WO2025239368A1 - 高屈折率硬化性組成物、及び高屈折率硬化物 - Google Patents
高屈折率硬化性組成物、及び高屈折率硬化物Info
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- WO2025239368A1 WO2025239368A1 PCT/JP2025/017442 JP2025017442W WO2025239368A1 WO 2025239368 A1 WO2025239368 A1 WO 2025239368A1 JP 2025017442 W JP2025017442 W JP 2025017442W WO 2025239368 A1 WO2025239368 A1 WO 2025239368A1
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Definitions
- the present invention relates to a high refractive index curable composition and a high refractive index cured product.
- Coatings using materials with high refractive indexes, and resin compositions for high refractive index layers, are known for use in solar cells, optical elements such as lenses, and optical components such as coating films.
- composite coatings have been reported that contain a resin with a polymer network structure containing polymers with repeating units derived from acrylic or methacrylic monomers or oligomers, and inorganic nanoparticles disposed within the resin, and have a refractive index greater than 1.7 and a glass transition temperature greater than 60°C (see, for example, Patent Document 1).
- the present invention aims to solve the above-mentioned problems of the past and achieve the following objectives. That is, the present invention aims to provide a high refractive index curable composition that can be used to produce a high refractive index cured product that combines a high refractive index, a high glass transition temperature, and excellent transparency.
- each R 1 independently represents hydrogen or a methyl group
- l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, and w independently represent an integer of 0 to 10
- a and c are 1
- b and d are independently 0 or 1
- a+b+c+d is 2, 3, or 4.
- ⁇ 2> The high refractive index curable composition according to ⁇ 1>, further containing another (meth)acrylate compound (C).
- ⁇ 3> The high refractive index curable composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein a mass ratio (A/B) of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) to the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is 1/99 to 70/30.
- ⁇ 4> The high refractive index curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein a total content of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) and the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is 15% by mass or more and 45% by mass or less.
- ⁇ 5> The high refractive index curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the content of the inorganic nanoparticles is 55% by mass or more and 85% by mass or less.
- ⁇ 6> The high refractive index curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the inorganic nanoparticles are titanium oxide.
- ⁇ 7> The high refractive index curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the inorganic nanoparticles have a particle diameter of 1 nm or more and 100 nm or less.
- ⁇ 8> A high refractive index cured product obtained by photocuring the high refractive index curable composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>.
- ⁇ 9> The high refractive index cured product according to ⁇ 8>, wherein the refractive index n at a wavelength of 636 nm is 1.80 or more.
- ⁇ 10> The high refractive index cured product according to ⁇ 8> or ⁇ 9>, wherein the glass transition temperature measured by differential scanning calorimetry is 60°C or higher.
- ⁇ 11> The high refractive index cured product according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 10>, wherein the haze is 1.0 or less.
- the present invention provides a high-refractive index curable composition that can solve the above-mentioned problems of the past, achieve the above-mentioned objectives, and produce a high-refractive index cured product that combines a high refractive index, a high glass transition temperature, and excellent transparency.
- the high refractive index curable composition of the present embodiment contains a polyfunctional (meth)acrylate compound (A) represented by the following general formula (1), a monofunctional (meth)acrylate compound (B) having a naphthalene skeleton, inorganic nanoparticles, and a polymerization initiator, and further contains other components such as another (meth)acrylate compound (C) and a solvent, as necessary.
- A polyfunctional (meth)acrylate compound represented by the following general formula (1)
- B monofunctional (meth)acrylate compound having a naphthalene skeleton, inorganic nanoparticles, and a polymerization initiator
- other components such as another (meth)acrylate compound (C) and a solvent, as necessary.
- One method for increasing the refractive index of resins used in such applications is to introduce chemical structures with high refractive indices.
- chemical structures include phenyl groups and sulfur (see, for example, Patent Document 1).
- high refractive index materials made solely from resins that have high refractive indices and incorporate many rigid chemical structures lack thermoplasticity and are difficult to mold (see, for example, reference: Higashihara et al., graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, Society of Polymer Science, Preliminary Paper 2011). For this reason, it is difficult to achieve a refractive index of 1.8 or higher and easy moldability with a single resin, and the reality is that no usable resins exist.
- Another method for increasing the refractive index is to add metal oxide nanoparticles with a high refractive index to a resin to create a composite material.
- metal oxide nanoparticles with a high refractive index to a resin to create a composite material.
- easily moldable resins have a relatively low refractive index
- a large amount of metal oxide nanoparticles must be added to further increase the refractive index, which makes it difficult to achieve both a high glass transition temperature and transparency in the composite material. Therefore, there remains a need for the development of a high refractive index curable composition that can produce a high refractive index cured product that has a high refractive index, a high glass transition temperature, and excellent transparency.
- the present inventors have found that the above-mentioned high refractive index curable composition can be used to produce a high refractive index cured product that has a high refractive index, a high glass transition temperature, and excellent transparency, and have thereby completed the present invention.
- the high refractive index curable composition of this embodiment by including a polyfunctional (meth)acrylate compound (A) having a more rigid naphthalene structure as the main skeleton, it is possible to improve the crosslink density of the resin while suppressing a decrease in the refractive index when blended with a high refractive index monomer and cured.
- metal nanoparticles that exhibit a higher refractive index than organic materials it is possible to achieve an even higher refractive index.
- a monofunctional (meth)acrylate compound (B) that is easily moldable and has a relatively high refractive index it is possible to obtain a high refractive index curable composition that can produce a high refractive index cured product that combines a high refractive index and transparency.
- the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) is represented by the following general formula (1) and is a polyfunctional (meth)acrylate compound having a naphthalene skeleton and difunctional to tetrafunctional (meth)acrylate groups.
- each R 1 independently represents hydrogen or a methyl group; l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, and w independently represent an integer of 0 to 10; a and c are 1; b and d are independently 0 or 1; and a+b+c+d is 2, 3, or 4.
- Substituent a and substituent c are defined as having subscripts a and c of 1, respectively, and substituent a and substituent c are present.
- Substituent b and substituent d are defined to be present when the subscripts b and d, respectively, are 1 and absent when they are 0 (zero).
- a+b+c+d is 2, 3, or 4.
- the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) is a difunctional to tetrafunctional (meth)acrylate compound.
- a+b+c+d is preferably 2 or 3, and more preferably 2.
- the substituent a and the substituent c in the general formula (1) may be the same as or different from each other, but are preferably different from each other in that they have the molecular asymmetry of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A), can increase the content of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) in the high refractive index curable composition, and can achieve a higher refractive index and a higher Tg.
- the substituent b and/or the substituent d may be the same as or different from the substituent a and/or the substituent c.
- the l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, and w are each independently an integer of 0 to 10.
- the l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v and w each independently represent preferably 0 to 5, more preferably 0 to 3, and even more preferably 0 to 2.
- the synthesis method of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
- a synthesis method can be mentioned in which a difunctional to tetrafunctional hydroxynaphthalene is reacted with a halogenated alcohol having a partial structure of substituents a, b, c, and d as necessary and represented by X- ⁇ (CH 2 ) l - ⁇ O-(CH 2 ) n ⁇ m ⁇ -OH or the like, and then reacted with a halogenated (meth)acrylic acid (e.g., acrylic acid chloride) represented by X-CO-CR 1 ⁇ CH 2 .
- X represents a halogen such as Cl, Br, or I.
- the content of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. However, the content is preferably 1% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, 1% by mass or more and 40% by mass or less, or 5% by mass or more and 40% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or more and 35% by mass or less, relative to the total amount of the polymerizable compounds in the high refractive index curable composition.
- the polymerizable compound is a component containing the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) and the monofunctional (meth)acrylate compound (B), and further containing, as necessary, another (meth)acrylate compound (C) and another polymerizable compound.
- the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is a monofunctional (meth)acrylate compound having a naphthalene skeleton and a monofunctional (meth)acrylate group.
- the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is preferably a compound represented by the following general formula (2).
- each R 1 independently represents hydrogen or a methyl group
- each l, m, and n independently represents an integer of 0 to 10.
- the l, m, and n each independently represent an integer of 0 to 10.
- the 1 is preferably 0 to 5, more preferably 0 to 3, and even more preferably 0 to 2.
- the m is preferably 0 to 5, more preferably 0 to 3, and even more preferably 0 to 2.
- the above n is preferably 0 to 5, more preferably 0 to 3, and even more preferably 0 to 2.
- the content of the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 30% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 99% by mass or less, even more preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less, and particularly preferably 60% by mass or more and 99% by mass or less, relative to the total amount of polymerizable compounds in the high refractive index curable composition.
- the mass ratio (A/B) of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) to the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 1/99 to 70/30, more preferably 1/99 to 50/50, 1/99 to 40/60, or 5/95 to 40/60, and even more preferably 10/90 to 35/65.
