、
1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
2は、X2−C=C−Y2とともに5〜7員の環a2を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
環a1は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
環a2は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
1、R2、R101及びR102は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
[12] A1及びA2は、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基である[11]に記載の化合物;

一般式(2)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜10の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であり、
n1が2以上である時、複数のAlkylene及びL1は互いに異なっていてもよい;

一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、
mが2である時、複数のR11及びR12は互いに異なっていてもよい。
[13] 環a1及び環a2が環骨格原子として窒素原子を有する[11]又は[12]に記載の化合物。
[14] 一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物である[11]に記載の化合物;

一般式(3)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
1〜R5及びR101〜R105は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
[15] A1及びA2は、それぞれ独立に、下記一般式(4)で表される基である[11]〜[14]のいずれかに記載の化合物;

一般式(4)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、n2は0〜10の整数を表し、
n2が2以上である時、複数のAlkyleneは互いに異なっていてもよい。
本発明によれば、成形性に優れた硬化性組成物であって、高屈折率を有する硬化物を成形し得る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、光学部材及びレンズとして好ましく用いられる。また、本発明によれば、成形性に優れた硬化性組成物であって、高屈折率を有する硬化物を形成し得る硬化性組成物に好適に用いられる化合物を得ることができる。
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。
(化合物)
本発明は、下記一般式(1)で表される化合物を含む硬化性組成物に関する。また、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物に関する。
一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2は、それぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子であり、Z1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含む。Z2は、X2−C=C−Y2とともに5〜7員の環a2を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含む。環a1は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよい。環a2は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよい。
1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表す。
1、R2、R101及びR102は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2は、それぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子である。X1、X2、Y1及びY2はそれぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子であることが好ましい。また、X1及びY1から選択されるいずれか一つが窒素原子であり、X2及びY2から選択されるいずれか一つが窒素原子であることが特に好ましい。
本明細書において、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、及び、(メタ)アクリロイル基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。このような置換基はさらに上記置換基を有していてもよい。
1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含む。Z1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含むものであることが好ましい。同様に、Z2は、X2−C=C−Y2とともに5〜7員の環a2を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含む。Z2もZ1と同様に、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含むものであることが好ましい。
環a1は環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、環a2は環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有する。中でも、環a1は環骨格原子として窒素原子を有することが好ましく、環a2は環骨格原子として窒素原子を有することが好ましい。なお、環a1と環a2が有するヘテロ原子はそれぞれ異なるものであってもよいが、環a1と環a2はいずれも環骨格原子として窒素原子を有することがより好ましい。
環a1及び環a2がそれぞれ有するヘテロ原子の数は2以下であることが好ましく、1であることがより好ましい。環a1及び環a2がそれぞれ有するヘテロ原子の数を上記範囲内とすることにより、一般式(1)で表される化合物を含む硬化性組成物から硬化物を成形した際に硬化物の着色をより効果的に抑制することができる。
環a1は、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、環a2は、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよい。環a1及び環a2が縮合環を有さない場合は、環a1及び環a2はそれぞれ5又は6員環であることが好ましく、6員環であることがより好ましい。環a1及び環a2が縮合環を有する場合は、環a1及び環a2はそれぞれ5又は6員環であることが好ましく、5員環であることがより好ましい。
なお、環a1は、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよいが、このような縮合環を有さないことが好ましい。また、環a2も同様に、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよいが、このような縮合環を有さないことが好ましい。環a1及び環a2をさらなる縮合環を有さない構造とすることにより、硬化物の着色を抑制し易くなる。また、一般式(1)で表される化合物と、後述する各成分との溶解性を高めることができる。
一般式(1)中、R1、R2、R101及びR102は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。中でも、R1、R2、R101及びR102はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
