JP2018111810A - 活性エネルギー線硬化性組成物及び硬化物 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は高屈折率であって、高い透明性を有し、プラスチック基材との密着性に優れる硬化物を提供することを目的とする。【解決手段】 (メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)と、特定の芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレート(B)と、脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)と、光重合開始剤(D)とを含有する活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記脂肪族ジオールの炭素数が2〜6であり、前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の25℃での屈折率が1.55〜1.75である活性エネルギー線硬化性組成物(F)。【選択図】 なし

Description

本発明は、活性エネルギー線硬化性組成物及び硬化物に関する。
活性エネルギー線硬化性組成物は、熱硬化性組成物に比べて硬化速度が速く、生産性の面で優位であるため、光学部材(プラスチックレンズ、プリズム及び光ファイバー等)、電気・電子部材(フレキシブルプリント配線板用ソルダーレジスト、メッキレジスト 、多層プリント配線板用層間絶縁膜及び感光性光導波路等)、シーリング材、接着剤、並びに紙及びプラスチック等のコーティング剤等幅広い分野で使用されている。
近年、光学部材用途では、光学ディスプレイ等の小型化、薄型化、高輝度化、反射防止及び干渉縞防止等のため、活性エネルギー線硬化性組成物の高屈折率化が求められている。
高屈折率化を実現する手段として、フルオレン等の骨格を有するアクリレートモノマーを用いたもの(特許文献1)及び高屈折率樹脂に金属酸化物の微粒子を分散させた技術(特許文献2)等が提案されている。
これらの活性エネルギー線硬化性組成物から得られる硬化物は、高い屈折率を有し、光学部材に求められる要求性能を概ね満足しうるが、硬化物が脆くなりやすく、プラスチック基材との密着性に関して十分な性能を発現するには至らなかった。
特開2010−7004号公報 特開2010−248505号公報
本発明は、高屈折率であって、高い透明性を有し、プラスチック基材との密着性に優れる硬化物を与える活性エネルギー線硬化性組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)と、下記一般式(1)で表される芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレート(B)と、脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)と、光重合開始剤(D)とを含有する活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記脂肪族ジオールの炭素数が2〜6であり、前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の25℃での屈折率が1.55〜1.75である活性エネルギー線硬化性組成物(F);及び前記活性エネルギー線硬化性組成物(F)を硬化させてなる硬化物である。
[式(1)中、2個のRはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、x+y個あるAはそれぞれ独立に炭素数2〜4のアルキレン基を表す。x及びyはそれぞれ独立に1〜10の整数であり、かつx+yは2〜15の整数である。]
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は高屈折率であって、高い透明性を有し、プラスチック基材との密着性に優れる硬化物を与えることができるという効果を奏する。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)と、上記一般式(1)で表される芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレート(B)と、脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)と、光重合開始剤(D)とを含有する。
また、前記の脂肪族ジオールの炭素数は、2〜6である。
また、前記の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の25℃での屈折率は、1.55〜1.75である。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート及び/又はメタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリロイル」とは「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」を意味し、「(メタ)アクリロイロキシ」とは「アクリロイロキシ及び/又はメタクリロイロキシ」を意味する。
また、2官能とは、(メタ)アクリロイル基の数が2個であること、3官能以上とは、(メタ)アクリロイル基の数が3個以上であることを意味し、以下同様の記載法を用いる。
本発明の必須成分である(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)は、金属酸化物が、(メタ)アクリロイル基と有機的に結合したものである。
前記の(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用しても良い。
前記の(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)は、以下の(1)及び(2)等の方法で得ることができる。
(1)
金属酸化物(a)を溶剤に分散させ、加熱(40〜100℃が好ましい)又は酸性(pH2〜6が好ましい)条件下で前記の(a)と、(メタ)アクリロイル基を有する金属アルコキシド[(メタ)アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン及び(メタ)アクリロイロキシプロピルトリメトキシチタン等]とを反応させる方法。