- the total content of the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) and the monofunctional (meth)acrylate compound (B) is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 15% by mass or more and 45% by mass or less, more preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or more and 30% by mass or less.
- the high refractive index curable composition may contain other (meth)acrylate compounds (C) as needed.
- the other (meth)acrylate compound (C) is not particularly limited as long as it is a (meth)acrylate compound having a (meth)acrylate group other than the polyfunctional (meth)acrylate compound (A) and the monofunctional (meth)acrylate compound (B), and can be appropriately selected depending on the purpose.
- Examples thereof include alkyl (meth)acrylate, cycloalkyl (meth)acrylate, bicycloalkyl (meth)acrylate, tricycloalkyl (meth)acrylate, heterocycloalkyl (meth)acrylate, heterobicycloalkyl (meth)acrylate, fluorene-containing (meth)acrylate, hydroxyl group-containing (meth)acrylate, and trimethylolpropane tri(meth)acrylate.
- (meth)acrylates having a cyclic structure such as a fluorene structure are preferred from the viewpoint of increasing the refractive index
- polyfunctional (meth)acrylates are preferred from the viewpoint of the thermal stability of the cured product.
- the inorganic nanoparticles are not particularly limited as long as they are nanoparticles with a high refractive index, and can be appropriately selected depending on the purpose.
- Examples include metal oxide nanoparticles, metal nanoparticles, and alloy nanoparticles.
- materials for the metal oxide nanoparticles include titanium oxide, niobium oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, zinc oxide, indium oxide, barium titanate (BaTiO 3 ), indium tin oxide (ITO), and antimony-doped tin oxide (ATO).
- the metal of the metal nanoparticles include iron, zinc, tungsten, platinum, etc.
- Examples of the alloy of the alloy nanoparticles include alloys containing the above metals. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, metal oxide nanoparticles are preferred, and titanium oxide is more preferred.
- the particle size of the inorganic nanoparticles is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 50 nm or less.
- the particle diameter can be measured by a dynamic light scattering method.
- the particle diameter can be measured by observing a fragment using a transmission electron microscope (TEM) and calculating the circle equivalent diameter within the observation field.
- TEM transmission electron microscope
- the content of the inorganic nanoparticles is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 55% by mass or more and 85% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or more and 80% by mass or less, relative to the total amount of the high refractive index curable composition.
- the polymerization initiator is preferably a photopolymerization initiator that generates radicals upon irradiation with visible light or ultraviolet light having a wavelength shorter than 450 nm, and examples thereof include acylphosphine oxide polymerization initiators such as 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (TPO), diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide, and phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide; 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane- acetophenone-based polymerization initiators such as benzoin and 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one; benzoin-based polymerization initiators such as benzophenone, [4-(methylphenylthio)phenyl]phenylmethanone, 4-hydroxybenzophen
- TPO 2,4,6-
- the content of the polymerization initiator is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the purpose, but is preferably 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymerizable compound.
- the other components are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include solvents.
- the solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and ethyl methyl ether; glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, 1-methoxy-2-propanol (propylene glycol monomethyl ether, PGME), and propylene glycol monobutyl ether (PGB); methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, and the like.
- alcohols such as methanol, ethanol
- alkylene glycol monoalkyl ether acetates such as acetate, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), 3-methoxybutyl-1-acetate
- aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
- ketones such as methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl amyl ketone, cyclohexanone, and 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone
- esters such as ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, methyl 2-hydroxy-2-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate,
- the viscosity of the high refractive index curable composition at 25° C. is preferably 1000 mPa or less, more preferably 500 mPa or less, and even more preferably 300 mPa or less.
- the viscosity of the high refractive index curable composition at 25°C is 1000 mPa or less, the composition has low viscosity and excellent moldability, which is advantageous in that a high refractive index cured product can be produced using a coating process that requires low viscosity, such as a spin coater.
- the viscosity can be measured using a rheometer (for example, device name: Rheometer AR-G2, manufactured by TA Instruments Co., Ltd.).
- the method for preparing the high refractive index curable composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, a method of mixing the polyfunctional (meth)acrylate compound (A), the monofunctional (meth)acrylate compound (B), the inorganic nanoparticles, the polymerization initiator, and other components as needed can be mentioned.
- the high refractive index cured product is a cured product obtained by photocuring the high refractive index curable composition of the present embodiment described above.
- the method for photocuring the high refractive index curable composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include a method of applying the high refractive index curable composition onto a substrate, irradiating the composition with light, and photocuring the high refractive index curable composition; and a method of filling the high refractive index curable composition into a molding die, irradiating the composition with light, and photocuring the high refractive index curable composition. This allows the production of the high refractive index cured product.
- the method for applying the high refractive index curable composition onto the substrate is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
- Examples of the method include a method in which the high refractive index curable composition is applied to the entire surface of the substrate in a uniform thickness using a bar coater, a spin coater, or the like; and a method in which the high refractive index curable composition is applied to the substrate in a desired pattern shape by screen printing or the like.
- the high refractive index curable composition has an advantage in that the viscosity can be adjusted by blending the monofunctional (meth)acrylate compound (B), which has a relatively low viscosity, with a solvent or the like as needed, and that it has excellent moldability and allows a high refractive index cured product to be produced by utilizing a coating process that requires a low viscosity.
- the light irradiation may be performed using, for example, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a UV-LED irradiator.
- the high refractive index curable composition contains a solvent
- the composition may be subjected to a treatment for removing the solvent by heating, reducing pressure, or the like, as necessary, before photocuring.
- the high refractive index cured product of this embodiment can have a high refractive index, specifically, the refractive index n of the high refractive index cured product at a wavelength of 636 nm can be 1.80 or more.
- the refractive index n of the high refractive index cured product at a wavelength of 636 nm is preferably 1.80 or more, and more preferably 1.82 or more.
- the refractive index of the high refractive index cured product at a wavelength of 636 nm can be measured using a refractometer (for example, device name: Prism Coupler 2010/M, manufactured by Metricon Japan Co., Ltd.).
- the high refractive index cured product of this embodiment has a high glass transition temperature and excellent heat resistance, specifically, a Tg of 60° C. or higher.
- the glass transition temperature (Tg) of the high refractive index cured product is preferably 60° C. or higher, more preferably 70° C. or higher, and even more preferably 75° C. or higher.
- the glass transition temperature (Tg) can be measured using a differential scanning calorimeter (for example, DSC 7000X, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation).
- the high refractive index cured product of this embodiment is transparent, specifically, can have a total light transmittance of 85% or more and a haze of 1.0 or less.
- the total light transmittance is preferably 85% or more, and more preferably 88% or more.
- the haze is preferably 1.0 or less, more preferably 0.8 or less, and even more preferably 0.5 or less.
- the total light transmittance can be measured using a high refractive index cured product having an average thickness of 5 ⁇ m as a measurement sample with a haze meter (for example, NDH 7000SP, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
- the haze can be measured in accordance with JIS K 7136 using a high refractive index cured product having an average thickness of 5 ⁇ m as a measurement sample with a haze meter (for example, NDH 7000SP, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
- a haze meter for example, NDH 7000SP, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
- the average thickness of the high refractive index cured product is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but is preferably 0.1 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
- the average thickness is an arithmetic mean value when measurements are taken at 10 random locations.
- the high refractive index cured product of the present embodiment can be used as a high refractive index curable composition capable of producing a high refractive index cured product having a high refractive index, a high glass transition temperature, and excellent transparency.
- the high refractive index cured product can be used for applications such as optical components such as lenses, filters, optical fibers, mirrors, refractive optical elements, and diffractive optical elements; light-emitting device components, light-absorbing device components, and display device components.
- the high-refractive-index cured product of this embodiment and the high-refractive-index cured product can be used to thin optical lenses such as microlens arrays (see, for example, JP 2008-060121 A) and to improve the light-gathering efficiency of optical transceivers (see, for example, JP 2004-096091 A). Furthermore, by creating a layered structure that gradually eliminates the difference in refractive index between air and the substrate, the product can be suitably used for anti-reflective coatings for display devices such as solar cells and displays (see, for example, JP 2022-106002 A), contributing to improved performance of optical products.
- the obtained solid was placed in a 200 mL three-neck flask under an inert atmosphere, and 6.88 g (76 mmol) of 2,7-dihydroxynaphthalene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 7.69 g (76 mmol) of triethylamine (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and 70 g of ultra-dehydrated acetone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Co., Ltd.) were added.
