JP2002235005A - 光学用材料用組成物、光学用材料およびその製造方法 - Google Patents

光学用材料用組成物、光学用材料およびその製造方法

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JP2002235005A
JP2002235005A JP2001033501A JP2001033501A JP2002235005A JP 2002235005 A JP2002235005 A JP 2002235005A JP 2001033501 A JP2001033501 A JP 2001033501A JP 2001033501 A JP2001033501 A JP 2001033501A JP 2002235005 A JP2002235005 A JP 2002235005A
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component
optical material
phenolic hydroxyl
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JP2001033501A
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English (en)
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Masayuki Fujita
雅幸 藤田
Katsuya Ouchi
克哉 大内
Harumi Sakamoto
晴美 坂本
Manabu Tsumura
学 津村
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光学的透明性が高くかつ耐候性と密着性に優れ
る光学用材料用組成物、光学用材料、その製造方法を提
供すること。 【解決手段】(A)SiH基と反応性を有する炭素−炭
素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系
骨格からなる有機化合物、(B)1分子中に少なくとも
2個のSiH基を含有するケイ素化合物、(C)ヒドロ
シリル化触媒、(D)シランカップリング剤、を必須成
分とする組成物であって、フェノール性水酸基および/
あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有する化合物の
含有量を75重量%以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学用材料に関する
ものであり、更に詳しくは、光学的透明性が高くかつ耐
候性と密着性に優れる光学用材料用組成物、光学用材
料、その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置用、LED封止用をはじめ
とする光学用材料としては、近年使用環境の変化に伴
い、耐熱性が高く、複屈折率が低く、光弾性係数が小さ
く、光学的透明性が高いばかりではなく、耐候性に優れ
た材料が望まれている。
【0003】本発明者らは耐熱性が高く、複屈折率が低
く、光弾性係数が小さく、光学的透明性が高い光学材料
として、(A)SiH基と反応性を有する炭素−炭素二
重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系骨格
からなる有機化合物、(B)1分子中に少なくとも2個
のSiH基を含有するケイ素化合物、(C)ヒドロシリ
ル化触媒、を必須成分とする光学用材料用組成物および
これを硬化して得られる光学用材料を提案している(出
願番号P2000−398382)。
【0004】しかしこのような光学材料も、太陽光に曝
されたり、より低波長のLED封止材として用いられた
場合、耐候性が不十分であり、黄変による着色や硬化物
物性の低下が起こり問題となるとともに各種基材に対す
る密着性も十分ではない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
的透明性が高くかつ耐候性と密着性に優れる光学用材料
用組成物、光学用材料およびその製造方法を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明者らは鋭意研究の結果、(A)SiH基と反
応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくと
も2個含有する有機系骨格からなる有機化合物、(B)
1分子中に少なくとも2個のSiH基を含有するケイ素
化合物、(C)ヒドロシリル化触媒、(D)シランカッ
プリング剤、を必須成分とする組成物であって、フェノ
ール性水酸基および/あるいはフェノール性水酸基の誘
導体を有する化合物の含有量を75重量%以下にするこ
とによって上記課題を解決できることを見出し、本発明
に至った。
【0007】すなわち、(A)SiH基と反応性を有す
る炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有
する有機系骨格からなる有機化合物、(B)1分子中に
少なくとも2個のSiH基を含有するケイ素化合物、
(C)ヒドロシリル化触媒、(D)シランカップリング
剤、を必須成分とする組成物であって、フェノール性水
酸基および/あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有
する化合物の含有量が75重量%以下である光学用材料
用組成物(請求項1)であり、(A)成分がフェノール
性水酸基および/あるいはフェノール性水酸基の誘導体
を有さない、SiH基と反応性を有する炭素−炭素二重
結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系骨格か
らなる有機化合物である、請求項1に記載の光学用材料
用組成物(請求項2)であり、(B)成分がフェノール
性水酸基および/あるいはフェノール性水酸基の誘導体
を有さない、1分子中に少なくとも2個のSiH基を含
有するケイ素化合物である、請求項1に記載の光学用材
料用組成物であり(請求項3)、(A)成分がフェノー
ル性水酸基および/あるいはフェノール性水酸基の誘導
体を有さない、SiH基と反応性を有する炭素−炭素二
重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系骨格
からなる有機化合物であり、なおかつ(B)成分がフェ
ノール性水酸基および/あるいはフェノール性水酸基の