一般式(1)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表す。中でも、A1及びA2はそれぞれ独立に、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基であることが好ましく、下記一般式(2)で表される基であることがより好ましい。
一般式(2)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜10の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基である。n1が2以上である時、複数のAlkylene及びL1は互いに異なっていてもよい。
一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。mが2である時、複数のR11及びR12は互いに異なっていてもよい。
一般式(2)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2のアルキレン基であることがより好ましい。また、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、−O−であることが好ましい。
n1は0〜10の整数を表し、0〜2の整数を表すことが好ましく、0又は1であることがより好ましい。
一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545がアルキル基である場合は、アルキル基の炭素数が1〜6であることが好ましく、1〜3であることがより好ましい。中でも、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R542、R543、R544及びR545は水素原子であることが好ましく、R541は炭素数が1〜3のアルキル基であることが好ましい。
一般式(P1)〜(P4)中、mは0〜2の整数を表し、0又は1の整数であることが好ましい。また、R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、水素原子又はアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。R11及びR12が置換基である場合、好ましい置換基として上述した置換基を同様に挙げることができる。
Pは水素原子又は一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であり、一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であることがより好ましく、一般式(P3)で表される基であることがさらに好ましい。すなわち、一般式(1)におけるA1及びA2はそれぞれ独立に、(メタ)アクリロイル基を含む置換基であることが好ましく、A1及びA2はそれぞれ独立に、下記一般式(4)で表される基であることがより好ましい。A1及びA2を下記一般式(4)で表される基とすることにより、硬化性組成物の粘度をより効率よく高めることができる。さらに、A1及びA2を下記一般式(4)で表される基とすることにより、硬化性組成物から硬化物を成形する際の面転写性を良化させることができ、微細な凹凸(シワ)やクラックの発生が抑制された硬化物を成形しやすくなる。
一般式(4)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533はそれぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、n2は0〜10の整数を表す。n2が2以上である時、複数のAlkyleneは互いに異なっていてもよい。
Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2のアルキレン基であることがより好ましい。また、n2は0〜10の整数を表し、0〜2の整数を表すことが好ましく、0又は1であることがより好ましい。
なお、一般式(1)において、A1とA2は各々異なる基であってもよいが、A1とA2は同一の基であることが好ましい。
上記一般式(1)で表される化合物は、一般式(3)で表される化合物であることが好ましい。
一般式(3)中、A1及びA2はそれぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表す。また、R1〜R5及びR101〜R105はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
一般式(3)におけるA1及びA2の好ましい範囲は、一般式(1)におけるA1及びA2の好ましい範囲と同様である。
また、一般式(3)におけるR1、R2、R101及びR102の好ましい範囲は、一般式(1)におけるR1、R2、R101及びR102の好ましい範囲と同様である。
一般式(3)中、R3〜R5及びR103〜R105はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。中でも、R3〜R5及びR103〜R105はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
以下において、本発明に好ましく用いられる一般式(1)で表される化合物の具体例を列挙するが、以下の化合物に限定されない。なお、以下の具体例においては、下記構造式の通り、一般式(1)で表される化合物の構成をA及びBの部分構造に分割し、各部分構造を列挙している。すなわち、一般式(1)で表される化合物の具体例としては、部分構造A及び部分構造Bとして列挙した構造を組み合わせた構造が挙げられる。
上記部分構造Aの具体例の構造式において、#は部分構造Bとの連結部を表す。なお、2つある部分構造Aは、それぞれが異なる構造であってもよい。
上記部分構造Bの具体例の構造式において、*は部分構造Aとの連結部を表す。
中でも、一般式(1)で表される化合物は、下記化合物(1)〜化合物(20)のいずれかであることが好ましい。
上記の構造の中でも、部分構造Aは(A−1)〜(A−4)のいずれかであることが好ましく、(A−1)、(A−2)又は(A−3)であることがより好ましく、(A−2)であることが特に好ましい。部分構造Bは、(B−1)〜(B−4)のいずれかであることが好ましく、(B−1)又は(B−4)であることがより好ましく、(B−1)であることが特に好ましい。
一般式(1)で表される化合物の分子量は350〜1000であることが好ましく、400〜900であることがより好ましく、450〜800であることが特に好ましい。
一般式(1)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(1)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)
本発明は、上述した一般式(1)で表される化合物を含有する硬化性組成物に関する。本発明の硬化性組成物は、特定の構造を有する化合物を含有するため、成形性に優れており、硬化性組成物から硬化物を成形する際の製造効率が高い。これは、本発明の硬化性組成物が成形に適した一定以上の粘度を有していることによるものと考えられる。本発明の硬化性組成物は一般式(1)で表される化合物を含有するため、硬化性組成物の粘度を高めることができ、成形に適した粘度にすることができる。これにより、成形時に成形型から硬化性組成物が漏れ出ること(樹脂漏れ)を抑制することができ、硬化物の製造効率を高めることができる。また、硬化性組成物の粘度を適切な範囲に制御することにより、硬化物の転写性や金型追従性を高めることができ、微細な凹凸(シワ)やクラックの発生が抑制された硬化物を得ることができる。さらに、硬化性組成物が金型外に漏れ出ることにより生じる工程設備の汚染を抑制することもできる。
本発明の硬化性組成物は、一般式(1)で表される化合物を含有するため、高屈折率を有する硬化物を成形することができる。また、本発明においては、硬化性組成物が成形に適した一定以上の粘度を有しているため、増粘作用を発揮する他の成分(例えば、後述する増粘剤等)の添加量を抑えることができる。従来は、硬化性組成物の粘度を成形に適した粘度とするために、硬化性組成物に増粘剤を添加する場合があった。増粘剤の添加量が多いと、高屈折率を発揮し得る化合物の含有率が低下することになり、十分な高屈折率化が達成されないという課題が残る。しかし、本発明においては、一般式(1)で表される化合物を含有するため、硬化性組成物の粘度が高められている。これにより、増粘剤の添加量を少なくしたり、増粘剤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。すなわち、本発明においては、高屈折率を発揮し得る一般式(1)で表される化合物を含有することに加えて、一般式(1)で表される化合物の含有率を高めることができるために、より効果的に硬化物の屈折率を高めることができる。
