JP2010254984A - Polymerizable composition and cured material therefrom - Google Patents

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Takeshi Otsu
猛 大津
Nobuhiko Ueno
信彦 上野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymerizable composition low in water absorption while having sufficient heat resistance (low coloring and high Tg) and a cured material of the same. <P>SOLUTION: This polymerizable composition contains component A and component B. Component A is a multi-functional (meth)acrylate having a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by formula (I) wherein R<SP>11</SP>and R<SP>12</SP>each represent a hydrogen atom or methyl group, R<SP>13</SP>and R<SP>14</SP>each represent a 1-4C linear alkylene group which may have a substituent, m represents 1 or 2, n represents 0 or 1 and p and q each represent 0 or 1. Component B is a monofunctional thiol compound containing no oxygen atom in its molecule. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は重合性組成物およびその硬化物に関する。より詳しくは、コーティング、レンズ等の光学用途に使用可能であり、かつ実用上取り扱いの容易で高屈折率である重合性組成物およびその硬化物に関する。   The present invention relates to a polymerizable composition and a cured product thereof. More specifically, the present invention relates to a polymerizable composition that can be used for optical applications such as coatings and lenses, is practically easy to handle and has a high refractive index, and a cured product thereof.

従来、光学部品にはガラスを基材とするものが多く使われてきた。各種レンズにはガラス製レンズが用いられてきたが、比重が大きく、各種用途において要望されている軽量、薄型化に十分対応できないこと、成形性、加工性にも問題があることから、軽量で機械的強度が高く、加工成型が容易な樹脂系レンズが注目されている。しかしながら、一般に樹脂はガラスに比べて耐熱性(ガラス転移温度:Tg)が低く、この点を改善すべく種々の検討が行なわれてきた。   Conventionally, many optical components having a glass base have been used. Glass lenses have been used for various lenses, but they are light in weight because of their large specific gravity, which is not enough for the light weight and thinning required in various applications, and that there are problems with moldability and workability. Resin-based lenses that have high mechanical strength and are easy to process are drawing attention. However, resins generally have lower heat resistance (glass transition temperature: Tg) than glass, and various studies have been conducted to improve this point.

特許文献1には、トリシクロデカン骨格を有する特定の(メタ)アクリレートモノマーと多官能のチオール化合物を組み合わせることで、耐熱性(Tg)を向上できることが報告されている。
一方、近年、デジタルカメラ用レンズなどを量産するに当り、はんだリフロー工程が取り入れられるようになり、レンズ材料の耐熱性への要求が更に高まっている。特に、従来の鉛入りはんだに比べて融解温度の高い鉛フリーはんだへの切り替え需要が高まるにつれ、はんだリフロー工程における着色の問題が顕在化、着色の面からの耐熱性要求が高まってきている。
Patent Document 1 reports that heat resistance (Tg) can be improved by combining a specific (meth) acrylate monomer having a tricyclodecane skeleton and a polyfunctional thiol compound.
On the other hand, in recent years, when mass producing digital camera lenses and the like, a solder reflow process has been introduced, and the demand for heat resistance of lens materials has further increased. In particular, as the demand for switching to lead-free solder having a higher melting temperature than conventional lead-containing solder increases, coloring problems in the solder reflow process have become apparent, and the heat resistance requirement from the coloring aspect has increased.

更に、レンズ用樹脂の要求性能として、低吸水性が挙げられ、上記特許文献1に記載の重合性組成物は、この吸水率の面で性能が十分でない。   Further, the required performance of the lens resin includes low water absorption, and the polymerizable composition described in Patent Document 1 has insufficient performance in terms of the water absorption rate.

特開平9−152510JP-A-9-152510

本発明は、十分な耐熱性(低着色、高Tg)を有しつつ、かつ吸水率が低い重合性組成物、およびその硬化物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a polymerizable composition having sufficient heat resistance (low coloration, high Tg) and a low water absorption rate, and a cured product thereof.

本発明者らは上記の課題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、環状脂肪族炭化水素基を有する多官能(メタ)アクリレート化合物(成分A)に分子内に酸素原子を含まない単官能チオール化合物(成分B)を混合すると、耐熱性に優れ、かつ吸水率の低い重合性組成物が得られることを見出し、以下の本発明に到達した。 即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
[1] 以下の成分A、および成分Bを含む、重合性組成物。
成分A:環状脂肪族炭化水素基を有する多官能(メタ)アクリレート
成分B:分子内に酸素原子を含まない単官能チオール化合物
[2] 前記成分Aが、下記(I)式で表される環状脂肪族炭化水素基を有するビス(メタ)アクリレート化合物である、[1]に記載の重合性組成物。
As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the polyfunctional (meth) acrylate compound having a cycloaliphatic hydrocarbon group (component A) does not contain an oxygen atom in the molecule. The inventors have found that when a compound (component B) is mixed, a polymerizable composition having excellent heat resistance and low water absorption can be obtained, and the following inventions have been achieved. That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A polymerizable composition comprising the following component A and component B.
Component A: Polyfunctional (meth) acrylate having a cyclic aliphatic hydrocarbon group Component B: Monofunctional thiol compound containing no oxygen atom in the molecule [2] The component A is a cyclic compound represented by the following formula (I) The polymerizable composition according to [1], which is a bis (meth) acrylate compound having an aliphatic hydrocarbon group.

Figure 2010254984
Figure 2010254984

(式(I)中、R11およびR12はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、R13およびR14はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。
mは1又は2を、nは0または1を表し、pおよびqはそれぞれ独立して0または1を表す。なお、環状脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有していてもよい。)
[3] 前記成分Bが、分子内に酸素原子を含まない炭素数10以上の脂肪族単官能チオール化合物である、[1]または[2]に記載の重合性組成物。
[4] 前記成分Aと前記成分Bの質量比が99:1〜80:20である、[1]〜[3]のいずれかに記載の重合性化合物。
[5] 成分Cとして環状脂肪族炭化水素基を有する単官能(メタ)アクリレートを含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の重合性組成物。
[6] 前記成分Cが、下記(II)式で表される環状脂肪族炭化水素基を有するモノ(メタ)アクリレート化合物である、[5]に記載の重合性組成物。
(In Formula (I), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 and R 14 each independently have a substituent having 1 to 4 carbon atoms. Represents a linear alkylene group.
m represents 1 or 2, n represents 0 or 1, and p and q each independently represents 0 or 1. Note that the cyclic aliphatic hydrocarbon group may further have a substituent. )
[3] The polymerizable composition according to [1] or [2], wherein the component B is an aliphatic monofunctional thiol compound having 10 or more carbon atoms that does not contain an oxygen atom in the molecule.
[4] The polymerizable compound according to any one of [1] to [3], wherein the mass ratio of the component A and the component B is 99: 1 to 80:20.
[5] The polymerizable composition according to any one of [1] to [4], comprising a monofunctional (meth) acrylate having a cyclic aliphatic hydrocarbon group as component C.
[6] The polymerizable composition according to [5], wherein the component C is a mono (meth) acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the following formula (II).

