WO2018179463A1 - (メタ)アクリル系樹脂およびそのひずみ調整方法 - Google Patents

(メタ)アクリル系樹脂およびそのひずみ調整方法 Download PDF

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Abstract

所望のひずみを有するポリマーの製造方法を提供すること。所望のひずみを有するポリマーの製造方法であって、1種以上の出発物質モノマーに該所望のひずみを生じる照度の紫外線を照射して重合させる工程、および必要に応じて、生成したポリマーのひずみを測定し、該所望のひずみを有するポリマーを選択する工程、を包含する、方法が提供される。1つの実施形態において、所定のひずみを有するポリマーを製造するための紫外線の照度を決定するための方法が提供される。

Description

(メタ)アクリル系樹脂およびそのひずみ調整方法
 本発明は、樹脂(例えば、(メタ)アクリル系樹脂)の改良製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、露光照度をコントロールすることで、ひずみをコントロールした樹脂(例えば、(メタ)アクリル系樹脂)の製造方法に関する。低照度の露光により、ひずみが小さい樹脂を得ることに関する。
 本発明はまた、ひずみが調整された材料、例えば、(メタ)アクリル系誘電体材料に関する。本発明はまた、例えば、アクチュエータ、産業用ロボットなどに使用されるセンサ、発電素子、スピーカー、マイクロフォン、ノイズキャンセラ、トランスデューサ、人工筋肉、小型ポンプ、医療用器具などに使用することが期待される材料、例えば(メタ)アクリル系誘電体材料に関する。
 (メタ)アクリル樹脂は、高い透明性・耐衝撃性があり、熱可塑形成・着色が容易なことから、各種の材料として使用されている。
 誘電体材などに用いることができるアクリルゴムとして、重量平均分子量が70万以上200万以下のアクリル酸エステル系重合体を主成分とするアクリルゴムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。前記アクリルゴムは、高電圧を印加することができ、高電圧を印加することにより、大きい変位量を得ることができるという利点を有するものとされている。しかし、前記アクリルゴムは、大きい変位量を得るためには高電圧を印加する必要があることから、絶縁破壊を生じるおそれがある。
 特許文献2は、低照度および小エネルギー量の放射線、特にUV-LED光源から発生する紫外線の照射により紫外線硬化性シリコーンゴムを与えている。
 特許文献3は、低PII(低皮膚刺激性)、低粘度、および低照度の紫外線照射でも優れた光硬化性を示す光硬化型インク組成物を開示する。
特開2008-239670号公報 特開2007-131812号公報 特開2010-209198号公報
 本発明者らは、鋭意検討した結果、紫外線の露光照度をコントロールすることで、ひずみをコントロールすることができることを見出し、所望のひずみを有するポリマーを製造できることを見出した。露光照度が小さい程、ひずみが小さいポリマー(例えば、エラストマー)が得られることを見出した。
 本発明者らは、所定のひずみを有するポリマーを作製するための紫外線の照度を決定するための方法を見出した。
 柔軟で高伸縮なアクリルエラストマーを得るのは、超高分子量体であることが必要であるところ、超高分子量体を得る重合方法は、塊状重合、乳化重合、溶液重合などさまざま存在するが、本発明の製造方法により、高伸縮性を有し、低ひずみ性(低ヒステリシス)であり、低ヤング率を有するアクリルポリマー(例えば、エラストマー)が提供される。
 本発明はまた、従来のアクリルゴムのように高電圧を印加するのではなく、低電圧を印加したときに大きい変位量を示す(メタ)アクリル系誘電体材料、当該(メタ)アクリル系誘電体材料に好適に使用することができる(メタ)アクリル系ポリマーおよびその製造方法、ならびに当該(メタ)アクリル系誘電体材料が用いられたアクチュエータを提供する。
 本発明は、また、以下の項目を提供する。
(項目1)
 所望のひずみを有するポリマーの製造方法であって、
 1種以上の出発物質モノマーに該所望のひずみを生じる照度の紫外線を照射して重合させる工程、および
 必要に応じて、生成したポリマーのひずみを測定し、該所望のひずみを有するポリマーを選択する工程、
を包含する、方法。
(項目2)
 前記出発物質モノマーが、(メタ)アクリルモノマーである、項目1に記載の方法。
(項目3)
 前記出発物質モノマーが、ウレタン(メタ)アクリルモノマーである、項目1に記載の方法。
(項目4)
 前記照度が、10mW/cm以下である、項目2に記載の方法。
(項目5)
 前記照度が、140mW/cm以下である、項目3に記載の方法。
(項目6)
 所定のひずみを有するポリマーを製造するための紫外線の照度を決定するための方法であって、
 1)該ポリマーの原料となる出発物質モノマーを提供する工程、
 2)該出発物質モノマーに特定の照度の紫外線を照射して重合させて、該ポリマーを生成する工程、
 3)生成した該ポリマーのひずみを測定する工程、
 4)必要に応じて、工程1)~工程3)を繰り返す工程、および
 5)3)および4)で得られた測定値に基づいて、所望のひずみを生じる照度を算出する工程、
を包含する、方法。
(項目7)
 前記ポリマーの損失正接(tanδ)を測定する工程を包含する、項目6に記載の方法。
(項目8)
 前記照射される紫外線の照度が、
 i)前記出発物質に、ある照度の紫外線を照射して、該出発物質を重合させて、ポリマーを生成する工程、
 ii)生成した該ポリマーの損失正接(tanδ)を測定する工程、
 iii)測定した損失正接(tanδ)が所望の範囲内であるか否かを決定する工程、
 損失正接が所望の範囲内にない場合、別の照度の紫外線により、工程i)~iii)を繰り返す工程
によって決定される、項目7に記載の方法。
(項目9)
 紫外線の照度が、ひずみと照度との間の関係を示す関係式により決定されるか、または項目6~8のいずれか1項に記載の方法によりで決定される、項目1~4のいずれか1項に記載の方法。
(項目10)
 式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数2~20のポリエーテル基である)
で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目11)
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または-[-(CH-O-]-Rを示し、nは1~4の整数であり、mは1~20の整数であり、Rは炭素数1~12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10のアルキル基(該炭素数1~10のアルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10の2価カルボン酸の残基を示す、
上記項目に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目12)
 Rが、炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数2~16のポリエーテル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目13)
 Rは、炭素数1~10のアルコキシアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14)
 Rが、-[-(CH-O-]-Rであり、Rが炭素数1~12のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-1)
 Rが、水素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-2)
 Rが、メチル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-3)
 Rが、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-3)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-4)
 Rが、水酸基で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-5)
 Rが、水酸基およびアリルオキシ基で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-6)
 Rが、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-7)
 Rが、炭素数6~12のアリールチオ基で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-8)
 Rが、炭素数6~12のアリールで置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-9)
 Rが、-[-(CH-O-]-Rである、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-10)
 nが1である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-11)
 nが2である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-12)
 nが3である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-13)
 nが4である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-14)
 mが1である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-15)
 mが2である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-16)
 mが3である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-17)
 mが4である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-18)
 Rが、炭素数1~12のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-19)
 Rが、グリシジル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-20)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-21)
 Rが、炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-22)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基で置換された炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-23)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換される)で置換された炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-24)
 Rが、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基またはアルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-25)
 Rが、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-26)
 Rが、炭素数6~12のアリール基で置換された炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目14-27)
 Rが、炭素数2~10の2価カルボン酸の残基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目15)
 前記(メタ)アクリル系モノマーがアルキルアクリレートであるとき、前記紫外線の照度が、10mW/cm以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目16)
 損失正接(tanδ)が、0.15以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目17)
 重量平均分子量が、200万以上である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目18)
 ヤング率が、0.5Mpa以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目19)
 前記ポリマーがエラストマーである、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目20)
 式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基であるか、またはRおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに置換されていてもよい炭素数3~10の炭素環を形成し、
 Rは、水素または置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基であり、
 Xは、炭素原子、酸素原子、または存在しないであり、
 nは1~4の整数を示し、
 mは0~1の整数を示し、
 mは0~1の整数を示す)
で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目21)
 RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基であるか、またはRおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数3~10の炭素環を形成する、上記項目に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22)
 Rは、水素または炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-1)
 R1が水素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-2)
 R1がメチル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-3)
 RおよびRがともに水素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-4)
 RおよびRがそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-5)
 RおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに炭素数3~10の炭素環を形成する、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-6)
 Rが、水素である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-7)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基であり、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-8)
 mが1であり、mが0であり、Xが炭素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-9)
 mが0であり、mが1であり、Xが炭素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-10)
 mが1であり、mが0であり、Xが酸素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目22-11)
 mが1であり、mが1であり、Xが酸素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目23)
 前記環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーが、式(IIA):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~4のアルキル基であり、nは1~4の整数を示す)
で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目24)
 損失正接(tanδ)が、0.4以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目25)
ヤング率が0.5Mpa以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目26)
 前記ポリマーがエラストマーである、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目27)
 置換されていてもよいポリオールと、式(III)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

(式中、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示す)
を有するジイソシアネートモノマーとを反応させ、次いで、式(IV)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

(式中、R1は水素原子またはメチル基であり、Rは、置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基である)
を有する水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーを反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリルモノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目27-1)
 Rは炭素数3~12の2価の脂肪族基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目27-2)
 Rは炭素数6~18の2価の芳香族基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目27-3)
 Rは炭素数3~12の2価の脂環族基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目27-4)
 R1は水素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目27-5)
 R1はメチル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目28)
 前記ポリオールが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールからなる群から選択される、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目29)
 式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

(式中、R1は水素原子またはメチル基であり、Rは置換されていてもよいポリオールから2個の水酸基を除いた残基であり、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示し、Rは、置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、p、p、およびpは、それぞれ独立して1~10の整数である)
で表わされるウレタン(メタ)アクリルモノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目29-1)
 前記式(V)が、p=p=p=1であり、式(V’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目30)
 Rが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールからなる群から選択されるポリオールから2個の水酸基を除いた残基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目30-1)
 Rは炭素数3~12の2価の脂肪族基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目30-2)
 Rは炭素数6~18の2価の芳香族基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目30-3)
 Rは炭素数3~12の2価の脂環族基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目31)
前記モノマー成分が、さらに、式(I):