本発明の硬化性組成物の25℃における粘度は、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、4500mPa・s以上であることが特に好ましく、5000mPa・s以上であることが最も好ましい。また、硬化性組成物の25℃における粘度は、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。なお、上記の粘度は、硬化性組成物に増粘剤(増粘作用を発揮するポリマー等)を添加しない状態の粘度である。硬化性組成物の25℃における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良化させることができる。また、硬化性組成物の25℃における粘度を上記範囲内とすることにより、一般式(1)で表される化合物の含有率を高めることができるために、より効果的に硬化物の屈折率を高めることができる。
硬化性組成物中における一般式(1)で表される化合物の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、20質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましく、60質量%以上であることが一層好ましく、61質量%以上であることが特に好ましい。また、一般式(1)で表される化合物の含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、94質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化性組成物の粘度を適切な範囲とすることができ、硬化性組成物の粘度を所望の範囲に調整しやすくなり、硬化物を成形する際の成形性を高めることができる。また、化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、硬化物の屈折率をより効果的に高めることができる。さらに、面転写性を向上させることもでき、硬化物の表面に微細な凹凸(シワ)やクラックが発生することを抑制することができる。
硬化性組成物中には、一般式(1)で表される化合物が2種以上含有されていてもよい。一般式(1)で表される化合物が2種以上含有されている場合は、合計の含有量が上記範囲内であることが好ましい。
本発明の硬化性組成物は、上述した化合物の他に下記成分を含むことが好ましい。例えば、硬化性組成物は、一般式(1)で表される化合物とは異なる(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも1つと、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1つと、をさらに含有することが好ましい。また、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をさらに含有してもよい。
((メタ)アクリレートモノマー)
本発明の硬化性組成物は、一般式(1)で表される化合物とは異なる(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも1つを含むことが好ましい。(メタ)アクリレートモノマーは、分子中に2つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する多官能(メタ)アクリレートモノマーであってもよいが、分子中に1つの(メタ)アクリロイル基を有する単官能(メタ)アクリレートモノマーであることが好ましい。
(メタ)アクリレートモノマーの25℃における粘度は2000mPa・s未満であることが好ましい。(メタ)アクリレートモノマーの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(メタ)アクリレートモノマーの粘度は、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。
本発明に用いられる単官能(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、1−アダマンチル(メタ)アクリレートなどのアダマンチル(メタ)アクリレート類、イソボルニル(メタ)アクリレートなどのノルボルニル(メタ)アクリレート類、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカ−8−イルアクリレートなどのトリシクロデカン(メタ)アクリレート類、2−エチル−2−ブチルプロパンジオール(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(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、ジプロピレングリコール(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、エチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(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、オクチル(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、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、tert−ブチル(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、トリドデシル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
(メタ)アクリレートモノマーは、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であることが好ましい。中でも、(メタ)アクリレートモノマーは、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より好ましく、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。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を用いることにより、硬化物のアッベ数を低下させることができる。さらに、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を用いることにより、硬化性組成物中において(メタ)アクリレートモノマー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。
(メタ)アクリレートモノマーは、脂環式(メタ)アクリレートモノマーであってもよい。脂環式(メタ)アクリレートモノマーとしては、脂肪族環に1つの(メタ)アクリロイル基が直接又は2価の連結基を介して結合したものであってもよく、脂肪族環に2つ以上の(メタ)アクリロイル基が直接又は2価の連結基を介して結合したものであってもよい。中でも、脂肪族環に1つの(メタ)アクリロイル基が直接結合した単官能(メタ)アクリレートモノマーは好ましく用いられる。
脂肪族環は、単環構造であってもよいし、2以上の脂肪族環が連結又は融合した多環構造であってもよいし、橋かけ環炭化水素を含んでいてもよい。また、脂肪族環は、炭素原子と水素原子のみで構成されていてもよいし、炭素原子及び水素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。脂肪族環の炭素数は、特に制限されず、6〜20であることが好ましく、7〜15であることがより好ましく、7〜10であることがさらに好ましい。脂肪族環としては、具体的には、トリシクロデカン、アダマンタン、ノルボルナン、シクロヘキサン、ノルボルネンが好ましく、トリシクロデカン、アダマンタン、ノルボルナンがより好ましく、トリシクロデカンがさらに好ましい。
本発明で好ましく用いることができる(メタ)アクリレートモノマーとしては、例えば、以下の化合物を列挙することができる。

