JPH0468010A - 紫外線硬化型組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フレネルレンズなどの光学部品の製造に適し
た紫外線硬化型組成物に関する。

［従来の技術］ フレネルレンズなどの光学部品の製造に紫外線硬化樹脂
を用いることが知られている（特開昭６３−１６３３３
０号公報）。また、光伝送用ガラスファイバーの被覆材
に、ポリオール成分の１種としてポリテトラメチレング
リコールを用いたウレタン了クリレートが知られている
（特開昭６４２４８１号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来のものは、光学部品として要求される光学
特性および硬化物の強靭性、耐薬品性、耐熱性、耐冷性
、耐湿性などの硬化物物性の全てを満足させるものでは
なかった。また、特開昭６４−２４８１号公報記載の組
成物はガラスファイバー用被覆材としては有用であるが
、粘度が高く光学部品の成形には不適であった。

［課題を解決するたｔの手段］ 本発明者らは、光学特性および硬化物物性に優れ、かつ
光学部品の成形が容易な紫外線硬化型組成物を検討した
結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、ポリオール（ａ）、ポリイソシア
ネート　（ｂ）および活性水素含有　（メタ）アクリレ
ート　（ｃ）からのウレタン　（メタ）アクリレートで
あって、ポリオール（ａ）が分子中に−（○ＣＨ，ＣＨ
２ＣＨ２ＣＨ，）、−（ただし、ｍは５〜１００である
）の構造を有するウレタン　（メタ）アクリレート　［
Ａ］、一般式％式％（１） （式中、Ｒ３は水素原子またはメチル基、Ｒ２は水素原
子または炭素数２０以下のアルキル基、Ａはエチレン基
またはプロピレン基、ｎは１〜２０の整数である）で示
される　（メタ）アクリレート［Ｂ］および光重合開始
剤［Ｃ］を必須成分とし［Ａ１１００重量部に対して、
［Ｂ］が５０〜２００重量部、［Ａ］および［Ｂ］の合
計１００重量部に対して［Ｃ］が０．０１〜２．５重量
部であり、かつ、粘度が３００〜３０００ｃｐｓである
光学部品注型成形用紫外線硬化型組成物である。

なお、本発明における粘度はＢ型粘度計を用いて２５℃
で測定したものである。

また、本発明における　（メタ）アクリレートとは、了
クリレートおよび／またはメタクリレートを表す（以下
も同様）。

本発明におけるポリオール（ａ）は、分子中に（○ＣＨ
２ＣＨ，ＣＨ２ＣＨ２）、−の構造を有する。ｍは５〜
１００、好ましくは１０〜５０である。ｍが５未満であ
ると、得られた硬化物の強靭性が劣り、１００を越える
と組成物の粘度が高くなり、光学部品を製造するとき注
型が困難になる。

（ａ）の例としては、ポリテトラメチレングリコール、
ポリテトラメチレングリコールのアルキレンオキサイド
［炭素数２〜４のアルキレンオキサイド例えばエチレン
オキサイド（ＪＪ下、ＥＯと略す）、プロピレンオキザ
イド（以下、ＰＯと略す）およびブチレンオキサイドな
ど］および／またはラクトン（炭素数は通常３〜７）付
加物、および、ポリアルキレンポリオール（ポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコ−ルなど）にテト
ラヒドロフランを開環重合したものが挙げられる。

（ａ）の分子量は通常５００〜１００００であり、好ま
しくは６００〜５０００である。　（ａ）中に−（ＯＣ
Ｈ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ，）、−の構造で示される部分は
、重量基準で［ａ］の５０％以上、好ましくは６０％以
上である。

なお、本発明に係わるポリオール（ａ）とエチレングリ
コール、１．４−ブタンジオール、１６−ヘキサンジオ
ールなどの低分子ポリオールを併用した場合は、組成物
の粘度が高くなりすぎ、光学部品成形用には適さない。

ポリイソシアネート　（ｂ）は、公知のものが使用でき
、例えばイソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネートなどの脂肪族ポリイソシアネートおよびトリレン
ジイソシアネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシ
アネートなどの芳香族ポリイソシアネートが挙げられる
。好ましいものはイソホロンジイソシアネート、ジシク
ロヘキシルメタンジイソシアネートである。