(2)
(メタ)アクリロイル基を有する金属アルコキシド[(メタ)アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン及び(メタ)アクリロイロキシプロピルトリメトキシチタン等]と、その他の金属アルコキシドを溶剤中で加水分解し、重縮合させることにより得る方法。
前記の(1)の方法における原料である金属酸化物(a)としては、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化イットリウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化タングステン、酸化セリウム、酸化アンチモン及び酸化ゲルマニウム等が挙げられる。これらのうち、屈折率の観点から好ましいのは、酸化ジルコニウム及び酸化チタンである。
前記の(1)の方法における溶剤としては、他の成分との相溶性、分散性の観点から、有機溶剤が好ましい。このような有機溶剤としては、アルコール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及びオクタノール等);
ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びシクロヘキサノン等);
エステル又はエーテルエステル(酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等);
エーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル及びジエチレングリコールモノブチルエーテル等);
芳香族炭化水素(ベンゼン、トルエン及びキシレン等);
アミド(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等)等が挙げられる。
これらの内、分散性の観点から、メタノール、イソプロパノール、ブタノール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、トルエン及びキシレン等が好ましい。
前記の(2)の方法における原料であるその他の金属アルコキシドとしては、チタニウムアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、ハフニウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、アルミニウムアルコキシド、ガリウムアルコキシド、インジウムアルコキシド、ゲルマニウムアルコキシド及びスズアルコキシド等が挙げられる。
また、その他の金属アルコキシドが有するアルコキシ基1個当たりの炭素数は、1〜8であることが好ましい。
前記のその他の金属アルコキシドのうち、屈折率の観点から好ましいのは、チタニウムアルコキシド(テトラブトキシチタニウム等)及びジルコニウムアルコキシド(テトラブトキシジルコニウム等)である。
前記の(2)の方法における溶剤としては、(1)の方法の説明で例示した溶剤を用いることができ、好ましい物も同様である。
前記の(2)の方法における原料である(メタ)アクリロイル基を有する金属アルコキシドと、その他の金属アルコキシドとの重量比[(メタ)アクリロイル基を有する金属アルコキシドの重量/その他の金属アルコキシドの重量]は、屈折率の観点から、5/95〜80/20であることが好ましく、更にこのましくは5/95〜20/80である。
前記の金属酸化物(A)が粒子である場合は、動的光散乱法によって測定された活性エネルギー線硬化性組成物(F)中での(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)のメジアン粒子径が、透明性の観点から1〜50nmであることが好ましく、更に好ましくは1〜20nmである。
本発明の必須成分である芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレート(B)としては、下記一般式(1)で表されるものであり、高屈折率の観点から分子内にフルオレン構造を有する芳香環骨格を有する2官能(メタ)アクリレートである。
前記の(メタ)アクリレート(B)は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用しても良い。
式(1)中の2個のRは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、硬化性の観点からRは水素原子が好ましい。
式(1)中の(x+y)個のAは、それぞれ独立に炭素数2〜4のアルキレン基(エチレン基、プロピレン基及びブチレン基等)を表し、即ち、( )で囲んだ化学構造はオキシエチレン基、オキシプロピレン基及び/又はオキシブチレン基を表す。
前記のAとして、屈折率の観点から好ましいのはエチレン基である。
x及びyはそれぞれ独立に、1〜10の整数である。
ここで、x+yは2〜15の整数である。
x+yが2未満である場合は、密着性が悪化し、15より大きい場合は、屈折率が悪化する。
また、x+yは、屈折率の観点から2〜10の整数であることが好ましく、2〜6の整数であることが更に好ましい。
本発明の必須成分である脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)は、密着性の観点から、前記の脂肪族ジオールの炭素数が2〜6である必要があり、更に密着性を向上させる観点から、炭素数が2〜4であることが好ましい。
前記のジ(メタ)アクリレート(C)は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用しても良い。
脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)として密着性の観点から好ましいのは鎖状脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレートであり、その具体例としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート及び1、6−ヘキサンジオールジアクリレート等が挙げられる。