(メタ)アクリレートモノマー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)、A−DCP(モノマー3)(新中村化学工業社製)、FA−513AS(モノマー4)(日立化成工業社製)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であり、モノマー3の25℃、せん断速度10s-1における粘度は120mPa・sであり、モノマー4の25℃、せん断速度10s-1における粘度は12mPa・sである。
(メタ)アクリレートモノマーの含有量は、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)
本発明の硬化性組成物は、さらに、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を含んでもよい。
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。
非共役ビニリデン基含有化合物の分子量は、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。
(光ラジカル重合開始剤)
本発明の硬化性組成物は、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。光ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、公知の光ラジカル重合開始剤を用いることができる。
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−ヒドロキシ−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)、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、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−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。
(熱ラジカル重合開始剤)
本発明の硬化性組成物は、熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。熱ラジカル重合開始剤をあらかじめ硬化性組成物に添加しておくことで、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ド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ド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ド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つ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、パークミル H−80(クメンヒドロペルオキシド)を好ましく用いることができる。
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ド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い理由として、ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤が非共役ビニリデン基含有化合物モノマーの重合中の連鎖移動を促進する効果があり、3次元構造のコントロール性がより向上し、半硬化物の変形性を付与することができることが挙げられる。また、ヒドロペルオキシド系熱ラジカル重合開始剤は、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併用することがより好ましい。
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。
なお、硬化性組成物は、上述した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。
(増粘剤)
本発明の硬化性組成物は必要に応じて増粘剤をさらに含有するものであってもよい。増粘剤は、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ることが好ましい。
増粘剤は、ポリマーであることが好ましく、このようなポリマーは増粘ポリマーと呼ぶこともできる。増粘ポリマーは、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、増粘ポリマーは共重合体であることが好ましく、側鎖に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。
以下において、本発明に好ましく用いられる増粘ポリマーの具体例を列挙するが、ポリマーは以下の構造に限定されない。
以下の構造式において、Ra及びRbは、それぞれ独立に、水素原子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。
増粘ポリマーの分子量は、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、増粘ポリマー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。