誘導体を有さない、1分子中に少なくとも2個のSiH
基を含有するケイ素化合物である、請求項1に記載の光
学用材料用組成物(請求項4)であり、(D)成分が、
分子中にエポキシ基、メタクリル基、アクリル基、イソ
シアネート基、イソシアヌレート基、ビニル基、カルバ
メート基から選ばれる少なくとも1個の官能基と、加水
分解性のケイ素基を有するシランカップリング剤であ
る、請求項1ないし4に記載の光学用材料用組成物(請
求項5)であり、請求項1ないし5のいずれか一項に記
載の光学用材料用組成物に、さらに(E)成分としてシ
ラノール縮合触媒を含有する光学用材料用組成物(請求
項6)であり、(E)成分のシラノール縮合触媒が、ア
ルミニウム系化合物および/あるいはチタン系化合物で
ある請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光学用材
料用組成物(請求項7)であり、請求項1ないし7のい
ずれか一項に記載の光学用材料用組成物をあらかじめ混
合し、(A)成分中の炭素−炭素二重結合と(B)成分
中のSiH基の一部または全部を反応させることによっ
て硬化させてなる光学用材料(請求項8)であり、請求
項1ないし7のいずれか一項に記載の光学用材料用組成
物をあらかじめ混合し、(A)成分中の炭素−炭素二重
結合と(B)成分中のSiH基の一部または全部を反応
させることによって硬化させてなる請求項8に記載の光
学用材料の製造方法(請求項9)である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】まず、本発明における(A)成分について
説明する。
【0010】(A)成分はSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する
有機化合物であれば特に限定されない。有機化合物とし
てはポリシロキサン−有機ブロックコポリマーやポリシ
ロキサン−有機グラフトコポリマーのようなシロキサン
単位(Si−O−Si)を含むものではなく、構成元素
としてC、H、N、O、S、ハロゲンのみを含むもので
あることが好ましい。シロキサン単位を含むものの場合
は、ガス透過性やはじきの問題がある。
【0011】SiH基と反応性を有する炭素−炭素二重
結合の結合位置は特に限定されず、分子内のどこに存在
してもよい。
【0012】(A)成分の有機化合物は、有機重合体系
の化合物と有機単量体系化合物に分類できる。
【0013】有機重合体系化合物としては例えば、ポリ
エーテル系、ポリエステル系、ポリアリレート系、ポリ
カーボネート系、飽和炭化水素系、不飽和炭化水素系、
ポリアクリル酸エステル系、ポリアミド系、フェノール
−ホルムアルデヒド系(フェノール樹脂系)、ポリイミ
ド系の化合物を用いることができる。
【0014】また有機単量体系化合物としては例えば、
フェノール系、ビスフェノール系、ベンゼン、ナフタレ
ンなどの芳香族炭化水素系:直鎖系、脂環系等の脂肪族
炭化水素系:複素環系の化合物およびこれらの混合物等
が挙げられる。
【0015】(A)成分のSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合としては特に限定されないが、下記一
般式(I)
【0016】
【化1】 (式中R1は水素原子あるいはメチル基を表す。)で示
される基が反応性の点から好適である。また、原料の入
手の容易さからは、
【0017】
【化2】 示される基がが特に好ましい。
【0018】(A)成分のSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合としては、下記一般式(II)
【0019】
【化3】 (式中R1は水素原子あるいはメチル基を表す。)で示
される脂環式の基が、硬化物の耐熱性が高いという点か
ら好適である。また、原料の入手の容易さからは、
【0020】
【化4】 示される脂環式の基が特に好ましい。
【0021】SiH基と反応性を有する炭素−炭素二重
結合は(A)成分の骨格部分に直接結合していてもよ
く、2価以上の置換基を介して共有結合していても良
い。2価以上の置換基としては炭素数0〜10の置換基
であれば特に限定されないが、構成元素としてC、H、
N、O、S、ハロゲンのみを含むものが好ましい。これ
らの置換基の例としては、
【0022】
【化5】
【0023】
【化6】 が挙げられる。また、これらの2価以上の置換基の2つ
以上が共有結合によりつながって1つの2価以上の置換
基を構成していてもよい。
【0024】以上のような骨格部分に共有結合する基の
例としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、アクリ
ル基、メタクリル基、2−ヒドロキシ−3−(アリルオ
キシ)プロピル基、2−アリルフェニル基、3−アリル
フェニル基、4−アリルフェニル基、2−(アリルオキ
シ)フェニル基、3−(アリルオキシ)フェニル基、4
−(アリルオキシ)フェニル基、2−(アリルオキシ)
エチル基、2、2−ビス(アリルオキシメチル)ブチル
基、3−アリルオキシ−2、2−ビス(アリルオキシメ
チル)プロピル基、
【0025】
【化7】 が挙げられる。
【0026】(A)成分の具体的な例としては、ジアリ
ルフタレート、トリアリルトリメリテート、ジエチレン
グリコールビスアリルカーボネート、トリメチロールプ
ロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリア
リルエーテル、1,1,2,2,−テトラアリロキシエ
タン、ジアリリデンペンタエリスリット、トリアリルシ
アヌレート、トリアリルイソシアヌレート、1,2,4
−トリビニルシクロヘキサン、ジビニルベンゼン類(純
度50〜100%のもの、好ましくは純度80〜100
%のもの)、ジビニルビフェニル、1,3−ジイソプロ
ペニルベンゼン、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、
およびそれらのオリゴマー、1,2−ポリブタジエン
(1、2比率10〜100%のもの、好ましくは1、2
比率50〜100%のもの)、ノボラックフェノールの
アリルエーテル、アリル化ポリフェニレンオキサイド、
【0027】
【化8】
【0028】
【化9】 の他、従来公知のエポキシ樹脂のグルシジル基をアリル
基に置き換えたものなどが挙げられる。
【0029】(A)成分としては、上記のように骨格部
分とアルケニル基とに分けて表現しがたい、低分子量化
合物も用いることができる。これらの低分子量化合物の
具体例としては、ブタジエン、イソプレン、オクタジエ