Figure 2010254984
Figure 2010254984

(式(II)中、Rはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。rは0または1を、sは1又は2を表し、tは0または1を表す。)
[7] 前記成分Aと前記成分Cの質量比が95:5〜50:50である、[5]または[6]に記載の重合性化合物。
[8] 前記成分Aと前記成分Cの合計と前記成分Bの質量比が99:1〜80:20である、[5]〜[7]のいずれかに記載の重合性化合物。
[9] その硬化物の吸水率が0.8%以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の重合性組成物。
[10] その硬化物のガラス転移温度(Tg)が150℃以上である、[1]〜[9]のいずれかに記載の重合性組成物。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の重合性組成物を硬化させてなる硬化物。
[12] [11]に記載の硬化物からなる光学部材。
なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよびメタクリレートの総称である。また、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよびメタクリロイルの総称である。
(In Formula (II), R 2 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, and r is 0. Or 1, s represents 1 or 2, and t represents 0 or 1.
[7] The polymerizable compound according to [5] or [6], wherein the mass ratio of the component A and the component C is 95: 5 to 50:50.
[8] The polymerizable compound according to any one of [5] to [7], wherein the mass ratio of the sum of the component A and the component C and the component B is 99: 1 to 80:20.
[9] The polymerizable composition according to any one of [1] to [8], wherein the cured product has a water absorption rate of 0.8% or less.
[10] The polymerizable composition according to any one of [1] to [9], wherein the cured product has a glass transition temperature (Tg) of 150 ° C or higher.
[11] A cured product obtained by curing the polymerizable composition according to any one of [1] to [10].
[12] An optical member comprising the cured product according to [11].
In the present invention, “(meth) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate. “(Meth) acryloyl” is a general term for acryloyl and methacryloyl.

本発明の重合性組成物は優れた耐熱性を示し、かつ優れた低吸水性を有する。また、その硬化物は、レンズ、フィルム、コーティング剤等の光学材料、特にはんだリフロー工程に使用される耐熱性光学材料として好適に用いることができる。   The polymerizable composition of the present invention exhibits excellent heat resistance and has excellent low water absorption. Further, the cured product can be suitably used as an optical material such as a lens, a film, a coating agent, etc., particularly as a heat resistant optical material used in a solder reflow process.

以下、本発明の実施の形態につき詳細に説明するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更して実施することができる。
[I.重合性組成物]
本発明に係る重合性組成物は、少なくとも成分Aおよび成分Bを含有してなるものである。
[I−1.成分A]
成分Aは環状脂肪族(脂環式)炭化水素基を有する多官能(メタ)アクリレートである。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.
[I. Polymerizable composition]
The polymerizable composition according to the present invention contains at least component A and component B.
[I-1. Component A]
Component A is a polyfunctional (meth) acrylate having a cycloaliphatic (alicyclic) hydrocarbon group.

<環状脂肪族炭化水素基>
環状脂肪族炭化水素基としては、環状構造を少なくとも1つ有する脂肪族炭化水素基であれば特に制限されないが、生産性の点で特に炭素数が4以上の環状脂肪族炭化水素基が好ましい。環状脂肪族炭化水素基を構成する脂肪族炭化水素基本骨格としては飽和、不飽和のどちらでも構わないが、着色の面の耐熱性の理由により、芳香環は含まない。
<Cyclic aliphatic hydrocarbon group>
The cycloaliphatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is an aliphatic hydrocarbon group having at least one cyclic structure, but a cycloaliphatic hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms is particularly preferable from the viewpoint of productivity. The aliphatic hydrocarbon basic skeleton constituting the cycloaliphatic hydrocarbon group may be either saturated or unsaturated, but does not contain an aromatic ring because of the heat resistance of the colored surface.

具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン環等のシクロアルカン環やシクロペンテン、シクロヘキセン環等のシクロアルケン環等の単環式脂肪族炭化水素環、ビシクロヘキシル環等の副環式脂肪族炭化水素基、スピロ[3.4]オクタン、スピロ[4.4]ノナン、スピロ[4.5]デカン環等のスピロ炭化水素基、デカヒドロナフチル環等の多環式脂肪族炭化水素基、ノルボルナン、アダマンタン等の架橋環式脂肪族炭化水素基、トリシクロデカン(x=1、y=0)、ペンタシクロペンタデカン(X=1、y=1又はx=2、y=0)環等の下記(III)式で表される環状脂肪族炭化水素基等が挙げられる。   Specifically, monocyclic aliphatic hydrocarbon rings such as cycloalkane rings such as cyclopentane, cyclohexane and cyclooctane rings, cycloalkene rings such as cyclopentene and cyclohexene rings, and bicyclic aliphatic carbonization such as bicyclohexyl rings. Spiro hydrocarbon group such as hydrogen group, spiro [3.4] octane, spiro [4.4] nonane, spiro [4.5] decane ring, polycyclic aliphatic hydrocarbon group such as decahydronaphthyl ring, norbornane , A bridged cyclic aliphatic hydrocarbon group such as adamantane, tricyclodecane (x = 1, y = 0), pentacyclopentadecane (X = 1, y = 1 or x = 2, y = 0) ring, etc. And cyclic aliphatic hydrocarbon groups represented by the formula (III).

Figure 2010254984
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(式(III)中、xは1又は2を、yは0または1を表す。)
これらの環状脂肪族炭化水素基は、イソボルナン環等のように上記環状脂肪族炭化水素基にアルキル基等の置換基を有していても構わない。また、環状脂肪族炭化水素基を有する多官能(メタ)アクリレート中に複数個環状脂肪族炭化水素基が存在しても構わない。
(In the formula (III), x represents 1 or 2, and y represents 0 or 1.)
These cycloaliphatic hydrocarbon groups may have a substituent such as an alkyl group in the cycloaliphatic hydrocarbon group such as an isobornane ring. A plurality of cyclic aliphatic hydrocarbon groups may exist in the polyfunctional (meth) acrylate having a cyclic aliphatic hydrocarbon group.

これらの環状脂肪族炭化水素基の中でも、生産性の理由で、単環式脂肪族炭化水素基、架橋環式脂肪族炭化水素基、一般式(III)で表される環状脂肪族炭化水素基が好適に用いられ、特に、一般式(III)で表される環状脂肪族炭化水素基が好適に用いられる。
一般式(III)で表される環状脂肪族炭化水素基を含む多官能(メタ)アクリレートとしては、下記一般式(I)で表される環状脂肪族炭化水素基を有するビス(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
Among these cycloaliphatic hydrocarbon groups, for reasons of productivity, a monocyclic aliphatic hydrocarbon group, a bridged cyclic aliphatic hydrocarbon group, and a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the general formula (III) Are preferably used, and in particular, a cycloaliphatic hydrocarbon group represented by the general formula (III) is preferably used.
As a polyfunctional (meth) acrylate containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the general formula (III), a bis (meth) acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the following general formula (I) Is mentioned.

Figure 2010254984
Figure 2010254984

(式(I)中、R11およびR12はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、R13およびR14はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。
mは1又は2を、nは0または1を表し、pおよびqはそれぞれ独立して0または1を表す。)
(In Formula (I), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 and R 14 each independently have a substituent having 1 to 4 carbon atoms. Represents a linear alkylene group.
m represents 1 or 2, n represents 0 or 1, and p and q each independently represents 0 or 1. )

<R13およびR14
上記(I)式において、R13およびR14はそれぞれ独立して置換基を有していても良い炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。炭素数1〜4の直鎖アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられ、生産性やガラス転移点の理由から、好ましくはメチレン基である。R13およびR14は置換基を有していても分子鎖長は変化せず、硬化物における架橋点間の距離は殆ど変わらないため、耐熱性に影響は与えない。R13およびR14の持つ置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。酸素原子や硫黄原子があると吸水率が上昇するので好ましくない。また、生産性の理由から、メチル基が好ましい。
<R 13 and R 14>
In the above formula (I), R 13 and R 14 each independently represent a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and the like, and a methylene group is preferred for reasons of productivity and glass transition point. Even if R 13 and R 14 have a substituent, the molecular chain length does not change, and the distance between the crosslinking points in the cured product hardly changes, so that the heat resistance is not affected. Examples of the substituent of R 13 and R 14 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. Oxygen atoms and sulfur atoms are not preferred because the water absorption rate increases. Moreover, a methyl group is preferable for the reason of productivity.