増粘ポリマーの含有量は、硬化性組成物の全質量に対して、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましく、7.5質量%以下であることが一層好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。また、増粘ポリマーを添加しない態様も好ましい。本発明においては、増粘ポリマーの添加量を少なくしたり、増粘ポリマー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。本発明においては、増粘ポリマー含有量を上記範囲内とすることにより、一般式(1)で表される化合物の含有率を高めることができるために、より効果的に硬化物の屈折率を高めることができる。
(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、モノマー、分散剤、可塑剤、熱安定剤、または、離型剤等の添加剤を含んでいてもよい。
(半硬化物の製造方法)
本発明の硬化性組成物を半硬化することで、半硬化物を製造することができる。半硬化物の製造方法は、本発明の硬化性組成物を半硬化する工程を含み、半硬化する工程は、光照射や加熱をする工程とすることができる。
半硬化する工程では、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つを行って、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が105〜108mPa・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105〜108mPa・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1.0×109mPa・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。
以下、半硬化物の製造方法、及び硬化物の製造方法について、具体的に説明する。なお、硬化物の製造方法は、半硬化物の製造方法を含むため、両者に共通する製造方法の好ましい態様については半硬化物の製造方法において記載する。
<半硬化工程>
半硬化物の製造方法は、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105〜108mPa・sの半硬化物を得る工程を含むことが好ましい。
半硬化物の製造方法では、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。
成形型として別の型を用いる場合、いわゆるプリフォーム用の型を用いることが好ましい。プリフォーム用の型は、金属製であってもよいし、ガラス製、樹脂製であってもよい。量産過程で繰り返し使用することを考慮すれば、プリフォーム用の型は、金属製又はガラス製であることが好ましい。また、半硬化物をレンズとして用いる場合は、プリフォーム用の型の少なくとも一方の面は、成形型と同じ又は近い形状を有していることが好ましく、両面が成形型形状と同じ又は近い形状を有していることがより好ましい。
半硬化物の製造方法における光照射は、光照射後の半硬化物の25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が、105〜108mPa・sとなるように行うことが好ましく、105〜107.5mPa・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。
半硬化物の製造方法において、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、105〜108mPa・sとなるように行うことが好ましく、105〜107.5mPa・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、上述した半硬化物の製造方法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。
(硬化物の製造方法)
硬化物の製造方法は、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、もしくは光照射して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。
硬化物の製造方法は、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つを行って、25℃、周波数10Hzにおける複素粘度が105〜108mPa・sの半硬化物を得る工程と、半硬化物を成形型に入れ加圧変形し、光照射及び加熱のうち少なくとも一つを行って硬化物を得る重合工程とを含むことが好ましい。なお、硬化物の製造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。
硬化物の製造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。
硬化物の製造方法では、まず半硬化物の製造方法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、上述した半硬化物の製造方法で説明したとおり、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。
硬化物の製造方法では、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。