本発明の必須成分である光重合開始剤(D)としては、フォスフィンオキサイド系化合物(D1)、ベンゾイルホルメート系化合物(D2)、チオキサントン系化合物(D3)、オキシムエステル系化合物(D4)、ヒドロキシベンゾイル系化合物(D5)、ベンゾフェノン系化合物(D6)、ケタール系化合物(D7)及びα−アミノアルキルフェノン系化合物(D8)等が挙げられる。
フォスフィンオキサイド系化合物(D1)としては、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及び2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
ベンゾイルホルメート系化合物(D2)としては、メチルベンゾイルホルメート等が挙げられる。
チオキサントン系化合物(D3)としては、イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン及び2−クロロチオキサントン等が挙げられる。
オキシムエステル系化合物(D4)としては、1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン2−(O−ベンゾイルオキシム)及びエタノン−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)等が挙げられる。
ヒドロキシベンゾイル系化合物(D5)としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン及び1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。
ベンゾフェノン系化合物(D6)としては、ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド及び4,4’−ビスメチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。
ケタール系化合物(D7)としては、アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
α−アミノアルキルフェノン系化合物(D8)としては、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン等が挙げられる。
これらの光重合開始剤(D)のうち、硬化性及び硬化物の着色の観点から好ましいのは、フォスフィンオキサイド系化合物(D1)、ヒドロキシベンゾイル系化合物(D5)及び、α−アミノアルキルフェノン系化合物(D8)である。
前記の光重合開始剤(D)は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用しても良い。
前記の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の鉛筆硬度を向上させる観点から、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、前記の(A)〜(D)以外にさらに、(A)以外の3官能以上の(メタ)アクリレート(E)を含有していることが好ましい。
前記の(メタ)アクリレート(E)は、1種を単独でも用いても、2種以上を併用しても良い。
(A)以外の3官能以上の(メタ)アクリレート(E)としては、3価以上のアルコールのポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。
3価アルコールのポリ(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパンのトリ(メタ)アクリレート及びグリセリンのトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
4価アルコールのポリ(メタ)アクリレートとしては、ペンタエリスリトールのトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンのトリアクリレート及びジトリメチロールプロパンのテトラアクリレート等が挙げられる。
6価アルコールのポリ(メタ)アクリレートとしては、ジペンタエリスリトールのペンタ(メタ)アクリレート及びジペンタエリスリトールのヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により種々の添加剤を含有させてもよい。
添加剤としては、可塑剤、有機溶剤、分散剤、消泡剤、チクソトロピー性付与剤(増粘剤)、スリップ剤、レベリング剤、酸化防止剤、ヒンダードアミン系光安定剤及び紫外線吸収剤等が挙げられる。
また、前記のスリップ剤としては、アルキレンオキサイド変性ポリジメチルシロキサン等を用いることができる。
前記のアルキレンオキサイド変性ポリジメチルシロキサンは、BYK−333[ビックケミー・ジャパン(株)製]等として、市場から入手することができる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の屈折率は、光学部材への適用の観点から1.55〜1.75であり、好ましくは1.57〜1.75である。屈折率は、組成物中の前記の(A)及び(B)の重量割合を高くすることにより、高めることができる。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(A)の重量割合は、屈折率の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する成分の合計重量に基づいて、4〜40重量%であることが好ましく、更に好ましくは5〜40重量%であり、特に好ましくは15〜40重量%である。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(B)の重量割合は、屈折率及び透明性の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する成分の合計重量に基づいて、5〜40重量%であることが好ましく、更に好ましくは5〜20重量%である。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(C)の重量割合は、密着性の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する成分の合計重量に基づいて、40〜90重量%であることが好ましく、更に好ましくは50〜70重量%である。