<mおよびn>
上記(I)式において、mは1または2を、nは0または1を表す。生産性や融点の理由から、好ましくはmは1、nは0である。
<pおよびq>
上記(I)式において、pおよびqは、それぞれ独立して0または1を表す。
<M and n>
In the formula (I), m represents 1 or 2, and n represents 0 or 1. For reasons of productivity and melting point, m is preferably 1 and n is 0.
<P and q>
In the above formula (I), p and q each independently represents 0 or 1.

<一般式(I)で表されるビス(メタ)アクリレート化合物の具体例>
一般式(I)の具体例としてはジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート(m=1、n=0、p=q=0)、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート(m=1、n=0、p=q=1、R13=R14=−CH−)、トリシクロデカンジエタノールジ(メタ)アクリレート(m=1、n=0、p=q=21、R13=R14=−C−)、トリシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート(m=1、n=1、p=q=0、又はm=2、n=0、p=q=0)、m=1、n=0、p=q=1、R13=R14=−C(CH)H−で示される環状脂肪族炭化水素基を含む多官能(メタ)アクリレート、m=1、n=0、p=q=1、R13=R14=−C(CH−で示される環状脂肪族
炭化水素基を含む多官能(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの中でもトリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが生産性の点で最も好ましく用いられる。
<Specific Example of Bis (meth) acrylate Compound Represented by General Formula (I)>
Specific examples of the general formula (I) include dicyclopentanyl di (meth) acrylate (m = 1, n = 0, p = q = 0), tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate (m = 1, n = 0, p = q = 1, R 13 = R 14 = —CH 2 —), tricyclodecanediethanol di (meth) acrylate (m = 1, n = 0, p = q = 21, R 13 = R 14 = —C 2 H 4 —), tricyclopentanyl di (meth) acrylate (m = 1, n = 1, p = q = 0, or m = 2, n = 0, p = q = 0), polyfunctional (meth) acrylate containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by m = 1, n = 0, p = q = 1, R 13 = R 14 = -C (CH 3 ) H-, m = 1, Cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by n = 0, p = q = 1, R 13 = R 14 = —C (CH 3 ) 2 — In particular, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate is most preferably used in terms of productivity.

<環状脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基>
なお、環状脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有していてもよい。有していてもよい置換基としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、i−ペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、i−ヘキシル、n−オクチル基などの炭素数1〜10、好ましくは1〜4のアルキル基等が挙げられる。
<Substituent which the cyclic aliphatic hydrocarbon group may have>
Note that the cyclic aliphatic hydrocarbon group may further have a substituent. Examples of the substituent that may have include, for example, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-pentyl, i-pentyl, neopentyl, and n-hexyl. , I-hexyl, an n-octyl group, etc., C1-C10, Preferably it is a 1-4 alkyl group.

[I−2.成分B]
成分Bは分子内に酸素原子を含まない単官能チオール化合物である。単官能チオール化合物とは、分子内にSH基(チオール基)を一つだけ含む化合物である。
本発明に用いられるチオール化合物は分子内に酸素原子を含まずSH基を一つだけ含む化合物であれば特に制限されることはないが、例えば、1−ブタンチオール、1−ヘキサンチオール、1−デカンチオール、1−ドデカンチオール、tert−ドデカンチオール等の脂肪族単官能チオール化合物;シクロヘキサンチオール、1−アダマンタンチオール等の環状脂肪族炭化水素基含有単官能チオール化合物;ベンゼンチオール、ベンジルメルカプタン等の芳香族単官能チオール化合物等が挙げられる。これらの中でも、臭気等の点で、炭素数10以上の脂肪族単官能チオール化合物が好適に用いられ、特に、1−デカンチオール、1−ドデカンチオールが好適に用いられる。
[I-2. Component B]
Component B is a monofunctional thiol compound containing no oxygen atom in the molecule. The monofunctional thiol compound is a compound containing only one SH group (thiol group) in the molecule.
The thiol compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound that does not contain an oxygen atom in the molecule and contains only one SH group. For example, 1-butanethiol, 1-hexanethiol, 1- Aliphatic monofunctional thiol compounds such as decanethiol, 1-dodecanethiol, tert-dodecanethiol; Cycloaliphatic thiol, monofunctional thiol compounds containing cyclic aliphatic hydrocarbon groups such as 1-adamantanethiol; Fragrances such as benzenethiol and benzyl mercaptan Group monofunctional thiol compounds. Among these, aliphatic monofunctional thiol compounds having 10 or more carbon atoms are preferably used in terms of odor and the like, and in particular, 1-decanethiol and 1-dodecanethiol are preferably used.

[I−3.成分Aと成分Bの組成比]
本発明の重合性組成物中の成分Aおよび成分Bの質量比は、通常「99:1」〜「80:20」(「成分A:成分B」、以下、本段落において同様)、好ましくは「99:1」〜「90:10」、さらに好ましくは「97:3」〜「90:10」である。成分Aの量が成分Aおよび成分Bの質量比「99:1」より多くなると、吸水率が高くなる。成分Bの量が成分Aおよび成分Bの質量比「80:20」より多くなると、Tgが低下する、保存安定性が悪化するといった問題が生じる。成分Aおよび成分Bは各々1種類を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いる場合、その合計量同士が上記範囲内となるようにする。
[I-3. Composition ratio of component A and component B]
The mass ratio of Component A and Component B in the polymerizable composition of the present invention is usually from “99: 1” to “80:20” (“Component A: Component B”, hereinafter the same in this paragraph), preferably "99: 1" to "90:10", more preferably "97: 3" to "90:10". When the amount of component A exceeds the mass ratio “99: 1” of component A and component B, the water absorption rate increases. When the amount of component B exceeds the mass ratio “80:20” of component A and component B, problems such as a decrease in Tg and deterioration in storage stability occur. Each of Component A and Component B may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is within the above range.

[I−4.成分C]
本発明の重合性組成物として、成分A、成分Bに加え、成分Cとして環状脂肪族炭化水素基を有する単官能(メタ)アクリレートを含有させることで、その硬化物がさらに低吸水率になる場合がある。環状脂肪族炭化水素基の具体例としては、成分Aで挙げたものと同様のものが挙げられ、それらの中でも、単環式脂肪族炭化水素基、架橋環式脂肪族炭化水素基、一般式(III)で表される環状脂肪族炭化水素基が好適に用いられ、特に、一般式(III)で表される環状脂肪族炭化水素基は好適に用いられる。
一般式(III)で表される環状脂肪族炭化水素基を含む単官能(メタ)アクリレートとしては、下記一般式(II)で表される環状脂肪族炭化水素基を有するモノ(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
[I-4. Ingredient C]
By adding a monofunctional (meth) acrylate having a cyclic aliphatic hydrocarbon group as Component C in addition to Component A and Component B as the polymerizable composition of the present invention, the cured product has a further low water absorption. There is a case. Specific examples of the cycloaliphatic hydrocarbon group include those similar to those listed in Component A, and among them, a monocyclic aliphatic hydrocarbon group, a bridged cyclic aliphatic hydrocarbon group, a general formula The cycloaliphatic hydrocarbon group represented by (III) is preferably used, and in particular, the cycloaliphatic hydrocarbon group represented by the general formula (III) is suitably used.
The monofunctional (meth) acrylate containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the general formula (III) is a mono (meth) acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the following general formula (II) Is mentioned.