ン、デカジエンなどの脂肪族鎖状ポリエン化合物系、シ
クロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタ
ジエン、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエ
ン、ノルボルナジエンなどの脂肪族環状ポリエン化合物
系、ビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキセンなど
の置換脂肪族環状オレフィン化合物系などが挙げられ
る。
【0030】上記した(A)成分としては、耐熱性をよ
り向上し得るという観点から、SiH基と反応性を有す
る炭素−炭素二重結合を(A)成分1gあたり0.00
1mol以上含有するものであればよいが、さらに、1
gあたり0.005mol以上含有するものが好まし
く、0.008mol以上含有するものが特に好まし
い。
【0031】(A)成分のSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合の数は、平均して1分子当たり少なく
とも2個あればよいが、力学強度をより向上したい場合
には2を越えることが好ましく、3個以上であることが
より好ましい。(A)成分のSiH基と反応性を有する
炭素−炭素二重結合の数が1分子内当たり1個以下の場
合は、(B)成分と反応してもグラフト構造となるのみ
で架橋構造とならない。
【0032】(A)成分としては、他の成分との均一な
混合、および良好な作業性を得るためには100℃以下
の温度において流動性があるものが好ましく、線状でも
枝分かれ状でもよく、分子量は特に制約はないが、50
〜100,000の任意のものが好適に使用できる。分
子量が100、000以上では一般に原料が高粘度とな
り作業性に劣るとともに、アルケニル基とSiH基との
反応による架橋の効果が発現し難い。
【0033】また、(A)成分としては、着色特に黄変
の抑制の観点からフェノール性水酸基および/あるいは
フェノール性水酸基の誘導体を有する化合物の含有量が
少ないものが好ましく、フェノール性水酸基および/あ
るいはフェノール性水酸基の誘導体を有する化合物を含
まないものが好ましい。本発明におけるフェノール性水
酸基とはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等
に例示される芳香族炭化水素核に直接結合した水酸基を
示し、フェノール性水酸基の誘導体とは上述のフェノー
ル性水酸基の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキ
ル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、アセトキ
シ基等のアシル基等により置換された基を示す。
【0034】また複屈折率が低い、光弾性係数が低いな
どのように光学特性が良好であるとともに耐候性が良好
であるという観点からは、芳香環の(A)成分中の成分
重量比が50重量%以下であるものが好ましく、40重
量%以下のものがより好ましく、30重量%以下のもの
がさらに好ましい。最も好ましいのは芳香族炭化水素環
を含まないものである。
【0035】得られる硬化物の着色性および光学特性か
らは、(A)成分としてはビニルシクロヘキセン、ジシ
クロペンタジエン、トリアリルイソシアヌレート、2,
2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンの
ジアリルエーテル、1,2,4−トリビニルシクロヘキ
サンが好ましく、トリアリルイソシアヌレート、2,2
−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジ
アリルエーテル、1,2,4−トリビニルシクロヘキサ
ンが特に好ましい。
【0036】次に、(B)成分であるSiH基を有する
化合物について説明する。
【0037】本発明に使用できるSiH基を有する化合
物については特に制限がなく、例えば国際公開WO96
/15194に記載される化合物で、1分子中に少なく
とも2個のSiH基を有するものなどが使用できる。
【0038】これらのうち、入手性の面からは、1分子
中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状、及び/又
は、環状ポリオルガノシロキサンが好ましく、(A)成
分との相溶性が良いという観点から、さらに、下記一般
式(III)
【0039】
【化10】 (式中、R2は炭素数1〜6の有機基を表し、nは3〜
10の数を表す。)で表される、1分子中に少なくとも
2個のSiH基を有する環状ポリオルガノシロキサンが
好ましい。なお、一般式(III)で表される化合物中
の置換基R2は、C、H、Oから構成されるものである
ことが好ましく、炭化水素基であることがより好まし
い。
【0040】また、前記(A)成分と良好な相溶性を有
するという観点からは、鎖状、及び/又は、環状ポリオ
ルガノシロキサンと、炭素−炭素二重結合を有する有機
化合物から選ばれた1種以上の化合物(以降(F)成分
と称する)との反応物も好ましい。この場合、反応物の
(A)成分との相溶性をさらに高めるために、反応物か
ら未反応のシロキサン類などを脱揮などにより除去した
ものを用いることもできる。
【0041】(F)成分はSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも1個含有する
有機系骨格からなる有機化合物であって、前記(A)成
分と同じ説明のものも使用できる。(F)成分の有機化
合物は、(A)成分の有機化合物と同じであってもよ
く、異なっていてもよい。また単独もしくは2種以上の
ものを混合して用いることが可能である。(B)成分の
(A)成分に対する相溶性を高くしたい場合には、
(F)成分は(A)成分と同一のものが好ましい。
【0042】(F)成分の有機化合物と反応させる鎖
状、及び/又は、環状ポリオルガノシロキサンとして
は、工業的入手性および反応させる場合の反応性が良好
であるという観点からは、1,3,5,7−テトラメチ
ルテトラシクロシロキサンが好ましい。
【0043】(B)成分としても(A)成分と同様に、
着色特に黄変の抑制の観点からフェノール性水酸基およ
び/あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有する化合
物の含有量が少ないものが好ましく、フェノール性水酸
基および/あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有す