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(D)の重量割合は、鉛筆硬度の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する成分の合計重量に基づいて0.1〜20重量%であることが好ましく、更に好ましくは1〜10重量%である。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(E)の重量割合は、鉛筆硬度の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する成分の合計重量に基づいて0〜20重量%であることが好ましく、更に好ましくは3〜20重量%であり、特に好ましくは5〜15重量%である。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(B)、(C)、(D)及び(E)の合計重量の割合は、屈折率の観点から、活性エネルギー線硬化性組成物の固形分重量[活性エネルギー線硬化性組成物から揮発性成分(後述の溶剤等)を除いた重量]を基準として、60〜95重量%であることが好ましく、更に好ましくは60〜85重量%である。
活性エネルギー線硬化性組成物が含有する前記の(B)の重量と(C)の重量との比率[(B)の重量/(C)の重量]は、密着性及び屈折率の観点から0.10〜0.80であることが好ましく、更に好ましくは0.15〜0.70である。
活性エネルギー線硬化性組成物が前記の(E)を含有する場合、前記の(B)及び(C)の合計重量と、(E)の重量との比率[(B)の重量及び(C)の合計重量/(E)の重量]は、密着性及び硬度の観点から5〜10であることが好ましく、更に好ましくは6〜8である。
本発明の組成物は、塗工に適した粘度に調整したり、基材密着性を向上させるために、必要に応じて溶剤で希釈することができる。 溶剤の使用量は、活性エネルギー線硬化性組成物の全重量に基づいて2,000重量%以下であることが好ましく、更に好ましくは10〜500重量%である。また、塗料の粘度は、塗工性の観点から使用時の温度(15〜40℃)で、1〜2,000mPa・sであることが好ましく、更に好ましくは5〜200mPa・sである。
溶剤としては、本発明の組成物中の樹脂分を溶解するものであれば特に限定されない。具体的には、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン及びエチルベンゼン等)、エステル又はエーテルエステル(酢酸エチル、酢酸ブチル及びメトキシブチルアセテート等)、エーテル(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールのモノメチルエーテル及びジエチレングリコールのモノエチルエーテル等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン及びシクロヘキサノン等)、アルコール(メタノール、エタノール、n−又はi−プロパノール、n−、i−、sec−又はt−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール及びベンジルアルコール等)、アミド(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等)、スルホキシド(ジメチルスルホキシド等)、及びこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。 これらの溶剤のうち塗工膜の平滑性及び溶剤除去の効率の観点から好ましいのは酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、i−プロパノール及びこれらの混合物である。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物は、必要により溶剤で希釈して、基材の少なくとも片面の少なくとも一部に塗布し、必要により乾燥させた後、活性エネルギー線を照射し硬化させることにより、硬化物を得ることができる。
前記の硬化物は、後述の光学部品として用いることができる。
塗工に際しては、例えば塗工機[バーコーター、グラビアコーター、ロールコーター(サイズプレスロールコーター及びゲートロールコーター等)、エアナイフコーター、スピンコーター及びブレードコーター等]が使用できる。
塗工膜厚は、硬化乾燥後の膜厚として、0.5〜300μmであることが好ましい。乾燥性、硬化性の観点から更に好ましい上限は250μmであり、鉛筆硬度、耐溶剤性、耐汚染性の観点から更に好ましい下限は1μmである。
上記の基材としては、ポリカーボネート基材、アクリル基材、ポリエチレンテレフタレート基材及びポリトリアセチルセルロース基材等が挙げられる。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を溶剤で希釈して使用する場合は、塗工後に乾燥することが好ましい。乾燥方法としては、例えば熱風乾燥(ドライヤー等)が挙げられる。
乾燥温度は、10〜200℃であることが好ましく、塗膜の平滑性及び外観の観点から更に好ましい上限は150℃であり、乾燥速度の観点から更に好ましい下限は30℃である。
本発明の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を紫外線により硬化させる場合は、種々の紫外線照射装置[例えば、紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]等を使用できる。
使用するランプとしては、例えば高圧水銀灯及びメタルハライドランプ等が挙げられる。紫外線の照射量は、組成物の硬化性及び硬化物の可撓性の観点から好ましくは10〜50,000mJ/cm、更に好ましくは100〜1,000mJ/cmである。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物は、高い屈折率を有した上で、基材密着性及び透明性に優れているため、光学部品及び電気・電子部品等として有用であり、特に光学部品として有用である。
