JPH04198312A - 光学用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物およびこれを用いた複合型光学素子 - Google Patents
光学用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物およびこれを用いた複合型光学素子Info
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- JPH04198312A JPH04198312A JP2323236A JP32323690A JPH04198312A JP H04198312 A JPH04198312 A JP H04198312A JP 2323236 A JP2323236 A JP 2323236A JP 32323690 A JP32323690 A JP 32323690A JP H04198312 A JPH04198312 A JP H04198312A
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Abstract
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Description
光学系を構成している非球面レンズのうち、ガラスレン
ズ、プラスチックレンズ等の基材の表面に所望の形状に
設ける硬化された樹脂層として用いるのに好適な、活性
エネルギー線硬化型樹脂組成物およびこれを用いてなる
複合型光学素子に関する。
が、従来の活性エネルギー線硬化型樹脂組成物からなる
樹脂層は、硬化後の熱的耐久性及び反射防止膜のコーテ
イング性を両立することが不可能であった。
を2層構造としたレンズが知られている(特開昭60−
56544号公報)。これはガラス基材上に単官能(オ
リゴエステル)アクリレートと2官能ウレタンアクリレ
ートを合わせて50重量%以上含む可撓性の高い紫外線
硬化型樹脂層を設け、その上に多官能(オリゴエステル
)アクリレートや多官能ウレタンアクリレートだけを使
用した可撓性の低い紫外線硬化型樹脂層を設けたレンズ
である。この各層の特性により、第1層目で基材との線
膨張率差の影響を受は難い良好な熱的耐久性が得られ、
又、第2層目で良好な反射防止膜のコーテイング性が得
られる。
なわなければならず生産設備が増え、工程が長くなって
スペースをとり、才だ、加工時間がかかる為、コストア
ップにつながるという課題がある。
化型樹脂を単独で用いた複合型光学素子では、反射防止
膜にのコーテイング性が悪(、温度変化により反射防止
膜にクラックが入る。また、上記第2層目に使用される
可撓性の低い紫外線硬化型樹脂を単独で用いた複合型光
学素子では、成形中に基材や樹脂層に亀裂が入ったり、
温度変化により基材と樹脂層に剥離が生じる。
熱的耐久性と反射防止膜のコーテイング性が得られる活
性エネルギー線硬化型樹脂組成物とこれを用いた複合型
光学素子を提供することを目的とする。
、特定のウレタン変性ポリエステル(メタ)アクリレー
トと重合性不飽和基を3個以上有する化合物と重合性不
飽和基を1個有する化合物とを含有してなる活性エネル
ギー線硬化型樹脂組成物を用いると、上記目的が達成で
きることを見い出し、本発明を完成するに至った。
のと同一の化学構造を有するポリエステルポリオール(
a1)に、ポリイソシアネート(a1) と水酸基含
有(メタ)アクリレート(a 2) とを反応させて
得られるウレタン変性ポリエステル(メタ)アクリレー
トと、 (B)分子中に重合性不飽和結合を3個以上有する化合
物と、 (C)分子中に重合性不飽和結合を1個有する化合物 とを含有することを特徴とする光学用活性エネルギー線
硬化型樹脂組成物、および この活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を硬化させてな
る樹脂層が、基材表面に所望の形状に設けられているこ
とを特徴とする複合型光学素子を提供するものである。
もつ金型と、ガラスレンズ、プラスチックレンズ等の基
材の表面との間に一定量の活性エネルギー線硬化型樹脂
組成物液を介在させ、レンズ側から活性エネルギー線を
照射し、該樹脂組成物を重合硬化させた後、金型を離型
させることにより得られる。
ものに限らず基材レンズの凸面側に設ける場合や、基材
レンズの両面に設けてもよい。更に、樹脂と基材レンズ
の密着性を向上させるために通常接着力向上のために使
用されるシランカップリング剤等を基材レンズに塗布し
てから樹脂層を設けてもよい。
化型樹脂組成物をなす(A)成分、(B)成分、 (C
)成分及びその他の成分については以下に説明する。
同一の化学構造を有するポリエステルポリオール(a1
)を主鎖骨格としており、該ポリエステルポリオール(
a1)分子末端部にある水酸基にポリイソシアネート(
a1)のイソシアネート基を反応させてウレタン結合と
し、さらに該ポリイソシアネートの残りのイソシアネー
ト基に分子中に水酸基を持つ(メタ)アクリレート(a
1)の水酸基を反応させて同様にウレタン結合とした構
造を有するウレタン変性ポリエステル(メタ)アクリレ
ートである。
基を各々1個以上もつ炭素原子数2以上のヒドロキシカ
ルボン酸が分子内縮合した構造を有するものならばいず
れでもよく、例えばγ−プチロラ クトン、γ−バレロ
ラクトン、δ−ノぐレロラクトン、ε−カプロラクトン
、D−グルコノ−1,4−ラクトン、1.10−フェナ
ントレンカルボラクトン、4−ペンテン−5−オリド、