Figure 2010254984
Figure 2010254984

(式(II)中、Rはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。rは0または1を、sは1又は2を表し、tは0または1を表す。)
<R
上記(II)式において、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。炭素数1〜4の直鎖アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられ、生産性やガラス転移点の理由から、好ましくはメチレン基である。Rの持つ置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等が挙げられる。生産性やガラス転移点の理由から、メチル基、エチル基が好ましく、更に好ましくはメチル基である。
(In Formula (II), R 2 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, and r is 0. Or 1, s represents 1 or 2, and t represents 0 or 1.
<R 3 >
In the formula (II), R 3 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent. Examples of the linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and the like, and a methylene group is preferred for reasons of productivity and glass transition point. Examples of the substituent that R 3 has include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and an isopropyl group. For reasons of productivity and glass transition point, a methyl group and an ethyl group are preferable, and a methyl group is more preferable.

<rおよびs>
上記(II)式において、rは0または1を、sは1または2を表す。生産性や融点の理由から、好ましくはrは0、sは1である。
<t>
上記(II)式において、tは0または1の整数を表す。
<R and s>
In the formula (II), r represents 0 or 1, and s represents 1 or 2. For reasons of productivity and melting point, r is preferably 0 and s is 1.
<T>
In the formula (II), t represents an integer of 0 or 1.

<一般式(II)で表されるモノ(メタ)アクリレート化合物の具体例>
一般式(II)の具体例としてはジシクロペンタニル(メタ)アクリレート(r=0、s=1、t=0)、トリシクロデカンメタノール(メタ)アクリレート(r=0、s=1、t=1、R=−CH−)、トリシクロペンタニル(メタ)アクリレート(r=0、s=2、t=0もしくはr=1、s=1、t=0)、r=0、s=1、t=1、R=−C(CH)H−で示される環状脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリレート、r=0、s=1、t=1、R=−C(CH−で示される環状脂肪族炭化水素基を含む(メタ)アクリレート等が挙げられ、これらの中でもジシクロペンタニル(メタ)アクリレートが最も好ましく用いられる。
<Specific example of mono (meth) acrylate compound represented by general formula (II)>
Specific examples of the general formula (II) include dicyclopentanyl (meth) acrylate (r = 0, s = 1, t = 0), tricyclodecane methanol (meth) acrylate (r = 0, s = 1, t = 1, R 3 = —CH 2 —), tricyclopentanyl (meth) acrylate (r = 0, s = 2, t = 0 or r = 1, s = 1, t = 0), r = 0, (meth) acrylate containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by s = 1, t = 1, R 3 = —C (CH 3 ) H—, r = 0, s = 1, t = 1, R 3 = Examples include (meth) acrylates containing a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by —C (CH 3 ) 2 —, and among these, dicyclopentanyl (meth) acrylate is most preferably used.

[I−4−1.成分Aと成分Cの組成比]
本発明の重合性組成物中の成分Aおよび成分Cの質量比は、通常「95:5」〜「50:50」(「成分A:成分C」、以下、本段落において同様)、好ましくは「95:10」〜「50:50」、さらに好ましくは「80:20」〜「50:50」である。
成分Aの量が成分Aおよび成分Bの質量比「95:5」より多くなると、吸水率の低下効果が低くなる。成分Bの量が成分Aおよび成分Bの質量比「50:50」より多くなると、Tgが低下するといった問題が生じる。
成分Aおよび成分Cは各々1種類を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いる場合、その合計量同士が上記範囲内となるようにする。
[I-4-1. Composition ratio of component A and component C]
The mass ratio of component A and component C in the polymerizable composition of the present invention is usually “95: 5” to “50:50” (“component A: component C”, hereinafter the same in this paragraph), preferably “95:10” to “50:50”, more preferably “80:20” to “50:50”.
When the amount of component A exceeds the mass ratio “95: 5” of component A and component B, the effect of decreasing the water absorption rate is reduced. When the amount of component B exceeds the mass ratio “50:50” of component A and component B, there arises a problem that Tg decreases.
Each of Component A and Component C may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is within the above range.

[I−4−2.成分Aと成分Cの合計と成分Bの組成比]
本発明の重合性組成物中に成分Cを含む場合、成分Aと成分Cの合計と成分Bの質量比が上述の成分Aと成分Bの質量比の範囲内となるようにする。すなわち、成分Aと成分Cの合計と成分Bの質量比は、通常「99:1」〜「80:20」(「成分Aと成分Cの合計:成分B」、以下、本段落において同様)、好ましくは「99:1」〜「90:10」、さらに好ましくは「97:3」〜「90:10」である。成分Aと成分Cの合計量が成分Aと成分Cの合計および成分Bの質量比「99:1」より多くなると、耐熱性(着色)が低下する。成分Bの量が成分Aおよび成分Bの質量比「80:20」より多くなると、Tgが低下する、保存安定性が悪化するといった問題が生じる。
成分A、BおよびCは各々1種類を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いる場合、その合計量同士が上記範囲内となるようにする。
[I-4-2. Composition ratio of sum of component A and component C and component B]
When component C is included in the polymerizable composition of the present invention, the total ratio of component A and component C and the mass ratio of component B is set within the range of the mass ratio of component A and component B described above. That is, the mass ratio of the sum of component A and component C to component B is usually “99: 1” to “80:20” (“total of component A and component C: component B”, hereinafter the same in this paragraph) , Preferably “99: 1” to “90:10”, more preferably “97: 3” to “90:10”. When the total amount of component A and component C is greater than the sum of component A and component C and the mass ratio “99: 1” of component B, heat resistance (coloring) decreases. When the amount of component B exceeds the mass ratio “80:20” of component A and component B, problems such as a decrease in Tg and deterioration in storage stability occur.
Each of components A, B and C may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the total amount is within the above range.

[I−5.重合開始剤]
本発明の重合性組成物は、重合開始剤を含有していても良い。重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤を用いることができ、例えば、紫外線、可視光線等の活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生する光重合開始剤、加熱によりラジカルを発生する熱重合開始剤が挙げられる。通常は光重合開始剤を用いるか、光重合開始剤と熱重合開始剤とを併用する。
[I-5. Polymerization initiator]
The polymerizable composition of the present invention may contain a polymerization initiator. As the polymerization initiator, a radical polymerization initiator can be used. For example, a photopolymerization initiator that generates radicals by irradiation with active energy rays such as ultraviolet rays and visible light, and a thermal polymerization initiator that generates radicals by heating. Can be mentioned. Usually, a photopolymerization initiator is used, or a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator are used in combination.

<光重合開始剤>
光重合開始剤としては、この用途に用い得ることが知られている公知の化合物を用いることができる。例えば、ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパンー1−オン、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらの中でも、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイドが好ましい。これらの光重合開始剤は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
<Photopolymerization initiator>
As the photopolymerization initiator, known compounds that can be used for this purpose can be used. For example, benzophenone, benzoin methyl ether, benzoin propyl ether, diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1- Examples include phenylpropan-1-one, 2,6-dimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, and the like. . Among these, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide are preferable. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

光重合開始剤は、重合性組成物中のラジカル重合可能な化合物(成分Aおよび成分Bを含む)の合計を100質量部としたとき、通常0.001質量部以上、好ましくは0.02質量部以上、さらに好ましくは0.05質量部以上である。その上限は、通常5質量部以下、好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは1質量部以下である。光重合開始剤の添加量が多すぎると、重合が急激に進行し、硬化体の複屈折を大きくするだけでなく色相も悪化するおそれがある。一方、少なすぎると重合性組成物が十分に重合しないおそれがある。   The photopolymerization initiator is usually 0.001 part by mass or more, preferably 0.02 part by mass when the total of radically polymerizable compounds (including Component A and Component B) in the polymerizable composition is 100 parts by mass. Part or more, more preferably 0.05 part by weight or more. The upper limit is usually 5 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less. When the amount of the photopolymerization initiator added is too large, the polymerization proceeds rapidly, and not only the birefringence of the cured product is increased, but also the hue may be deteriorated. On the other hand, if the amount is too small, the polymerizable composition may not be sufficiently polymerized.