- Example 1 A high refractive index curable composition of Example 1 was prepared by blending 5 parts by mass of Synthetic Product 1, 25 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 200 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solid content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (70 parts by mass of titanium oxide and 130 parts by mass of solvent), 1.4 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.7 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Synthetic Product 1 25 parts by mass of 1-naphthal
- the prepared high refractive index curable composition was applied to a slide glass (product name: S9111, manufactured by Matsunami Glass Industrial Co., Ltd.) so that the average thickness of the coating film was 8 ⁇ m.
- a drying treatment was carried out at 60 °C for 30 minutes using a perfect oven (device name: PHH-102, manufactured by Espec Corporation).
- Example 1 After evaporating the solvent, a nitrogen purge was performed for 1 minute, and the high refractive index cured product of Example 1 having an average thickness of 5 ⁇ m was produced by irradiating with an illuminance of 2 J/ cm2 using a UV irradiation device (device name: iGrandage ECS-401GX, manufactured by iGraphics Co., Ltd.) equipped with a high-pressure mercury lamp (device name: H04-L41, manufactured by iGraphics Co., Ltd.).
- a UV irradiation device device name: iGrandage ECS-401GX, manufactured by iGraphics Co., Ltd.
- H04-L41 high-pressure mercury lamp
- Good The refractive index at a wavelength of 636 nm is 1.80 or more and less than 1.82.
- ⁇ The refractive index at a wavelength of 636 nm is less than 1.80.
- Tg Glass transition temperature of high refractive index cured product>>
- the Tg of the high refractive index cured product was measured by peeling the high refractive index cured product from the slide glass and using a differential scanning calorimeter (device name: DSC 7000X, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), and evaluated based on the following evaluation criteria.
- ⁇ Tg is less than 60°C.
- Total light transmittance of high refractive index cured product was measured using a haze meter (device name: NDH 7000SP, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) in accordance with JIS K 7136-1, and evaluated based on the following evaluation criteria.
- -Evaluation criteria- ⁇ Total light transmittance is 88% or more.
- Good The total light transmittance is 85% or more and less than 88%.
- ⁇ The total light transmittance is less than 85%.
- ⁇ Haze of high refractive index cured product >> The haze of the high refractive index cured product was measured in accordance with JIS K 7136 using a haze meter (device name: NDH 7000SP, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), and evaluated based on the following evaluation criteria.
- ⁇ Haze is more than 1.0.
- Example 2 A high refractive index curable composition of Example 2 was prepared by blending 5 parts by mass of Synthetic Product 2, 25 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 200 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (70 parts by mass of titanium oxide and 130 parts by mass of solvent), 1.4 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.7 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Synthetic Product 2 25 parts by mass of 1-na
- Example 2 a high refractive index cured product of Example 2 was prepared in the same manner as Example 1, except that the high refractive index curable composition of Example 2 was used, and evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
- Example 3 A high refractive index curable composition of Example 3 was prepared by blending 10 parts by mass of Synthetic Product 2, 20 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 200 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (70 parts by mass of titanium oxide and 130 parts by mass of solvent), 1.4 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.7 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Synthetic Product 2 20 parts by mass of 1-na
- Example 3 a high refractive index cured product of Example 3 was prepared in the same manner as Example 1, except that the high refractive index curable composition of Example 3 was used, and evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
- Example 4 A high refractive index curable composition of Example 4 was prepared by blending 3 parts by mass of Synthetic Product 1, 17 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 229 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (80 parts by mass of titanium oxide and 149 parts by mass of solvent), 0.9 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.3 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Synthetic Product 1 17 parts by mass of 1-
- Example 4 a high refractive index cured product of Example 4 was prepared in the same manner as Example 1, except that the high refractive index curable composition of Example 4 was used, and evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
- Comparative Example 1 A high refractive index curable composition of Comparative Example 1 was prepared by blending 30 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 200 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (70 parts by mass of titanium oxide and 130 parts by mass of solvent), 1.4 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.7 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- 1-naphthalenemethyl acrylate trade name: Light Acrylate
- Comparative Example 2 A high refractive index curable composition of Comparative Example 2 was prepared by blending 30 parts by mass of dimethyloltricyclodecane diacrylate (trade name: Light Acrylate DCP-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 200 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (70 parts by mass of titanium oxide and 130 parts by mass of solvent), 1.4 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.7 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- dimethyloltricyclodecane diacrylate trade
- Comparative Example 3 A high refractive index curable composition of Comparative Example 3 was prepared by blending 20 parts by mass of dimethyloltricyclodecane diacrylate (trade name: Light Acrylate DCP-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 229 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (80 parts by mass of titanium oxide and 149 parts by mass of solvent), 0.9 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.3 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Comparative Example 4 A high refractive index curable composition of Comparative Example 4 was prepared by blending 10 parts by mass of dimethyloltricyclodecane diacrylate (trade name: Light Acrylate DCP-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 257 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (90 parts by mass of titanium oxide and 167 parts by mass of solvent), 0.3 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.1 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Comparative Example 5 A high refractive index curable composition of Comparative Example 5 was prepared by blending 30 parts by mass of a fluorene derivative diacrylate (trade name: F5710, manufactured by Osaka Gas Chemicals Co., Ltd.), 200 parts by mass of a titanium oxide dispersion (trade name: NS408, manufactured by Teika Corporation, solvent: MEK, solids content: 35% by mass, particle size measured by dynamic light scattering: 10 nm to 30 nm) (70 parts by mass of titanium oxide and 130 parts by mass of solvent), 1.4 parts by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 0.7 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- a fluorene derivative diacrylate trade name: F5710, manufactured by Osaka
- a high refractive index cured product of Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1, except that the high refractive index curable composition of Comparative Example 5 was used, and evaluation was performed.
- the results are shown in Table 2. Note that when the refractive index was measured, there was a large variation in the refractive index depending on the measurement location, making it impossible to determine the measured value.
- Comparative Example 6 A high refractive index curable composition of Comparative Example 6 was prepared by blending 15 parts by mass of Synthetic Product 1, 85 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 1 part by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 1 part by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- Comparative Example 7 A high refractive index curable composition of Comparative Example 7 was prepared by blending 15 parts by mass of Synthetic Product 2, 85 parts by mass of 1-naphthalenemethyl acrylate (trade name: Light Acrylate NMT-A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), 1 part by mass of 2-hydroxy-2-methylpropiophenone (trade name: Omnirad 1173, manufactured by IGM Resins B.V.) as a polymerization initiator, and 1 part by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide (trade name: Omnirad TPO H, manufactured by IGM Resins B.V.).
- the high refractive index curable compositions of Examples 1 to 4 produced high refractive index cured products with excellent refractive indices of 1.82 or higher and Tg values of 75°C or higher, and with haze values of 1.0 or lower, excellent transparency. It was found that it was possible to produce high refractive index cured products that combine a high refractive index, a high glass transition temperature, and excellent transparency.
- Comparative Examples 1 to 5 which did not contain the polyfunctional (meth)acrylate compound (A), were unable to achieve both a high refractive index and a high glass transition temperature for the resulting high refractive index cured product.
- Comparative Examples 2 to 4 as the mass ratio of inorganic nanoparticles increased, transparency decreased, resulting in film formation being impossible.
- Comparative Example 5 which contained another monofunctional (meth)acrylate compound (C), failed to produce a uniform cured product, resulting in a haze of 1.5 and a lack of transparency.
- the refractive index of the obtained high refractive index cured products was significantly lower than 1.80, and an excellent high refractive index could not be achieved.