12−ドデカノリド等が使用される。これらのラクトン
は、前記ポリエステルポリオール(a1)を得るに際し
て、それぞれ単独あるいは2種以上混合して使用される
が、この際更にジオール、ジカルボン酸、ヒドロキシカ
ルボン酸等の様な共重合可能な他のモノマーを併用して
も良い。もちろん、前記ポリエステルポリオール(a1
)としては、炭素原子数2以上のヒドロキシカルボン酸
を直接重縮合して得られたものでもよいみ前記ラクトン
のなかでは、ε−カプロラクトンの開環重合反応によっ
て得られるポリエステルポリオールが粘度が低く、耐熱
性、耐加水分解性、低温特性に優れるので好ましい。尚
、ラクトンの開環重合時に開始剤として使用する含水酸
基化合物の官能基数により3個以上の水酸基をもつ分岐
ポリエステルポリオールが得られるが、(A)成分は該
分岐ポリエステルポリオールを出発原料としても構わな
い。
は、通常平均分子量が100〜10.000のものを用
いるが、なかでも平均分子量が200〜5.000のも
のが好ましい。
トリレンジイソシアネート、4.4−一ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、水添4.4−−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
キシリ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、インホロンジイソシアネート、1.5−ナフ
タレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、
p−フ二二レンジイソシアネート、トランスシクロへ牛
サン1゜4−ジイソシアネート、リジンジインシアネー
ト、テトレメチルキシレンジインシアネート、リジンエ
ステルトリイソシアネート、1,6.11−ウンデカン
トリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−4−
インシアネートメチルオクタン、1,3.6−ヘキサメ
チレントリイソシアネート、トリメチルへ牛すメチレン
ジイソシア不−ト等が使用され、なかでも脂肪族ポリイ
ソシアネートが好ましい。
、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
2−ヒドロキシプロピル(メタ)アク’)レート、2−
ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒ
ドロキシエチルフタル酸、ペンタエリスリトールトリ(
メタ)アクリレート、3−アクリロイルオキシグリセリ
ンモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(
メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1−(メタ)ア
クリロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロパン、グリ
セリンジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコー
ルモノ(メタ)アクリレート、ポリε−カプロラクトン
モノ (メタ)アクリレート等が使用される。
)としては、例えば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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)ア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)ア
クリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アク
リレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アク
リレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)インシアヌ
レートのトリ (メタ)アクリレート、トリス(ヒドロ
キシプロピル)インシアヌレートのトリ(メタ)アクリ
レート、トリアリルトリメリット酸、トリメリット酸の
トリ (メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレ
ート等の多官能(メタ)アクリレートが使用される。
ゴマー性のものでもよく、例えばフタル酸あるいはテト
ラヒドロフタル酸にトリメチロールプロパンおよびテト
ラヒドロキシエチルイソシアヌール酸を反応して得られ
るポリエステル化合物にさらにアクリル酸あるいは水酸
基を含むアクリル酸エステルを反応させて得られる多官
能ポリエステルアクリレート等も使用できる。
しては、例えばメトキシエチレングリフール(メタ)ア
クリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)
アクリレート、β−(メタ)アクリロイルオ牛シエチル
ハイドロゲンフタレート、β−(メタ)アクリロイルオ
キシエチルノ1イドロゲンサクシネート、ノニルフェノ
キシエチル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシエ
チル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレング
リコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレン
グリコール(メタ)アクリレート、β−(メタ)アクリ
ロイルオキシプロビルノ\イドロゲンフタレート、β−
(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンサク
シネート、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)ア
クリレート、アルキル(メタ)アクリレート、シクロヘ
キシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル
(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレ
ート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート、2−ヒトロキシー3−フェノキ
ンプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリ
ロイルオキンエチル−2−ヒドロ牛ジエチルフタル酸、
3−アクリロイルオキシグリセリンモノ(メタ)アクI
J L。
−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロ牛シ=3−(メタ
)アクリロ牛シプロパン、ポリプロピレングリコールモ
ノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ポリε−カプロラクトンモノ(
メタ)アクリレート、ジアルキルアミノエチル(メタ)
アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、モノ
(2−メタクリロイルオキシエチル)アラシドホスフ
ェート、モノ(2−アクリロイルオ牛ジエチル)アラシ
ドホスフェート、トリフロロエチル(メタ)アクリレー
ト、2,2,3.3−テトラフロロプロピル(メタ)ア
クリレート、2.2.3.4.4.4−ヘキサフロロブ
チル(メタ)アクリレート、パーフロロオクチルエチル
(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシアル
キル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ
)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレ
ート等の単官能(メタ)アクリレート、及びN−ビニル
ピロリドン、N−ビニルピリジン等が使用される。
メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アク
リレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、
インボロニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニ
ルオキシエチル(メタ)アクリレート、インボロニルオ
キシエチル(メタ)アクリレート等の多環系化合物が、
硬化樹脂層の温度による物性変化を小さくするので好ま
しい。
活性エネルギー線硬化型樹脂組成物を電子線以外の活性
エネルギー線、例えば紫外線で硬化させる場合には、通
常該組成物に更に光重合開始剤(D)を加える。尚、電
子線で硬化させる場合には光重合開始剤(D)は通常必
要ない。
アミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エステル
、アルフキンアセトフェノン、へンジルジメチルケター
ル、ベンゾフェノンおよびベンゾフェノン誘導体、ベン
ゾイル安息香酸アルキル、ビス(4−シアル牛ルアミノ
フェニル)ケトン、ベンジルおよびベンジル誘導体、ベ
ンゾインおよびベンゾイン誘導体、ベンゾインアルキル
エーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノ
ン、1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン、チ
オキサントンおよびチオキサントン誘導体、2,4.6
−トリメチルベンゾイルジフエノイルフオスフインオキ
シド等が使用される。
硬化させた樹脂層に強靭性を与え、衝撃、振動、高湿、
高温等の条件下でも樹脂層に亀裂や変形を生じさせない
ようにするための成分で、(A)、(B)及び(C)の
合計100重量%中に、通常10〜90重量%含有させ
る。なかでも粘度が低く、成形作業性に優れ、樹脂層が
強靭となる点で10〜40重量%が好ましい。
機械的物性の温度依存性を小さくし、高温やヒートサイ
クルの条件下においても樹脂層が充分な強度を保つ為の
成分で、(A)、 (B)及び(C)の合計100重量
%中に、通常2〜70重量%含有させる。なかでも樹脂
層の機械的物性の温度依存性が小さく、強靭で、硬化時
の収縮が小さく、亀裂や面精度の低下がない点で32〜
55重量%が好ましい。尚、(B)成分の含有率が32
〜55重量%で、かつ(A)成分の含有率が10〜40
重量%であると特に好ましい。
ま、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物の硬化前の粘度
を低下させるための成分で、(A)、(B)及び(C)
の合計100重量%中に、通常10〜60重量%含有さ
せる。
力を有する活性種を生成する化合物で、(A)、(B)
、(C)および(D)の合計100重量%中に通常0.