<熱重合開始剤>
熱重合開始剤としては、この用途に用い得ることが知られている公知の化合物を用いることができる。例えば、ハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等の一方の水素原子が炭化水素基で置換されているハイドロパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン等のジアルキルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノエート)等のパーオキシエステル、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート等のパーオキシカーボネート、パーオ
キシケタール、ケトンパーオキサイド等の過酸化物が挙げられる。
<Thermal polymerization initiator>
As the thermal polymerization initiator, a known compound that can be used for this purpose can be used. For example, a hydroperoxide in which one hydrogen atom such as hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide is substituted with a hydrocarbon group Dialkyl peroxides such as oxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxy (2-ethylhexa Peroxyesters such as noate), diacyl peroxides such as benzoyl peroxide and dilauroyl peroxide, peroxycarbonates such as diisopropylperoxycarbonate, peroxyketals and ketone peroxides. Product, and the like.

中でも、ジクミルパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、ジラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルハイドロパーオキサイド等が好ましい形態として挙げられる。これらの重合開始剤は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
熱重合開始剤は、重合性組成物中のラジカル重合可能な化合物(成分Aおよび成分Bを含む)の合計を100質量部としたとき、通常0.1質量部以上、好ましくは0.5質量部以上、さらに好ましくは0.8質量部以上である。その上限は、通常10質量部以下、好ましくは5質量部以下、さらに好ましくは2質量部以下である。熱重合開始剤が多すぎると、成形型内で重合性組成物を光重合させた後、脱型して熱重合させるに際し重合が急激に進行し、得られる硬化物の複屈折を大きくするだけでなく色相も悪化するおそれがある。一方、少なすぎると熱重合が十分に進行しないおそれがある。
Of these, preferred are dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, dilauroyl peroxide, t-butylperoxybenzoate, t-butyl hydroperoxide, and the like. As mentioned. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
The thermal polymerization initiator is usually 0.1 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass when the total of radically polymerizable compounds (including component A and component B) in the polymerizable composition is 100 parts by mass. Part or more, more preferably 0.8 part by weight or more. The upper limit is usually 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 2 parts by mass or less. If there is too much thermal polymerization initiator, after the polymerizable composition is photopolymerized in the mold, the polymerization proceeds rapidly when demolding and thermal polymerization is performed, and only the birefringence of the resulting cured product is increased. In addition, the hue may be deteriorated. On the other hand, if the amount is too small, thermal polymerization may not proceed sufficiently.

光重合開始剤と熱重合開始剤とを併用する場合、その質量比は、通常「100:1」〜「1:100」(「光重合開始剤:熱重合開始剤」、以下、本段落において同様。)、好ましくは「10:1」〜「1:10」である。熱重合開始剤が少なすぎると重合が不十分となる場合があり、多すぎると着色のおそれがある。   When the photopolymerization initiator and the thermal polymerization initiator are used in combination, the mass ratio is usually “100: 1” to “1: 100” (“photopolymerization initiator: thermal polymerization initiator”, hereinafter, in this paragraph) Similarly, it is preferably “10: 1” to “1:10”. When there are too few thermal polymerization initiators, superposition | polymerization may become inadequate, and when too large, there exists a possibility of coloring.

[I−6.その他の添加剤]
本発明に用いる重合性組成物には、本発明の要旨を損なわない範囲で、上記以外の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、成分Aまたは成分C以外のラジカル重合可能な化合物、無機粒子、連鎖移動剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、充填剤、離型剤等が挙げられる。また、残溶媒や水を若干含んでいる場合もある。本発明に用いる重合性組成物がこれらの添加剤を含む場合、本発明の効果を得るためには、重合性組成物中、成分Aまたは成分A及び成分Cの合計量が50質量%以上、中でも70質量%以上を占めることが好ましい。
[I-6. Other additives]
The polymerizable composition used in the present invention may contain components other than those described above as long as the gist of the present invention is not impaired. Such components include radically polymerizable compounds other than Component A or Component C, inorganic particles, chain transfer agents, silane coupling agents, antioxidants, UV absorbers, UV stabilizers, fillers, mold release agents. Etc. Further, there may be some residual solvent or water. When the polymerizable composition used in the present invention contains these additives, in order to obtain the effects of the present invention, the total amount of Component A or Component A and Component C is 50% by mass or more in the polymerizable composition. Among them, it is preferable to occupy 70% by mass or more.

<ラジカル重合可能な化合物>
ラジカル重合可能な化合物としては、例えば、メチル(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、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6―ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(β−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(β−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)シクロヘキシル]プロパン、1,4−ビス((メタ)アクリロイルオキシメチル)シクロヘキサン、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリレート化合物;スチレン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、α−メチルスチレンなどのスチレン系化合物;アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の(メタ)アクリル酸誘導体等が挙げられる。ラジカル重合可能な化合物を含む場合は、通常、重合性組成物中5〜20質量%である。
<Radically polymerizable compounds>
Examples of the radical polymerizable compound include methyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6- Hexanediol di (meth) acrylate, 2,2-bis [4- (β- (meth) acryloyloxyethoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (β- (meth) acryloyloxyethoxy) cyclohexyl] (Meth) acrylate compounds such as propane, 1,4-bis ((meth) acryloyloxymethyl) cyclohexane, trimethylolpropane tri (meth) acrylate; styrene such as styrene, chlorostyrene, divinylbenzene, α-methylstyrene Compounds; acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc. (meth) acrylic acid derivatives. When it contains a compound capable of radical polymerization, it is usually 5 to 20% by mass in the polymerizable composition.

<無機粒子>
無機粒子としては、透明性の点で、平均粒径100nm以下の粒子が好ましい。無機粒子の種類としては、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化スズ等の酸化物が挙げられる。無機粒子は、その表面が有機酸、シランカップリング剤等表面処理剤で処理されているものが好ましい。無機粒子を含む場合は、通常全組成物中5〜40質量%である。
連鎖移動剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、充填剤、離型剤等等を含む場合は、通常全組成物中0.1〜10質量%である。
<Inorganic particles>
The inorganic particles are preferably particles having an average particle size of 100 nm or less from the viewpoint of transparency. Examples of the inorganic particles include oxides such as silica, zirconium oxide, cerium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, yttrium oxide, and tin oxide. The inorganic particles preferably have a surface treated with a surface treatment agent such as an organic acid or a silane coupling agent. When inorganic particles are included, it is usually 5 to 40% by mass in the total composition.
When a chain transfer agent, a silane coupling agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, a filler, a release agent, and the like are included, it is usually 0.1 to 10% by mass in the total composition.