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Abstract
下記一般式(1)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と、ナフタレン骨格を有する単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、無機ナノ粒子と、重合開始剤と、を含有する高屈折率硬化性組成物である。
Description
本発明は、高屈折率硬化性組成物、及び高屈折率硬化物に関する。
太陽電池、レンズ等の光学素子、コーティング膜等の光学部品において、高い屈折率を有する材料を用いたコーティング、及び高屈折率層用の樹脂組成物が知られている。
これまでに、複合体コーティングにおいて、アクリルまたはメタクリルモノマーまたはオリゴマー由来の繰り返し単位を有する高分子を含む高分子網目構造を有する樹脂、および前記樹脂内に配置された無機ナノ粒子、を含み、1.7超の屈折率および60℃超のガラス転移温度を有する複合体コーティングが報告されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、更なる高屈折率化が実現でき、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物が要望されている。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 下記一般式(1)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と、
ナフタレン骨格を有する単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、
無機ナノ粒子と、
重合開始剤と、を含有することを特徴とする高屈折率硬化性組成物である。
前記一般式(1)中、R1は各々独立に水素又はメチル基を表し、l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v及びwは各々独立に0~10までの整数であり、a及びcは1であり、b及びdは各々独立に0又は1であり、a+b+c+dが2、3又は4である。
<2> その他の(メタ)アクリレート化合物(C)を更に含有する前記<1>に記載の高屈折率硬化性組成物である。
<3> 前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)との質量比(A/B)が、1/99~70/30である前記<1>又は<2>に記載の高屈折率硬化性組成物である。
<4> 前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)の合計含有量が、15質量%以上45質量%以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<5> 前記無機ナノ粒子の含有量が、55質量%以上85質量%以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<6> 前記無機ナノ粒子が、酸化チタンである前記<1>から<5>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<7> 前記無機ナノ粒子の粒子径が、1nm以上100nm以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<8> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物を光硬化してなることを特徴とする高屈折率硬化物である。
<9> 波長636nmにおける屈折率nが、1.80以上である前記<8>に記載の高屈折率硬化物である。
<10> 示差走査熱量測定により測定したガラス転移温度が、60℃以上である前記<8>又は<9>に記載の高屈折率硬化物である。
<11> ヘーズが、1.0以下である前記<8>から<10>のいずれかに記載の高屈折率硬化物である。
<1> 下記一般式(1)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と、
ナフタレン骨格を有する単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、
無機ナノ粒子と、
重合開始剤と、を含有することを特徴とする高屈折率硬化性組成物である。
<2> その他の(メタ)アクリレート化合物(C)を更に含有する前記<1>に記載の高屈折率硬化性組成物である。
<3> 前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)との質量比(A/B)が、1/99~70/30である前記<1>又は<2>に記載の高屈折率硬化性組成物である。
<4> 前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)の合計含有量が、15質量%以上45質量%以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<5> 前記無機ナノ粒子の含有量が、55質量%以上85質量%以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<6> 前記無機ナノ粒子が、酸化チタンである前記<1>から<5>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<7> 前記無機ナノ粒子の粒子径が、1nm以上100nm以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物である。
<8> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物を光硬化してなることを特徴とする高屈折率硬化物である。
<9> 波長636nmにおける屈折率nが、1.80以上である前記<8>に記載の高屈折率硬化物である。
<10> 示差走査熱量測定により測定したガラス転移温度が、60℃以上である前記<8>又は<9>に記載の高屈折率硬化物である。
<11> ヘーズが、1.0以下である前記<8>から<10>のいずれかに記載の高屈折率硬化物である。
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物を提供することができる。
(高屈折率硬化性組成物)
本実施形態の高屈折率硬化性組成物は、下記一般式(1)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と、ナフタレン骨格を有する単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、無機ナノ粒子と、重合開始剤と、を含み、更に必要に応じて、他の(メタ)アクリレート化合物(C)、溶媒などのその他の成分を含む。
本実施形態の高屈折率硬化性組成物は、下記一般式(1)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と、ナフタレン骨格を有する単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、無機ナノ粒子と、重合開始剤と、を含み、更に必要に応じて、他の(メタ)アクリレート化合物(C)、溶媒などのその他の成分を含む。
光学製品では光の反射、屈折を利用した技術が多く存在しており、屈折の作用には屈折率が大きく特性に影響する。
非常に高い光学特性が要求される光トランシーバー等に用いられるコリメートレンズについては、ガラスのモールド成形による非球面レンズが主流となっている。屈折率が1.8以上の高屈折率であり、収差が小さい高品質なレンズを生産できることが特徴であるが、ガラスを用いることによる成形プロセスにおける高温及び冷却処理による金型の劣化などの生産コストや光トランシーバー小型化トレンドに伴う小型レンズ設計が困難であることが課題となっている。代替の手法として、樹脂組成物を用いたナノインプリントによる製造プロセスが検討されている。
非常に高い光学特性が要求される光トランシーバー等に用いられるコリメートレンズについては、ガラスのモールド成形による非球面レンズが主流となっている。屈折率が1.8以上の高屈折率であり、収差が小さい高品質なレンズを生産できることが特徴であるが、ガラスを用いることによる成形プロセスにおける高温及び冷却処理による金型の劣化などの生産コストや光トランシーバー小型化トレンドに伴う小型レンズ設計が困難であることが課題となっている。代替の手法として、樹脂組成物を用いたナノインプリントによる製造プロセスが検討されている。
このような用途に用いる樹脂を高屈折率化するための手法としては、屈折率の高い化学構造を導入する方法がある。化学構造の具体例としては、フェニル基、硫黄などが挙げられる(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、屈折率が高く、剛直な化学構造を多く導入した樹脂単独からなる高屈折率材料では、熱可塑性がなく成型加工が困難となる問題がある(例えば、文献:東工大院理工 東原ら 高分子学会 予稿 2011)。そのため、単独の樹脂で、屈折率1.8以上かつ易成形性を達成することが困難であり、利用可能な樹脂が存在しないのが実情である。
高屈折率化の他の手法としては、樹脂に屈折率の高い金属酸化物ナノ粒子を添加する複合材料とする方法がある。しかしながら、易成形性を有する樹脂は屈折率が比較的低いことから、更なる高屈折率化には金属酸化物ナノ粒子を多量に添加する必要があり、複合材料の高ガラス転移温度や透明性を両立することが困難であるという問題がある。
そのため、依然として、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物の開発が求められている。
そのため、依然として、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物の開発が求められている。
本発明者らは、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を解決すべく、鋭意検討した結果、前記高屈折率硬化性組成物が、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能であることを見出し、本発明の完成に至った。
本実施形態の高屈折率硬化性組成物によれば、より剛直なナフタレン構造を主骨格とした多官能(メタ)アクリレート化合物(A)を含有することで、高屈折率モノマーと配合及び硬化した際に屈折率の低下を抑制しながら樹脂の架橋密度を向上させることができる。また、有機材料よりも高屈折率を示す金属ナノ粒子を含有することで、更なる高屈折率化を達成できる。また、易成形性を有し、比較的高屈折率の単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と配合することで、高屈折率、及び透明性を両立した高屈折率硬化物を製造できる高屈折率硬化性組成物を得ることができる。
本実施形態の高屈折率硬化性組成物によれば、より剛直なナフタレン構造を主骨格とした多官能(メタ)アクリレート化合物(A)を含有することで、高屈折率モノマーと配合及び硬化した際に屈折率の低下を抑制しながら樹脂の架橋密度を向上させることができる。また、有機材料よりも高屈折率を示す金属ナノ粒子を含有することで、更なる高屈折率化を達成できる。また、易成形性を有し、比較的高屈折率の単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と配合することで、高屈折率、及び透明性を両立した高屈折率硬化物を製造できる高屈折率硬化性組成物を得ることができる。
<多官能(メタ)アクリレート化合物(A)>
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)は、下記一般式(1)で表され、ナフタレン骨格と、2官能~4官能の(メタ)アクリレート基と、を有する多官能(メタ)アクリレート化合物である。
前記一般式(1)中、R1は各々独立に水素又はメチル基を表し、l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v及びwは各々独立に0~10までの整数であり、a及びcは1であり、b及びdは各々独立に0又は1であり、a+b+c+dが2、3又は4である。
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)は、下記一般式(1)で表され、ナフタレン骨格と、2官能~4官能の(メタ)アクリレート基と、を有する多官能(メタ)アクリレート化合物である。
置換基a及び置換基cは、それぞれ添え字a及びcが1であり、置換基a及び置換基cが存在すると定義される。
置換基b及び置換基dは、それぞれ添え字b及びdが1であるときに存在すると定義され、0(ゼロ)であるときに存在しないと定義される。
a+b+c+dが2、3又は4である。言い換えると、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)は、2官能~4官能の(メタ)アクリレート化合物である。
a+b+c+dとしては、2又は3が好ましく、2がより好ましい。
置換基b及び置換基dは、それぞれ添え字b及びdが1であるときに存在すると定義され、0(ゼロ)であるときに存在しないと定義される。
a+b+c+dが2、3又は4である。言い換えると、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)は、2官能~4官能の(メタ)アクリレート化合物である。
a+b+c+dとしては、2又は3が好ましく、2がより好ましい。
前記一般式(1)における置換基a及び置換基cは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよいが、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)の分子非対称性を有し、前記高屈折率硬化性組成物における前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)の含有量を増加でき、より高屈折率及び高Tg化できる点で、互いに異なることが好ましい。
置換基b及び/又は置換基dが存在する場合、置換基b及び/又は置換基dは、置換基a及び/又は置換基cと互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
置換基b及び/又は置換基dが存在する場合、置換基b及び/又は置換基dは、置換基a及び/又は置換基cと互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
各置換基a、b、c、及びdにおいて、前記l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v及びwは各々独立に0~10の整数である。