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数2~20のポリエーテル基である)
で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有する、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目32)
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または-[-(CH-O-]-Rを示し、nは1~4の整数であり、mは1~20の整数であり、Rは炭素数1~12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10のアルキル基(該炭素数1~10のアルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10の2価カルボン酸の残基を示す、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目33)
が、炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数2~16のポリエーテル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目34)
 Rは、炭素数1~10のアルコキシアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35)
 Rは、-[-(CH-O-]-Rであり、Rが炭素数1~12のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-1)
 Rが、水素原子である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-2)
 Rが、メチル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-3)
 Rが、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-3)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-4)
 Rが、水酸基で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-5)
 Rが、水酸基およびアリルオキシ基で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-6)
 Rが、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-7)
 Rが、炭素数6~12のアリールチオ基で置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-8)
 Rが、炭素数6~12のアリールで置換された炭素数1~10のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-9)
 Rが、-[-(CH-O-]-Rである、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-10)
 nが1である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-11)
 nが2である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-12)
 nが3である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-13)
 nが4である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-14)
 mが1である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-15)
 mが2である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-16)
 mが3である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-17)
 mが4である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-18)
 Rが、炭素数1~12のアルキル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-19)
 Rが、グリシジル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-20)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-21)
 Rが、炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-22)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基で置換された炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-23)
 Rが、炭素数1~10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換される)で置換された炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-24)
 Rが、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基またはアルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-25)
 Rが、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-26)
 Rが、炭素数6~12のアリール基で置換された炭素数6~12のアリール基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目35-27)
 Rが、炭素数2~10の2価カルボン酸の残基である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目36)
 損失正接(tanδ)が、0.2以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目37)
ヤング率が1.0Mpa以下である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目38)
 前記ポリマーがエラストマーである、上記項目のいずれか1項のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目39)
 前記ポリマーが誘電体である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目40)
 前記ポリマーの比誘電率が、1~11である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目41)
 前記ポリマーの比誘電率が、3.5~10.3である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目42)
 前記ポリマーの比誘電率が、4.2~10.2である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目43)
 前記ポリマーの比誘電率が、4.3~8.2である、上記項目のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
(項目44)
 上記項目のいずれか1項に記載のポリマーを含有することを特徴とする、電子材料、医療材料、ヘルスケア材料、ライフサイエンス材料、またはロボット材料。
(項目45)
 上記項目のいずれか1項に記載のポリマーを含有することを特徴とする、アクチュエータ。
 本発明において、上記1または複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供されうることが意図される。本発明のなおさらなる実施形態および利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。
 本発明により、所望のひずみを有するポリマーを製造する技術および所望のひずみを有するポリマー(例えば、エラストマー)が提供される。
 本発明によれば、低電圧を印加したときに大きい変位量を示す材料、例えば、(メタ)アクリル系誘電体材料、当該材料に好適に使用することができるエラストマー、例えば(メタ)アクリル系エラストマーおよびその製造方法、ならびに当該材料、例えば(メタ)アクリル系誘電体材料が用いられたアクチュエータが提供される。
 アクチュエータ、産業用ロボットなどに使用されるセンサ、発電素子、スピーカー、マイクロフォン、ノイズキャンセラ、トランスデューサ、人工筋肉、小型ポンプ、医療用器具などの用途に使用され得る、前記アクリルゴムのように高電圧を印加するのではなく、低電圧を印加したときに大きい変位量を示す誘電体材料が提供される。
図1は、本発明の材料特性を説明する図である。 図2は、本発明のアクチュエータの一実施態様を示す概略平面図である。 図3は、図2に示されるアクチュエータのA-A部における概略断面図である。 図4は、実施例5、実施例6、実施例7および比較例1で得られた(メタ)アクリル系誘電体材料ならびにIAA(イソアミルアクリレート)、AIB(イソブチルアクリレート)、PhSEA(フェニルチオエチルアクリレート)の印加電圧によるアクチュエータの変位量の変化率を示すグラフである。 図5は、実施例5~7および比較例1の応答性を示す図である。
 以下、本発明を最良の形態を示しながら説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用される全ての専門用語および科学技術用語は、本発明の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書(定義を含めて)が優先する。
 〔1〕用語の定義
 (1-1)「ひずみ」
 本明細書において、ひずみとは、引張試験を行ったときの伸びと応力の関係を示すグラフ、例えば、図1において、ループ状になることをいう。低ひずみとは、図1に示されるグラフのループが小さく、材料が歪まないことを示す。例えば、損失正接(tanδ)が小さい値、例えば、0となる。
 (1-2)「紫外線」
 紫外線とは、可視光線より波長が短く、X線より波長の長い電磁波をいう。上限の可視光の短波長端は400nmであり、紫外線はこれ以下の波長をもつ電磁波と定義され得る。紫外線の波長の下限は10nm程度であり、これより長い波長を有する電磁波であれば紫外線の範疇に入ると理解される。本発明において用いられる紫外線の波長は、どのような波長でもよく、目的に応じて適切なものを選択することができる。例えば、本発明において、モノマーに対して初期の効果を奏することができる限りどの波長のものでもよい。代表的には、実施例において使用される光源によって照射され得る波長のものである。具体的には150nm~400nm程度の光源が使用され、好ましくは300nm~400nmである。
 本発明で用いられる紫外線の好ましい照度は、出発物質により異なる。紫外線照射装置は特に限定されるものではなく、例えば、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライトランプ、UV無電極ランプ、ショートアークランプ、LED等が挙げられる。紫外線の光源について特に限定されるものではないが、ある特定のポリマーの出発材料について、ひずみとの関係で照度の関係式を算出する際には、同じ光源を用いることが好ましい。光源が異なると、紫外線の性質などが異なり得ることから、照度とひずみとの関係に影響があり得るからである。しかしながら、紫外線というカテゴリーでは同じであるため、他の光源で算出した関係式を用いても別の光源を使用するときに用いてもよく、おおよその関係式は適切であるため、本発明の目的のために、特定のひずみを生じる照度として使用することができる。
 (1-3)「損失正接(tanδ)」
 損失正接(tanδ)=損失弾性率/貯蔵弾性率である。弾性~粘性の指標のことで、低い方が弾性的であり、つまりひずみが小さいことを示している。本発明において硬化時の照度を調節することで、生じるポリマーの損失正接を調整することができることが見いだされた。
 (1-4)「ヤング率」
 ヤング率は、フックの法則が成立する弾性範囲における、同軸方向のひずみと応力の比例定数である。縦弾性係数とも呼ばれる。低ヤング率とは、図1に示されるグラフの傾きが小さいことを示す。本発明において硬化時の照度を調節することで、生じるポリマーのヤング率を調整することができることが見いだされた。
 (1-5)「伸び率」
 伸び率は、(材料が破断したときの材料の伸びた分の長さ(mm))/(伸ばす前の長さ(mm))×100(%)で表される。
 (1-6)「(メタ)アクリル」および「(メタ)アクリル系」
 本発明において、「(メタ)アクリル系」は、広義に「アクリル」または「メタクリル」を含む基を意味し、「ウレタン(メタ)アクリル」も包含する。「(メタ)アクリレート系」は「アクリレート」または「メタクリレート」を含んで意味し、「ウレタン(メタ)アクリレート」も包含する。ただし、本明細書では、「系」を含まない用語である「(メタ)アクリル」は、狭義に使用され、置換されていないアクリルまたはメタクリルを指し、その場合、「ウレタン(メタ)アクリル」は除外される。
 (1-7)「ポリマー」
 ポリマーとは、複数のモノマーが重合することによってできた化合物をいう。この場合モノマーは「出発物質(材料)」であり、ポリマーは生成物(最終生成物)である。
 (1-8)「エラストマー」
 エラストマーとは、常温付近でゴム状弾性を有する材料の総称である。エラストマーは通常ポリマーで構成される。弾性率が小さい、高伸長、高復元性があるといった特徴を有する。
 (1-9)「ハロゲン原子」
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。アルキル基に含まれるハロゲン原子の数は、当該アルキル基の炭素数などによって異なるので一概には決定することができないことから、本発明の目的が阻害されない範囲内で適宜調整することが好ましい。
 (1-10)「アルキル」
 本明細書において「アルキル」とは、メタン、エタン、プロパンのような脂肪族炭化水素(アルカン)から水素原子が一つ失われて生ずる1価の基をいい、一般にC2n+1-で表される(ここで、nは正の整数である)。アルキルは、直鎖または分枝鎖であり得る。
 炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、n-ペンチル基、イソアミル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基、n-オクチル基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。本明細書において、炭素数が示される場合、規定される数値範囲内の任意の組み合わせが選択され得る。
 水酸基を有する炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシn-プロピル基、ヒドロキシイソプロピル基、ヒドロキシn-ブチル基、ヒドロキシイソブチル基、ヒドロキシtert-ブチル基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 (1-11)「ハロゲン化アルキル」
 ハロゲン化アルキルは、ハロゲン原子を有するアルキル基をいう。フルオロアルキル、クロロアルキル、ブロモアルキル、ヨードアルキルなどが挙げられる。ハロゲン原子を有する炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロn-プロピル基、トリフルオロイソプロピル基、トリフルオロn-ブチル基、トリフルオロイソブチル基、トリフルオロtert-ブチル基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 (1-12)「アルケニル」
 アルケニルは、二重結合を含む直鎖状又は分枝鎖状の不飽和炭化水素基を意味する。「アルケニル基」の具体例として、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基(アリル基)、2-メチル-2-プロペニル基、2-ブテニル基、1,3-ブタンジエニル基、3-メチル-2-ブテニル基、2-ペンテニル基、2-ヘキセニル基、1,3,5-ヘキサントリエニル基、2-ヘプテニル基、2-オクテニル基、2-ノネニル基、又は2-デセニル基等が挙げられる。
 (1-13)「アルキニル」
 アルキニルは、三重結合を含む直鎖状又は分枝鎖状の不飽和炭化水素基を意味する。「アルキニル基」の具体例として、例えば、エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基(プロパルギル基)等が挙げられる。
 (1-14)「アリル」
 アリルとは、構造式がCH=CH-CH-と表される一価の置換基を示す。アリルオキシ基とは、CH=CH-CH-O-基をいう。
 (1-15)「アリール」
 アリールとは、芳香族炭化水素の環に結合する水素原子が1個離脱して生ずる基をいう。ベンゼンからはフェニル基(C-)、トルエンからはトリル基(CH-)、キシレンからはキシリル基((CH-)、ナフタレンからはナフチル基(C10-)が誘導される。炭素数は、6個~12個のものが挙げられる。アリールチオ基とは、アリール-S-基をいう。フェニル-S-基などが挙げられる。
 (1-16)「シクロアルキル基」
 本明細書において「シクロアルキル基」とは、単環又は多環式飽和炭化水素基を意味し、架橋された構造のものも含まれる。例えば「C3-12シクロアルキル基」とは炭素原子数が3~12の環状アルキル基を意味する。具体例として、「C6-12シクロアルキル基」の場合には、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基、イソボルニル基等が挙げられる。
 (1-17)「シクロアルケニル基」
 本明細書において「シクロアルケニル基」とは、二重結合を含む単環又は多環式不飽和炭化水素基を意味し、架橋された構造のものも含まれる。上記「シクロアルキル基」の炭素間結合の1つ以上が二重結合になったものが挙げられる。1-シクロヘキセニル基、2-シクロヘキセニル基、3-シクロヘキセニル基などが挙げられる。
 (1-18)「シクロアルキニル基」
 本明細書において「シクロアルキニル基」とは、三重結合を含む単環又は多環式不飽和炭化水素基を意味し、架橋された構造のものも含まれる。上記「シクロアルキル基」の炭素間結合の1つ以上が三重結合になったものが挙げられる。シクロオクチニル基などが挙げられる。
 (1-19)「ヘテロシクロアルキル基」
 本明細書において「ヘテロシクロアルキル基」とは、ヘテロ原子を含む単環又は多環式飽和炭化水素基を意味し、架橋された構造のものも含まれる。ヘテロ原子としては、酸素、窒素、硫黄などが挙げられる。例えば、ピロリジン基、テトラヒドロフラン基、テトラヒドロチオフェン基、ピペリジン基、テトラヒドロピラン基、テトラヒドロチオピラン基、アゼパン基、オキセパン基、チエパン基、モルホリン基、ジオキソラン基、ジオキサン基が挙げられる。例えば「C3-12ヘテロシクロアルキル基」とは炭素原子数が3~12の環状アルキル基であって、1個以上のヘテロ原子を有することを意味する。具体例として、「C6-12ヘテロシクロアルキル基」の場合には、ヘテロシクロへキシル基、ヘテロシクロヘプチル基、ヘテロシクロオクチル基等が挙げられる。
 (1-20)「ヘテロシクロアルケニル基」
 本明細書において「ヘテロシクロアルケニル基」とは、ヘテロ原子を含み、二重結合を含む単環又は多環式不飽和炭化水素基を意味し、架橋された構造のものも含まれる。上記「ヘテロシクロアルキル基」の炭素間結合の1つ以上が二重結合になったものが挙げられる。1-ヘテロシクロへキセル基、2-ヘテロシクロへキセル基、3-ヘテロシクロへキセル基等が挙げられる。
 (1-21)「ヘテロシクロアルキニル基」
 本明細書において「ヘテロシクロアルキニル基」とは、ヘテロ原子を含み、三重結合を含む単環又は多環式不飽和炭化水素基を意味し、架橋された構造のものも含まれる。上記「ヘテロシクロアルキル基」の炭素間結合の1つ以上が三重結合になったものが挙げられる。ヘテロシクロオクチニル基等が挙げられる。
 (1-22)「グリシジル」
 グリシジルとは、-CH基にエポキシドが結合した基、すなわち、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

をいう。
 (1-23)「水酸基」
 水酸基は、-OH基を示す。
 (1-24)「カルボン酸基」
 カルボン酸基は、-COOH基を示す。
 (1-25)「シアノ基」
 シアノ基は、-CN基を示す。
 (1-26)「多価カルボン酸(ポリカルボン酸)」
 本明細書において、多価カルボン酸(ポリカルボン酸)とは、同一分子内にカルボン酸基(-COOH基)を2個以上もつカルボン酸をいう。多価カルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。「2価カルボン酸(ジカルボン酸)」は、同一分子内にカルボン酸基(-COOH基)を2個もつカルボン酸をいう。炭素数は、カルボン酸のカルボニル部分を含め、2個~10個であり得る。
 (1-27)「アルコキシアルキル」
 本明細書において「アルコキシアルキル」とは、アルコキシ基で置換されたアルキルをいう。本明細書において「アルコキシ」とは、アルコール類のヒドロキシ基の水素原子が失われて生ずる1価の基をいい、一般にC2n+1O-で表される(ここで、nは1以上の整数である)。
 炭素数2~12のアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシエチル基、エトキシエチル基、メトキシブチル基などの炭素数1~6のアルコキシ基および炭素数1~6のアルキル基を有するアルコキシアルキル基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 水酸基を有する炭素数2~12のアルコキシアルキル基としては、例えば、ヒドロキシメトキシエチル基、ヒドロキシエトキシエチル基、ヒドロキシメトキシブチル基などの炭素数1~6のヒドロキシアルコキシ基および炭素数1~6のアルキル基を有するアルコキシアルキル基などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 (1-28)「イソシアネート基」
 イソシアネート基は、-N=C=O基をいう。
 (1-29)「モノアルキルアミノ基」
 モノアルキルアミノ基は、1つのアルキル基で置換された2級アミノ基(-NH-アルキル基)をいう。メチルアミノ基、エチルアミノ基、n-プロピルアミノ基、iso-プロピルアミノ基、n-ブチルアミノ基、iso-ブチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基などが挙げられる。
 (1-30)「ジアルキルアミノ基」
 ジアルキルアミノ基は、2つのアルキル基で置換された3級アミノ基(-N-(アルキル)基)をいう。この2つのアルキル基は同じであっても異なっていてもよい。ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジn-プロピルアミノ基、ジiso-プロピルアミノ基、ジn-ブチルアミノ基、ジiso-ブチルアミノ基、ジtert-ブチルアミノ基などが挙げられる。
 (1-31)「モノアリールアミノ基」
 モノアリールアミノ基は、1つのアリール基で置換された2級アミノ基(-NH-アリール基)をいう。フェニルアミノ基などが挙げられる。
 (1-32)「ジアリールアミノ基」
 ジアリールアミノ基は、2つのアリール基で置換された3級アミノ基(-N-(アリール)基)をいう。この2つのアリール基は同じであっても異なっていてもよい。ジフェニルアミノ基などが挙げられる。
 (1-33)「アルキルスルホニル基」
 アルキルスルホニル基は、アルキル基で置換されたスルホニル基(-SO-アルキル基)をいう。メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、n-プロピルスルホニル基、iso-プロピルスルホニル基などが挙げられる。
 (1-34)「アリールスルホニル基」
 アリールスルホニル基は、アリール基で置換されたスルホニル基(-SO-アリール基)をいう。フェニルスルホニル基などが挙げられる。
 (1-35)「アルキルカルボニル基」
 アルキルカルボニル基は、アルキル基で置換されたカルボニル基(-C(O)-アルキル基)をいう。メチルカルボニル基、エチルカルボニル基、n-プロピルカルボニル基、iso-プロピルカルボニル基、n-ブチルカルボニル基、iso-ブチルカルボニル基、tert-ブチルカルボニル基などが挙げられる。
 (1-36)「アリールカルボニル基」
 アリールカルボニル基は、アリール基で置換されたカルボニル基(-C(O)-アリール基)をいう。フェニルカルボニル基などが挙げられる。
 (1-37)「アルコキシカルボニル基」
 アルコキシカルボニル基は、アルコキシ基で置換されたカルボニル基(-C(O)-O-アルキル基)をいう。メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n-プロピルカルボニル基、iso-プロピルカルボニル基などが挙げられる。
 (1-38)「モノアルキルアミノカルボニル基」
 モノアルキルアミノカルボニル基は、1つのアルキル基で置換された2級アミノ基で置換されたカルボニル基(-C(O)-NH-アルキル基)をいう。メチルアミノカルボニル基、エチルアミノカルボニル基、n-プロピルアミノカルボニル基、iso-プロピルアミノカルボニル基、n-ブチルアミノカルボニル基、iso-ブチルアミノカルボニル基、tert-ブチルアミノカルボニル基などが挙げられる。
 (1-39)「ジアルキルアミノカルボニル基」
 ジアルキルアミノカルボニル基は、2つのアルキル基で置換された3級アミノ基で置換されたカルボニル基(-C(O)-N-(アルキル)基)をいう。この2つのアルキル基は同じであっても異なっていてもよい。ジメチルアミノカルボニル基、ジエチルアミノカルボニル基、ジn-プロピルアミノカルボニル基、ジiso-プロピルアミノカルボニル基、ジn-ブチルアミノカルボニル基、ジiso-ブチルアミノカルボニル基、ジtert-ブチルアミノカルボニル基などが挙げられる。
 (1-40)「ジイソシアネート」
 ジイソシアネートは、式(III)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