[II.硬化物]
[II−1.硬化物の製造方法]
本発明の重合性組成物から硬化物を製造する方法としては、光硬化、熱硬化等の手法が挙げられる。
<光硬化>
本発明の硬化物は、前述の重合性組成物を少なくとも一面が紫外線、可視光等の光を透過しうる材料で構成された成形型内に注入し、光照射して硬化させた後、脱型することにより得ることができる。光を透過しうる材料としては、透明性のよい樹脂を用いることもできるが、通常は光の照射を受けても劣化したり、変形したりしないようにガラスを用いるのが好ましい。成形型のキャビティの深さ(=製造する硬化物の厚さ)は通常10mm以下、好ましくは5mm以下であり、通常50μm以上、好ましくは200μm以上である。薄すぎると硬化物の機械的強度が小さく、本発明の方法によっても成形するのが難しい。厚すぎると成形時に硬化物に歪みが発生するため、等方的な硬化物が得られない。
[II. Cured product]
[II-1. Method for producing cured product]
Examples of the method for producing a cured product from the polymerizable composition of the present invention include methods such as photocuring and thermosetting.
<Photocuring>
The cured product of the present invention is prepared by injecting the polymerizable composition described above into a molding die composed of a material that can transmit ultraviolet light, visible light, or the like on at least one surface, and curing by irradiation with light. It can be obtained by molding. As the material that can transmit light, a resin having good transparency can be used, but it is usually preferable to use glass so that it does not deteriorate or deform even when irradiated with light. The depth of the cavity of the mold (= thickness of the cured product to be produced) is usually 10 mm or less, preferably 5 mm or less, and usually 50 μm or more, preferably 200 μm or more. If it is too thin, the cured product has low mechanical strength and is difficult to mold by the method of the present invention. If it is too thick, the cured product is distorted during molding, so that an isotropic cured product cannot be obtained.

照射する光の波長としては、光重合開始剤の吸収波長等にもよるが、100nm以上800nm以下、好ましくは200nm以上600nm以下、さらに好ましくは200nm以上500nm以下である。特に、波長200〜400nmの紫外線(UV)が好ましく用いられる。波長が短すぎると樹脂の劣化が促進する場合があり、長すぎると光重合開始剤が光を吸収しない場合がある。   The wavelength of the irradiated light is 100 nm to 800 nm, preferably 200 nm to 600 nm, more preferably 200 nm to 500 nm, although it depends on the absorption wavelength of the photopolymerization initiator. In particular, ultraviolet rays (UV) having a wavelength of 200 to 400 nm are preferably used. If the wavelength is too short, deterioration of the resin may be accelerated, and if it is too long, the photopolymerization initiator may not absorb light.

照射する光の照射量は、光重合開始剤がラジカルを発生させる範囲であれば任意であるが、紫外線等の光の照射量が少なすぎると重合が不十分で得られる硬化物の耐熱性、機械特性が十分に発現されず、一方、多すぎると得られる硬化物が黄変する等、光による劣化を生じるので、照度:10mW/cm以上5000mW/cm以下、時間:0.1秒間以上30分間以下、照射量:0.01J/cm以上10,000J/cm以下で照射するのが好ましい。 The irradiation amount of light to be irradiated is arbitrary as long as the photopolymerization initiator generates radicals, but if the irradiation amount of light such as ultraviolet rays is too small, the heat resistance of a cured product obtained by insufficient polymerization, Mechanical properties are not sufficiently expressed. On the other hand, if it is too much, the resulting cured product will be yellowed or the like, which causes deterioration due to light. Illuminance: 10 mW / cm 2 or more and 5000 mW / cm 2 or less, Time: 0.1 seconds 30 min inclusive, dose: 0.01 J / cm preferably irradiated with 2 or more 10,000 J / cm 2 or less.

紫外線等の光照射を複数回に分割して行うと、複屈折が小さい硬化物を得ることができる。紫外線等の光源としては、メタルハライドランプ、高圧水銀灯ランプ、無電極水銀ランプ、LED等が挙げられる。重合をすみやかに完了させる目的で、光重合と熱重合を同時に行ってもよい。
光照射により得られた硬化物は、さらに加熱してもよい。これにより重合反応を完結させ、さらに、重合時に発生した内部歪みを低減することが可能である。加熱温度は、硬化物の組成やガラス転移温度に合わせて適宜選択されるが、通常、ガラス転移温度付近かそれ以下の温度で行われ、好ましくは50℃以上300℃以下である。また、加熱時間は、1分間以上1週間以下、好ましくは30分間以上3日間以下、さらに好ましくは1時間以上1日間以下である。加熱温度が高すぎたり、加熱時間が長すぎたりすると得られる硬化物の色相が悪化するおそれがある。加熱時の雰囲気は、空気中、窒素やアルゴン等の不活性ガス中、真空中等で行うことができる。加熱は脱型後に行うことが好ましい。
When light irradiation such as ultraviolet rays is divided into a plurality of times, a cured product having a small birefringence can be obtained. Examples of light sources such as ultraviolet rays include metal halide lamps, high-pressure mercury lamp lamps, electrodeless mercury lamps, and LEDs. For the purpose of promptly completing the polymerization, photopolymerization and thermal polymerization may be performed simultaneously.
The cured product obtained by light irradiation may be further heated. Thereby, the polymerization reaction can be completed, and further, internal strain generated during the polymerization can be reduced. The heating temperature is appropriately selected according to the composition of the cured product and the glass transition temperature, but is usually performed at a temperature near or below the glass transition temperature, and preferably 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. The heating time is 1 minute to 1 week, preferably 30 minutes to 3 days, more preferably 1 hour to 1 day. If the heating temperature is too high or the heating time is too long, the hue of the resulting cured product may be deteriorated. The atmosphere during heating can be performed in air, in an inert gas such as nitrogen or argon, in a vacuum, or the like. Heating is preferably performed after demolding.

[II−2.硬化物の物性]
<ガラス転移温度(Tg)>
本発明の硬化物のTgは通常150℃以上、好ましくは160℃以上、さらに好ましくは170℃以上である。また、通常300℃以下である。本発明においてTgは、粘弾性測定装置により、0.2mm厚のサンプルを引張りモードで周波数10Hz(正弦波)、昇温速度2℃/分で測定した際の損失正接tanδ(=貯蔵弾性率E’/損失弾性率E’’)が最大値を示す温度(主分散のピーク温度)を指す。
[II-2. Physical properties of cured product]
<Glass transition temperature (Tg)>
Tg of the hardened | cured material of this invention is 150 degreeC or more normally, Preferably it is 160 degreeC or more, More preferably, it is 170 degreeC or more. Moreover, it is 300 degrees C or less normally. In the present invention, Tg is a loss tangent tan δ (= storage elastic modulus E) when a 0.2 mm thick sample is measured in a tensile mode at a frequency of 10 Hz (sine wave) and a temperature increase rate of 2 ° C./min. '/ Loss elastic modulus E ″) indicates the temperature at which the maximum value is reached (peak temperature of main dispersion).

<吸水率>
本発明の硬化物の吸水率は通常0.8%以下、好ましくは0.7%以下、さらに好まし
くは0.6%以下である。吸水率は低いほど好ましく、下限は特にないが、通常0.1%以上程度である。本発明において吸水率は、0.5mm厚の硬化物を80℃真空中で4日間乾燥した後の重量から、60℃90%で3日間保管した後の重量の重量増加率を指す。
<光線透過率>
本発明の硬化物の厚さ0.5mmでの400nmにおける光線透過率は通常80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは86%以上である。光線透過率は高いほど好ましく、上限は特にないが、通常95%以下程度である。400nmでの光線透過率が小さすぎると、着色があったり、透明性が低いために、光学部材として用いることが困難という問題点がある。
<Water absorption rate>
The water absorption of the cured product of the present invention is usually 0.8% or less, preferably 0.7% or less, and more preferably 0.6% or less. The lower the water absorption, the better. There is no particular lower limit, but it is usually about 0.1% or more. In the present invention, the water absorption refers to the weight increase rate after the 0.5 mm-thick cured product is dried at 80 ° C. in vacuum for 4 days and then stored at 60 ° C. and 90% for 3 days.
<Light transmittance>
The light transmittance at 400 nm with a thickness of 0.5 mm of the cured product of the present invention is usually 80% or more, preferably 85% or more, and more preferably 86% or more. The higher the light transmittance, the better. There is no particular upper limit, but it is usually about 95% or less. If the light transmittance at 400 nm is too small, there is a problem that it is difficult to use as an optical member due to coloring or low transparency.