る化合物を含まないものが好ましい。本発明におけるフ
ェノール性水酸基とはベンゼン環、ナフタレン環、アン
トラセン環等に例示される芳香族炭化水素核に直接結合
した水酸基を示し、フェノール性水酸基の誘導体とは上
述のフェノール性水酸基の水素原子をメチル基、エチル
基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル
基、アセトキシ基等のアシル基等により置換された基を
示す。
【0044】また複屈折率が低い、光弾性係数が低いな
どのように光学特性が良好であるとともに耐候性が良好
であるという観点からは、芳香環の(A)成分中の成分
重量比が50重量%以下であるものが好ましく、40重
量%以下のものがより好ましく、30重量%以下のもの
がさらに好ましい。最も好ましいのは芳香族炭化水素環
を含まないものである。
【0045】光学特性が良好であるという観点からより
好ましい(B)成分としては、1,3,5,7−テトラ
メチルテトラシクロシロキサンとビニルシクロヘキセン
の反応物、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロ
シロキサンとジシクロペンタジエンの反応物、1,3,
5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンとトリア
リルイソシアヌレートの反応物、1,3,5,7−テト
ラメチルテトラシクロシロキサンと2,2−ビス(4−
ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジアリルエーテ
ルの反応物、1,3,5,7−テトラメチルテトラシク
ロシロキサンと1,2,4−トリビニルシクロヘキサン
の反応物が挙げられ、特に好ましい(B)成分として
は、1,3,5,7−テトラメチルテトラシクロシロキ
サンとトリアリルイソシアヌレートの反応物、1,3,
5,7−テトラメチルテトラシクロシロキサンと2,2
−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンのジ
アリルエーテルの反応物、1,3,5,7−テトラメチ
ルテトラシクロシロキサンと1,2,4−トリビニルシ
クロヘキサンの反応物が挙げられる。
【0046】上記したような(A)成分と(B)成分の
混合比率は、必要な強度を失わない限りは特に限定され
ないが、(B)成分中のSiH基の数(Y)の(A)成
分中の炭素−炭素二重結合の数(X)に対する比が、
2.0≧Y/X≧0.9であることが好ましく、1.8
≧Y/X≧1.0がより好ましい。2.0>Y/Xの場
合は、十分な硬化性が得られず、充分な強度が得られな
い場合があり、Y/X<0.9の場合は炭素−炭素二重
結合が過剰となり着色の原因となり得る。
【0047】次に(C)成分であるヒドロシリル化触媒
について説明する。
【0048】ヒドロシリル化触媒としては、ヒドロシリ
ル化反応の触媒活性があれば特に限定されないが、例え
ば、白金の単体、アルミナ、シリカ、カーボンブラック
などの担体に固体白金を担持させたもの、塩化白金酸、
塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトンなどとの
錯体、白金−オレフィン錯体(例えば、Pt(CH2
CH22(PPh32、Pt(CH2=CH22
2)、白金−ビニルシロキサン錯体(例えば、Pt
(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt[(MeV
iSiO)4m)、白金−ホスフィン錯体(例えば、P
t(PPh34、Pt(PBu34)、白金−ホスファ
イト錯体(例えば、Pt[P(OPh)34、Pt[P
(OBu)34)(式中、Meはメチル基、Buはブチ
ル基、Viはビニル基、Phはフェニル基を表し、n、
mは、整数を示す。)、ジカルボニルジクロロ白金、カ
ールシュテト(Karstedt)触媒、また、アシュ
ビー(Ashby)の米国特許第3159601号およ
び3159662号明細書中に記載された白金−炭化水
素複合体、ならびにラモロー(Lamoreaux)の
米国特許第3220972号明細書中に記載された白金
アルコラート触媒が挙げられる。さらに、モディック
(Modic)の米国特許第3516946号明細書中
に記載された塩化白金−オレフィン複合体も本発明にお
いて有用である。
【0049】また、白金化合物以外の触媒の例として
は、RhCl(PPh)3、RhCl3、RhAl23
RuCl3、IrCl3、FeCl3、AlCl3、PdC
2・2H2O、NiCl2、TiCl4、などが挙げられ
る。
【0050】これらの中では、触媒活性の点から塩化白
金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン
錯体などが好ましい。また、これらの触媒は単独で使用
してもよく、2種以上併用してもよい。
【0051】触媒の添加量は特に限定されないが、十分
な硬化性を有し、かつ硬化性組成物のコストを比較的低
く抑えるために、SiH基1モルに対して、10-1〜1
-8モルの範囲が好ましく、より好ましくは、10-2
10-6モルの範囲である。
【0052】また、上記触媒には助触媒を併用すること
が可能であり、例としてトリフェニルホスフィンなどの
リン系化合物、ジメチルマレエートなどの1、2−ジエ
ステル系化合物、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−ブ
チン、1−エチニル−1−シクロヘキサノールなどのア
セチレンアルコール系化合物、単体の硫黄などの硫黄系
化合物、トリエチルアミンなどのアミン系化合物などが
挙げられる。助触媒の添加量は特に限定されないが、触
媒1モルに対して、10-2〜102モルの範囲が好まし
く、より好ましくは10-1〜10モルの範囲である。
【0053】さらに本発明の組成物の保存安定性を改良
する目的、あるいは製造過程でのヒドロシリル化反応の
反応性を調整する目的で、硬化遅延剤を使用することが
できる。硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有
する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素
含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物などが挙げら
れ、これらを併用してもかまわない。脂肪族不飽和結合
を含有する化合物として、プロパギルアルコール類、エ