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。加圧変形と同時に加熱を行う場合は、加熱温度は80〜300℃であることが好ましく、120〜300℃であることがより好ましく、150〜280℃であることが特に好ましい。なお、加圧が安定してからさらに高温に加熱する場合も、80〜300℃であることが好ましく、120〜300℃であることがより好ましく、150〜280℃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。
(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。
(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。このようなサイズの硬化物は、高屈折率を有する光学部材用途として特に有用である。このような厚い成形体は、溶液キャスト法で製造しようとしても溶剤が抜けにくいため一般に容易ではなく、成形が容易ではない。しかしながら、本発明の硬化性組成物を用いれば、成形が容易で、ハンドリング性も高く、高品質な硬化物を得ることができる。
(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(Chemical vapor deposition)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ではない。
(化合物(A)の合成)
2−ヒドロキシエチルアクリレート100gに、トリエチルアミン132mLと、酢酸ブチル650mLとを加え攪拌した。反応溶液を5℃に保ちつつ、メタンスルホン酸クロリド70mLを1時間かけて滴下した。1時間攪拌後、反応溶液に水500mLを加え、攪拌した後、水層を除去する操作を3回繰り返した。次いで、ジブチルヒドロキシトルエンを30mg加えた後、減圧することで酢酸ブチルを留去し、化合物(A)を160g得た。
(化合物(B)の合成)
2−ヒドロキシエチルアクリレートをエチレングリコールモノアリルエーテルに代えた以外は、化合物(A)の合成と同様にして、化合物(B)を合成した。
(前駆体(1)の合成)
CHIRALITY 12 (2000) p510に記載された方法で、前駆体(1)を合成した。
(前駆体(2)の合成)
6−キノリノールを7−キノリノールに代えた以外は、前駆体(1)の合成と同様にして、前駆体(2)を合成した。
(化合物(2)の合成)
前駆体(1)7.2gにテトラヒドロフラン50mL、ニトロベンゼン0.05mL、炭酸カリウム13.8g、及びテトラブチルアンモニウムブロマイド(TBAB)0.8gを加え攪拌した。得られた反応溶液に、化合物(A)を15g加え、80℃に保ちつつ、5時間反応させた後、トルエンを100mL加え攪拌した。この反応溶液に、水100mLを加え、60℃に保ちつつ攪拌した後、水層を除去する操作を3回繰り返した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、化合物(2)を9.2g得た。化合物(2)の1H−NMR(Nuclear Nagnetic Resonance)データは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ4.05−4.15ppm(m、4H)、4.25−4.35ppm(m、4H)、5.70−5.85ppm(m,4H)、5.95−6.05ppm(m,2H)、7.20−7.35ppm(m,4H)、7.85ppm(d,2H)、8.15ppm(d,2H)、8.75ppm(dd,2H)
(化合物(1)の合成)
化合物(A)を化合物(B)に代えた以外は、化合物(2)の合成と同様にして、化合物(1)を合成した。化合物(1)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ3.95−4.05ppm(m、4H)、δ4.10−4.20ppm(m、4H)、4.25−4.35ppm(m、4H)、5.20−5.30ppm(m,4H)、5.85−5.95ppm(m,2H)、7.20−7.35ppm(m,4H)、7.85ppm(d,2H)、8.15ppm(d,2H)、8.78pm(dd,2H)
(化合物(8)の合成)
化合物(A)をp−トルエンスルホン酸(2R)−(−)−グリシジル(東京化成工業(株)製)に代えた以外は、化合物(2)の合成と同様にして、化合物(8)を合成した。化合物(8)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ2.63−2.67ppm(dd,2H)、2.83ppm(t,2H)、3.25−3.30ppm(m、2H)、3.75−3.80ppm(m、2H)4.20−4.25ppm(dd、2H)、7.20−7.35ppm(m,4H)、7.85ppm(d,2H)、8.15ppm(d,2H)、8.78ppm(dd,2H)
(化合物(12)の合成)
前駆体(1)を前駆体(2)に代えた以外は、化合物(2)の合成と同様にして、化合物(12)を合成した。化合物(12)の1H−NMRデータは下記の通りであった。
1H−NMR(300MHz,DMSO−d6):δ4.05−4.15ppm(m、4H)、4.25−4.35ppm(m、4H)、5.70−5.85ppm(m,4H)、5.95−6.05ppm(m,2H)、7.18ppm(dd,2H)、7.50ppm(d,2H)7.90ppm(d,2H)、8.20ppm(d,2H)、8.75ppm(dd,2H)
(比較化合物(1)の合成)
特許第4803331号公報の段落0070を参考にして、比較化合物(1)を合成した。
(実施例1〜5及び比較例1〜2)