活性水素含有　（メタ）アクリレート　（ｃ）としては
、ヒドロキシアルキル（アルキル基の炭素数は通常２〜
４）　（メタ）アクリレート　［ヒドロキシエチル　（
メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル　（メタ）ア
クリレートなど］、ヒドロキシアルキル　（メタ）アク
リレートのアルキレンオキサイド（炭素数２〜４のアル
キレンオキサイド例えばＥＯ，ＰＯおよびブチレンオキ
サイドなど）付加物（以下、ＡＯＡと略す）および／ま
たはラクトン（炭素数は通常３〜７）の付加物（付加モ
ル数は通常１〜２０、好ましくは１〜１０）などが挙げ
られる。

（ａ）、　（ｂ）および　（ｃ）からのウレタン　（メ
タ）アクリレート［Ａ］は、　（ａ）、　（ｂ）および
（ｃ）を反応させることにより得られる。　（ａ）、　
（ｂ）および　（ｃ）を反応させるに際し、通常（ａ）
１モルに対し　（ｂ）は１．５〜２モル（ｃ）は１〜２
モル使用される。

反応方法としては、　（ａ）、　（ｂ）および（ｃ）を
−括して反応容器に仕込み反応させる方法、（ａ）、　
（ｂ）′Ｊ６よび　（ｃ）を分割して多段反応させる方
法［例えば、　（ａ）と　（ｂ）を反応させた後、　（
ｃ）を反応させる］などが挙げられる。

反応温度は通常４０〜１３０℃で、好ましくは６０〜１
２０℃である。反応においては、反応を促進するため通
常のウレタン反応に用いられる触媒（ジブチルチンジラ
ウレート、スタナスオクトエートなど）などを使用する
こともできる。

［Ａコの分子量は、通常６００〜１２０００、好ましく
は１０００〜６０００である。

本発明における　（メタ）アクリレート［Ｂ］は一般式
（１）で示され、Ｒ１は水素原子またはメチル基である
。Ｒ２は水素原子または炭素数２０以下のアルキル基で
あり、好ましくは炭素数５〜１５である。Ａはエチレン
基またはプロピレン基ｎは１〜２０であり、好ましくは
２〜１０である。ｎが１未満であると硬化物の強靭性が
劣り、２０を越えると硬化物の屈折率が低くなる。

本発明における組成物は必要に応じて［Ｂ］と公知の単
官能、三官能および多官能（メタ）アクリレートを併用
することができる。併用される　（メタ）了クリレート
は、特に限定されないが、例えば単官能　（メタ）アク
リレートとしては　（メタ）アクリル酸２−エチルヘキ
シル、２−エチルヘキサノール、フェノールなどのＡＯ
Ａの　（メタ）アクリレートなどがあげられる。また、
三官能（メタ）了クリレートとしては、１，４−ブチレ
ンクリコール、ネオペンチルグリコール、１．６ヘキサ
ングリコールなどのグリコール類、ビスフェノールＡ１
ビスフエノールＦなどのビスフェノール類、およびこれ
らのＡＯＡの三官能（メタ）アクリレートなどがあげら
れる。多官能　（メタ）アクリレートとしては、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエ
リスリトールなどの多価アルコール類およびこれらのＡ
ＯＡの多官能　（メタ）アクリレートなどがあげられる
。三官能　（メタ）アクリレートを併用する場合は［Ｂ
］１００重量部に対して３０Ｂ以下、多官能　（メタ）
アクリレートを併用する場合は５部以下が好ましい。

また、　（メタ）アクリレート以外のラジカル重合性千
ツマ−（例えば、ビニル基またはアリル基含有モノマー
など）を併用することができる。

本発明における光重合開始剤［Ｃ］として、例えば、ベ
ンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール
、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、ベンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート、
イソプロピルチオキサントンなどが挙げられる。

［Ａコ、［Ｂ］および［Ｃ］の重量割合は、［Ａｌ２Ｏ
２部に対して［Ｂ］は５０〜２００部、好ましくは６０
〜１５０部であり、［Ａ］および［Ｂ］の合計１００部
に対して［Ｃ］は０．０１〜２．５部、好ましくは０．
０５〜２部である。