前記l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v及びwとしては、各々独立に、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v及びwとしては、各々独立に、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の構造式で表される、2,7-ナフタレンジアクリレート(前記一般式(1)において、(a,b,c,d)=(1,0,1,0)、置換基a及びcにおいてl=m=n=r=s=t=0、R1=H);2(2-アクリロイル(7-(アクリロイルオキシ)エトキシ)ナフタレン(前記一般式(1)において、(a,b,c,d)=(1,0,1,0)、置換基aにおいてl=m=n=0、R1=H、置換基cにおいてr=0、t=1、s=2、R1=H)などが挙げられる。
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)の合成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2官能~4官能のヒドロキシナフタレンを、必要に応じて、置換基a、b、c及びdの部分構造を有し、X-{(CH2)l-{O-(CH2)n}m}-OH等で表されるハロゲン化アルコールと反応させ、次いで、X-CO-CR1=CH2で表されるハロゲン化(メタ)アクリル酸(例えば、アクリル酸クロリド)と反応させて合成する方法などが挙げられる。
なお、Xは、Cl、Br、I等のハロゲンを示す。
なお、Xは、Cl、Br、I等のハロゲンを示す。
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記高屈折率硬化性組成物における重合性化合物の総量に対し、1質量%以上70質量%以下が好ましく、1質量%以上50質量%以下、1質量%以上40質量%以下、及び5質量%以上40質量%以下のいずれかがより好ましく、10質量%以上35質量%以下が更に好ましい。
前記重合性化合物は、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)を含み、更に必要に応じて他の(メタ)アクリレート化合物(C)、その他の重合性化合物を含む成分である。
前記重合性化合物は、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)、及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)を含み、更に必要に応じて他の(メタ)アクリレート化合物(C)、その他の重合性化合物を含む成分である。
<単官能(メタ)アクリレート化合物(B)>
前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)は、ナフタレン骨格と、1官能の(メタ)アクリレート基と、を有する単官能(メタ)アクリレート化合物である。
前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)は、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
前記一般式(2)中、R1は各々独立に水素又はメチル基を表し、l、m、及びnは各々独立に0~10までの整数である。
前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)は、ナフタレン骨格と、1官能の(メタ)アクリレート基と、を有する単官能(メタ)アクリレート化合物である。
前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)は、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。
前記l、m、及びnは各々独立に0~10の整数である。
前記lは、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記mは、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記nは、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記lは、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記mは、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記nは、0~5が好ましく、0~3がより好ましく、0~2が更に好ましい。
前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1-ナフタレンメチルアクリレート(NMT-A;前記一般式(2)において、l=1、n=m=0、R1=H)などが挙げられる。
前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記高屈折率硬化性組成物における重合性化合物の総量に対し、30質量%以上99質量%以下が好ましく、40質量%以上99質量%以下がより好ましく、50質量%以上99質量%以下が更に好ましく、60質量%以上99質量%以下が特に好ましい。
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)との質量比(A/B)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1/99~70/30が好ましく、1/99~50/50、1/99~40/60、及び5/95~40/60のいずれかがより好ましく、10/90~35/65が更に好ましい。
前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)の合計含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、15質量%以上45質量%以下が好ましく、15質量%以上40質量%以下がより好ましく、20質量%以上30質量%以下が更に好ましい。
<他の(メタ)アクリレート化合物(C)>
前記高屈折率硬化性組成物は、必要に応じて、他の(メタ)アクリレート化合物(C)を含有してもよい。
前記他の(メタ)アクリレート化合物(C)としては、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)以外の、(メタ)アクリレート基を有する(メタ)アクリレート化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート、ビシクロアルキル(メタ)アクリレート、トリシクロアルキル(メタ)アクリレート、ヘテロシクロアルキル(メタ)アクリレート、ヘテロビシクロアルキル(メタ)アクリレート、フルオレン含有(メタ)アクリレート、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
これらの中でも、高屈折率化の観点から、フルオレン構造等の環式構造を有する(メタ)アクリレートが好ましく、硬化物の熱安定性の観点から、多官能の(メタ)アクリレートが好ましい。
前記高屈折率硬化性組成物は、必要に応じて、他の(メタ)アクリレート化合物(C)を含有してもよい。
前記他の(メタ)アクリレート化合物(C)としては、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)以外の、(メタ)アクリレート基を有する(メタ)アクリレート化合物であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、シクロアルキル(メタ)アクリレート、ビシクロアルキル(メタ)アクリレート、トリシクロアルキル(メタ)アクリレート、ヘテロシクロアルキル(メタ)アクリレート、ヘテロビシクロアルキル(メタ)アクリレート、フルオレン含有(メタ)アクリレート、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
これらの中でも、高屈折率化の観点から、フルオレン構造等の環式構造を有する(メタ)アクリレートが好ましく、硬化物の熱安定性の観点から、多官能の(メタ)アクリレートが好ましい。
<無機ナノ粒子>
前記無機ナノ粒子としては、高屈折率のナノ粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属酸化物ナノ粒子、金属ナノ粒子、合金ナノ粒子などが挙げられる。
前記金属酸化物ナノ粒子の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化インジウム、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)などが挙げられる。
前記金属ナノ粒子の金属としては、例えば、鉄、亜鉛、タングステン、プラチナなどが挙げられる。前記合金ナノ粒子の合金としては、前記金属を含む合金などが挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、金属酸化物ナノ粒子が好ましく、酸化チタンがより好ましい。
前記無機ナノ粒子としては、高屈折率のナノ粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属酸化物ナノ粒子、金属ナノ粒子、合金ナノ粒子などが挙げられる。
前記金属酸化物ナノ粒子の材料としては、例えば、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化インジウム、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化インジウムスズ(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)などが挙げられる。
前記金属ナノ粒子の金属としては、例えば、鉄、亜鉛、タングステン、プラチナなどが挙げられる。前記合金ナノ粒子の合金としては、前記金属を含む合金などが挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、金属酸化物ナノ粒子が好ましく、酸化チタンがより好ましい。
前記無機ナノ粒子の粒子径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1nm以上100nm以下が好ましく、5nm以上50nm以下がより好ましい。
前記粒子径は、測定試料が無機ナノ粒子を含有する高屈折率硬化性組成物又は分散液である場合には、動的光散乱法により測定することができ、測定試料が高屈折率硬化物である場合には、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた断片の観察により、観察視野内の円相当径を算出することにより測定することができる。
前記粒子径は、測定試料が無機ナノ粒子を含有する高屈折率硬化性組成物又は分散液である場合には、動的光散乱法により測定することができ、測定試料が高屈折率硬化物である場合には、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた断片の観察により、観察視野内の円相当径を算出することにより測定することができる。
前記無機ナノ粒子の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記高屈折率硬化性組成物の総量に対し、55質量%以上85質量%以下が好ましく、60質量%以上80質量%以下がより好ましく、70質量%以上80質量%以下が更に好ましい。
<重合開始剤>
前記重合開始剤としては、波長450nmよりも短波長の可視光又は紫外線の照射によりラジカルを生成する光重合開始剤が好ましく、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シド(TPO)、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系重合開始剤;1-ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等のアセトフェノン系重合開始剤;ベンゾイン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン等のベンゾイン系重合開始剤;ベンゾフェノン、[4-(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタノン、4-ヒドロキシベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、3,3´,4,4´-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系重合開始剤;2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系重合開始剤;などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記重合開始剤としては、波長450nmよりも短波長の可視光又は紫外線の照射によりラジカルを生成する光重合開始剤が好ましく、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シド(TPO)、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系重合開始剤;1-ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン等のアセトフェノン系重合開始剤;ベンゾイン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン等のベンゾイン系重合開始剤;ベンゾフェノン、[4-(メチルフェニルチオ)フェニル]フェニルメタノン、4-ヒドロキシベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、3,3´,4,4´-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系重合開始剤;2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系重合開始剤;などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記重合開始剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記重合性化合物100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、1質量部以上10質量部以下がより好ましい。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒などが挙げられる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、溶媒などが挙げられる。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、エチルメチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、1-メトキシ-2-プロパノール(プロピレングリコールモノメチルエーテル、PGME)、プロピレングリコールモノブチルエーテル(PGB)等のグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、3-メトキシブチル-1-アセテート等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、4-ヒドロキシ-4-メチル-2-ペンタノン等のケトン類;2-ヒドロキシプロピオン酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸メチル、2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2-ヒドロキシ-2-メチルブタン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-メトキシプロピオン酸エチル、3-エトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等のエステル類などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