(式中、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示す)
によって表される。
 2価の脂肪族基の例としては、炭素数3~12の脂肪族基が挙げられる。2価の脂肪族基の代表例としては、例えば、ヘキサメチレン基、トリメチルヘキサメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基などの炭素数3~12のアルキレン基が挙げられる。
 2価の芳香族基の例としては、炭素数6~18の2価の芳香族基が挙げられる。2価の芳香族基の代表例としては、例えば、メチルフェニレン基、ジフェニルメチレン基、キシリレン基、テトラメチルキシリレン基、ナフチレン基、フェニレン基、ジフェニレン基などの炭素数6~18のアリーレン基が挙げられる。
 2価の脂環族基の例としては、炭素数3~12の脂環族基が挙げられる。2価の脂環族基の代表例としては、例えば、ノルボルネン基、イソホロン基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、プロピルシクロヘキシル基などの炭素数3~12のシクロアルキレン基が挙げられる。
 ジイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添化キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,3 -ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンなどの芳香族系、脂肪族系または脂環式系のジイソシアネートが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 (1-41)「ポリオール(多価アルコール)」
 本明細書において、ポリオール(多価アルコール)は、同一分子内に水酸基を2個以上もつアルコールをいう。グリコール(例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール)、グリセリン(グリセロール)、ペンタエリスリトールなどが挙げられ、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。
 (1-42)「ポリエーテルポリオール」
 ポリエーテルポリオールとしては、多価アルコールとアルキレンオキサイドとの重合体、開環重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。多価アルコールとアルキレンオキサイドとの重合体において、多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、グリセリン、1,1,1-トリメチロールプロパン、1,2,5-ヘキサントリオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ポリオキシプロピレントリオール、4,4’-ジヒドロキシフェニルプロパン、4,4’-ジヒドロキシフェニルメタン、ペンタエリスリトールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。アルキレンオキサイドとしては、例えば、プロピレンオキサイド、エチレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキサイドなどなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。開環重合体としては、例えば、テトラヒドロフランなどを開環重合させることによって得られるポリテトラメチレングリコールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。「ポリエーテル基」は、ポリエーテルポリオール中の1個のCH基の水素原子または1個のOH基が失われて生じる残基を示す。式(I)のR基が、ポリエーテル基である場合、このポリエーテル基は、炭素原子を介して、酸素原子に結合する。
 (1-43)「ポリエステルポリオール」
 ポリエステルポリオールとしては、多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合体、開環重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合体において、多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、グリセリン、1,1,1-トリメチロールプロパンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。また、多価カルボン酸としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。開環重合体としては、例えば、プロピオンラクトン、バレロラクトン、カプロラクトンなどのラクトンの開環重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 (1-44)「ポリカーボネートポリオール」
 ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、多価アルコールとカーボネートとの重合体などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。カーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 (1-45)「ウレタン基」
 ウレタン基は、-NHC(O)-O-R基またはR-NHC(O)-O-基であって、Rは、本明細書に規定される置換基の任意から選択され得る。-NHC(O)-O-CH基、-NHC(O)-O-C基、CH-NHC(O)-O-基、C-NHC(O)-O-基などが挙げられる。
 (1-46)「シリコーン基」
 シリコーン基は、(R)-[-O-Si(R)(R)]-基であり、R、R、Rは、本明細書に規定される置換基の任意から選択され得、xは、任意の整数であり、例えば、1、2、3または4の整数である。ポリジメチルシロキシル基、トリアルコキシシリル基(例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基)などが挙げられる。
 (1-47)「置換基群」
 本明細書において「置換されてもよい」における置換基群は、置換される基によって適宜選択され得る。本明細書においては、特に言及がない限り、置換は、ある有機化合物または置換基中の1または2以上の水素原子を他の原子または原子団で置き換えることをいう。本発明における置換基群としては、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、アリールチオ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、アリール基、アルコキシ基、グリシジル基、アルキル基、シクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルケニル基、アルキニル基、シクロアルキニル基、ヘテロシクロアルキニル基、-NO基(ニトロ基)、-NH基(アミノ基)、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基、ウレタン基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、-C(=O)H基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、モノアルキルアミノカルボニル基、およびジアルキルアミノカルボニル基が挙げられるがそれらに限定されない。これらの置換基群はさらなる置換基群によって置換され得る。
 (1-48)「誘電体」
 本明細書において、電界を加えると誘電分極を生ずる物質を「誘電体」いう。物質の抵抗率は10-8Ω・mの金属から1016Ω・mの絶縁体まで広く分布しているが、絶縁体では、電界を加えると誘電分極を生ずるから誘電体である。すなわち、誘電体は、絶縁体を誘電分極の観点から見たときの名前である。
 (1-49)「誘電率」
 本明細書において、物質内部の巨視的電界Eを与えたとき、電束密度(電気変位ともいう)Dが定まるならば、
 D=εE
によって与えられる量εをこの物質の「誘電率」という。εは物質定数であり、真空の誘電率εとの比ε/ε=εを比誘電率という。
 〔2〕好ましい実施形態の説明
 (2-1)照度とひずみの関係
 本発明において、紫外線照射により、重合させてポリマーを製造する場合に、露光照度をコントロールすることで、ひずみをコントロールできることが見出された。露光照度が小さい程、ひずみが小さいポリマー(例えば、エラストマー)が得られることを見出した。露光照度が小さい程、分子量が大きくかつ損失正接(tanδ)が小さくなることを見出した。
 (2-2)照度とひずみの関係
 照度とひずみの関係は、紫外線を照射して重合させることにより確認される。具体的な照度とひずみの関係は、出発物質により異なることが見出されたが、その物質についての関係式が求められると、その後、その関係式を利用することができる。
 所定のひずみを有するポリマーを作製するための紫外線の照度の決定は、
 1)出発物質モノマーを提供する工程、
 2)該出発物質モノマーに特定の照度の紫外線を照射して重合させる工程、
 3)生成したポリマーのひずみを測定する工程、
 4)必要に応じて、工程1)~工程3)を繰り返す工程、および
 5)3)および4)で得られた測定値に基づいて、所望のひずみを生じる照度を算出する工程、
により行われる。
 ここで、1)出発物質モノマーの提供は、所定のひずみを有するポリマーとして目的のポリマーが決定されると、それに対応するモノマーを適切に選択することができる。例えばアクリルポリマーであれば、それに対応するアクリルモノマーを選択することができる。
 2)該出発物質モノマーに特定の照度の紫外線を照射して重合させる工程は、上記モノマーに一定の照度で紫外線を照射することで実現される。このような紫外線照射は当業者が任意に設定して実施することができる。
 3)生成したポリマーのひずみを測定する工程は、当該分野で公知の任意の手法で実施することができる。例えば、本明細書に記載されるヤング率、損失正接(tanδ)等を測定することで、ひずみの大小を決定することができ、特定の値を算出することもできる。
 本発明の方法では、4)必要に応じて、工程1)~工程3)を繰り返す。繰り返しは、関係式を導き出すために必要、十分な数であり得る。繰り返しの際、照度は、適宜変動させることができる。
 最後に、5)3)および4)で得られた測定値に基づいて、所望のひずみを生じる照度を算出することができる。このような算出は、2つの値の統計学的または数学的な処理によって適切に行うことができる。
 照射される紫外線の照度は、その出発物質モノマーにおいて通常使用される照度から始めてよい。そのときに生成したポリマーのひずみを測定することができる。次に異なる照度の紫外線を照射することにより、新たな測定値を得ることができる。この工程を繰り返すことにより、複数の測定値が得られ、紫外線の照度と歪みとの間の関係を算出することができる。目的とするひずみを生じる照度を選択することにより、所望のひずみを有するポリマーを製造することができる。例えば、このような手法として、目的とする残留歪み以下となる照度を選択することにより、所望のひずみを有するポリマーを製造することができる。
 例えば、このような手順を実現するには以下のような手順を実施することができる。
1.上述のような照度とひずみとの関係式を構築する。
2.当該関係式をもとに、所望のひずみに該当する照度を算出する。
3.その照度またはそれより低い照度の紫外線を選択する。
4.いったん選択された紫外線を用いて、モノマーを硬化させる。
5.硬化されたポリマーのひずみを測定し、所望のひずみを有しているかどうか確認する。
6.所望のひずみを有しているポリマーを選択する。所望のひずみを有していない場合、再度1から繰り返す。
 (2-2-1)(メタ)アクリレートの場合
 上記式(I)の(メタ)アクリレートの場合、低ひずみ(tanδが0.15以下)のポリマーを得るためには、照度は、10mW/cm以下が好ましい。さらに好ましくは、1mW/cm以下、0.5mW/cm以下が好ましい。照度の下限値は、重合が可能な照度である限り、いくらでもよいが、0.001mW/cm以上または0.01mW/cm以上が好ましい。
 上記式(II)の(メタ)アクリレートの場合、低ひずみ(tanδが0.4以下)のポリマーを得るためには、照度は、0.56mW/cm以下、0.5mW/cm以下、0.4mW/cm以下、0.3mW/cm以下、0.2mW/cm以下、0.1mW/cm以下が好ましい。0.03mW/cmでも重合可能である。照度の下限値は、重合が可能な照度である限り、いくらでもよいが、0.001mW/cm以上または0.01mW/cm以上が好ましい。
 (2-2-2)ウレタンアクリレートの場合
 ウレタンアクリレートの場合、低ひずみ(tanδが0.2以下)のポリマーを得るためには、照度は、140mW/cm以下、130mW/cm以下、120mW/cm以下、110mW/cm以下、100mW/cm以下、90mW/cm以下、80mW/cm以下、70mW/cm以下、60mW/cm以下、50mW/cm以下、40mW/cm以下、30mW/cm以下、20mW/cm以下、10mW/cm以下が好ましい。0.56mW/cmでも重合可能である。照度の下限値は、重合が可能な照度である限り、いくらでもよいが、0.001mW/cm以上または0.01mW/cm以上が好ましい。
 (2-2-3)他の物質の場合
 他の物質の場合においても、ひずみと照度との間の関係を示す関係式を導き出すことにより、所望のひずみを有するポリマーを作製することができる。
 (3)ポリマーおよびその作製方法
 (3-1)(メタ)アクリル系樹脂
 (メタ)アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル系モノマーを重合開始剤の存在下、必要とされる照度の紫外線を照射することにより作製することができる。
 1つの局面では、本発明の(メタ)アクリル系ポリマーは、式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数2~20、2~19、2~18、2~17、2~16、2~15、2~14、2~13、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~20、3~19、3~18、3~17、3~16、3~15、3~14、3~13、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~20、4~19、4~18、4~17、4~16、4~15、4~14、4~13、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~20、5~19、5~18、5~17、5~16、5~15、5~14、5~13、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~20、6~19、6~18、6~17、6~16、6~15、6~14、6~13、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~20、7~19、7~18、7~17、7~16、7~15、7~14、7~13、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~20、8~19、8~18、8~17、8~16、8~15、8~14、8~13、8~12、8~11、8~10、8~9、9~20、9~19、9~18、9~17、9~16、9~15、9~14、9~13、9~12、9~11、9~10、10~20、10~19、10~18、10~17、10~16、10~15、10~14、10~13、10~12、10~11、11~20、11~19、11~18、11~17、11~16、11~15、11~14、11~13、11~12、12~20、12~19、12~18、12~17、12~16、12~15、12~14、12~13、13~20、13~19、13~18、13~17、13~16、13~15、13~14、14~20、14~19、14~18、14~17、14~16、14~15、15~20、15~19、15~18、15~17、15~16、16~20、16~19、16~18、16~17、17~20、17~19、17~18、18~20、18~19、19~20、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13,14、15、16、17、18、19または20のポリエーテル基である)
で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなることを特徴の1つとする。
 式(I)において、R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10のアルキル基、または-[-(CH-O-]-Rを示し、nは1~20、1~19、1~18、1~17、1~16、1~15、1~14、1~13、1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2の整数または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20であり、好ましくは、1~10、より好ましくは、1~4であり、mは1~20、1~19、1~18、1~17、1~16、1~15、1~14、1~13、1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2の整数または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20であり、好ましくは、1~10、より好ましくは、1~4であり、Rは炭素数1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~12、8~11、8~10、8~9、9~12、9~11、9~10、10~12、10~11、11~12、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~12、8~11、8~10、8~9、9~12、9~11、9~10、10~12、10~11、11~12、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~12、8~11、8~10、8~9、9~12、9~11、9~10、10~12、10~11、11~12、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、2、3、4、5、6、7、8、9または10の2価カルボン酸の残基を示す。
 式(I)において、Rは、炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数2~16のポリエーテル基であり得る。
 式(I)においてRは、炭素数1~10のアルコキシアルキル基であり得る。
 式(I)においてRは、-[-(CH-O-]-Rであり、Rが炭素数1~12のアルキル基であり得る。
 式(I)において、Rは、水素原子であり得る。式(I)において、Rは、メチル基であり得る。
 式(I)において、Rは、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 式(I)において、Rは、炭素数1~10のアルキル基であり得る。式(I)において、Rは、水素原子、シリコーン基、水酸基で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。式(I)において、Rは、水酸基およびアリルオキシ基で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。式(I)において、Rは、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数6~12のアリールチオ基で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数6~12のアリールで置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 式(I)において、Rは、-[-(CH-O-]-Rであり得る。ここで、nは1、2、3または4であり得る。ここで、mは1、2、3または4であり得る。
 式(I)において、Rは、炭素数1~12のアルキル基であり得る。式(I)において、Rは、グリシジル基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数1~10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数6~12のアリール基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数1~10のアルキル基で置換された炭素数6~12のアリール基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数1~10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換される)で置換された炭素数6~12のアリール基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数6~12のアリール基で置換された炭素数6~12のアリール基であり得る。式(I)において、Rは、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基であり得る。式(I)において、Rは、アルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基であり得る。式(I)において、Rは、炭素数2~10の2価カルボン酸の残基であり得る。
  式(I)において、R2は水酸基またはハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基または水酸基を有していてもよい炭素数2~12のアルコキシアルキル基であり得る。