本発明の硬化物は、0.5mm厚での400nmにおける光線透過率が80%以上であり、空気中260℃で10分間加熱する前と後の透過率の差が10%以下、好ましくは8%以下である。光線透過率は、分光光度計により空気をベースラインとして測定することができる。   The cured product of the present invention has a light transmittance of at least 80% at 400 nm with a thickness of 0.5 mm, and the difference in transmittance before and after heating in air at 260 ° C. for 10 minutes is 10% or less, preferably 8 % Or less. The light transmittance can be measured with a spectrophotometer using air as a baseline.

[II−2.光学部材]
本発明の硬化物は、光学用コーティング剤、ハードコート剤、光学部材として使用することが可能であるが、中でも光学部材として使用することが好ましい。光学部材としては、光学レンズ、光学フィルム、光学フィルター、光学シート、光学薄膜、導光板、光導波路等が挙げられる。
[II-2. Optical member]
Although the hardened | cured material of this invention can be used as an optical coating agent, a hard-coat agent, and an optical member, it is preferable to use as an optical member especially. Examples of the optical member include an optical lens, an optical film, an optical filter, an optical sheet, an optical thin film, a light guide plate, and an optical waveguide.

次に合成例、実施例、比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。(400nmにおける透過率の測定法)
400nmにおける透過率の測定は、日立製作所社製U−4000形自記分光光度計により、ベースラインを何もセットしない状態(空気)で測定した後にサンプルの透過率スペクトルを測定し、400nmの値を読み取った。
Next, although a synthesis example, an Example, and a comparative example demonstrate this invention further, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. (Measurement method of transmittance at 400 nm)
The transmittance at 400 nm is measured with a U-4000 automatic recording spectrophotometer manufactured by Hitachi, Ltd., after measuring the transmittance spectrum of the sample with no baseline set (air), and the value of 400 nm is obtained. I read it.

(ガラス転移温度(Tg)の測定法)
ガラス転移温度(Tg)は、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製粘弾性スペクトロメータEXSTAR DMS6100を用いて測定した。測定は次の条件で行った。測定モード:引張り、サンプル厚み:0.2mm、チャック間距離2cm、サンプル幅:1cm、昇温速度:2℃/分、周波数モード:正弦波、周波数:10Hz。20〜260℃の温度範囲において、損失正接tanδが最大となる時の温度をガラス転移温度とした。
(Measurement method of glass transition temperature (Tg))
The glass transition temperature (Tg) was measured using a viscoelastic spectrometer EXSTAR DMS6100 manufactured by SII Nano Technology. The measurement was performed under the following conditions. Measurement mode: Tensile, sample thickness: 0.2 mm, distance between chucks: 2 cm, sample width: 1 cm, heating rate: 2 ° C./min, frequency mode: sine wave, frequency: 10 Hz. The temperature at which the loss tangent tan δ becomes maximum in the temperature range of 20 to 260 ° C. was defined as the glass transition temperature.

(吸水率の測定法)
吸水率は、2cm角0.5mm厚の硬化物を80℃真空中で4日間乾燥して重量を測定した後に、60℃90%で3日間保管した後に重量を測定し、その重量増加率(次式)から算出した。重量増加率(吸水率)[%]=(60℃90%3日後の重量−乾燥時の重量)/乾燥時の重量×100。
(耐熱試験方法)
空気雰囲気下、オーブン(ヤマト科学社製InertOven DN43HI)の温度表示が260℃となってから30分間経過したところへ、0.5mm厚、2cm角の硬化物を素早く入れ、10分後に取り出した。加熱後前述した方法で400nmにおける透過率を測定した。
(Measurement method of water absorption)
The water absorption is measured by drying a cured product 2 cm square 0.5 mm thick in an 80 ° C. vacuum for 4 days, measuring the weight after storing at 60 ° C. and 90% for 3 days, and increasing the weight ( It was calculated from the following formula. Weight increase rate (water absorption) [%] = (weight at 60 ° C. 90% after 3 days−weight at drying) / weight at drying × 100.
(Heat resistance test method)
Under an air atmosphere, a 0.5 mm thick, 2 cm square cured product was quickly put into a place where 30 minutes had passed since the temperature display of the oven (InertOven DN43HI manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) reached 260 ° C., and the cured product was taken out after 10 minutes. After heating, the transmittance at 400 nm was measured by the method described above.

実施例1
NKエステルDCP(新中村化学社製、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート)28.2g、1−ドデカンチオール(東京化成社製)1.8gを室温で均一になるま
で攪拌し、ルシリンTPO(BASF社製、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド)0.3gを加え、50℃で均一になるまで撹拌した。
Example 1
28.2 g of NK ester DCP (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., tricyclodecane dimethanol dimethacrylate) and 1.8 g of 1-dodecanethiol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were stirred at room temperature until homogeneous, and lucillin TPO (BASF Corp.). Manufactured, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide) 0.3 g was added and stirred at 50 ° C. until uniform.

得られた重合性組成物を光学研磨ガラス板上の0.5mmのシリコン製スペーサーを用いて作った枠内に注入し、光学研磨ガラス板を上から重ねてクリップで留め、高圧水銀ランプを備えたオーク製作所社製のUV照射機HANDY UV300を用いて、照度12mW/cmで片面から7分間照射し、型をひっくり返して逆側の面からさらに7分間照射した。2枚のガラス板を外して硬化サンプルを取り出し、2cm角にカットし、真空ポンプで減圧しながら190℃の真空オーブン中で4時間加熱し、透明な硬化物を得た。 The obtained polymerizable composition was poured into a frame made of a 0.5 mm silicon spacer on an optical polishing glass plate, and the optical polishing glass plate was stacked from above and clipped, and equipped with a high-pressure mercury lamp. Using a UV irradiator HANDY UV300 manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd., irradiation was performed from one side at an illuminance of 12 mW / cm 2 for 7 minutes, and the mold was turned over and irradiated from the opposite side for another 7 minutes. The two glass plates were removed, the cured sample was taken out, cut into 2 cm squares, and heated in a vacuum oven at 190 ° C. for 4 hours while reducing the pressure with a vacuum pump to obtain a transparent cured product.

Tg測定用の硬化物は、スペーサーを0.2mm厚にした以外は、上記と同様の方法で作製した。ただし、UV照射後2cm角にカットは行わず、真空ポンプで減圧しながら190℃の真空オーブン中で4時間加熱後、3cm×1cm角にカットした。
得られた硬化物の吸水率、耐熱試験前後の透過率、Tgを前述した方法で測定した。評価結果を表1に示す。
A cured product for Tg measurement was prepared in the same manner as described above except that the spacer was 0.2 mm thick. However, it was not cut into 2 cm square after UV irradiation, and was heated in a 190 ° C. vacuum oven for 4 hours while reducing the pressure with a vacuum pump, and then cut into 3 cm × 1 cm square.
The water absorption, transmittance before and after the heat resistance test, and Tg of the obtained cured product were measured by the methods described above. The evaluation results are shown in Table 1.

実施例2
NKエステルDCPを27g、1−ドデカンチオールを3gとした以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。
実施例3
1−ドデカンチオールの代わりにtert−ドデカンチオール(東京化成社製)を用いた以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。
Example 2
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 27 g of NK ester DCP and 3 g of 1-dodecanethiol were used.
The evaluation results are shown in Table 1.
Example 3
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that tert-dodecanethiol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 1-dodecanethiol.
The evaluation results are shown in Table 1.