ン−イン化合物類、マレイン酸エステル類などが例示さ
れる。有機リン化合物としては、トリオルガノフォスフ
ィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフ
ォン類、トリオルガノフォスファイト類などが例示され
る。有機イオウ化合物としては、オルガノメルカプタン
類、ジオルガノスルフィド類、硫化水素、チアゾール、
ベンゾチアゾール、ベンゾチアゾールジサルファイドな
どが例示される。窒素含有化合物としては、アンモニ
ア、1〜3級アルキルアミン類、アリールアミン類、尿
素、ヒドラジンなどが例示される。スズ系化合物として
は、ハロゲン化第一スズ2水和物、カルボン酸第一スズ
などが例示される。有機過酸化物としては、ジ−t−ブ
チルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイル
ペルオキシド、過安息香酸t−ブチルなどが例示され
る。
【0054】これらの硬化遅延剤のうち、遅延活性が良
好で原料入手性がよいという観点からは、ベンゾチアゾ
ール、チアゾール、ジメチルマレート、3−ヒドロキシ
−3−メチル−1−ブチン、1−エチニル−1−シクロ
ヘキサノールが好ましい。
【0055】貯蔵安定性改良剤の添加量は、使用するヒ
ドロシリル化触媒1molに対し、10-1〜103モル
の範囲が好ましく、より好ましくは1〜50モルの範囲
である。
【0056】次に、(D)成分であるシランカップリン
グ剤について説明する。(D)成分であるシランカップ
リング剤としては、分子中に有機基と反応性のある官能
基と加水分解性のケイ素基を各々少なくとも1個有する
化合物であれば特に限定されない。有機基と反応性のあ
る基としては、取扱い性の点からエポキシ基、メタクリ
ル基、アクリル基、イソシアネート基、イソシアヌレー
ト基、ビニル基、カルバメート基から選ばれる少なくと
も1個の官能基が好ましく、硬化性及び接着性の点か
ら、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基が特に好ま
しい。加水分解性のケイ素基としては取扱い性の点から
アルコキシシリル基が好ましく、反応性の点からメトキ
シシリル基、エトキシシリル基が特に好ましい。
【0057】好ましいシランカップリング剤としては、
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グ
リシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4
-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラ
ン、2−(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルト
リエトキシシラン等のエポキシ官能基を有するアルコキ
シシラン類:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラ
ン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3
−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリ
ロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチ
ルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルトリメトキ
シシラン、アクリロキシメチルトリエトキシシラン等の
メタクリル基あるいはアクリル基を有するアルコキシシ
ラン類が例示できる。(D)成分であるシランカップリ
ング剤の添加量は、[(A)成分+(B)成分]100
重量部に対して0.1〜50重量部であり、0.5〜2
5重量部が好ましい。0.1重量部より少ないと密着性
改良効果が表れず、50重量部を超えると硬化物物性に
悪影響を及ぼす。
【0058】また、本発明においてはさらに(E)成分
としてシラノール縮合触媒を用いると、密着性の向上お
よび/あるいは安定化が可能である。このようなシラノ
ール縮合触媒としては特に限定されないが、アルミニウ
ム系化合物および/あるいはチタン系化合物が好まし
い。シラノール縮合触媒となるアルミニウム系化合物と
しては、アルミニウムトリイソプロポキシド、sec−
ブトキシアルミニウムジイソフロポキシド、アルミニウ
ムトリsec−ブトキシド等のアルミニウムアルコキシ
ド類:、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプ
ロポキシド、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテ
ート),アルミキレートM(川研ファインケミカル製、
アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロポキ
シド)、アルミニウムトリス(アセチルアセトネー
ト)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エ
チルアセトアセテート)等のアルミニウムキレート類等
が例示でき、取扱い性の点からアルミニウムキレート類
がより好ましい。シラノール縮合触媒となるチタン系化
合物としては、テトライソプロポキシチタン、テトラブ
トキシチタン等のテトラアルコキシチタン類:チタンテ
トラアセチルアセトナート等のチタンキレート類:オキ
シ酢酸やエチレングリコール等の残基を有する一般的な
チタネートカップリング剤が例示できる。これらのシラ
ノール縮合触媒は単独で使用してもよく、2種以上併用
してもよい。シラノール縮合触媒を用いる場合の使用量
は、(D)成分100部に対して0.1〜30部が好ま
しく、1〜15部が更に好ましい。硬化触媒の使用量が
少なすぎると、シラノール縮合触媒の添加効果が現れ
ず、多すぎると、硬化時に局部的な発熱や発泡が生じ、
良好な硬化物が得られにくくなるので、好ましくない。
【0059】本発明の組成物は着色、特に黄変抑制のた
めフェノール性水酸基および/あるいはフェノール性水
酸基の誘導体を有する化合物の含有量が75重量%以下
であることが必要であり、好ましくは50重量%以下、
より好ましくは20重量%以下、更に好ましくは5重量
%以下、更により好ましくはこれらのフェノール性水酸
基および/あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有す
る化合物を含まないことである。
【0060】本発明におけるフェノール性水酸基とはベ
ンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等に例示され
る芳香族炭化水素核に直接結合した水酸基を示し、フェ
ノール性水酸基の誘導体とは上述のフェノール性水酸基
の水素原子をメチル基、エチル基等のアルキル基、ビニ
ル基、アリル基等のアルケニル基、アセトキシ基等のア
シル基等により置換された基を示す。
【0061】また複屈折率が低い、光弾性係数が低いな
どのように光学特性が良好であるとともに耐候性が良好
であるという観点からは、本発明の光学用材料用組成物
および硬化物である硬化物材料の芳香環成分の重量比が
50重量%以下であるものが好ましく、40重量%以下
のものがより好ましく、30重量%以下のものがさらに
好ましい。最も好ましいのは芳香族炭化水素環を含まな
いものである。
【0062】本発明の光学材料用組成物は、あらかじめ
混合し、硬化させて光学用材料とすることができる。
【0063】組成物を反応させて硬化させる場合におい
て、(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の各成分
の必要量を一度に混合して反応させてもよいが、一部を
混合して反応させた後残量を混合してさらに反応させる
方法や、混合した後反応条件の制御や置換基の反応性の
差の利用により組成物中の官能基の一部のみを反応(B
ステージ化)させてから成形などの処理を行いさらに硬
化させる方法をとることもできる。これらの方法によれ
ば成形時の粘度調整が容易となる。
【0064】硬化させる方法としては、単に混合するだ
けで反応させることもできるし、加熱して反応させるこ
ともできる。反応が速く、一般に耐熱性の高い材料が得
られやすいという観点から加熱して反応させる方法が好
ましい。
【0065】本発明の組成物としては上記したように各
種組み合わせのものが使用できるが、耐熱性が良好であ
るという観点からは、組成物を硬化させて得られる硬化
物のTgが50℃以上となるものが好ましく、100℃
以上となるものがさらに好ましく、150℃以上となる
ものが特に好ましい。
【0066】反応温度としては種々設定できるが、例え
ば30〜300℃の温度が適用でき、100〜250℃
がより好ましく、150〜200℃がさらに好ましい。
反応温度が低いと十分に反応させるための反応時間が長
くなり、反応温度が高いと成形加工が困難となりやす
い。
【0067】反応は一定の温度で行ってもよいが、必要
に応じて多段階あるいは連続的に温度を変化させてもよ
い。
【0068】反応時間も種々設定できる。
【0069】反応時の圧力も必要に応じ種々設定でき、
常圧、高圧、あるいは減圧状態で反応させることもでき
る。また窒素下で反応させることもできる。酸化による
着色抑制の点から、減圧下あるいは窒素下での反応が好
ましい。
【0070】本発明の組成物には必要に応じて無機フィ
ラーを添加してもよい。無機フィラーを添加すると、組
成物の流動性の防止、材料の高強度化に効果がある。無
機フィラーとしては光学特性を低下させない、微粒子状
なものが好ましく、アルミナ、水酸化アルミニウム、溶
融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカや疎水性
超微粉シリカ、タルク、硫酸バリウムなどを挙げること
ができる。
【0071】また更に、本発明の組成物の特性を改質す
る目的で、種々の樹脂を添加することも可能である。樹
脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスル
ホン樹脂、ポリアリレート樹脂、エポキシ樹脂、シアナ
ート樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂及びポ
リエステル樹脂などが例示されるがこれに限定されるも
のではない。
【0072】本発明の組成物をそのままフィルムなどに
成形することも可能であるが、該組成物を有機溶剤に溶
解してワニスとすることも可能である。使用できる溶剤
は特に限定されるものではなく、具体的に例示すれば、
ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水
素系溶媒、テトラヒドロフラン、1, 4−ジオキサ
ン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセト
ン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、クロロホ
ルム、塩化メチレン、1, 2−ジクロロエタンなどの
ハロゲン系溶媒を好適に用いることができる。溶媒は2
種類以上の混合溶媒として用いることもできる。溶媒と
しては、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロホルム
が好ましい。
【0073】本発明の組成物には、その他、老化防止
剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、接着性改良剤、難
燃剤、界面活性剤、保存安定改良剤、オゾン劣化防止
剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、酸化防止剤、熱安定
剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線遮断剤、核剤、
リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金属不活性化剤、
物性調整剤などを本発明の目的および効果を損なわない
範囲において添加することができる。
【0074】硬化させて得られる光学用材料の形状も用
途に応じて種々とりうるので特に限定されないが、例え
ばフィルム状、シート状、チューブ状、ロッド状、塗膜
状、バルク状などの形状とすることができる。
【0075】成形する方法も従来の熱硬化性樹脂の成形
方法をはじめとして種々の方法をとることができる。例
えば、キャスト法、プレス法、注型法、トランスファー
成形法、コーティング法、RIM法などの成形方法を適
用することができる。成形型は研磨ガラス、硬質ステン
レス研磨板、ポリカーボネート板、ポリエチレンテレフ
タレート板、ポリメチルメタクリレート板等を適用する
ことができる。また、成形型との離型性を向上させるた
めポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネ
ートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレン
フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリ
プロピレンフィルム、ポリイミドフィルム等を適用する
ことができる。
【0076】成形時に必要に応じ各種処理を施すことも
できる。例えば、成形時に発生するボイドの抑制のため
に組成物あるいは一部反応させた組成物を遠心、減圧な
どにより脱泡する処理、プレス時に一旦圧力を開放する
処理などを適用することもできる。本発明で得られる硬
化物は光学用材料をはじめ各種用途に使用できる。光学
用材料とは、可視光、赤外線、紫外線、X線、レーザー
などの光をその材料中を通過させる用途に用いる材料一
般を示す。より具体的には、ランプタイプ、SMDタイ
プ等のLED用封止材の他、以下のようなものが挙げら
れる。液晶ディスプレイ分野における基板材料、導光
板、プリズムシート、偏向板、位相差板、視野角補正フ
ィルム、接着剤、偏光子保護フィルムなどの液晶用フィ
ルムなどの液晶表示装置周辺材料である。また、次世代
フラットパネルディスプレイとして期待されるカラーP
DP(プラズマディスプレイ)の封止材、反射防止フィ
ルム、光学補正フィルム、ハウジング材、前面ガラスの
保護フィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またLE
D表示装置に使用されるLEDのモールド材、LEDの
封止材、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材
料、接着剤、またプラズマアドレス液晶(PALC)デ
ィスプレイにおける基板材料、導光板、プリズムシー
ト、偏向板、位相差板、視野角補正フィルム、接着剤、
偏光子保護フィルム、また有機EL(エレクトロルミネ
ッセンス)ディスプレイにおける前面ガラスの保護フィ
ルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またフィールドエ
ミッションディスプレイ(FED)における各種フィル
ム基板、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材
料、接着剤である。光記録分野では、VD(ビデオディ
スク)、CD/CD−ROM、CD−R/RW、DVD
−R/DVD−RAM、MO/MD、PD(相変化ディ
スク)、光カード用のディスク基板材料、ピックアップ
レンズ、保護フィルム、封止材、接着剤などである。
【0077】光学機器分野では、スチールカメラのレン
ズ用材料、ファインダプリズム、ターゲットプリズム、
ファインダーカバー、受光センサー部である。また、ビ
デオカメラの撮影レンズ、ファインダーである。またプ
ロジェクションテレビの投射レンズ、保護フィルム、封
止材、接着剤などである。光センシング機器のレンズ用
材料、封止材、接着剤、フィルムなどである。光部品分
野では、光通信システムでの光スイッチ周辺のファイバ
ー材料、レンズ、導波路、素子の封止材、接着剤などで
ある。光コネクタ周辺の光ファイバー材料、フェルー
ル、封止材、接着剤などである。光受動部品、光回路部
品ではレンズ、導波路、LEDの封止材、CCDの封止
材、接着剤などである。光電子集積回路(OEIC)周
辺の基板材料、ファイバー材料、素子の封止材、接着剤
などである。光ファイバー分野では、装飾ディスプレイ
用照明・ライトガイドなど、工業用途のセンサー類、表
示・標識類など、また通信インフラ用および家庭内のデ
ジタル機器接続用の光ファイバーである。半導体集積回
路周辺材料では、LSI、超LSI材料用のマイクロリ
ソグラフィー用のレジスト材料である。自動車・輸送機
分野では、自動車用のランプリフレクタ、ベアリングリ
テーナー、ギア部分、耐蝕コート、スイッチ部分、ヘッ
ドランプ、エンジン内部品、電装部品、各種内外装品、
駆動エンジン、ブレーキオイルタンク、自動車用防錆鋼
板、インテリアパネル、内装材、保護・結束用ワイヤー
ネス、燃料ホース、自動車ランプ、ガラス代替品であ
る。また、鉄道車輌用の複層ガラスである。また、航空
機の構造材の靭性付与剤、エンジン周辺部材、保護・結
束用ワイヤーネス、耐蝕コートである。建築分野では、
内装・加工用材料、電気カバー、シート、ガラス中間
膜、ガラス代替品、太陽電池周辺材料である。農業用で
は、ハウス被覆用フィルムである。次世代の光・電子機
能有機材料としては、有機EL素子周辺材料、有機フォ
トリフラクティブ素子、光−光変換デバイスである光増
幅素子、光演算素子、有機太陽電池周辺の基板材料、フ
ァイバー材料、素子の封止材、接着剤などである。
【0078】光学用材料の他の用途としては、エポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される一般の用途が挙げら
れ、例えば、接着剤、塗料、コーティング剤、成形材料
(シート、フィルム、FRP等を含む)、絶縁材料(プ
リント基板、電線被覆等を含む)、封止剤の他、他樹脂
等への添加剤等が挙げられる。
【0079】接着剤としては、土木用、建築用、自動車
用、一般事務用、医療用の接着剤の他、電子材料用の接
着剤が挙げられる。これらのうち電子材料用の接着剤と
しては、ビルドアップ基板等の多層基板の層間接着剤、
ダイボンディング剤、アンダーフィル等の半導体用接着
剤、BGA補強用アンダーフィル、異方性導電性フィル
ム(ACF)、異方性導電性ペースト(ACP)等の実
装用接着剤等が挙げられる。
【0080】封止剤としてはには、コンデンサ、トラン
ジスタ、ダイオード、発光ダイオード、IC、LSIな
ど用のポッティング、ディッピング、トランスファーモ
ールド封止、IC、LSI類のCOB、COF、TAB
など用のといったポッティング封止、フリップチップな
どの用のアンダーフィル、BGA、CSPなどのICパ
ッケージ類実装時の封止(補強用アンダーフィル)など
を挙げることができる。
【0081】
【実施例】以下に、本発明の実施例および比較例を示す
が、本発明は以下によって限定されるものではない。 (合成例1)1L四つ口フラスコに脱水トルエン290
g、ベンゾチアゾール5.5mg(4.1×10-5mo
l)、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金
として3wt%含有)15μL(2.1×10-6mo
l)、1、3、5、7−テトラメチルシクロテトラシロ
キサン240g(1.0mol、SiH基として4.0
mol)500gを加えてオイルバス中で80℃に加
温、攪拌した。脱水したポリブタジエン(日本曹達製、
商品名B−1000)5.6g(推定不飽和基含量0.