 上記式(I)の(メタ)アクリル系モノマーがアルキルアクリレートであるとき、紫外線の照度は、10mW/cm以下、9mW/cm以下、8mW/cm以下、7mW/cm以下、6mW/cm以下、5mW/cm以下、4mW/cm以下、3mW/cm以下、2mW/cm以下、1mW/cm以下、0.9mW/cm以下、0.8mW/cm以下、0.7mW/cm以下、0.6mW/cm以下、0.5mW/cm以下、0.4mW/cm以下、0.3mW/cm以下、0.2mW/cm以下、0.1mW/cm以下であり得る。
 本発明の上記式(I)の(メタ)アクリル系ポリマーの損失正接(tanδ)は、0.15以下、0.14以下、0.13以下、0.12以下、0.11以下、0.1以下、0.09以下、0.08以下、0.07以下、0.06以下、0.05以下、0.04以下、0.03以下、0.02以下、0.01以下であり得る。
 本発明の上記式(I)の(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、200万以上、210万以上、220万以上、230万以上、240万以上、250万以上、260万以上、270万以上、280万以上、290万以上、300万以上であり得る。重量平均分子量は、GPCにより測定する。
 本発明の上記式(I)の(メタ)アクリル系ポリマーのヤング率は、0.5MPa以下、0.4MPa以下、0.3MPa以下、0.2MPa以下、0.1MPa以下であり得る。
 ひずみの大きさを測定して、紫外線の照度との関係を決定することができる。
 別の局面では、本発明の(メタ)アクリル系ポリマーは、式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は水酸基またはハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基または水酸基を有していてもよい炭素数2~12のアルコキシアルキル基を示す)
で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を重合させてなり、重量平均分子量100万以上を有することを特徴とする。
 式(I)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーにおいて、R1は、水素原子またはメチル基である。R1のなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、水素原子が好ましい。
 式(I)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーにおいて、R2は、水素原子、シリコーン基、水酸基またはハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基または水酸基を有していてもよい炭素数2~12のアルコキシアルキル基である。ここで、アルキル基の好ましい炭素数の上限としては、例えば、10、9、8、7、6、5、4、3、2などであり得、下限としては、1、2、3、4、5などであり得、これらの任意の組み合わせの範囲が採用され得る。ここで、アルコキシアルキル基の好ましい炭素数の上限としては、例えば、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2などであり得、下限としては、2、3、4、5、6などであり得、これらの任意の組み合わせの範囲が採用され得る。
 ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。これらのハロゲン原子のなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、フッ素原子が好ましい。アルキル基に含まれるハロゲン原子の数は、当該アルキル基の炭素数などによって異なるので一概には決定することができないことから、本発明の目的が阻害されない範囲内で適宜調整することが好ましい。
 R2のなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、水酸基またはハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~4のアルキル基および水酸基を有していてもよい炭素数1~4のアルコキシアルキル基が好ましく、水酸基またはハロゲン原子を有していてもよい炭素数1または2のアルキル基および水酸基を有していてもよい炭素数1または2のアルコキシアルキル基がより好ましく、エチル基およびメトキシ基がさらに好ましい。
 式(I)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーのなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、メチルペンチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、ノナノール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの式(I)において、R1が水素原子またはメチル基であり、R2が炭素数1~10のアルキル基である(メタ)アクリル系モノマー、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの式(I)において、R1が水素原子またはメチル基であり、R2が水酸基を有する炭素数1~10のアルキル基である(メタ)アクリル系モノマー、2,2,2-トリフルオロエチルアクリレートなどの式(I)において、R1が水素原子またはメチル基であり、R2がハロゲン原子を有する炭素数1~10のアルキル基である(メタ)アクリル系モノマー、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチルアクリレートなどの式(I)において、R1が水素原子またはメチル基であり、R2が炭素数2~12のアルコキシアルキル基である(メタ)アクリル系モノマー、およびジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどの式(I)において、R1が水素原子またはメチル基であり、R2が水酸基を有する炭素数2~12のアルコキシアルキル基である(メタ)アクリル系モノマーが好ましく、エチル(メタ)アクリレートおよびメトキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましく、エチルアクリレートおよびメトキシエチルアクリレートがさらに好ましい。これらの(メタ)アクリル系モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 本発明の式(I)の(メタ)アクリル系ポリマーは、重量平均分子量100万以上を有することを特徴とし得る。本発明の式(I)の(メタ)アクリル系ポリマーは、重量平均分子量100万以上を有する場合、伸長性に優れ、低電圧を印加したときに大きい変位量を示すという優れた効果を奏し得る。
 (メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量は、伸長性に優れ、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、100万以上、好ましくは150万以上、より好ましくは200万以上であり得る。また、成形性および加工性の観点から、1200万以下、好ましくは1000万以下、より好ましくは800万以下、さらに好ましくは600万以下、さらに一層好ましくは400万以下であり得る。
 また、前記モノマー成分に架橋性モノマーが含まれている場合には、得られる(メタ)アクリル系ポリマーは、有機溶媒によって膨潤するが、当該有機溶媒に溶解しない。この場合、前記モノマー成分として架橋性モノマーを含有しないモノマー成分を用い、当該モノマー成分を重合させることによって得られた(メタ)アクリル系ポリマーを用いて前記と同様にして求めた重量平均分子量を前記(メタ)アクリル系ポリマーの重量平均分子量とする。
 別の局面として、本発明の(メタ)アクリル系ポリマーは、式(II):
 式(II):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキル基であるか、またはRおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに置換されていてもよい炭素数3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、3、4、5、6、7、8、9または10の炭素環を形成し、
 Rは、水素または置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキル基であり、
 Xは、炭素原子、酸素原子、または存在しないであり、
 nは1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の整数を示し、
 mは0~1の整数を示し、
 mは0~1の整数を示す)
で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなることを特徴の1つとする。
 式(II)において、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基であるか、またはRおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数3~10の炭素環を形成し得る。
 式(II)において、Rは、水素または炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 式(II)において、R、RおよびRは、炭素数1~10のアルコキシで置換された基を含み得る。
 式(II)において、R1が水素原子であり得る。式(II)において、R1がメチル基であり得る。
 式(II)において、RおよびRがともに水素原子であり得る。式(II)において、RおよびRがそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキル基であり得る。式(II)において、RおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに炭素数3~10の炭素環を形成し得る。
 式(II)において、Rが、水素であり得る。式(II)において、Rが、炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 式(II)において、mが1であり、mが0であり、Xが炭素原子であり得る。式(II)において、mが0であり、mが1であり、Xが炭素原子であり得る。式(II)において、mが1であり、mが0であり、Xが酸素原子であり得る。式(II)において、mが1であり、mが1であり、Xが酸素原子であり得る。
 別の局面として、本発明の(メタ)アクリル系ポリマーは、式(IIA):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~4のアルキル基であり、nは1~4の整数を示す)
で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなることを特徴の1つとする。
 本発明の式(II)の(メタ)アクリル系ポリマーの損失正接(tanδ)は、0.4以下、0.3以下、0.2以下、0.1以下であり得る。
 本発明の式(II)の(メタ)アクリル系ポリマーのヤング率は、0.05Mpa以下が好ましく、0.04Mpa以下、0.03Mpa以下、0.02Mpa以下、0.01Mpa以下がさらに好ましい。
 本発明の式(II)の(メタ)アクリル系ポリマーの好ましい照度は、0.56mW/cm以下が好ましく、0.5mW/cm以下、0.4mW/cm以下、0.3mW/cm以下、0.2mW/cm以下、0.1mW/cm以下がさらに好ましい。
 式(II)で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーにおいて、R1は水素原子またはメチル基である。R1のなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、水素原子が好ましい。R2およびR3は、それぞれ独立して水素原子または炭素数1~4のアルキル基である。R2およびR3のなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、好ましくは炭素数1~4のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1または2のアルキル基である。nは、メチレン基の付加モル数を示す1~4の整数である。nは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、好ましくは1または2、より好ましくは1である。
 式(II)で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、(2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレート、(2,2-ジエチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーのなかでは、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチル(メタ)アクリレートが好ましく、(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレートがより好ましい。
 式(II)で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーは、商業的に容易に入手することができるものであり、その例としては、大阪有機化学工業(株)製、商品名:MEDOL-10〔(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート〕などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 モノマー成分は、式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーのみで構成させることができるが、必要により、式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーと共重合可能なモノマーを含有させることができる。
 式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーと共重合可能なモノマーとしては、例えば、カルボキシル基含有モノマー、式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマー以外のカルボン酸アルキルエステル系モノマー、アミド基含有モノマー、アリール基含有モノマー、スチレン系モノマー、窒素原子含有モノマー、脂肪酸ビニルエステル系モノマー、ベタインモノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、クロトン酸などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマー以外のカルボン酸アルキルエステル系モノマーとしては、例えば、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどのアルキル基の炭素数が11~20のアルキルアクリレート、イタコン酸メチル、イタコン酸エチルなどのアルキル基の炭素数が1~4のイタコン酸アルキルエステルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。ここで、アルキル基の好ましい炭素数の上限としては、例えば、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2などであり得、下限としては、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12などであり得、これらの任意の組み合わせの範囲が採用され得る。
 アミド基含有モノマーとしては、例えば、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-オクチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミドなどのアルキル基の炭素数が1~8であるアルキル(メタ)アクリルアミドなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 アリール基含有モノマーとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリートなどのアリール基の炭素数が6~12であるアリール(メタ)アクリレートなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 窒素原子含有モノマーとしては、例えば、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタムなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 脂肪酸ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 ベタインモノマーとしては、例えば、N-アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシメチル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシプロピル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムメチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムエチル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムプロピル-α-スルホベタイン、N-アクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタイン、N-メタクリロイルオキシブチル-N,N-ジメチルアンモニウムブチル-α-スルホベタインなどのN-(メタ)アクリロイルオキシアルキル-N,N-ジメチルアンモニウムアルキル-α-スルホベタインなどのスルホベタインモノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのスルホベタインモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、モノマー成分における式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーの含有率は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは93質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、モノマー成分における式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーと共重合可能なモノマーの含有率は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。また、式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを用いることによる効果を十分に発現させる観点から、モノマー成分における式(I)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーの含有率は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下、さらに好ましくは97質量%以下であり、モノマー成分における式(I)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーと共重合可能なモノマーの含有率は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上である。
 なお、モノマー成分には、本発明の目的を阻害しない範囲内で架橋性モノマーが適量で含まれていてもよい。
 架橋性モノマーとしては、例えば、メチレンビスアクリルアミド、メチレンビスメタクリルアミドなどのアルキレン基の炭素数が1~4のアルキレンビス(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリロイル基を2個以上、好ましくは2個有する(メタ)アクリルアミド化合物;エチレンジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリロイル基を2個以上、好ましくは2個または3個有する(メタ)アクリレート化合物;ジアリルアミン、トリアリルアミンなどの炭素-炭素二重結合を2個以上、好ましくは2個または3個有するアミン化合物;ジビニルベンゼン、ジアリルベンゼンなどの炭素-炭素二重結合を2個以上、好ましくは2個または3個有する芳香族化合物などの多官能モノマーが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの架橋性モノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 (3-2)ウレタン(メタ)アクリレート樹脂の作製方法
 さらに別の局面において、本発明は、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂を提供する。ウレタン(メタ)アクリレート樹脂は、ウレタンアクリレートモノマーを重合開始剤の存在下、必要とされる照度の紫外線を照射することにより作製することができる。
 ウレタン(メタ)アクリレートモノマーは、水酸基含有アクリル系モノマーとジイソシアネートとを反応させることによって作製することできる。このとき、他の成分、例えば、他のアクリル系モノマー、ポリオール(例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなど)などを含んでいてもよい。
 1つの実施形態において、本発明のウレタン(メタ)アクリレート樹脂は、置換されていてもよいポリオールと、式(III)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