[粘度]
前記高屈折率硬化性組成物の25℃における粘度としては、1000mPa以下が好ましく、500mPa以下がより好ましく、300mPa以下が更に好ましい。
前記高屈折率硬化性組成物の25℃における粘度が、1000mPa以下であると、低粘度で成形性に優れ、スピンコーターなど低粘度が必要とされる塗工プロセスを利用して高屈折率硬化物を製造できる点で有利である。
前記粘度は、レオメーター(例えば、装置名:レオメーター AR-G2、TAインスツルメント株式会社製)を用いて測定することができる。
前記高屈折率硬化性組成物の25℃における粘度としては、1000mPa以下が好ましく、500mPa以下がより好ましく、300mPa以下が更に好ましい。
前記高屈折率硬化性組成物の25℃における粘度が、1000mPa以下であると、低粘度で成形性に優れ、スピンコーターなど低粘度が必要とされる塗工プロセスを利用して高屈折率硬化物を製造できる点で有利である。
前記粘度は、レオメーター(例えば、装置名:レオメーター AR-G2、TAインスツルメント株式会社製)を用いて測定することができる。
[高屈折率硬化性組成物の調製方法]
前記高屈折率硬化性組成物の調製方法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)、前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)、前記無機ナノ粒子、前記重合開始剤、及び必要に応じてその他の成分を混合する方法などが挙げられる。
前記高屈折率硬化性組成物の調製方法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)、前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)、前記無機ナノ粒子、前記重合開始剤、及び必要に応じてその他の成分を混合する方法などが挙げられる。
(高屈折率硬化物)
前記高屈折率硬化物は、上述した本実施形態の高屈折率硬化性組成物を光硬化してなる硬化物である。
前記高屈折率硬化性組成物を光硬化する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基材上に前記高屈折率硬化性組成物を付与して、光照射を行い、前記高屈折率硬化性組成物を光硬化させる方法;成形用型の内部に前記高屈折率硬化性組成物を充填して、光照射を行い、前記高屈折率硬化性組成物を光硬化させる方法;などが挙げられる。
これにより、前記高屈折率硬化物を製造することができる。
前記高屈折率硬化物は、上述した本実施形態の高屈折率硬化性組成物を光硬化してなる硬化物である。
前記高屈折率硬化性組成物を光硬化する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基材上に前記高屈折率硬化性組成物を付与して、光照射を行い、前記高屈折率硬化性組成物を光硬化させる方法;成形用型の内部に前記高屈折率硬化性組成物を充填して、光照射を行い、前記高屈折率硬化性組成物を光硬化させる方法;などが挙げられる。
これにより、前記高屈折率硬化物を製造することができる。
前記基材上に前記高屈折率硬化性組成物を付与する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、バーコーターやスピンコーターなどにより基材上に均一な厚みで一面に前記高屈折率硬化性組成物を付与する方法;スクリーン印刷などにより基材上に所望のパターン形状に前記高屈折率硬化性組成物を付与する方法;などが挙げられる。
前記高屈折率硬化性組成物は、比較的低粘度である単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、必要に応じて溶媒などの配合により粘度を調整することができ、成形性に優れ、低粘度が必要とされる塗工プロセスを利用して高屈折率硬化物を製造できる点で有利である。
前記高屈折率硬化性組成物は、比較的低粘度である単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、必要に応じて溶媒などの配合により粘度を調整することができ、成形性に優れ、低粘度が必要とされる塗工プロセスを利用して高屈折率硬化物を製造できる点で有利である。
前記光照射としては、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、UV-LED照射器による光照射が挙げられる。
前記高屈折率硬化性組成物が溶媒を含む場合には、光硬化を行う前に、必要に応じて、加温、減圧などにより溶媒を除去する処理を実施してもよい。
前記高屈折率硬化性組成物が溶媒を含む場合には、光硬化を行う前に、必要に応じて、加温、減圧などにより溶媒を除去する処理を実施してもよい。
[屈折率]
本実施形態の高屈折率硬化物によれば、高屈折率とすることができ、具体的には、前記高屈折率硬化物の波長636nmにおける屈折率nで、1.80以上とすることができる。
前記高屈折率硬化物の波長636nmにおける屈折率nとしては、1.80以上が好ましく、1.82以上がより好ましい。
前記高屈折率硬化物の波長636nmにおける屈折率は、屈折率計(例えば、装置名:プリズムカプラー 2010/M、メトリコンジャパン株式会社製)を用いて測定することができる。
本実施形態の高屈折率硬化物によれば、高屈折率とすることができ、具体的には、前記高屈折率硬化物の波長636nmにおける屈折率nで、1.80以上とすることができる。
前記高屈折率硬化物の波長636nmにおける屈折率nとしては、1.80以上が好ましく、1.82以上がより好ましい。
前記高屈折率硬化物の波長636nmにおける屈折率は、屈折率計(例えば、装置名:プリズムカプラー 2010/M、メトリコンジャパン株式会社製)を用いて測定することができる。
[ガラス転移温度(Tg)]
本実施形態の高屈折率硬化物によれば、ガラス転移温度が高く、耐熱性に優れ、具体的には、Tg60℃以上とすることができる。
前記高屈折率硬化物のガラス転移温度(Tg)としては、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、75℃以上が更に好ましい。
前記ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定装置(例えば、装置名:DSC 7000X、日立ハイテク株式会社製)を用いて測定することができる。
本実施形態の高屈折率硬化物によれば、ガラス転移温度が高く、耐熱性に優れ、具体的には、Tg60℃以上とすることができる。
前記高屈折率硬化物のガラス転移温度(Tg)としては、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、75℃以上が更に好ましい。
前記ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定装置(例えば、装置名:DSC 7000X、日立ハイテク株式会社製)を用いて測定することができる。
本実施形態の高屈折率硬化物によれば、透明であり、具体的には、全光透過率で85%以上、ヘーズ1.0以下とすることができる。
前記全光透過率としては、85%以上が好ましく、88%以上がより好ましい。
前記ヘーズとしては、1.0以下が好ましく、0.8以下がより好ましく、0.5以下が更に好ましい。
前記全光透過率は、平均厚み5μmの高屈折率硬化物を測定試料として用い、ヘーズメーター(例えば、NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)により測定することができる。
前記ヘーズは、平均厚み5μmの高屈折率硬化物を測定試料として用い、ヘーズメーター(例えば、NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)を用いてJIS K 7136に従って測定することができる。
前記全光透過率としては、85%以上が好ましく、88%以上がより好ましい。
前記ヘーズとしては、1.0以下が好ましく、0.8以下がより好ましく、0.5以下が更に好ましい。
前記全光透過率は、平均厚み5μmの高屈折率硬化物を測定試料として用い、ヘーズメーター(例えば、NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)により測定することができる。
前記ヘーズは、平均厚み5μmの高屈折率硬化物を測定試料として用い、ヘーズメーター(例えば、NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)を用いてJIS K 7136に従って測定することができる。
前記高屈折率硬化物の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.1μm以上40μm以下が好ましく、1μm以上10μm以下がより好ましい。
ここで、前記平均厚みとは、任意の箇所を10箇所測定した際の算術平均値である。
ここで、前記平均厚みとは、任意の箇所を10箇所測定した際の算術平均値である。
[用途]
本実施形態の高屈折率硬化物は、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物として用いることができる。具体的には、レンズ、フィルター、光ファイバー、ミラー、屈折光学素子、回折光学素子等の光学部品;発光デバイス部品、吸光デバイス部品、表示デバイス部品などの用途に用いることができる。
本実施形態の高屈折率硬化物は、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能な高屈折率硬化性組成物として用いることができる。具体的には、レンズ、フィルター、光ファイバー、ミラー、屈折光学素子、回折光学素子等の光学部品;発光デバイス部品、吸光デバイス部品、表示デバイス部品などの用途に用いることができる。
本実施形態の高屈折率硬化物、及び高屈折率硬化物によれば、マイクロレンズアレイなどの光学レンズの薄型化の用途(例えば、特開2008-060121号公報参照)や、光トランシーバーなどの集光率向上の用途(例えば、特開2004-096091号公報参照)に用いることができる。また、空気と基材との屈折率差を徐々になくす積層構造とすることにより、太陽電池、ディスプレイのような表示装置の反射防止コーティングの用途(例えば、特開2022-106002号公報参照)に好適に使用することができ、光学製品の高性能化に寄与することができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
<合成例1:2,7-ナフタレンジアクリレートの合成>
不活性雰囲気下の200mL三口フラスコに2,7-ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業株式会社製)6.40g(40mmol)とトリエチルアミン(東京化成工業株式会社製)8.90g(88mmol)と超脱水アセトン(富士フィルム和光純薬株式会社製)70g加え溶液を5℃に冷却後、アクリル酸クロリド(東京化成工業株式会社製)7.97g(88mmol)を溶液温度が10℃を超えないように撹拌しながらゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で24時間撹拌した。その後、反応溶液に水を添加し、析出した固体をろ過し、ジクロロメタン及び蒸留水で分液処理を行った。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥、ろ過後、ロータリーエバポレーターにて有機溶媒を留去し、40℃終夜減圧乾燥して薄黄色固体の合成物1を8.46g(収率78.8%)得た。得られた合成物1について、核磁気共鳴装置(NMR装置、装置名:JNM-EXZ400R/S3、日本電子株式会社製)を用いてNMRを測定した。
不活性雰囲気下の200mL三口フラスコに2,7-ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業株式会社製)6.40g(40mmol)とトリエチルアミン(東京化成工業株式会社製)8.90g(88mmol)と超脱水アセトン(富士フィルム和光純薬株式会社製)70g加え溶液を5℃に冷却後、アクリル酸クロリド(東京化成工業株式会社製)7.97g(88mmol)を溶液温度が10℃を超えないように撹拌しながらゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で24時間撹拌した。その後、反応溶液に水を添加し、析出した固体をろ過し、ジクロロメタン及び蒸留水で分液処理を行った。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥、ろ過後、ロータリーエバポレーターにて有機溶媒を留去し、40℃終夜減圧乾燥して薄黄色固体の合成物1を8.46g(収率78.8%)得た。得られた合成物1について、核磁気共鳴装置(NMR装置、装置名:JNM-EXZ400R/S3、日本電子株式会社製)を用いてNMRを測定した。
得られた合成物1について、1H NMR測定結果、及び構造式を以下に示す。
1H NMR(DMSO-d6,400MHz):8.05-8.02(d,2H),7.75-7.74(d,2H),7.39-7.36(d,2H),6.61-6.56(dd,2H),6.50-6.43(dd,2H),6.21-6.17(dd,2H).