［Ｂ］が５０部未満であると組成物の粘度が高くなり、
光学部品の成形が困難になる。また、２００部を越える
と硬化物の強靭性が低下する。［Ｃ］が０，０１部未満
であると硬化時間が長くなり、２．５部を越えて使用し
ても硬化時間はほとんど短縮されない。

なお、必要により本発明の組成物に熱重合禁止剤、消泡
剤、レベリング剤、カップリング剤などの添加剤を添加
することができる。

本発明の組成物は、紫外線を照射することにより硬化さ
せることができる。紫外線照射装置は特に限定はなく、
公知のものが使用できる。

［実施例］ 以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。実施例中の部は重量部を示
す。

合成例１ 攪拌機、冷却管および温度計を備えた四つロフラスコに
、分子！２０００のポリテトラメチレングリコール２０
０部、イソホロンジイソシアネー）４４．４部およびジ
ブチルチンジラウレート００１部を取り、９０〜１００
℃で３時間反応させ、その後ヒドロキシエチルアクリレ
ート２３゜２部およびモノエチルハイドロキノン０．２
部を加え、８５〜９５℃で７時間反応させてウレタンア
クリレートｒＵ−Ｉ　Ｊを得た。

合成例２ 合成例１と同様に、分子量６００のポリテトラメチレン
グリコールにＰ○付加したグリコール（分子ｊｉ１００
０）１００部、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネー
）５２．４部およびジブチルチンジラウレート０．００
５部を９０〜１００℃で３時間反応させ、その後ヒドロ
キシエチルアクリレート２３．２部およびモノメチルハ
イドロキノン０．１部を加え、８５〜９５℃で７時間反
応させてウレタンアクリレ−）ｒＵ−２Ｊを得た。

合成例３ 合成例１と同様に、分子量１０００のポリテトラメチレ
ングリコール１００ｆｉ、イソホロンジイソシアネート
４４．４部およびジブチルチンジラウレー）０．００５
８を９０〜１００℃で３時間反応させ、その後ヒドロキ
シエチルアクリレート２３．２部およびモノメチルハイ
ドロキノン０゜１部を加え、８５〜９５℃で７時間反応
させてウレタンアクリレートｒＵ−３Ｊを得た。

合成例４ 合成例１と同様に、分子量２０００のポリプロピレング
リコール２００部、イソホロンジイソシアネート４４．
４部およびジブチルチンジラウレ−）０．００５部を９
０〜１００℃で３時間反応させ、その後ヒドロキシエチ
ルアクリレート２３２部およびモノメチルハイドロキノ
ン０．１部を加え、８５〜９５℃で７時間反応させてウ
レタンアクリレートｒＵ−４」を得た。

合成例５ 合成例１と同様に、分子量２０００のポリテトラエチレ
ングリコール１００部、１，４−ブタンジオール４．５
部、イソホロンジイソシアネート３３．３部およびジブ
チルチンジラウレート０００５部を９０〜１００℃で３
時間反応させ、その後ヒドロキシエチルアクリレ−）１
１．６部およびモノメチルハイドロキノン０．１部を加
え、８５〜９５℃で７時間反応させてウレタンアクリレ
ートｒＵ−５Ｊを得た。

実施例１ ウレタンアクリレートｒＵ−ＩＪ５０部モノマーＡ［一
般式（■）でＲ１が 水素原子、Ｒ２がノニル基、ｎが２ のもの］　　　　　　　　　　　　　　　４０部ビスフ
ェノールＡのＥＯ２モル付加 物のジアクリレート　　　　　　　　　１０部１−ヒド
ロキシシクロヘキシル フェニルケトン　　　　　　　　　　　　１部を配合、
均一溶解して粘度１６５０ｃｐｓの本発明の組成物を得
た。