(式中、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示す)
を有するジイソシアネートモノマーとを反応させ、次いで、式(IV)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

(式中、R1は水素原子またはメチル基であり、Rは、置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキレン基である)
を有する水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーを反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリルモノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させることにより作製することができる。
 式(III)において、Rは炭素数3~12の2価の脂肪族基であり得る。式(III)において、Rは炭素数6~18の2価の芳香族基であり得る。式(III)において、Rは炭素数3~12の2価の脂環族基であり得る。
 式(III)において、R1は水素原子であり得る。式(III)において、R1はメチル基であり得る。
前記ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールからなる群から選択されてもよい。
 別の実施形態において、ウレタン(メタ)アクリルモノマーは、式(V):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

(式中、R1は水素原子またはメチル基であり、Rは置換されていてもよいポリオールから2個の水酸基を除いた残基であり、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示し、Rは、置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキレン基であり、p、p、およびpは、それぞれ独立して1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の整数である)
で表わされ得る。分子量は、1~5万程度であり得る。
 上記式(V)は、p=p=p=1であり、式(V’):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

であり得る。
 式(V)において、Rは炭素数3~12の2価の脂肪族基であり得る。式(V)において、Rは炭素数6~18の2価の芳香族基であり得る。式(V)において、Rは炭素数3~12の2価の脂環族基であり得る。
 Rは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールからなる群から選択されるポリオールから2個の水酸基を除いた残基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分は、必要により、紫外線により重合可能な他のモノマーを含んでもよい。他のモノマーは、ウレタン(メタ)アクリルモノマーと共重合可能であっても共重合しなくてもよい。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマーと混合され得るモノマーとしては、例えば、カルボキシル基含有モノマー、カルボン酸アルキルエステル系モノマー(例えば、式(I)または式(II)で表わされる(メタ)アクリル系モノマー)、アミド基含有モノマー、アリール基含有モノマー、スチレン系モノマー、窒素原子含有モノマー、脂肪酸ビニルエステル系モノマー、ベタインモノマーなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらのモノマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらのモノマーは、上記式(I)または式(II)と共重合可能なモノマーとして挙げられるモノマーと同じであってもよい。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分は、さらに、式(I):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

(式中、
 R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数炭素数2~20、2~19、2~18、2~17、2~16、2~15、2~14、2~13、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~20、3~19、3~18、3~17、3~16、3~15、3~14、3~13、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~20、4~19、4~18、4~17、4~16、4~15、4~14、4~13、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~20、5~19、5~18、5~17、5~16、5~15、5~14、5~13、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~20、6~19、6~18、6~17、6~16、6~15、6~14、6~13、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~20、7~19、7~18、7~17、7~16、7~15、7~14、7~13、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~20、8~19、8~18、8~17、8~16、8~15、8~14、8~13、8~12、8~11、8~10、8~9、9~20、9~19、9~18、9~17、9~16、9~15、9~14、9~13、9~12、9~11、9~10、10~20、10~19、10~18、10~17、10~16、10~15、10~14、10~13、10~12、10~11、11~20、11~19、11~18、11~17、11~16、11~15、11~14、11~13、11~12、12~20、12~19、12~18、12~17、12~16、12~15、12~14、12~13、13~20、13~19、13~18、13~17、13~16、13~15、13~14、14~20、14~19、14~18、14~17、14~16、14~15、15~20、15~19、15~18、15~17、15~16、16~20、16~19、16~18、16~17、17~20、17~19、17~18、18~20、18~19、19~20、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13,14、15、16、17、18、19または20のポリエーテル基である)で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有し得る。この(メタ)アクリル系モノマーは、上記(メタ)アクリル系樹脂における式(I)のモノマーと同じであり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、R1は水素原子またはメチル基であり、
 R2は水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10のアルキル基、または-[-(CH-O-]-Rを示し、nは1~20、1~19、1~18、1~17、1~16、1~15、1~14、1~13、1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2の整数または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20であり、好ましくは、1~10、より好ましくは、1~4であり、mは1~20、1~19、1~18、1~17、1~16、1~15、1~14、1~13、1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2の整数または1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19または20であり、好ましくは、1~10、より好ましくは、1~4であり、Rは炭素数1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~12、8~11、8~10、8~9、9~12、9~11、9~10、10~12、10~11、11~12、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のアルキル基(該アルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~12、8~11、8~10、8~9、9~12、9~11、9~10、10~12、10~11、11~12、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12、1~11、1~10、1~9、1~8、1~7、1~6、1~5、1~4、1~3、1~2、2~12、2~11、2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~12、3~11、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~12、4~11、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~12、5~11、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~12、6~11、6~10、6~9、6~8、6~7、7~12、7~11、7~10、7~9、7~8、8~12、8~11、8~10、8~9、9~12、9~11、9~10、10~12、10~11、11~12、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10、2~9、2~8、2~7、2~6、2~5、2~4、2~3、3~10、3~9、3~8、3~7、3~6、3~5、3~4、4~10、4~9、4~8、4~7、4~6、4~5、5~10、5~9、5~8、5~7、5~6、6~10、6~9、6~8、6~7、7~10、7~9、7~8、8~10、8~9、9~10、2、3、4、5、6、7、8、9または10の2価カルボン酸の残基を示す。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数2~16のポリエーテル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、炭素数1~10のアルコキシアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、-[-(CH-O-]-Rであり、Rが炭素数1~12のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、水素原子であり得る。前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、メチル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、水酸基で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、水酸基およびアリルオキシ基で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、炭素数6~12のアリールチオ基で置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、炭素数6~12のアリールで置換された炭素数1~10のアルキル基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、-[-(CH-O-]-Rであり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、nは1、2、3、または4であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、mは1、2、3、または4であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーとしての式(I)の化合物において、Rは、炭素数1~12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10のアルキル基(該炭素数1~10のアルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10の2価カルボン酸の残基であり得る。
 前記ウレタン(メタ)アクリルモノマー成分に含まれる(メタ)アクリル系モノマーにおいて、R2は水酸基またはハロゲン原子を有していてもよい炭素数1~10のアルキル基または水酸基を有していてもよい炭素数2~12のアルコキシアルキル基を示してもよい。
 (メタ)アクリル系ポリマーは、損失正接(tanδ)が、0.2以下であり得る。
 (メタ)アクリル系ポリマーのヤング率は、1.0Mpa以下であり得る。
 なお、本発明のウレタン(メタ)アクリルポリマーは、溶媒に溶解させることが困難であることから、当該ウレタン(メタ)アクリルポリマーの分子量を測定することが困難である。
 本発明で使用されるモノマーは、具体的には、以下が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032