1H NMR(DMSO-d6,400MHz):8.05-8.02(d,2H),7.75-7.74(d,2H),7.39-7.36(d,2H),6.61-6.56(dd,2H),6.50-6.43(dd,2H),6.21-6.17(dd,2H).
<合成例2:2-アクリロイル(7-(アクリロイルオキシ)エトキシ)ナフタレンの合成>
200mL三口フラスコに蒸留水120gと水酸化ナトリウム(富士フィルム和光純薬株式会社製)4.85g(121mmol)を加えて撹拌し、水酸化ナトリウムの溶解を確認後、2,7-ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業株式会社製)9.61g(60mmol)加えて室温で2時間撹拌した。その後、2-ブロモエタノール(東京化成工業株式会社製)15.2g(121mmol)を滴下し、85℃、6時間の加熱撹拌を行い、放冷後室温で終夜撹拌を行った。翌日ろ過洗浄を行い、40℃終夜減圧乾燥を行うことで黒色固体を9.44g得た。得られた固体を不活性雰囲気下の200mL三口フラスコに2,7-ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業株式会社製)6.88g(76mmol)とトリエチルアミン(東京化成工業株式会社製)7.69g(76mmol)と超脱水アセトン(富士フィルム和光純薬株式会社製)70g加え溶液を5℃に冷却後、アクリル酸クロリド(東京化成工業株式会社製)6.88g(76mmol)を溶液温度が10℃を超えないように撹拌しながらゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で24時間撹拌した。その後反応溶液に水を添加し析出した固体をろ過し、ジクロロメタン及び蒸留水で分液処理を行った。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥、ろ過後、ロータリーエバポレーターにて有機溶媒を留去し、40℃終夜減圧乾燥して得られた薄赤色固体の合成物2をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒 クロロホルム:ヘキサン:酢酸エチル=5:4:1、体積比)にて処理することで白色固体を4.62g(収率24.7%)得た。
200mL三口フラスコに蒸留水120gと水酸化ナトリウム(富士フィルム和光純薬株式会社製)4.85g(121mmol)を加えて撹拌し、水酸化ナトリウムの溶解を確認後、2,7-ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業株式会社製)9.61g(60mmol)加えて室温で2時間撹拌した。その後、2-ブロモエタノール(東京化成工業株式会社製)15.2g(121mmol)を滴下し、85℃、6時間の加熱撹拌を行い、放冷後室温で終夜撹拌を行った。翌日ろ過洗浄を行い、40℃終夜減圧乾燥を行うことで黒色固体を9.44g得た。得られた固体を不活性雰囲気下の200mL三口フラスコに2,7-ジヒドロキシナフタレン(東京化成工業株式会社製)6.88g(76mmol)とトリエチルアミン(東京化成工業株式会社製)7.69g(76mmol)と超脱水アセトン(富士フィルム和光純薬株式会社製)70g加え溶液を5℃に冷却後、アクリル酸クロリド(東京化成工業株式会社製)6.88g(76mmol)を溶液温度が10℃を超えないように撹拌しながらゆっくり滴下した。滴下終了後、室温で24時間撹拌した。その後反応溶液に水を添加し析出した固体をろ過し、ジクロロメタン及び蒸留水で分液処理を行った。有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥、ろ過後、ロータリーエバポレーターにて有機溶媒を留去し、40℃終夜減圧乾燥して得られた薄赤色固体の合成物2をシリカゲルクロマトグラフィー(溶媒 クロロホルム:ヘキサン:酢酸エチル=5:4:1、体積比)にて処理することで白色固体を4.62g(収率24.7%)得た。
得られた合成物2について、1H NMR測定結果、及び構造式を以下に示す。
1H NMR(DMSO-d6,400MHz):7.90-7.86(d,2H),7.59-7.58(d,1H),7.37-7.36(d,1H),7,19-7.16(m,2H),6.59-5.94(m,6H),4.52-4.51(d,2H),4.36-4.33(d,2H).
1H NMR(DMSO-d6,400MHz):7.90-7.86(d,2H),7.59-7.58(d,1H),7.37-7.36(d,1H),7,19-7.16(m,2H),6.59-5.94(m,6H),4.52-4.51(d,2H),4.36-4.33(d,2H).
(実施例1)
合成物1を5質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)25質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して実施例1の高屈折率硬化性組成物を作製した。
合成物1を5質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)25質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して実施例1の高屈折率硬化性組成物を作製した。
また、ワイヤレスバーコーター(装置名:OSP-08、オーエスジーシステムプロダクツ株式会社製)を用いて、スライドガラス(商品名:S9111、松浪硝子工業株式会社製)上に、作製した高屈折率硬化性組成物の塗布膜の平均厚みが8μmとなるように塗布した。次に、酸化チタン分散液に含まれている溶媒(MEK)を留去するため、パーフェクトオーブン(装置名:PHH-102、エスペック株式会社製)を用いて60℃、30分間の乾燥処理を実施した。溶媒留去後、1分間の窒素パージを行い、窒素雰囲気下で高圧水銀ランプ(装置名:H04-L41、アイグラフィックス株式会社製)を設置したUV照射装置(装置名:アイグランデージECS-401GX、アイグラフィックス株式会社製)を用いて照度2J/cm2を照射して平均厚み5μmの実施例1の高屈折率硬化物を作製した。
<評価>
以下の手順により、作製した高屈折率硬化物について、ガラス転移温度(Tg)、屈折率、全光透過率、及びヘーズを測定し、評価を行った。結果を表1に示す。
以下の手順により、作製した高屈折率硬化物について、ガラス転移温度(Tg)、屈折率、全光透過率、及びヘーズを測定し、評価を行った。結果を表1に示す。
<<高屈折率硬化物の屈折率>>
高屈折率硬化物の屈折率は、屈折率計(装置名:プリズムカプラー 2010/M、メトリコンジャパン株式会社製)を用いて波長636nmにおける屈折率を測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:波長636nmにおける屈折率が、1.82以上である。
○:波長636nmにおける屈折率が、1.80以上1.82未満である。
×:波長636nmにおける屈折率が、1.80未満である。
高屈折率硬化物の屈折率は、屈折率計(装置名:プリズムカプラー 2010/M、メトリコンジャパン株式会社製)を用いて波長636nmにおける屈折率を測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:波長636nmにおける屈折率が、1.82以上である。
○:波長636nmにおける屈折率が、1.80以上1.82未満である。
×:波長636nmにおける屈折率が、1.80未満である。
<<高屈折率硬化物のガラス転移温度(Tg)>>
高屈折率硬化物のTgは、スライドガラスから高屈折率硬化物をはがし、示差走査熱量測定装置(装置名:DSC 7000X、株式会社日立ハイテク製)を用いて測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:Tgが、75℃以上である。
○:Tgが、60℃以上75℃未満である。
×:Tgが、60℃未満である。
高屈折率硬化物のTgは、スライドガラスから高屈折率硬化物をはがし、示差走査熱量測定装置(装置名:DSC 7000X、株式会社日立ハイテク製)を用いて測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:Tgが、75℃以上である。
○:Tgが、60℃以上75℃未満である。
×:Tgが、60℃未満である。
<<高屈折率硬化物の全光透過率>>
高屈折率硬化物の全光透過率は、ヘーズメーター(装置名:NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)を用いてJIS K 7136-1にて測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:全光透過率が、88%以上である。
○:全光透過率が、85%以上88%未満である。
×:全光透過率が、85%未満である。
高屈折率硬化物の全光透過率は、ヘーズメーター(装置名:NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)を用いてJIS K 7136-1にて測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:全光透過率が、88%以上である。
○:全光透過率が、85%以上88%未満である。
×:全光透過率が、85%未満である。
<<高屈折率硬化物のヘーズ>>
高屈折率硬化物のヘーズは、ヘーズメーター(装置名:NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)を用いてJIS K 7136に従って測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:ヘーズが、0.5以下である。
○:ヘーズが、0.5超、1.0以下である。
×:ヘーズが、1.0超である。
高屈折率硬化物のヘーズは、ヘーズメーター(装置名:NDH 7000SP、日本電色工業株式会社製)を用いてJIS K 7136に従って測定し、下記評価基準に基づき評価した。
-評価基準-
◎:ヘーズが、0.5以下である。
○:ヘーズが、0.5超、1.0以下である。
×:ヘーズが、1.0超である。
(実施例2)
合成物2を5質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)25質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して実施例2の高屈折率硬化性組成物を作製した。
合成物2を5質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)25質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して実施例2の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、実施例2の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
合成物2を10質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)20質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して実施例3の高屈折率硬化性組成物を作製した。
合成物2を10質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)20質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して実施例3の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、実施例3の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例3の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
合成物1を3質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)17質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)229質量部(酸化チタン80質量部、及び溶媒149質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))0.9質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.3質量部と、を配合して実施例4の高屈折率硬化性組成物を作製した。
合成物1を3質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)17質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)229質量部(酸化チタン80質量部、及び溶媒149質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製))0.9質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.3質量部と、を配合して実施例4の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、実施例4の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして実施例4の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)30質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して比較例1の高屈折率硬化性組成物を作製した。
1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)30質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して比較例1の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例1の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例1の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例2)