実施例２ ウレタンアクリレート「Ｕ−２Ｊ５０部モノマーＢ［一
般式（１）でＲ，が 水素原子、Ｒ２がノニル基、ｎが４ のもの］　　　　　　　　　　　　　　　４０部ビスフ
ェノールＡのＥＯ２モル付加 物のジアクリレート　　　　　　　　　　１０部１−ヒ
ドロキシシクロヘキシル フェニルケトン　　　　　　　　　　　　１部を実施例
］と同様にして粘度１０５０ｃｐｓの本発明の組成物を
得た。

実施例３ ウレタンアクリレ〜）ｒＵ−３Ｊ　　　　　５部部モノ
マーＣ［一般式（Ｉ）でＲ Ｒ２が水素原子、ｎが２のもの］　　　４０部ビスフェ
ノールＡのＥ０２モル付加 物のジアクリレート　　　　　　　　　　１０部１−ヒ
ドロキシシクロヘキシル フェニルケトン　　　　　　　　　　　　１部を実施例
１と同様にして粘度２０５０ｃｐｓの本発明の組成物を
得た。

比較例１ 実施例１のウレタンアクリレートｒＵ−ＩＪのかわりに
ｒＵ−４Ｊを用いて実施例１と同様にして粘度９００ｃ
ｐｓの比較用の組成物を得た。

比較例２ 実施例１のウレタンアクリレートｒＵ−ＩＪのかわりに
ｒＵ−５Ｊを用いて実施例１と同様にして粘度４１００
ｃｐｓの比較用の組成物を得た。

試験例１ １字溝が同心円状に切削された３　０　ｃｍ　ｘ　３　
Ｑ　ｃｍの樹脂型に、実施例１〜３および比較例１で得
られた組成物を厚さ１ｍｍになるように塗布し、その上
ヲポリエステルフィルムで覆い、ポリエステルフィルム
面から紫外線を１００　ｍＪ／ｃｍ２照射してフレネル
レンズを作製した。

これらの耐薬品性の試験結果を表１に、強靭性、耐熱性
、耐冷性の試験結果を表２に示す。

試験例２ 比較例２で得られた組成物を試験例１と同様にしてフレ
ネルレンズを作製したが、このものには気泡があり、か
つ、１字溝の転写性も不充分であった。

表 （注１） 耐酸性・・・１％硫酸水溶液に２４時間浸漬後、水洗い
乾燥し、外観をチエツク。

耐アルカリ性・・・１％水酸化ナトリウム水溶液に２４
時間浸漬後、水洗い乾燥し、外観 をチエツク。

ル性ニア０％メタノールを含浸させ たさらしに荷重５００ｇをかけて試験 片上を１０回往復。

耐了ルコ 表−２（注２） 強靭性・・・爪でこすり傷つきの有無をチエツク。

耐熱性・・・４０℃×１６８時間放置後、外観をチエツ
ク。

耐冷性・・・−２０℃×１６８時間放置後、外観をチエ
ツク。

［発明の効果］ 本発明の組成物は、フレネルレンズなどの光学部品の成
形が容易であり、また、耐薬品性、強靭性、耐熱性およ
び耐冷性が優れている。

特許出願人　　ソ　ニー株式会社 （注２）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリオール（ａ）、ポリイソシアネート（ｂ）およ
   び活性水素含有（メタ）アクリレート（ｃ）からのウレ
   タン（メタ）アクリレートであって、ポリオール（ａ）
   が分子中に−（ＯＣＨ＿２ＣＨ＿２ＣＨ＿２ＣＨ＿２）
   ＿ｍ−（ただし、ｍは５〜１００である）の構造を有す
   るウレタン（メタ）アクリレート［Ａ］、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中、Ｒ＿１は水素原子またはメチル基、Ｒ＿２は水
   素原子または炭素数２０以下のアルキル基、Ａはエチレ
   ン基またはプロピレン基、ｎは１〜２０の整数である）
   で示される（メタ）アクリレート［Ｂ］および光重合開
   始剤［Ｃ］を必須成分とし、［Ａ］１００重量部に対し
   て、［Ｂ］が５０〜２００重量部、［Ａ］および［Ｂ］
   の合計１００重量部に対して［Ｃ］が０．０１〜２．５
   重量部であり、かつ、粘度が３００〜３０００ｃｐｓで
   ある光学部品成形用紫外線硬化型組成物。