 
 モノマー成分を重合させる際には、重合開始剤を用いることができる。重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤、熱重合開始剤などが挙げられる。これらの重合開始剤のなかでは、(メタ)アクリル系ポリマーに熱履歴を残さないようにする観点から、光重合開始剤が好ましい。
 光重合開始剤としては、例えば、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、2,2’-ビス(o-クロロフェニル)-4,4’,5,5’-テトラフェニル-1,1’-ビイミダゾール、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(p-メトキシフェニルビニル)-1,3,5-トリアジン、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、4,4’-ジtert-ブチルジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4-ジエチルアミノフェニルベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ベンゾイン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-2-オン、ベンゾフェノン、チオキサントン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルアシルホスフィンオキシド、トリフェニルブチルボレートテトラエチルアンモニウム、ジフェニル-4-フェニルチオフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、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、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、1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)-2-(o-ベンゾイルオキシム)]、ビス(η5-2,4-シクロペンタジエン-1-イル)ビス〔2,6-ジフルオロ-3-(1H-ピロール-1-イル)フェニルチタニウム〕などの光ラジカル重合開始剤、2,4,6-トリス(トリクロロメチル)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-(p-メトキシフェニルビニル)-1,3,5-トリアジン、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4,4’-ジtert-ブチルジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、4-ジエチルアミノフェニルベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル-4-フェニルチオフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェートなどの光カチオン開環重合開始剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの光重合開始剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 重合開始剤の量は、当該重合開始剤の種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、モノマー成分100質量部あたり、0.01~20質量部程度であることが好ましい。
 モノマー成分を塊状重合させる際には、得られるポリマーの分子量を調整するために連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、ラウリルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、チオグリセロールなどのチオール基を有する化合物;次亜リン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウムなどの無機塩などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの連鎖移動剤は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。連鎖移動剤の量は、当該連鎖移動剤の種類などによって異なるので一概には決定することができないが、通常、モノマー成分100質量部あたり、0.01~10質量部程度であることが好ましい。
 モノマー成分を重合させる際の雰囲気は、特に限定がなく、大気であってもよく、あるいは窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスであってもよい。
 モノマー成分を重合させる際の温度は、特に限定がなく、通常、5~100℃程度の温度であることが好ましい。モノマー成分を重合させるのに要する時間は、重合条件によって異なるので一概には決定することができないことから任意であるが、通常、1~20時間程度である。
 重合反応は、残存しているモノマー成分の量が20質量%以下になった時点で、任意に終了することができる。なお、残存しているモノマー成分の量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定することができる。
 以上のようにしてモノマー成分を重合させることにより、本発明の(メタ)アクリル系ポリマーを得ることができる。
 前記(メタ)アクリル系ポリマーからなるフィルムの厚さは、特に限定されないが、伸長性に優れ、低印加電圧で変位量が大きい(メタ)アクリル系ポリマーを得る観点から、10μm~2mm程度であることが好ましい。
 前記(メタ)アクリル系ポリマーからなるフィルムは、用途によっては、そのままの状態で用いることができるが、強靭性を付与する観点から、一軸延伸または二軸延伸されていることが好ましく、二軸延伸されていることがより好ましい。前記フィルムの延伸倍率は、強靭性を付与する観点から、好ましくは1.2倍以上、より好ましくは1.5倍以上、さらに好ましくは2倍以上であり、当該フィルムの厚さにもよるが、延伸時の破断を防止する観点から、好ましくは8倍以下、より好ましくは6倍以下、さらに好ましくは5倍以下である。なお、フィルムを延伸させる際には、必要により、加熱してもよい。
 前記(メタ)アクリル系ポリマーは、誘電体であり得る。誘電率は、使用される用途に応じて適切に選択され得る。例えば、本発明の(メタ)アクリル系ポリマーの比誘電率は、常温において、1~11の範囲であり、例えば、1.0以上、1.1以上、1.2以上、1.3以上、1.4以上、1.5以上、1.6以上、1.7以上、1.8以上、1.9以上、2.0以上、2.1以上、2.2以上、2.3以上、2.4以上、2.5以上、2.6以上、2.7以上、2.8以上、2.9以上、3.0以上、3.1以上、3.2以上、3.3以上、3.4以上、3.5以上、3.6以上、3.7以上、3.8以上、3.9以上、4.0以上、4.1以上、4.2以上、4.3以上、4.4以上、4.5以上、4.6以上、4.7以上、4.8以上、4.9以上、5.0以上、5.1以上、5.2以上、5.3以上、5.4以上、5.5以上、5.6以上、5.7以上、5.8以上、5.9以上、6.0以上、6.1以上、6.2以上、6.3以上、6.4以上、6.5以上、6.6以上、6.7以上、6.8以上、6.9以上、7.0以上、7.1以上、7.2以上、7.3以上、7.4以上、7.5以上、7.6以上、7.7以上、7.8以上、7.9以上、8.0以上、8.1以上、8.2以上、8.3以上、8.4以上、8.5以上、8.6以上、8.7以上、8.8以上、8.9以上、9.0以上、9.1以上、9.2以上、9.3以上、9.4以上、9.5以上、9.6以上、9.7以上、9.8以上、9.9以上、10.0以上、10.1以上、10.2以上、10.3以上、10.4以上、10.5以上、10.6以上、10.7以上、10.8以上、10.9以上、であり、11.0以下、10.9以下、10.8以下、10.7以下、10.6以下、10.5以下、10.4以下、10.3以下、10.2以下、10.1以下、10.0以下、9.9以下、9.8以下、9.7以下、9.6以下、9.5以下、9.4以下、9.3以下、9.2以下、9.1以下、9.0以下、8.9以下、8.8以下、8.7以下、8.6以下、8.5以下、8.4以下、8.3以下、8.2以下、8.1以下、8.0以下、7.9以下、7.8以下、7.7以下、7.6以下、7.5以下、7.4以下、7.3以下、7.2以下、7.1以下、7.0以下、6.9以下、6.8以下、6.7以下、6.6以下、6.5以下、6.4以下、6.3以下、6.2以下、6.1以下、6.0以下、5.9以下、5.8以下、5.7以下、5.6以下、5.5以下、5.4以下、5.3以下、5.2以下、5.1以下、5.0以下、4.9以下、4.8以下、4.7以下、4.6以下、4.5以下、4.4以下、4.3以下、4.2以下、4.1以下、4.0以下、3.9以下、3.8以下、3.7以下、3.6以下、3.5以下、3.4以下、3.3以下、3.2以下、3.1以下、3.0以下、2.9以下、2.8以下、2.7以下、2.6以下、2.5以下、2.4以下、2.3以下、2.2以下、2.1以下、2.0以下、1.9以下、1.8以下、1.7以下、1.6以下、1.5以下、1.4以下、1.3以下、1.2以下、1.1以下の範囲である。これらの数値の任意の組み合わせが選択され得る。例えば、3~10、4~9であり、好ましくは、4.2~8.2、4~5の範囲である。
 本発明の(メタ)アクリル系誘電体材料は、前記(メタ)アクリル系ポリマーを含有することを特徴とする。本発明の(メタ)アクリル系誘電体材料は、前記(メタ)アクリル系ポリマーを含有することから、印加電圧が低くても大きな変位量を示すという優れた効果を奏する。
 本発明の(メタ)アクリル系誘電体材料は、その粘度を調製するために、他のポリマーを適量で含有していてもよい。
 他のポリマーとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの他のポリマーは、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 本発明の(メタ)アクリル系誘電体材料には、本発明の目的が阻害されない範囲内で、添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、例えば、着色剤、紫外線防止剤、老化防止剤などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。
 本発明の(メタ)アクリル系誘電体材料は、印加電圧が低くても大きな変位量を示すことから、例えば、アクチュエータ、産業用ロボットなどに使用されるセンサ、発電素子、スピーカー、マイクロフォン、ノイズキャンセラ、トランスデューサ、人工筋肉、小型ポンプ、医療用器具などに使用することが期待される。これらのなかでも、本発明の(メタ)アクリル系誘電体材料は、印加電圧が低くても大きな変位量を示すことから、アクチュエータに好適に使用することができる。
 本発明のアクチュエータは、前記(メタ)アクリル系誘電体材料が用いられている点に1つの特徴を有する。本発明のアクチュエータは、前記(メタ)アクリル系誘電体材料が用いられていることから、低電圧を印加するだけで大きい変位量を示すという優れた効果を発現する。
 アクチュエータは、電圧の印加により変位する材料を利用する。従って、本発明のアクチュエータは、用途によっては必ずしも、低ひずみ性(低ヒステリシス)である必要はない。所望のひずみを有するポリマーを必要とする場合には、本発明の方法に従って所望のひずみに調整された材料として作製され得る。
 以下に本発明のアクチュエータを図面に基づいて説明するが、本発明は、かかる図面に示される実施形態のみに限定されるものではない。
 図2は、本発明のアクチュエータの一実施態様を示す概略平面図である。また、図3は、図2に示されるアクチュエータのA-A部における概略断面図である。
 図2および図3に示されるように、アクチュエータ1は、(メタ)アクリル系誘電体材料からなるフィルム2と一対の電極3a,3bとから形成されている。フィルム2と電極3a,3bとは、例えば、導電性ペースト(図示せず)などで接着させることができる。導電性ペーストとしては、例えば、カーボン、銀などの導電性フィラーを含有する導電性ペーストなどが挙げられる。
 フィルム2は、一軸延伸または二軸延伸、好ましくは二軸延伸されていることが好ましい。フィルム2の延伸倍率は、特に限定されないが、前記フィルムの延伸倍率は、強靭性を付与する観点から、好ましくは1.2倍以上、より好ましくは1.5倍以上、さらに好ましくは2倍以上であり、当該フィルムの厚さにもよるが、延伸時の破断を防止する観点から、好ましくは8倍以下、より好ましくは6倍以下、さらに好ましくは5倍以下である。
 フィルム2の厚さは、印加電圧が低くてもアクチュエータ1が大きな変位量を呈するようにする観点から、好ましくは1~100μm、より好ましくは1~80μm、さらに好ましくは1~50μm、さらに一層好ましくは1~30μmである。
 電極3a,3bは、図3に示されるように、フィルム2の両面にそれぞれ対向するよう配置されている。電極3a,3bは、電極材料で形成されている。電極材料としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモン酸化スズ(ATO)、フッ素がドープされた酸化スズ(FTO)、フッ素酸化スズ(FTO)、アルミニウム酸化亜鉛(AZO)、ガリウム酸化亜鉛(GZO)、酸化スズ(NESA)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化銀、酸化バナジウム、酸化モリブデン、金、銀、白金、銅、インジウム、クロムなどの金属や金属酸化物、多結晶シリコン、アモルファスシリコンなどのシリコン系材料、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンナノホーン、グラファイト、グラッシーカーボンなどの炭素材料などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの電極材料は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
 電極3a,3bの形状、大きさおよび厚さは、特に限定されず、アクチュエータ1の用途に応じて任意に決定することができる。電極3a,3bの形状としては、例えば、円形、楕円形、三角形、正方形、長方形などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。電極3a,3bの大きさの一例として、直径が1~20mmである円形のものなどを挙げることができる。電極3a,3bの厚さは、特に限定されないが、通常、50~500μm程度である。
 電極3aの直径方向の外周面には端子4aが配設されており、電極3bの直径方向の外周面には端子4bが配設されている。端子部4a,4bは、それぞれ導線5a,5bを介して電源6と接続されている。
 電源6により、電極3a,3bに電圧を印加したとき、電極3a,3b間に静電引力が生じ、フィルム2が圧縮されることから、フィルム2の厚さが小さくなり、フィルム2は、幅方向に延伸される。このとき、電極3a,3bは、フィルム2とともに幅方向に延伸される。
 電極3aにマーカー7を装着させておくことにより、電極3a,3bに電圧を印加したときのアクチュエータ1の変位量を変位計8で測定することができる。
 本発明のアクチュエータは、前記したように、(メタ)アクリル系誘電体材料が用いられているので、低い印加電圧であっても大きい変位量を呈する。
 [モノマー合成方法]
 本発明において使用される出発モノマーは、市販のものでよく、当業者に周知の方法に従って調製してもよい。
 [光重合方法]
 本発明のポリマーは、その出発モノマーを含む出発モノマー成分を、露光重合することによって得られる。
 所望の形状に対応した型枠を形成し、その型枠に出発物質モノマー成分を投入し、所望のひずみを生じる照度の紫外線を照射して、ポリマーを形成し、型枠から生成したポリマーを取り出すことによって、所望の成型品が得られる。この方法は、出発物質モノマー成分が低粘度である場合に使用され得る。
 出発モノマー成分が高粘度である場合、平面上に出発モノマー成分を塗布し、所望のひずみを生じる照度の紫外線を照射して、ポリマーを形成することによって、所望の膜製品を得てもよい。例えば、モノマー成分を基板上に流延し、形成されたモノマー成分の被膜に紫外線を照射するなどによってモノマー成分を重合させることにより、(メタ)アクリル系ポリマーからなるフィルムを得ることができる。
 [所望のひずみを有するポリマーの判定]
 得られたポリマーの損失正接(tanδ)、分子量および残留歪みにより、望ましいポリマーを選択し得る。また、ヤング率を測定することにより、所望のポリマーを選択し得る。
(5)用途
 本発明のポリマーまたは本発明の製造法で得られるポリマーは、低ヤング率であり、柔軟ポリマー(例えば、エラストマー)であり得る。
 本発明により製造されるポリマーは、所望のひずみを有するポリマー(例えば、エラストマー)であり、電子材料、医療材料、ヘルスケア材料、ライフサイエンス材料、またはロボット材料などに使用され得る。本発明のポリマーは、例えば、カテーテル、ガイドワイヤー、医薬品用容器、チューブなどの材料として使用され得る。
 所望のひずみを有するポリマーを膜状に成形し、配線保護膜として電子材料として使用され得る。
 所望のひずみを有するポリマーを所望の形状に成形し、医療用材料またはヘルスケア材料として使用され得る。
 本発明のポリマーは、合成樹脂、ペレット、フィルム、プレート、繊維、発泡剤、チューブ、ゴム、エラストマー等に使用され、二輪車(自転車、オートバイなど)、自動車、飛行機、電車、船、ロケット、宇宙船、運送、レジャー、家具(例えば、テーブル、いす、机、棚など)、寝具(例えば、ベッド、ハンモックなど)、衣服、防護服、スポーツ用品、浴槽、キッチン、食器、調理用具、容器および包装材(食品用容器、化粧品用容器、貨物用コンテナ、ごみ箱など)、建築(建造物、道路、建築部品など)、農業フィルム、工業フィルム、上下水道、塗料、化粧料、電機産業および電子産業分野(電化製品、コンピュータ用部品、プリント基板、絶縁体、導電体、配線被膜材、発電素子、スピーカー、マイクロフォン、ノイズキャンセラ、トランスデューサなど)、光通信ケーブル、医療用材料および器具(カテーテル、ガイドワイヤー、人工血管、人工筋肉、人工臓器、透析膜、内視鏡など)、小型ポンプ、アクチュエータ、ロボット材料(産業用ロボットなどに使用されるセンサ)、エネルギー生成装置およびプラント(太陽光発電、風力発電など)など幅広い分野に応用できる。
 本発明のポリマーは、自動車部品(車体パネル、バンパー帯、ロッカーパネル、サイドモール、エンジン部品、駆動部品、伝導部品、操縦装置部品、スタビライザー部品、懸架・制動装置部品、ブレーキ部品、シャフト部品、パイプ類、タンク類、車輪、シート、シートベルトなど)に使用され得る。本発明のポリマーは、自動車用防振材、自動車用塗料、自動車用合成樹脂などに使用され得る。
 本明細書において引用された、科学文献、特許、特許出願などの参考文献は、その全体が、各々具体的に記載されたのと同じ程度に本明細書において参考として援用される。
 以上、本発明を、理解の容易のために好ましい実施形態を示して説明してきた。以下に、実施例に基づいて本発明を説明するが、上述の説明および以下の実施例は、例示の目的のみに提供され、本発明を限定する目的で提供したものではない。したがって、本発明の範囲は、本明細書に具体的に記載された実施形態にも実施例にも限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
 以下の実施例に従って本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定解釈されるものではなく、各実施例に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施例も、本発明の範囲に含まれるものとする。
 (実施例1:所定のひずみを生じる紫外線の照度の測定)
 所定のひずみを有するポリマーを作製するための紫外線の照度の決定は、以下の手順により実施する。
 [ひずみ-照度の関係導出]
 1)出発物質モノマーの提供
 実施例2以下の具体的な例ごとに、適切なモノマーを選択する。例えば、実施例2の(メタ)アクリル系ポリマーの場合、エチルアクリレート7.03g、ジエチレングリコールジメタクリレート0.17gおよび重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.0042gを混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を提供する。
 2)該出発物質モノマーに特定の照度の紫外線を照射し重合
 実施例ごとに適宜のモノマー成分を得たら、これに対して紫外線を照射する。例えば、実施例2の例の場合、得られたモノマー成分を透明ガラス製の離形フィルム付き成形型(縦:100mm、横:100mm、深さ:0.3mm)内に注入した後、当該モノマー成分に照射線量が0.5~50mW/cm2となるように紫外線を照射し、モノマー成分を塊状重合させる。
 3)生成したポリマーのひずみの測定
 (残留歪み測定)
 ポリマーの残留歪みは、以下のようにして行う。得られたポリマーをJIS K6251に規定するダンベル状7号形に打ち抜くことにより、試験片を得、得られた試験片を引張り試験機〔(株)エー・アンド・デイ製、品番:Tensilon RTG-1310〕のチャック間距離が17mmとなるように取り付け、50mm/minの引張り速度で試験片が100%伸びまで引張り荷重を加える操作を行ない、この操作を3回繰り返しサイクル測定し、得られたグラフより残留歪みを計算した。図1のようなグラフを用いて説明すると、残留歪みは、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000033