5〜10重量%の範囲で添加するのが樹脂層の諸物性を
低下させず良好な硬化速度が得られるので適切である。
は、上記(A)、(B)、(C)、(D)成分以外にヒ
ドロキノン、メトキノン等の重合禁止剤、ヒンダードフ
ェノール系の酸化防止剤、消泡剤、離型剤、レベリング
剤等を添加しても構わない。
クロ波、遠赤外線、赤外線、可視光線、紫外線、電子線
、放射線(β線、γ線)等が挙げられ、なかでも紫外線
が好ましい。
高圧水銀灯、ブラックライト等が使用される。
コに、ε−カプロラクトンを開環重合して得られたポリ
エステルポリオール(分子量:850、官能基数=2、
水酸基価:135mgKOH/g)415.7 gとイ
ンホロンジイソシアネート223.3g−ハイドロキノ
ン0.1g及びヒドロキシエチルアクリレート116.
1gを入れ70〜80°Cに加温後、攪拌を開始し、赤
外線吸収スペクトルでフラスコ内容物のイソシアネート
基含有率が0.1%以下になるまで攪拌して反応を終了
し、ウレタン変性ポリエステルアクリレート(A−1)
を得た。
コに、ε−カプロラクトンを開環重合して得られたポリ
エステルポリオール(分子量=2000、官能基数:3
、水酸基価:84+++gKOH/g)667.9gと
イソホロンジイソシアネー)223.3g、 ハイド
ロキノン0.1g及びヒドロキシエチルアクリレート1
16.1gを入れ70〜80°Cに加温後、攪拌を開始
し、赤外線吸収スペクトルでフラスコ内容物のイソシア
ネート基含有率が0.1%以下になるまで攪拌して反応
を終了し、ウレタン変性ポリエステルアクリレート (
A−2)を得た。
コに、ジエチレングリコールとアジピン酸を重縮合して
得られたポリエステルポリオール(分子量:2000、
官能基数=2、水酸基価=56mgKOH/ g) 1
002 gとイソホロンジイソシアネート223.3g
、 ハイドロキノン0.1gおよびヒドロキシエチルア
クリレート116.1gを入れ70〜80℃に加温後、
攪拌を開始し、赤外線吸収スペクトルでフラスコ内容物
のイソシアネート基含有率が0. 1%以下になるまで
攪拌して反応を終了し、ウレタン変性ポリエステルアク
リレート(a−1)を得た。
アクリレート(A−1)、 (A−2)、(a−1)に
、分子中に重合性不飽和結合を3個有する化合物と、分
子中に重合性不飽和結合を1個有する化合物及び光開始
剤を第1表に示す割合で配合し均一にした後、1μmの
カートリッジフィルターを通して濾過し、組成物を得た
。
s=50mm凸、中心厚=5.711II11、材質B
K7の基材球面レンズのR1凹面側に、中心厚みが15
0μm、R=75mn+になるように球面樹脂層を設け
て、紫外線を照射して硬化させ、複合型光学素子を得た
。さらに樹脂層上にS i Ox60rv。
射防止膜を蒸着した。
80%RHの高温高湿槽中に1000時間放置し、放置
後の樹脂層、反射防止膜の外観を観察して、放置前後で
変化のないものを○、変化のあるものをXと評価した。
クル試験槽中に放置し、5サイクルの温度変化試験を行
ない、試験後の樹脂層、反射防止膜の外観を観察して、
同様に評価した。結果を第1表に示す。
ートのトリアクリレート *2)ニトリメリット酸のトリアクリレート*3):ベ
ンタエリスリトールトリアクリレート*4):ベンタエ
リスリトールテトラアクリレート*5)ニジシクロペン
テニルオキシエチルメタアクリレート *6):ノニルフェノキシエチルアクリ1/−ト*7)
:1−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン *8):ベンゾイン什〉フロビルエーテル尚、第1表に
は硬化樹脂の剛性率を併記したが、この剛性率は幅4〜
5mm、 厚さ0.2〜0.4mmの硬化物を23m
mのスパン長で2個のチャック間に固定し、0.1%の
引っ張り歪を3.5Hzの周期で与え、3°(::/m
inの昇温速度で昇温したときの剛性率を示している。
が、両凹レンズ、両凸レンズ、平板などの形状でも良い
。又、基材凹面へ樹脂層を設ける以外に凸面、平面など
に樹脂層を設けても良く、基材の片面のみでなく、両面
に樹脂層を設けても良い。基材材質はガラスのみならず
、アクリルやポリカーボネートのようなプラスチックで
も良い。
形状やフレネルレンズ、カメラの焦点板に見られるよう
な山形の繰り返し形状やプリズム等の平面形状の用途に
も応用が可能である。
脂組成物を用いた複合型光学素子は、樹脂の熱的耐久性
と反射防止膜のコーテイング性向上が図れる。しかも樹
脂層が一層構造であるため、生産工程が短縮され加工コ
ストが低下する。
ケ谷2丁目43番2号 第1ノンノ(ス光学工業株式会
社内 埼玉県上尾市浅間台3−16−10
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、(A)主鎖骨格としてラクトンの開環重合で得られ