実施例4
1−ドデカンチオールの代わりに、1−デカンチオール(東京化成社製)を用いた以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。
実施例5
NKエステルDCP28.2gの代わりにNKエステルDCP21g及びFA−513M(日立化成社製:ジシクロペンタニルアクリレート)7.2gを用いた以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。
Example 4
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1-decanethiol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 1-dodecanethiol.
The evaluation results are shown in Table 1.
Example 5
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 21 g of NK ester DCP and 7.2 g of FA-513M (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .: dicyclopentanyl acrylate) were used instead of 28.2 g of NK ester DCP. .
The evaluation results are shown in Table 1.

実施例6
NKエステルDCP28.2gの代わりにNKエステルDCP14.1g及びFA−513M14.1gを用いた以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。
比較例1
1−ドデカンチオールの代わりに、ペンタエリスリトールテトラ(3−メルカプトプロピオネート)(東京化成社製:以下PEMP)を用いた以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。
Example 6
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 14.1 g of NK ester DCP and 14.1 g of FA-513M were used instead of 28.2 g of NK ester DCP.
The evaluation results are shown in Table 1.
Comparative Example 1
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that pentaerythritol tetra (3-mercaptopropionate) (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd .: hereinafter referred to as PEMP) was used instead of 1-dodecanethiol.
The evaluation results are shown in Table 1.

比較例2
NKエステルDCPを30gとし、1−ドデカンチオール1.8gを添加しない以外は実施例1と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。この硬化物は、Tgを測定する際、途中でサンプルが切れてしまい、正確なTgの値を測定することができなかった。
Comparative Example 2
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Example 1 except that 30 g of NK ester DCP was added and 1.8 g of 1-dodecanethiol was not added.
The evaluation results are shown in Table 1. When this cured product was measured for Tg, the sample was cut off halfway, and an accurate Tg value could not be measured.

比較例3
NKエステルDCP30gの代わりに、NKエステルDCPを15g及びFA−513Mを15g用いた以外は比較例2と同様に行い、透明な硬化物を得た。
評価結果を表1に示す。この硬化物は耐熱試験後、サンプル全面にクラックが生じていた。
Comparative Example 3
A transparent cured product was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that 15 g of NK ester DCP and 15 g of FA-513M were used instead of 30 g of NK ester DCP.
The evaluation results are shown in Table 1. The cured product had cracks on the entire surface of the sample after the heat resistance test.

Figure 2010254984
Figure 2010254984

表1より、チオールを含まない比較例2の吸水率が1.0%であるのに対して、10重量%以下の単官能チオールを添加した実施例1〜4では吸水率が0.7〜0.5%となり、実に30%〜50%にも相当する著しい吸水率低減効果が得られていることがわかる。成分CとしてFA−513Mを添加した実施例6と比較例3の対比においても同様の傾向が得られている。
一方、酸素原子を含む単官能チオールを添加した比較例1においては、吸水率は比較例2と同等であり、吸水率改善効果は認められない。
From Table 1, the water absorption of Comparative Example 2 containing no thiol is 1.0%, whereas in Examples 1 to 4 to which 10% by weight or less of monofunctional thiol was added, the water absorption was 0.7 to It can be seen that a remarkable water absorption reduction effect equivalent to 30% to 50% is obtained. The same tendency is obtained in the comparison between Example 6 and Comparative Example 3 in which FA-513M is added as Component C.
On the other hand, in Comparative Example 1 to which a monofunctional thiol containing an oxygen atom was added, the water absorption rate was equivalent to that in Comparative Example 2, and the water absorption rate improving effect was not recognized.

Claims (12)

以下の成分A、および成分Bを含む、重合性組成物。
成分A:環状脂肪族炭化水素基を有する多官能(メタ)アクリレート
成分B:分子内に酸素原子を含まない単官能チオール化合物
A polymerizable composition comprising the following component A and component B:
Component A: Polyfunctional (meth) acrylate having a cycloaliphatic hydrocarbon group Component B: Monofunctional thiol compound containing no oxygen atom in the molecule
前記成分Aが、下記(I)式で表される環状脂肪族炭化水素基を有するビス(メタ)アクリレート化合物である、請求項1に記載の重合性組成物。
Figure 2010254984
(式(I)中、R11およびR12はそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、R13およびR14はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。
mは1又は2を、nは0または1を表し、pおよびqはそれぞれ独立して0または1を表す。なお、環状脂肪族炭化水素基は、更に置換基を有していてもよい。)
The polymerizable composition according to claim 1, wherein component A is a bis (meth) acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the following formula (I).
Figure 2010254984
(In Formula (I), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 13 and R 14 each independently have a substituent having 1 to 4 carbon atoms. Represents a linear alkylene group.
m represents 1 or 2, n represents 0 or 1, and p and q each independently represents 0 or 1. Note that the cyclic aliphatic hydrocarbon group may further have a substituent. )
前記成分Bが、分子内に酸素原子を含まない炭素数10以上の脂肪族単官能チオール化合物である、請求項1または2に記載の重合性組成物。   The polymerizable composition according to claim 1 or 2, wherein Component B is an aliphatic monofunctional thiol compound having 10 or more carbon atoms that does not contain an oxygen atom in the molecule. 前記成分Aと前記成分Bの質量比が99:1〜80:20である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の重合性化合物。   The polymerizable compound according to any one of claims 1 to 3, wherein a mass ratio of the component A and the component B is 99: 1 to 80:20. 成分Cとして環状脂肪族炭化水素基を有する単官能(メタ)アクリレートを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の重合性組成物。   The polymerizable composition according to any one of claims 1 to 4, comprising a monofunctional (meth) acrylate having a cycloaliphatic hydrocarbon group as component C. 前記成分Cが、下記(II)式で表される環状脂肪族炭化水素基を有するモノ(メタ)アクリレート化合物である、請求項5に記載の重合性組成物。
Figure 2010254984
(式(II)中、Rはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基を表し、Rは置換基を有していてもよい炭素数1〜4の直鎖アルキレン基を表す。rは0または1を、sは1又は2を表し、tは0または1を表す。)
The polymerizable composition according to claim 5, wherein Component C is a mono (meth) acrylate compound having a cyclic aliphatic hydrocarbon group represented by the following formula (II).
Figure 2010254984
(In Formula (II), R 2 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group, R 3 represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent, and r is 0. Or 1, s represents 1 or 2, and t represents 0 or 1.
前記成分Aと前記成分Cの質量比が95:5〜50:50である、請求項5または6に記載の重合性化合物。   The polymerizable compound according to claim 5 or 6, wherein a mass ratio of the component A and the component C is 95: 5 to 50:50. 前記成分Aと前記成分Cの合計と前記成分Bの質量比が99:1〜80:20である、請求項5〜7のいずれか1項に記載の重合性化合物。   The polymerizable compound according to any one of claims 5 to 7, wherein a mass ratio of the sum of the component A and the component C and the component B is 99: 1 to 80:20. その硬化物の吸水率が0.8%以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の重合性組成物。   The polymerizable composition according to any one of claims 1 to 8, wherein the water absorption of the cured product is 0.8% or less. その硬化物のガラス転移温度(Tg)が150℃以上である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の重合性組成物。   The polymeric composition of any one of Claims 1-9 whose glass transition temperature (Tg) of the hardened | cured material is 150 degreeC or more. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の重合性組成物を硬化させてなる硬化物。   Hardened | cured material formed by hardening | curing polymeric composition of any one of Claims 1-10. 請求項11に記載の硬化物からなる光学部材。
.
An optical member comprising the cured product according to claim 11.
.
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