下記表に記載の組成となるように上記の化合物に下記成分を添加し、攪拌して均一にし、硬化性組成物を調製した。
<(メタ)アクリレートモノマー>
(メタ)アクリレートモノマーとして、下記の化合物を用いた。
モノマー1:大阪有機化学工業社製、商品名 ビスコート#192 PEA
<増粘剤>
特許第5898551号公報の段落0102を参考にして、増粘ポリマー(E−1)を合成した。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38,700、分散度(Mw/Mn)は、3.8であった。
<非共役ビニリデン基含有化合物>
非共役ビニリデン基含有化合物として、下記の化合物(井上香料社製、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。
<光ラジカル重合開始剤>
光ラジカル重合開始剤として、下記化合物(BASF社製、Irgacure819)を用いた。
<熱ラジカル重合開始剤>
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O:日本油脂株式会社製
パークミルH−80:日本油脂株式会社製
(評価)
<硬化性組成物の特性(硬化性組成物の25℃、10Hzにおける粘度)>
実施例及び比較例で得た硬化性組成物について、HAAKE社製レオストレスRS600を用いて、25℃、10Hzにおける動的な複素粘度の値を測定し、硬化性組成物の液粘度とした。
<金型樹脂クリアランス漏れ評価>
上型(天井部型)、胴型、および下型(底部型)からなる直径4.0mmのレンズ形成用の熱成形用金型の天井部型を取り外し、硬化性組成物10mgを注入した。注入した硬化性組成物に対して、Execure3000(HOYA(株)社製)を用いて15mW/cm2の紫外線を20秒間照射し、半硬化物を作製した。ついで、天井部型で半硬化物を挟み込み、熱成形用金型を80℃に加熱した。その後、半硬化物に2.94MPa(30kgf/cm2)の圧力を印加したまま200℃まで昇温し、その後室温まで冷却した。
硬化性組成物を熱成形用金型に注入してから室温に冷却するまでの工程において、熱成形用金型のクリアランス(胴型と上下型の間に形成される隙間)へ硬化性組成物(樹脂)が漏れた重量を測定し、以下の基準で評価した。なお、B評価以上を合格レベルとした。
A:硬化性組成物(樹脂)漏れ量が、0.1mg未満であった。
B:硬化性組成物(樹脂)漏れ量が、0.1mg以上0.2mg未満であった。
C:硬化性組成物(樹脂)漏れ量が、0.2mg以上であった。
<硬化物の屈折率>
直径10mm、厚み1mmの透明ガラス型に実施例及び比較例で得た硬化性組成物を注入し、Execure3000(HOYA(株)社製)を用いて15mW/cm2の紫外線を20秒間照射し、半硬化物を得た。次いで、得られた半硬化物を透明ガラス型から取り出して、ホットプレートを用いて200℃で5分間加熱し、硬化物を得た。得られた硬化物の589nmにおける屈折率を、アッベ計(株式会社アタゴ社製)を用いて測定し、硬化物の屈折率とした。589nmにおける屈折率が1.58以上を合格レベルとした。
<複合レンズの製造>
金型成形型(硬化性組成物と接する面がレンズ形成用の曲面である)に実施例及び比較例で得た硬化性組成物を200mg注入した。次いで、硬化性組成物の金型成形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、屈折率1.509)を被せて、硬化性組成物のすべての表面が金型成形型またはガラスレンズに接するように(泡が混入しないように)充填した状態とした。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15mW/cm2の紫外線を20秒間照射し、半硬化物を作製した。ついで、金型成形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、半硬化物に0.196MPa(2kgf/cm2)の圧力を印加しながら200℃まで昇温した後、室温まで冷却した。その後、硬化性組成物の硬化物(高さ200μm)とガラスレンズが積層された複合レンズとを、金型成形型から取り出した。以下の評価に用いるために上記の工程を10回繰り返し、10個の複合レンズを作製した。
<複合レンズの評価>
(転写性)
上記のとおり作製した各複合レンズの外観を、Taylor−Hobson社製Form Talysurf S5C及び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。
レンズのフランジ部表面に、微細な凹凸(シワ)又はレンズにクラック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。10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。
A:良品率が80%以上であった。
B:良品率が50%以上80%未満であった。
C:良品率が50%未満であった。
表2より、実施例の硬化性組成物は成形に適した粘度を有しており、成形安定性に優れていた。また、実施例の硬化性組成物から成形された硬化物は高い屈折率を有していた。
実施例1及び3〜5では、増粘ポリマーを添加しなくても、硬化物の成形を行うことができた。また、実施例2においても少量の増粘ポリマーの添加によって硬化物の成形を行うことができた。増粘ポリマーの添加量が少ない場合、もしくは添加しない場合は、硬化物の屈折率を高めることができた。
また、一般式(1)で表される化合物の部分構造Aが(メタ)アクリロイル基の化合物である場合は、複合レンズの転写性がより良好となった。