また、本発明の硬化物を用いた光学部品は、光学レンズ及び光学レンズ用シート又はフィルム等として、具体的には、プラスチックレンズ(プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ及び視野角向上レンズ等)、光学補償フィルム、位相差フィルム、プリズム、光ファイバー、フレキシブルプリント配線用ソルダーレジスト、メッキレジスト、多層プリント配線板用層間絶縁膜及び感光性光導波路等として有用である。
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り、%は重量%、部は重量部を示す。
製造例1 [テトラブトキシジルコニウム及び3−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシランの加水分解重縮合物(A−1)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管及び温度計を備えた反応容器に、メチルエチルケトン(MEK)65部、水1.5部及びテトラブトキシジルコニウム(a−1)[商品名:TBZR、日本曹達(株)製]30部を仕込み30分間攪拌した後、パラトルエンスルホン酸2.36部を仕込み、65℃で2時間反応させた。更に、反応容器に、3−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン(a−2)[商品名:KBM−5103、信越シリコーン(株)製]5部を仕込み65℃で2時間反応させ、その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、テトラブトキシジルコニウム及び3−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシランの加水分解重縮合物(A−1)のMEK溶液(固形分の重量割合:30%)を得た。
製造例2
[表面修飾した酸化ジルコニア粒子(A−2)の溶液の製造]
撹拌機、冷却管、吹込み管及び温度計を備えた反応容器に、酸化ジルコニウム分散液[商品名:SZR−M、堺化学工業(株)製、30%メタノール溶液、メジアン粒子径3nm](a−3)60部、メチルエチルケトン(MEK)60部、水1.5部及び3−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン(a−2)15部を仕込み65℃で2時間反応させ、その後、反応容器を減圧にし、空気を吹き込みながら、70℃で2時間トッピングし、表面にアクリロイロキシ基を修飾した酸化ジルコニア粒子(A−2)のMEK溶液(固形分の重量割合:30%)を得た。
実施例1
撹拌機と温度計を備えた反応容器に、加水分解重縮合物(A−1)のMEK溶液66.7部、ビスフェノールフルオレンへのエチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」を「EO」と略記する)10モル付加物のジアクリレート(B−2)[商品名:KONOMER−D104、KPXケミカル(株)製]30.0部、1,4−ブタンジオールジアクリレート(C−1)[商品名:ビスコート#195、大阪有機化学工業(株)製]50.0部を仕込み30分間攪拌した後、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(D−1)[商品名:イルガキュア907、BASF社製]3.0部、アルキレンオキサイド変性ポリジメチルシロキサン[商品名:BYK−333、ビックケミー・ジャパン(株)製]1.0部を加え、70℃で均一になるまで混合攪拌し、本発明の活性エネルギー線硬化性組成物(F−1)を得た。
実施例2〜6及び比較例1〜5
実施例1と同様にして、表1に示す部数で均一混合させ、実施例2〜6の活性エネルギー線硬化性組成物(F−1)〜(F−6)及び比較例1〜5の比較用の活性エネルギー線硬化性組成物(F’−1)〜(F’−5)を得た。
なお、表1中で使用した原料は以下の通りである。
(A’−1)の溶液:酸化ジルコニウム分散液[商品名:SZR−M、堺化学工業(株)製、30%メタノール溶液、メジアン粒子径3nm]
(B−1):ビスフェノールフルオレンへのEO6モル付加物のジアクリレート[商品名:KONOMER−D064、KPXケミカル(株)製、一般式(1)でx=y=3]
(B−2):ビスフェノールフルオレンへのEO10モル付加物のジアクリレート[商品名:KONOMER−D104、KPXケミカル(株)製、一般式(1)でx=y=5]
(B−3):ビスフェノールフルオレンへのEO2モル付加物のジアクリレート[商品名:オグソールEA−0200、大阪ガスケミカル(株)製、一般式(1)でx=y=1]
(B’−1):ビスフェノールAへのEO4モル付加物のジアクリレート[商品名:ネオマーBA−641、三洋化成工業(株)製]
(B’−2):ビスフェノールフルオレンへのEO20モル付加物のジアクリレート[商品名:KONOMER−D104、KPXケミカル(株)製、一般式(1)でx=y=10]
(C−1):1,4−ブタンジオールジアクリレート[商品名:ビスコート#195、大阪有機化学工業(株)製]
(C−2):1,6−ヘキサンジオールジアクリレート[商品名:ビスコート#230、大阪有機化学工業(株)製]
(C’−1):1,9−ノナンジオールジアクリレート[商品名:ビスコート#260、大阪有機化学工業(株)製]
(D−1):2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン[商品名:イルガキュア907、BASFジャパン(株)製]
(D−2):1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名:イルガキュア184、BASFジャパン(株)製]
(E−1):ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート[商品名:ネオマーDA−600、三洋化成工業(株)製、6官能]
(E−2):ペンタエリスリトールテトラアクリレート[商品名:ネオマーEA−300、三洋化成工業(株)製、4官能]
活性エネルギー線硬化性組成物(F−1)〜(F−6)及び比較用の活性エネルギー線硬化性組成物(F’−1)〜(F’−5)について、硬化物の25℃での屈折率、アクリル基材への密着性、透明性、鉛筆硬度を以下の方法で評価した。その結果を表1に示す。
<硬化フィルムの作製方法>