によって算出される。ここで、Aは、100%から、伸ばすための応力が必要となるときの伸び(%)を引いた値である。Bは、縮む際に応力が不要となるときの伸び(%)から、伸ばすための応力が必要となるときの伸び(%)を引いた値である。
 (損失正接(tanδ)測定)
 アントンパール製、品番:MCR302のレオメーターを使用し、温度30℃、ひずみ速度0.1~100Hz、サイズ12mmφ厚み1~2mmで測定を行い、tanδを測定した。
 (所望のひずみを生じる照度の算出)
 所望のひずみを生じる照度の算出は、使用した紫外線の照度およびそのときのひずみについての測定値をプロットすることにより算出される。例えば、実施例2の(メタ)アクリルポリマーの場合、0.5mW/cm、10mW/cm、50mW/cmの照度を照射し、損失正接(tanδ)、残留歪みをそれぞれ測定する。所望のひずみを生じる照度を算出する。実施例2のウレタンアクリレートポリマーの場合、140mW/cm、720mW/cm、1280mW/cmの照度を照射し、損失正接(tanδ)、残留歪みをそれぞれ測定する。それぞれのモノマーについての照度とひずみとの関係が算出される。
 ここで、目的とする残留歪み以下の照度を選択するには以下のような手順を例示することができる。
1.実際に使用されるモノマーを用いて、複数の照度の紫外線で硬化させ、硬化したポリマーの各々のひずみを測定する。
2.測定値から紫外線の照度とひずみの関係式を構築する。ひずみは損失正接や残留歪みなどで表現することができる。
3.当該関係式をもとに、所望のひずみに該当する照度を算出する。
4.その照度の紫外線を選択する。
5.いったん選択された紫外線を用いて、モノマーを硬化させる。
6.硬化されたポリマーのひずみを測定し、所望のひずみを有しているかどうか確認する。
7.所望のひずみを有しているポリマーを選択する。
 [測定法]
 (分子量測定)
 本発明の照度決定の際に、分子量を算出することができる。ポリマーの重量平均分子量は、得られたポリマーをゲルパーミエーションクロマトグラフィー〔東ソー(株)製、品番:HLC-8320GPC、カラム:東ソー(株)製、品番:TSKgel GMHHR、溶媒:テトラヒドロフラン、流速:0.6mL/min〕を用いてポリスチレン換算で調べ、分子量分布を求めることにより算出される。
 (実施例2)
 アクリル樹脂(1)
 エチルアクリレート7.03g、ジエチレングリコールジメタクリレート0.17gおよび重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.0042gを混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を透明ガラス製の離形フィルム付き成形型(縦:100mm、横:100mm、深さ:0.3mm)内に注入した後、当該モノマー成分に照射線量が0.5~50mW/cm2となるように紫外線を照射し、モノマー成分を塊状重合させることにより、(メタ)アクリル系エラストマーを得た。測定結果を以下の表1に示す。
 (実施例3)
 アクリル樹脂(2)
 エチルアクリレート30.01g、2-ヒドロキシエチルアクリレート0.35gおよび重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.038gを混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を透明ガラス製の離形フィルム付き成形型(縦:100mm、横:100mm、深さ:2mm)内に注入した後、当該モノマー成分に照射線量が0.5~50mW/cm2となるように紫外線を照射し、モノマー成分を塊状重合させることにより、(メタ)アクリル系エラストマーを得た。測定結果を以下の表2に示す。
 (実施例4A)
 ウレタンアクリレート樹脂(1)
 ポリエーテルポリオール アデカポリエーテルCM-294〔ADEKA社製〕60.02g、2-メトキシエチルアクリレート30.67g、ネオスタンU-100〔日東化成社製〕0.02g、およびジブチルヒドロキシトルエン0.0358gを混合することにより、モノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を60℃に昇温し、イソホロンジイソシアネート6.90gを加え、60℃で30分保持した。その後、70℃に昇温し、3.5時間保持した。その後、2-ヒドロキシエチルアクリレート4.64gを加え、1.5時間保持した。その後、室温まで冷却し、ウレタンアクリレート溶液90.14gを得た。
 前記で得られたウレタンアクリレート溶液6.22gおよび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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.0624gを自公転ミキサーで混合し、重合開始剤を含有するウレタンアクリレート溶液を得た。得られたウレタンアクリレート溶液を室温中でアプリケーターにて離形フィルム上に厚さが600μm程度となるように塗布し、照射線量が140~1280mW/cm2となるように紫外線を照射し、ウレタンアクリレート溶液を塊状重合させることにより、ポリウレタンアクリレートエラストマーを得た。測定結果を以下の表2に示す。
 (測定結果)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034

 測定不可:重合の進行が不十分で、分子量が小さい。膜(固形物)として形を維持しないことを意味する。
 LED以外のランプは、種々の波長を含んでおり、その強度も様々であり得るため、同じ照度でも使用した光源により、異なる結果が生じたものと考えられる。各光源と生じるひずみとの間の関係を導き出しておけば、所望のひずみを生じる照度を決定することが可能である。
 露光照度をコントロールすることで、ひずみをコントロールできることが理解される。露光照度が小さい程、ひずみが小さいエラストマーが得られることが理解される。露光照度が小さい程、分子量が大きく、かつ損失正接(tanδ)が小さいことが理解される。
 (実施例4B)
 ウレタンアクリレート樹脂(2)
 ポリカーボネートポリオール デュラノールT5651〔旭化成社製〕20.02g、2-メトキシエチルアクリレート30.67g、ネオスタンU-100〔日東化成社製〕0.02g、およびジブチルヒドロキシトルエン0.0358gを混合することにより、モノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を60℃に昇温し、イソホロンジイソシアネート6.90gを加え、60℃で30分保持した。その後、70℃に昇温し、3.5時間保持した。その後、2-ヒドロキシエチルアクリレート3.48gを加え、1.5時間保持した。その後、室温まで冷却し、ウレタンアクリレート溶液を得た。
前記で得られたウレタンアクリレート溶液6.22gおよび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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.0624gを自公転ミキサーで混合し、重合開始剤を含有するウレタンアクリレート溶液を得た。得られたウレタンアクリレート溶液を室温中でアプリケーターにて離形フィルム上に厚さが600μm程度となるように塗布し、照射線量が140mW/cm2となるように紫外線を照射し、ウレタンアクリレート溶液を塊状重合させることにより、ポリウレタンアクリレートエラストマーを得た。tanδ:0.30 残留歪み0.49であった。
 (実施例5)
エチルアクリレート100.00g、ジエチレングリコールジメタクリレート0.242gおよび重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.125gを混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を透明ガラス製の成形型(縦:100mm、横:100mm、深さ:2mm)内に注入した後、当該モノマー成分に照射線量が0.56mW/cm)となるように紫外線を照射し、モノマー成分を塊状重合させることにより、(メタ)アクリル系エラストマーを得た。
 なお、前記モノマー成分には架橋性モノマーであるジエチレングリコールジメタクリレートが含まれていることから、前記で得られた(メタ)アクリル系エラストマーは、有機溶媒によって膨潤するが、当該有機溶媒に溶解しなかった。そこで、前記モノマー成分として、エチルアクリレート100.00g、および重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕(0.125g)を混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を得た。前記と同様にして当該モノマー成分を重合させることにより、(メタ)アクリル系エラストマーを調製した。
 前記で得られた(メタ)アクリル系エラストマーの重量平均分子量は215万であった。
 前記で得られた(メタ)アクリル系エラストマーを成形型から取り出すことにより、縦の長さが約100mm、横の長さが約100mm、厚さが約0.5mmである(メタ)アクリル系エラストマーからなるフィルム〔(メタ)アクリル系誘電体材料〕を作製した。
 前記で得られたフィルムのヤング率を引張試験機〔(株)エー・アンド・デイ製、品番:Tensilon RTG-1310〕を用いて測定したところ、当該ヤング率は0.33MPaであった。このことから、前記で得られたフィルムは、強硬度を有することが確認された。さらに、前記で得られたフィルムの比誘電率をJIS C2103に記載の方法に準拠して測定した。
 測定機器
・solartron IMPEDANCE/GAIN-PHASE ANALYZER SI 1260
・solartron DIELECTRIC ITERFACE 1296
・セルホルダー SH2-Z
 計算方法
 C= ε×ε(0)×(S/d)
  C:キャパシタンス (pF)
  ε(0):真空の誘電率=8.854(pF/m)
 ε= (C×d)/[ε(0)×S]
  S:サンプル面積(m
  d:サンプル厚み(m)
  ε:サンプルの比誘電率(無次元)
当該比誘電率は5.0であった。
 前記で得られたフィルムを縦方向および横方向にそれぞれ延伸倍率4倍にて二軸延伸させ、延伸した状態で当該フィルムを型枠に固定した。
 次に、前記フィルムの両面の中央部に導電性ペースト(カーボングリース)を塗布することにより、電極(直径:9mm、厚さ:100μm)を形成させてアクチュエータを得た。
 前記で得られたアクチュエータの電極に電圧を印加し、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量およびその変化率を以下の方法に基づいて調べた。その結果、印加電圧が2.5kVのときの前記アクチュエータの変位量は、0.670mmであった。また、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量の変化率の測定結果を図4に示す。
〔変位量およびその変化率〕
 アクチュエータの一方の電極に変位量測定用マーカーを取り付け、電極間に電圧アンプ〔松定プレシジョン(株)製、品番:HEOPS-10B2〕で直流電圧を印加したときのマーカーの変位量(mm)を変位計〔(株)キーエンス製、品番:LK-GD500〕で測定した後、式:
[変位量の変化率(%)]
=[(変位量(mm)÷電圧の印加前の電極の半径(mm))]×100
に基づいて変位量の変化率を求めた。
 (実施例6)
 実施例5において、エチルアクリレート100.00gの代わりに、メトキシエチルアクリレート100gを用いたこと以外は、実施例5と同様にして、(メタ)アクリル系エラストマーを調製し、縦の長さが約100mm、横の長さが約100mm、厚さが約0.5mmである(メタ)アクリル系エラストマーからなるフィルム〔(メタ)アクリル系誘電体材料〕を作製した。
 前記で得られた(メタ)アクリル系エラストマーの重量平均分子量は424万であった。
 また、前記で得られたフィルムを用いて、前記で得られたフィルムのヤング率を実施例5と同様にして測定したところ、当該ヤング率は0.12MPaであった。このことから、前記で得られたフィルムは、柔軟性に優れていることが確認された。さらに、前記で得られたフィルムの比誘電率を実施例5と同様にして測定したところ、当該比誘電率は8.2であった。
 次に、前記で得られたフィルムを用いて、実施例5と同様にしてアクチュエータを作製し、アクチュエータの電極に電圧を印加し、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量およびその変化率を実施例5と同様にして調べた。その結果、印加電圧が1kVのときの前記アクチュエータの変位量は、0.618mmであった。また、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量の変化率の測定結果を図4に示す。
 (実施例7)
 (2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート〔大阪有機化学工業(株)製、商品名:MEDOL-10〕100gおよび重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕0.03gを混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を透明ガラス製の成形型(縦:100mm、横:100mm、深さ:0.5mm)内に注入した後、当該モノマー成分に照射線量が0.56mW/m2となるように紫外線を照射し、モノマー成分を塊状重合させることにより、(メタ)アクリル系エラストマーを得た。
 前記で得られた(メタ)アクリル系エラストマーを成形型から取り出すことにより、縦の長さが約100mm、横の長さが約100mm、厚さが約0.5mmである(メタ)アクリル系エラストマーからなるフィルム〔(メタ)アクリル系誘電体材料〕を作製した。
 前記で得られたフィルムのヤング率を引張試験機〔(株)エー・アンド・デイ製、品番:Tensilon RTG-1310〕を用いて測定したところ、当該ヤング率は0.05MPaであった。このことから、前記で得られたフィルムは、柔軟性に優れていることが確認された。また、前記で得られたフィルムの比誘電率をJIS C2103に記載の方法に準拠して実施例5と同様にして測定したところ、当該フィルムの比誘電率は4.3であった。
 前記で得られたフィルムを縦方向および横方向にそれぞれ延伸倍率4倍にて二軸延伸させ、延伸した状態で当該フィルムを型枠に固定した。
 次に、前記フィルムの両面の中央部に導電性ペースト(カーボングリース)を塗布することにより、電極(直径:9mm、厚さ:100μm)を形成させてアクチュエータを得た。
 前記で得られたアクチュエータの電極に電圧を印加し、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量およびその変化率を以下の方法に基づいて調べた。その結果、印加電圧が3.5kVのときの前記アクチュエータの変位量は、2.3mmであった。また、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量の変化率の測定結果を図4に示す。
〔変位量およびその変化率〕
 アクチュエータの一方の電極に変位量測定用マーカーを取り付け、電極間に電圧アンプ〔松定プレシジョン株式会社製、品番:HEOPS-10B2〕で直流電圧を印加したときのマーカーの変位量(mm)を変位計〔株式会社キーエンス、品番:LK-GD500〕で測定した後、式:
[変位量の変化率(%)]
=[(変位量(mm)÷電圧の印加前の電極の半径(mm))]×100
に基づいて変位量の変化率を求めた。
比較例1
 実施例5において、(メタ)アクリル系エラストマーからなるフィルムの代わりに、従来、アクチュエータに使用されているアクリルフォーム構造用接合テープ〔スリーエムジャパン(株)製、品番:VHB4910、素材の厚さ:1mm〕を用いたこと以外は、実施例5と同様にしてアクチュエータを作製し、アクチュエータの電極に電圧を印加し、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量を実施例5と同様にして調べた。その結果、印加電圧が1kVのときの前記アクチュエータの変位量は、0.014mmであり、印加電圧が2.5kVのときの前記アクチュエータの変位量は、0.112mmであった。印加電圧が3.5kVのときの前記アクチュエータの変位量は、0.210mmであった。また、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量の変化率の測定結果を図4に示す。
 なお、前記アクリルフォーム構造用接合テープのヤング率を実施例5と同様にして測定したところ、当該ヤング率は0.13MPaであった。このことから、当該テープは、実施例5で得られたフィルムと同様の柔軟性であることが確認された。さらに、前記アクリルフォーム構造用接合テープの比誘電率を実施例5と同様にして測定したところ、当該比誘電率は3.7であった。
 実施例5と比較例1とを対比すると、実施例5で得られたアクチュエータは、当該アクチュエータに使用したフィルムが強硬度であるにも関わらず、変位量が顕著に大きいのみならず、図4に示されるように印加電圧が低くても変位量の変化率が高いことがわかる。
 また、実施例6と比較例1とを対比すると、実施例6で得られたアクチュエータは、変位量が顕著に大きいのみならず、図4に示されるように印加電圧が低くても変位量の変化率が顕著に高いことがわかる。
 実施例7と比較例1とを対比すると、実施例7で得られたアクチュエータは、変位量が顕著に大きいのみならず、図4に示されるように印加電圧が低くても変位量の変化率が高いことがわかる。
 実施例5~7のポリマーに加えて、表1に記載のIAA、AIB、およびPhSEAについても、アクチュエータとしての特性を確認するために、実施例5と同様にしてフィルムを作製した。
 前記で得られたフィルムを縦方向および横方向にそれぞれ延伸倍率4倍にて二軸延伸させ、延伸した状態で当該フィルムを型枠に固定した。
 次に、前記フィルムの両面の中央部に導電性ペースト(カーボングリース)を塗布することにより、電極(直径:9mm、厚さ:100μm)を形成させてアクチュエータを得た。
 前記で得られたアクチュエータの電極に電圧を印加し、電圧を上昇させたときのアクチュエータの変位量およびその変化率を上記の方法に基づいて調べた。結果を図4に示す。図4に示されるように、変位量と印加電圧の関係は、左から順に、実施例6、PhSEA、AIB、実施例5、実施例7、IAA、比較例1となった。実施例5~7以外の表1に記載のモノマーも、実施例5~7と同様に、比較例1よりも低電圧で駆動することが分かる。
 実施例5~7および比較例1について、応答性を調べた。図5に結果を示す。実施例6のメトキシエチルアクリレートにおいて応答性が良い(変位の立ち上がりがシャープ)という特徴があることがわかる。
 (実施例8)
 以下のような露光条件で、実施例5の(メタ)アクリル系ポリマーを作製し、引張強度を調べた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035