Claims (15)

  1. 下記一般式(1)で表される化合物を含む硬化性組成物;

    一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2は、それぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子であり、
    1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
    2は、X2−C=C−Y2とともに5〜7員の環a2を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
    環a1は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
    環a2は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
    1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
    1、R2、R101及びR102は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
  2. 前記A1及び前記A2は、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基である請求項1に記載の硬化性組成物;

    一般式(2)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜10の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であり、
    n1が2以上である時、複数のAlkylene及びL1は互いに異なっていてもよい;

    一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、
    mが2である時、複数のR11及びR12は互いに異なっていてもよい。
  3. 前記環a1及び前記環a2が環骨格原子として窒素原子を有する請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
  4. 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物である請求項1に記載の硬化性組成物;

    一般式(3)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
    1〜R5及びR101〜R105は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
  5. 前記A1及び前記A2は、それぞれ独立に、下記一般式(4)で表される基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性組成物;

    一般式(4)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、n2は0〜10の整数を表し、
    n2が2以上である時、複数のAlkyleneは互いに異なっていてもよい。
  6. 前記一般式(1)で表される化合物とは異なる(メタ)アクリレートモノマーの少なくとも1つと、光ラジカル重合開始剤及び熱ラジカル重合開始剤から選択される少なくとも1つと、をさらに含有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  7. 25℃における粘度が3000mPa・s以上20000mPa・s未満である請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  8. 請求項1〜7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8に記載の硬化物を含む光学部材。
  10. 請求項8に記載の硬化物を含むレンズ。
  11. 下記一般式(1)で表される化合物;

    一般式(1)中、X1、X2、Y1及びY2は、それぞれ独立に、酸素原子、イオウ原子、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい窒素原子、又は、水素原子もしくは置換基が結合していてもよい炭素原子であり、
    1は、X1−C=C−Y1とともに5〜7員の環a1を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
    2は、X2−C=C−Y2とともに5〜7員の環a2を形成する原子または原子団であって、酸素原子、イオウ原子、窒素原子及び炭素原子から選択される少なくとも1つを含み、
    環a1は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X1、Y1及びZ1の環a1骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく、
    環a2は、環骨格原子として酸素原子、イオウ原子又は窒素原子を有し、X2、Y2及びZ2の環a2骨格原子のうち隣り合う2つの原子を環骨格原子とする縮合環をさらに有していてもよく
    1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
    1、R2、R101及びR102は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
  12. 前記A1及び前記A2は、それぞれ独立に、下記一般式(2)で表される基である請求項11に記載の化合物;

    一般式(2)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、L1は−O−、−S−又は−NH−を表し、n1は0〜10の整数を表し、Pは水素原子又は下記一般式(P1)〜(P4)のいずれかで表される基であり、
    n1が2以上である時、複数のAlkylene及びL1は互いに異なっていてもよい;

    一般式(P1)〜(P4)中、R511、R512、R513、R521、R522、R523、R531、R532、R533、R541、R542、R543、R544及びR545は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、R11及びR12は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、
    mが2である時、複数のR11及びR12は互いに異なっていてもよい。
  13. 前記環a1及び前記環a2が環骨格原子として窒素原子を有する請求項11又は12に記載の化合物。
  14. 前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物である請求項11に記載の化合物;

    一般式(3)中、A1及びA2は、それぞれ独立に、水素原子又は置換基を表し、A1及びA2の少なくとも一つは、ビニル基、エポキシ基、オキセタニル基及び(メタ)アクリロイル基から選択される少なくとも1つの架橋性基を含む置換基を表し、
    1〜R5及びR101〜R105は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜10の炭化水素基、又は炭素数1〜10のアルコキシ基を表す。
  15. 前記A1及び前記A2は、それぞれ独立に、下記一般式(4)で表される基である請求項11〜14のいずれか1項に記載の化合物;

    一般式(4)中、Alkyleneは炭素数2〜6のアルキレン基を表し、R531、R532及びR533は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し、n2は0〜10の整数を表し、
    n2が2以上である時、複数のAlkyleneは互いに異なっていてもよい。
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