1mol)の脱水トルエン(43g)に溶解し、約1時
間かけて滴下した。滴下終了後80℃で1時間、85℃
で7時間反応させた。バス温70℃に下げ、揮発分を減
圧留去した。無色透明でやや粘ちょうな液体を得た。原
料のポリブタジエンのGPC測定によるポリスチレン換
算の数平均分子量/分子量分布はそれぞれ3200/
1.4であり、得られた1、3、5、7−テトラメチル
シクロテトラシロキサンのSiH基の一部がポリブタジ
エンB−1000と反応したもの(部分反応物Aと称
す)のGPC測定によるポリスチレン換算の数平均分子
量/分子量分布はそれぞれ3200/1.4であり61
00/1.8であった。1H−NMRで求めたSiH基
の量は0.0098mol/gであった。 (実施例1)(A)成分としてポリブタジエン(日本曹
達製、商品名B−1000)0.125g、(B)成分
として合成例1の部分反応物A0.77g((C)成分
の一部として白金触媒を含む)、(C)成分として白金
ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3w
t%含有)6μL、(D)成分として3−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン0.18gを混合、攪拌し
た。アルミニウム板(A−1050P)に約20μmの
塗膜を作製し、120℃で1時間加熱した。硬化物は無
色透明であった。室温まで冷却後、JISK5400碁
盤目テープ法に基づき付着性試験を行なった(2mm角
の碁盤目を25マス)。テープに付着して剥がれなかっ
た密着性良好なマスは6/25であった。 (実施例2)(A)成分としてポリブタジエン(日本曹
達製、商品名B−1000)0.125g、(B)成分
として合成例1の部分反応物A0.73g((C)成分
の一部として白金触媒を含む)、(C)成分として白金
ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3w
t%含有)6μL、(D)成分として3−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン0.18g、(E)成分と
してアルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)
0.016g(20wt%のキシレン溶液として添加)
を混合、攪拌した。アルミニウム板(A−1050P)
に約20μmの塗膜を作製し、120℃で1時間加熱し
た。硬化物は無色透明であった。室温まで冷却後、JI
SK5400碁盤目テープ法に基づき付着性試験を行な
った(2mm角の碁盤目を25マス)。テープに付着し
て剥がれなかった密着性良好なマスは18/25であっ
た。 (比較例1)(A)成分としてポリブタジエン(日本曹
達製、商品名B−1000)0.125g(B)成分と
して合成例1の部分反応物A0.73g((C)成分の
一部として白金触媒を含む)、(C)成分として白金ビ
ニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt
%含有)6μLを混合、攪拌し、ポリカーボネート板上
に約20μmの塗膜を作製し、120℃で1時間加熱し
た。硬化物は無色透明であった。室温まで冷却後、JI
SK5400碁盤目テープ法に基づき付着性試験を行な
った(2mm角の碁盤目を25マス)。全てのマスがテ
ープに付着して剥がれた。
【0082】
【発明の効果】本発明の組成物から製造した材料は、光
学的透明性が高くかつ耐候性と密着性に優れる光学用材
料用に適した材料である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 1/04 C08K 5/54 (72)発明者 津村 学 摂津市鳥飼西5−1−1 鐘淵化学工業株 式会社機能性材料研究所内 Fターム(参考) 4J002 BC011 BH021 BL011 BL021 BQ001 DA117 DE187 EE047 EW067 EW137 EX036 EX058 EX068 EZ007 FD148 FD150 GP00 GP01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)SiH基と反応性を有する炭素−炭
    素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系
    骨格からなる有機化合物、(B)1分子中に少なくとも
    2個のSiH基を含有するケイ素化合物、(C)ヒドロ
    シリル化触媒、(D)シランカップリング剤、を必須成
    分とする組成物であって、フェノール性水酸基および/
    あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有する化合物の
    含有量が75重量%以下である光学用材料用組成物。
  2. 【請求項2】(A)成分がフェノール性水酸基および/
    あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有さない、Si
    H基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に
    少なくとも2個含有する有機系骨格からなる有機化合物
    である、請求項1に記載の光学用材料用組成物。
  3. 【請求項3】(B)成分がフェノール性水酸基および/
    あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有さない、1分
    子中に少なくとも2個のSiH基を含有するケイ素化合
    物である、請求項1に記載の光学用材料用組成物。
  4. 【請求項4】(A)成分がフェノール性水酸基および/
    あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有さない、Si
    H基と反応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に
    少なくとも2個含有する有機系骨格からなる有機化合物
    であり、なおかつ(B)成分がフェノール性水酸基およ
    び/あるいはフェノール性水酸基の誘導体を有さない、
    1分子中に少なくとも2個のSiH基を含有するケイ素
    化合物である、請求項1に記載の光学用材料用組成物。
  5. 【請求項5】(D)成分が、分子中にエポキシ基、メタ
    クリル基、アクリル基、イソシアネート基、イソシアヌ
    レート基、ビニル基、カルバメート基から選ばれる少な
    くとも1個の官能基と、加水分解性のケイ素基を有する
    シランカップリング剤である、請求項1ないし4に記載
    の光学用材料用組成物。
  6. 【請求項6】請求項1ないし5のいずれか一項に記載の
    光学用材料用組成物に、さらに(E)成分としてシラノ
    ール縮合触媒を含有する光学用材料用組成物。
  7. 【請求項7】(E)成分のシラノール縮合触媒が、アル
    ミニウム系化合物および/あるいはチタン系化合物であ
    る請求項1ないし6のいずれか一項に記載の光学用材料
    用組成物。
  8. 【請求項8】請求項1ないし7のいずれか一項に記載の
    光学用材料用組成物をあらかじめ混合し、(A)成分中
    の炭素−炭素二重結合と(B)成分中のSiH基の一部
    または全部を反応させることによって硬化させてなる光
    学用材料。
  9. 【請求項9】請求項1ないし7のいずれか一項に記載の
    光学用材料用組成物をあらかじめ混合し、(A)成分中
    の炭素−炭素二重結合と(B)成分中のSiH基の一部
    または全部を反応させることによって硬化させてなる請
    求項8に記載の光学用材料の製造方法。
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