るものと同一の化学構造を有するポリエステルポリオー
ル(a_1)に、ポリイソシアネート(a_2)と水酸
基含有(メタ)アクリレート(a_3)とを反応させて
得られるウレタン変性ポリエステル(メタ)アクリレー
トと、 (B)分子中に重合性不飽和結合を3個以上有する化合
物と、 (C)分子中に重合性不飽和結合を1個有する化合物 とを含有することを特徴とする光学用活性エネルギー線
硬化型樹脂組成物。 2、ウレタン変性ポリエステル(メタ)アクリレート(
A)と化合物(B)と化合物(C)の合計100重量%
中に含まれる化合物(B)の含有率が、32〜55重量
%である請求項1記載の組成物。 3、ウレタン変性ポリエステル(メタ)アクリレート(
A)と化合物(B)と化合物(C)の合計100重量%
中に含まれる化合物(A)の含有率が、10〜40重量
%である請求項2記載の組成物。 4、ポリエステルポリオール(a_1)が、ε−カプロ
ラクトンの開環重合反応で得られる化学構造と同一の化
学構造を主鎖骨格の主成分として有する請求項3記載の
組成物。 5、ポリエステルポリオール(a_1)の平均分子量が
、200〜5,000である請求項4記載の組成物。 6、ポリイソシアネート(a_2)が、脂肪族ポリイソ
シアネートである請求項4記載の組成物。 7、分子中に重合性不飽和結合を3個以上有す化合物(
B)が、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(メタ)アクリレート、
ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジ
ペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、テ
トラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テト
ラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、トリ
ス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのトリ(
メタ)アクリレート、トリス(ヒドロキシプロピル)イ
ソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレート、トリアリ
ルトリメリット酸、トリメリット酸のトリ(メタ)アク
リレート、トリアリルイソシアヌレートおよびフタル酸
あるいはテトラヒドロフタル酸にトリメチロールプロパ
ンおよびテトラヒドロキシエチルイソシアヌール酸を反
応して得られるポリエステル化合物にさらにアクリル酸
あるいは水酸基を含むアクリル酸エステルを反応させて
得られるポリエステルアクリレートからなる群から選ば
れる1種以上の化合物である請求項6記載の組成物。 8、更に光重合開始剤(D)を含有する請求項1〜7の
いずれか1つに記載の組成物。 9、請求項1〜8のいずれか1つに記載の活性エネルギ
ー線硬化型樹脂組成物を硬化させてなる樹脂層が、基材
の表面に所望の形状に設けられていることを特徴とする
複合型光学素子。 10、基材がガラスレンズである請求項9記載の複合型
光学素子。 11、基材がプラスチックレンズである請求項9記載の
複合型光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02323236A JP3092071B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 光学用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物およびこれを用いた複合型光学素子 |
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|---|---|
| JPH04198312A true JPH04198312A (ja) | 1992-07-17 |
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| JP02323236A Expired - Fee Related JP3092071B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 光学用活性エネルギー線硬化型樹脂組成物およびこれを用いた複合型光学素子 |
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| JP (1) | JP3092071B2 (ja) |
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