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(商品名:ライトアクリレートDCP-A、共栄社化学株式会社製)30質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して比較例2の高屈折率硬化性組成物を作製した。
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(商品名:ライトアクリレートDCP-A、共栄社化学株式会社製)30質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して比較例2の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例2の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例2の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例3)
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(商品名:ライトアクリレートDCP-A、共栄社化学株式会社製)20質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)229質量部(酸化チタン80質量部、及び溶媒149質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)0.9質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.3質量部と、を配合して比較例3の高屈折率硬化性組成物を作製した。
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(商品名:ライトアクリレートDCP-A、共栄社化学株式会社製)20質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)229質量部(酸化チタン80質量部、及び溶媒149質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)0.9質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.3質量部と、を配合して比較例3の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例3の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例3の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例4)
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(商品名:ライトアクリレートDCP-A、共栄社化学株式会社製)10質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)257質量部(酸化チタン90質量部、及び溶媒167質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)0.3質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.1質量部と、を配合して比較例4の高屈折率硬化性組成物を作製した。
ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート(商品名:ライトアクリレートDCP-A、共栄社化学株式会社製)10質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)257質量部(酸化チタン90質量部、及び溶媒167質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)0.3質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.1質量部と、を配合して比較例4の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例4の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例4の高屈折率硬化物を作製したが、膜のヒビ割れや酸化チタン固体の析出が見られ成膜することができなかった。結果を表2に示す。
(比較例5)
フルオレン誘導体ジアクリレート(商品名:F5710、大阪ガスケミカル株式会社製)30質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して比較例5の高屈折率硬化性組成物を作製した。
フルオレン誘導体ジアクリレート(商品名:F5710、大阪ガスケミカル株式会社製)30質量部と、酸化チタン分散液(商品名:NS408、テイカ株式会社製、溶媒:MEK、固形分:35質量%、動的光散乱法による粒子径:10nm~30nm)200質量部(酸化チタン70質量部、及び溶媒130質量部)と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1.4質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)0.7質量部と、を配合して比較例5の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例5の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例5の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。なお、屈折率を測定した結果、測定箇所によって屈折率に大きなばらつきがあり、測定値を特定することができなかった。
(比較例6)
合成物1を15質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)85質量部と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部と、を配合して比較例6の高屈折率硬化性組成物を作製した。
合成物1を15質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)85質量部と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部と、を配合して比較例6の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例6の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例6の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例7)
合成物2を15質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)85質量部と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部と、を配合して比較例7の高屈折率硬化性組成物を作製した。
合成物2を15質量部と、1-ナフタレンメチルアクリレート(商品名:ライトアクリレートNMT-A、共栄社化学株式会社製)85質量部と、重合開始剤としての2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオフェノン(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部、及び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シド(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.株式会社製)1質量部と、を配合して比較例7の高屈折率硬化性組成物を作製した。
次いで、比較例7の高屈折率硬化性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例7の高屈折率硬化物を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
実施例1~4の高屈折率硬化性組成物では、得られた高屈折率硬化物の屈折率1.82以上、Tg75℃以上と非常に優れ、ヘーズが1.0以下で透明性に優れ、高屈折率、高ガラス転移温度、及び優れた透明性を兼ね備える高屈折率硬化物を製造可能であることがわかった。
一方、多官能(メタ)アクリレート化合物(A)を含有しない比較例1~5の高屈折率硬化性組成物では、得られた高屈折率硬化物の高屈折率、及び高ガラス転移温度を両立することができなかった。加えて、比較例2~4では、無機ナノ粒子の質量比が高くなるに従い、透明性が低下し、成膜できない結果となった。単官能の他の(メタ)アクリレート化合物(C)を含有する比較例5では、均一な硬化物が得られず、ヘーズが1.5であり透明性に欠ける結果となった。
また、無機ナノ粒子を含有しない比較例6~7の高屈折率硬化性組成物では、得られた高屈折率硬化物の屈折率が1.80を大きく下回り、優れた高屈折率を実現することができなかった。
また、無機ナノ粒子を含有しない比較例6~7の高屈折率硬化性組成物では、得られた高屈折率硬化物の屈折率が1.80を大きく下回り、優れた高屈折率を実現することができなかった。
本出願は、2024年5月17日に出願した日本国特許出願2024-081152号に基づいて優先権を主張し、日本国特許出願2024-081152号の全内容を参照することにより本国際出願に援用する。
Claims (11)
- 下記一般式(1)で表される多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と、
ナフタレン骨格を有する単官能(メタ)アクリレート化合物(B)と、
無機ナノ粒子と、
重合開始剤と、を含有することを特徴とする高屈折率硬化性組成物。
前記一般式(1)中、R1は各々独立に水素又はメチル基を表し、l、m、n、o、p、q、r、s、t、u、v及びwは各々独立に0~10までの整数であり、a及びcは1であり、b及びdは各々独立に0又は1であり、a+b+c+dが2、3又は4である。 - 他の(メタ)アクリレート化合物(C)を更に含有する請求項1に記載の高屈折率硬化性組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)と前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)との質量比(A/B)が、1/99~70/30である請求項1又は2に記載の高屈折率硬化性組成物。
- 前記多官能(メタ)アクリレート化合物(A)及び前記単官能(メタ)アクリレート化合物(B)の合計含有量が、15質量%以上45質量%以下である請求項1から3のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物。
- 前記無機ナノ粒子の含有量が、55質量%以上85質量%以下である請求項1から4のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物。
- 前記無機ナノ粒子が、酸化チタンである請求項1から5のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物。
- 前記無機ナノ粒子の粒子径が、1nm以上100nm以下である請求項1から6のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物。
- 請求項1から7のいずれかに記載の高屈折率硬化性組成物を光硬化してなることを特徴とする高屈折率硬化物。
- 波長636nmにおける屈折率nが、1.80以上である請求項8に記載の高屈折率硬化物。
- 示差走査熱量測定により測定したガラス転移温度が、60℃以上である請求項8又は9に記載の高屈折率硬化物。
- ヘーズが、1.0以下である請求項8から10のいずれかに記載の高屈折率硬化物。
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|---|---|---|---|
| JP2024081152A JP2025174660A (ja) | 2024-05-17 | 2024-05-17 | 高屈折率硬化性組成物、及び高屈折率硬化物 |
| JP2024-081152 | 2024-05-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025239368A1 true WO2025239368A1 (ja) | 2025-11-20 |
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|---|---|---|---|
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Country Status (2)
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009102539A (ja) * | 2007-10-24 | 2009-05-14 | Olympus Corp | 重合性樹脂組成物およびそれを用いた光学素子 |
| WO2022203081A1 (ja) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光硬化性樹脂組成物、光学部品、光学部品の製造方法、及び発光装置 |
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2024
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-
2025
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
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| JP2025174660A (ja) | 2025-11-28 |
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