各活性エネルギー線硬化性組成物を厚さ50μmのアクリル基材[商品名:アクリプレンHBS006、三菱ケミカル(株)製]の片面にバーコーターを用い、硬化後の膜厚が5μmになるように塗布し、80℃で30秒間温調した後、紫外線照射装置[型番「VPS/I600」、フュージョンUVシステムズ(株)製]により、窒素雰囲気下で紫外線を200mJ/cm照射し、硬化フィルムを作成した。
<硬化物の25℃での屈折率の測定>
前記の硬化フィルムの屈折率を25℃の環境下で屈折率計[商品名:アッベ屈折率計4T、(株)アタゴ製]を用いて測定した。
<アクリル基材への密着性の評価>
JIS K5600−5−6に準拠し、以下の方法で密着性評価を実施した。
前記の硬化フィルムを23℃、相対湿度50%の環境下で24時間静置した後、1mm幅にカッターナイフで切込みを入れて碁盤目(10×10個)を作成した。
碁盤目上にセロハン粘着テープを貼り付け、90度剥離を行い、アクリル基材からの硬化物の剥離状態を目視で観察した。100マス中、剥離せず密着しているマス目の個数を数えて評価した。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物についてのアクリル基材への密着性は、基材からの剥離がないことが好ましい。
また、より厳しい条件での密着性を評価するために、上記の粘着テープ剥離後の試験片について、再度セロハン粘着テープを貼り付け、90度剥離を行う試験を4回繰り返し(最初の試験を含めると計5回剥離試験を実施)、100マス中、剥離せず密着しているマス目の個数を数えて評価した。
<硬化物の透明性の評価>
JIS K7105に準拠し、ヘイズメーター[商品名:「haze−gard dual」BYK gardner(株)製]を用いて前記の硬化フィルムのヘイズを測定した。
本評価方法では、ヘイズが1%以下であれば透明性が良好である。
<鉛筆硬度の評価>
JIS K5400に準拠し、鉛筆硬度試験機[商品名:電動鉛筆硬度引掻き試験機、(株)安田精機製作所製]を用いて前記の硬化フィルムの鉛筆硬度を測定した。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の鉛筆硬度は、H以上であることが好ましい。
本発明の実施例1〜6の活性エネルギー線硬化性組成物硬化させた硬化フィルムは、高い屈折率を有したうえで、アクリル基材との密着性及び透明性、鉛筆硬度のすべてに優れることがわかる。
一方、(メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)を用いていない比較例1は、屈折率及び鉛筆硬度が不十分である。
また、(メタ)アクリロイル基を有しない金属酸化物を、(A)の代わりに用いた比較例2では、硬化物の密着性及び透明性が悪化する。
また、一般式(1)で表される芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレート(B)の代わりに他の芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレートを用いた比較例3は、屈折率が不十分であり、しかも硬化物の透明性が悪化する。
また、一般式(1)中の(x+y)が15よりも大きい2官能の(メタ)アクリレートを用いた比較例4は、鉛筆硬度及び屈折率が不十分である。
また、炭素数が2〜6の脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)の代わりに、炭素数が9の脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレートを用いた比較例5では、アクリル基材への密着性が不十分である。
本発明の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物は、高い屈折率を有した上で、基材密着性及び透明性に優れているため、光学部品及び電気・電子部品等として有用であり、特に光学部品として有用である。
また、本発明の硬化物を用いた光学部品は、光学レンズ及び光学レンズ用シート又はフィルム等として、具体的には、プラスチックレンズ(プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズ、フレネルレンズ及び視野角向上レンズ等)、光学補償フィルム、位相差フィルム、プリズム、光ファイバー、フレキシブルプリント配線用ソルダーレジスト、メッキレジスト、多層プリント配線板用層間絶縁膜及び感光性光導波路等として有用である。

Claims (5)

  1. (メタ)アクリロイル基を有する金属酸化物(A)と、下記一般式(1)で表される芳香環骨格を有する2官能の(メタ)アクリレート(B)と、脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート(C)と、光重合開始剤(D)とを含有する活性エネルギー線硬化性組成物であって、前記脂肪族ジオールの炭素数が2〜6であり、前記活性エネルギー線硬化性組成物の硬化物の25℃での屈折率が1.55〜1.75である活性エネルギー線硬化性組成物(F)。
    [式(1)中、2個のRはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、x+y個あるAはそれぞれ独立に炭素数2〜4のアルキレン基を表す。x及びyは、それぞれ独立に1〜10の整数であり、かつx+yは2〜15の整数である。]
  2. さらに、(A)以外の3官能以上の(メタ)アクリレート(E)を含有する請求項1に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  3. 活性エネルギー線硬化性組成物中の(メタ)アクリロイル基を有する成分の合計重量に基づいて、前記(C)の重量割合が40〜90重量%である請求項1又は2に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  4. 光学部品用である請求項1〜3のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の活性エネルギー線硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。
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