 低露光照度の照射により作製されたポリマーが、高い伸び率を有するポリマーであることが理解される。
 (実施例9A)
 その他のモノマーについても実験を行った。各モノマー12.00g、および重合開始剤として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〔BASF社製、商品名:IrgacureTPO〕を各モノマーに対し、0.018mol%となるように混合することにより、重合開始剤を含有するモノマー成分を得た。
 前記で得られたモノマー成分を透明ガラス製の離形フィルム付き成形型(縦:100mm、横:100mm、深さ:0.5mm)内に注入した後、当該モノマー成分に照度はすべて0.56mW/cmとなるように紫外線を照射し、モノマー成分を塊状重合させることにより、(メタ)アクリル系エラストマーを得た。照射時間は、2時間である。測定結果を以下の表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036

 ここで、略語は以下を示す。
EA=エチルアクリレート
ノナノール=ノニルアクリレート
IAA=イソアミルアクリレート
AIB=イソブチルアクリレート
HEA=2-ヒドロキシエチルアクリレート
HPA=ヒドロキシプロピルアクリレート
4HBA=4-ヒドロキシブチルアクリレート
6HHA=6-ヒドロキシへキシルアクリレート
4HBAGE=4-ヒドロキシブチル アクリレート グリシジルエーテル
ALHA=3-アリロキシ-1ヒドキシプロピル-2-アクリレート
2MTA=メトキシエチルアクリレート
MTG=メトキシトリエチレングリコールアクリレート
OXE10=(3-エチルオキセタン-3-イル)メチルアクリレート
THFA=テトラヒドロフルフリルアクリレート
MEDOL10=(2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン-4-イル)メチルアクリレート
CHDOL=4-アクリロイルオキシメチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジオキソラン
V#200=環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート
V#3F=2,2,2-トリフルオロエチルアクリレート
V#8F=1H,1H,5H-オクタフルオロペンチルアクリレート
V#192=フェノキシエチルアクリレート
M113=ノニルフェノキシポリエチレングリコールアクリレート
PhSEA=フェニルチオエチルアクリレート
BZA=ベンジルアクリレート
V#315=パラクミルフェノキシエチレングリコールアクリレート
FA301=ビフェニルオキシエチルアクリレート
SA=コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)。
 これらのポリマーの比誘電率を測定したところ、本発明の範囲内であった。
(実施例9B)
 2MTA、V#174、V#MTGおよびHABEIを用いて、以下の幅、長さ、厚みを有するポリマーを、実施例9Aと同様に作製した。測定結果を以下の表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037

 ここで、略語は以下を示す。
2MTA=メトキシエチルアクリレート
V#174=メトキシジエチレングリコールアクリレート
MTG=メトキシトリエチレングリコールアクリレート
HABEI=2-((ブチルアミノ)カルボニル)オキシ)エチルアクリレート。
 これらのポリマーの比誘電率を測定したところ、本発明の範囲内であった。        
 以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。本願は、日本国出願特願2017-72422(2017年3月31日出願)に対して優先権を主張するものであり、その内容はその全体が本明細書において参考として援用される。本明細書において引用した特許、特許出願および他の文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
 本発明により製造されるポリマーは、所望のひずみを有するポリマー(例えば、エラストマー)であり、電子材料、医療材料、ヘルスケア材料、ライフサイエンス材料、またはロボット材料などに使用され得る。
 本発明の(メタ)アクリル系ポリマー(例えば、エラストマー)は、低印加電圧で変位量が大きいことから、(メタ)アクリル系誘電体材料に有用であり、当該(メタ)アクリル系誘電体材料は、例えば、アクチュエータ、産業用ロボットなどに使用されるセンサ、発電素子、スピーカー、マイクロフォン、ノイズキャンセラ、トランスデューサ、人工筋肉、小型ポンプ、医療用器具などに使用することが期待される。
 1  アクチュエータ
 2  (メタ)アクリル系誘電体材料からなるフィルム
 3a 電極
 3b 電極
 4a 端子
 4b 端子
 5a 導線
 5b 導線
 6  電源
 7  マーカー
 8  変位計

Claims (39)

  1.  所望のひずみを有するポリマーの製造方法であって、
     1種以上の出発物質モノマーに該所望のひずみを生じる照度の紫外線を照射して重合させる工程、および
     必要に応じて、生成したポリマーのひずみを測定し、該所望のひずみを有するポリマーを選択する工程、
    を包含する、方法。
  2.  前記出発物質モノマーが、(メタ)アクリルモノマーである、請求項1に記載の方法。
  3.  前記出発物質モノマーが、ウレタン(メタ)アクリルモノマーである、請求項1に記載の方法。
  4.  前記照度が、10mW/cm以下である、請求項2に記載の方法。
  5.  前記照度が、140mW/cm以下である、請求項3に記載の方法。
  6.  所定のひずみを有するポリマーを製造するための紫外線の照度を決定するための方法であって、
     1)該ポリマーの原料となる出発物質モノマーを提供する工程、
     2)該出発物質モノマーに特定の照度の紫外線を照射して重合させて、該ポリマーを生成する工程、
     3)生成した該ポリマーのひずみを測定する工程、
     4)必要に応じて、工程1)~工程3)を繰り返す工程、および
     5)3)および4)で得られた測定値に基づいて、所望のひずみを生じる照度を算出する工程、
    を包含する、方法。
  7.  前記ポリマーの損失正接(tanδ)を測定する工程を包含する、請求項6に記載の方法。
  8.  前記照射される紫外線の照度が、
     i)前記出発物質に、ある照度の紫外線を照射して、該出発物質を重合させて、ポリマーを生成する工程、
     ii)生成した該ポリマーの損失正接(tanδ)を測定する工程、
     iii)測定した損失正接(tanδ)が所望の範囲内であるか否かを決定する工程、
     損失正接が所望の範囲内にない場合、別の照度の紫外線により、工程i)~iii)を繰り返す工程
    によって決定される、請求項7に記載の方法。
  9.  紫外線の照度が、ひずみと照度との間の関係を示す関係式により決定されるか、または請求項6~8のいずれか1項に記載の方法によりで決定される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
  10.  式(I):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式中、
     R1は水素原子またはメチル基であり、
     R2は置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数2~20のポリエーテル基である)
    で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
  11.  R1は水素原子またはメチル基であり、
     R2は水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または-[-(CH-O-]-Rを示し、nは1~4の整数であり、mは1~20の整数であり、Rは炭素数1~12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10のアルキル基(該炭素数1~10のアルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10の2価カルボン酸の残基を示す、
    請求項10に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  12.  Rが、炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数2~16のポリエーテル基である、請求項10または11に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  13.  Rは、炭素数1~10のアルコキシアルキル基である、請求項10~12のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  14.  Rが、-[-(CH-O-]-Rであり、Rが炭素数1~12のアルキル基である、請求項10~13のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  15.  前記(メタ)アクリル系モノマーがアルキルアクリレートであるとき、前記紫外線の照度が、10mW/cm以下である、請求項10~14のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  16.  損失正接(tanδ)が、0.15以下である、請求項10~15のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  17.  重量平均分子量が、200万以上である、請求項10~16のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  18.  ヤング率が、0.5Mpa以下である、請求項10~17のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  19.  前記ポリマーがエラストマーである、請求項10~18のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  20.  式(II):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (式中、
     R1は水素原子またはメチル基であり、
     RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基であるか、またはRおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに置換されていてもよい炭素数3~10の炭素環を形成し、
     Rは、水素または置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基であり、
     Xは、炭素原子、酸素原子、または存在しないであり、
     nは1~4の整数を示し、
     mは0~1の整数を示し、
     mは0~1の整数を示す)
    で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
  21.  RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数1~4のアルキル基であるか、またはRおよびRは、RおよびRが結合する炭素原子とともに炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数3~10の炭素環を形成する、請求項20に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  22.  Rは、水素または炭素数1~10のアルコキシで置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基である、請求項20または21に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  23.  前記環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーが、式(IIA):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (式中、
     R1は水素原子またはメチル基であり、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1~4のアルキル基であり、nは1~4の整数を示す)
    で表わされる環状エーテル基含有(メタ)アクリル系モノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、請求項20に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  24.  損失正接(tanδ)が、0.4以下である、請求項20~23のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  25. ヤング率が0.5Mpa以下である、請求項20~24のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  26.  前記ポリマーがエラストマーである、請求項20~25のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  27.  置換されていてもよいポリオールと、式(III)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    (式中、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示す)
    を有するジイソシアネートモノマーとを反応させ、次いで、式(IV)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

    (式中、R1は水素原子またはメチル基であり、Rは、置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基である)
    を有する水酸基を有する(メタ)アクリレート系モノマーを反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリルモノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
  28.  前記ポリオールが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールからなる群から選択される、請求項27に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  29.  式(V):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (式中、R1は水素原子またはメチル基であり、Rは置換されていてもよいポリオールから2個の水酸基を除いた残基であり、Rは置換されていてもよい2価の脂肪族基、置換されていてもよい2価の芳香族基または置換されていてもよい2価の脂環族基を示し、Rは、置換されていてもよい炭素数1~10のアルキレン基であり、p、p、およびpは、それぞれ独立して1~10の整数である)
    で表わされるウレタン(メタ)アクリルモノマーを含有するモノマー成分を、紫外線を照射することにより重合させてなる、(メタ)アクリル系ポリマー。
  30. が、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、およびポリカーボネートポリオールからなる群から選択されるポリオールから2個の水酸基を除いた残基である、請求項29に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  31. 前記モノマー成分が、さらに、式(I):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

    (式中、
     R1は水素原子またはメチル基であり、
     R2は置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または置換されていてもよい炭素数2~20のポリエーテル基である)
    で表わされる(メタ)アクリル系モノマーを含有する、請求項27~30のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  32.  R1は水素原子またはメチル基であり、
     R2は水素原子、シリコーン基、水酸基、アリルオキシ基、炭素数6~12のアリールチオ基、ハロゲン原子(F、Cl、Br、I)、イソシアネート基、カルボン酸基、シアノ基、および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数1~10のアルキル基、または-[-(CH-O-]-Rを示し、nは1~4の整数であり、mは1~20の整数であり、Rは炭素数1~12のアルキル基、グリシジル基、炭素数1~10のアルキル基(該炭素数1~10のアルキル基は炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい)および/または炭素数6~12のアリール基で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール基、アルキルの炭素数が1~12のモノアルキルアミノカルボニル基、アルキルの炭素数が1~12のジアルキルアミノカルボニル基、あるいは炭素数2~10の2価カルボン酸の残基を示す、請求項31に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  33. が、炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数1~10のアルキル基、または炭素数1~10のアルコキシ置換基を有する炭素数2~16のポリエーテル基である、請求項31または32に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  34.  Rは、炭素数1~10のアルコキシアルキル基である、請求項31~33のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  35.  Rは、-[-(CH-O-]-Rであり、Rが炭素数1~12のアルキル基である、請求項31~34のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  36.  損失正接(tanδ)が、0.2以下である、請求項27~35に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  37. ヤング率が1.0Mpa以下である、請求項27~36に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  38.  前記ポリマーがエラストマーである、請求項27~37のいずれか1項に記載の(メタ)アクリル系ポリマー。
  39.  請求項10~38のいずれか1項に記載のポリマーを含有することを特徴とする、電子材料、医療材料、ヘルスケア材料、ライフサイエンス材料、またはロボット材料。
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