JP2023124350A - 硬化性組成物、硬化物 - Google Patents

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Kazunari Matsumura
泰史 川崎
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Abstract

【課題】高い屈折率および耐リフロー性を有し、硬化物とした際に硬化物自体と周辺部材への異物の付着が少ない硬化性組成物と、その硬化物を提供する。【解決手段】フルオレン構造を有する(メタ)アクリレート、ビフェニルまたはフェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートおよび25℃において液体である重合開始剤を含有する硬化性組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、硬化性組成物、前記硬化性組成物の硬化物に関する。
表面実装の技術は急速に進んでおり、特に携帯電話やノートパソコンをはじめとする小
型軽量かつ高性能な電子機器の普及に伴い、電子部品の小型化も急速に進んでいる。カメ
ラもそのうちの1つであり、カメラのレンズも含めて小型化が求められており、屈折率が
高く、アッべ数が低く、透明性や耐熱性が高いこと、異物付着が少ないことが求められて
いる。例えば、携帯電話用のカメラモジュールには、通常、屈折率の異なる複数枚のレン
ズが使用され、高屈折率のレンズの材料にはフルオレン系ポリエステル樹脂が主に用いら
れている。しかし、フルオレン系ポリエステル樹脂は熱可塑性樹脂であるため、はんだリ
フロー時の熱によって溶融しやすい(耐熱性、耐リフロー性が悪い)という欠点がある。
耐リフロー性の改善としてフルオレン構造を有する(メタ)アクリレートを用いて樹脂
材料中に架橋構造を導入する手法が知られており、高屈折率であり、透明性にも優れるた
め各種のプラスチックレンズに有用とされている(特許文献1~3)。
特開2008-94987号公報 特開2011-126991号公報 特開2012-82387号公報
しかし、特許文献1~3の方法では耐リフロー性が不十分なため、レンズからの気化成
分が異物となりレンズ自体やその周辺部材を汚染することがある。カメラのレンズが小型
化し、従来以上の視認性が求められる用途においては、このような異物の付着が生じる材
料は使用に適したものとはいえない。
本発明は、上記課題を改善するためになされたもので、高い屈折率、高い透明性および
耐リフロー性を有し、硬化物とした際に硬化物自体と周辺部材への異物の付着が少ない硬
化性組成物と、その硬化物を提供することを目的とする。
本発明は、以下の態様を有する。
[1] フルオレン構造を有する(メタ)アクリレート、ビフェニルまたはフェノキシフ
ェニル構造を有する(メタ)アクリレートおよび25℃において液体である重合開始剤を
含有する硬化性組成物。
[2] 前記フルオレン構造を有する(メタ)アクリレートが下記式(1)で示される化
合物である[1]に記載の硬化性組成物。
Figure 2023124350000001
式(1)中、R、R、R、Rは各々独立に、水素原子またはメチル基であり、
mは0~5の整数を示し、nは0~5の整数を示す。
[3] 前記ビフェニルまたはフェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートが
フェニルフェノキシアルキル(メタ)アクリレートまたはフェノキシフェニルアルキル(
メタ)アクリレートである[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
[4] 三官能以上の多官能(メタ)アクリレートを含有する[1]~[3]のいずれか
に記載の硬化性組成物。
[5] 前記25℃において液体である重合開始剤から発生するラジカルの分子量が95
以下である[1]~[4]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[6] 酸化防止剤を含有する[1]~[5]のいずれかに記載の硬化性組成物。
[7] 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、フルオレン構造を有する
(メタ)アクリレートの割合が15~95質量%である、[1]~[6]のいずれか1項
に記載の硬化性組成物。
[8] 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、ビフェニルまたはフェノ
キシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートの割合が3~80質量%である、[1]
~[7]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[9] 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、三官能以上の多官能(メ
タ)アクリレート(前記フルオレン構造、ビフェニル構造またはフェノキシフェニル構造
を有する(メタ)アクリレートを除く)の割合が50質量%以下である、[1]~[8]
のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[10] 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、25℃において液体で
ある重合開始剤の割合が0.1~10質量%である、[1]~[9]のいずれか1項に記
載の硬化性組成物。
[11] [1]~[10]のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物。
[12] [11]に記載の硬化物からなるレンズ。
本発明によれば、耐リフロー性を有し、硬化物とした際に硬化物自体と周辺部材への異
物の付着が少ない硬化物を形成する硬化性組成物、及び耐リフロー性を有し、自身と周辺
部材への異物の付着が少ない硬化物を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートの総
称である。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むこ
とを意味する。
<硬化性組成物>
本発明の硬化性組成物は、フルオレン構造を有する(メタ)アクリレート、ビフェニル
またはフェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートおよび25℃において液体
である重合開始剤を含有するものである。
フルオレン構造を有する(メタ)アクリレートは、高屈折率化するための材料であり、
耐リフロー性を付与するために(メタ)アクリレート部位を有し、ラジカル反応により硬
化させるものである。フルオレン構造を有する(メタ)アクリレートとしては、従来公知
のものを使用することが可能である。それらの中でも硬化物の屈折率やガラス転移点が高
くなることから下記式(1)の化合物が好ましい。
Figure 2023124350000002
式(1)中、R、R、R、Rは各々独立に、水素原子またはメチル基であり、
mは0~5の整数を示し、nは0~5の整数を示す。その中でも硬化物の屈折率が高くな
ること、反応性が高くなることからRおよびRは水素原子であることが好ましい。ま
た成形性の観点からmおよびnはそれぞれ1または2であることが好ましく、1であるこ
とがより好ましい。加えてRおよびRも水素原子であることが成形性の観点からより
好ましい形態である。
ビフェニルまたはフェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートはフルオレン
構造を有する(メタ)アクリレートの硬化性組成物中での溶解性向上、成形性、および高
屈折率化の観点から使用するものであり、従来公知の化合物を使用することができる。ビ
フェニル構造を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、オルト-フェニルフェノ
キシエチル(メタ)アクリレート、メタ-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレー
ト、パラ-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、オルト-フェニルフェノキ
シプロピル(メタ)アクリレート、メタ-フェニルフェノキシプロピル(メタ)アクリレ
ート、パラ-フェニルフェノキシプロピル(メタ)アクリレート、オルト-フェニルフェ
ノキシブチル(メタ)アクリレート、メタ-フェニルフェノキシブチル(メタ)アクリレ
ート、パラ-フェニルフェノキシブチル(メタ)アクリレート等のフェニルフェノキシア
ルキル(メタ)アクリレート、オルト-フェニルフェノキシエトキシエチル(メタ)アク
リレート、メタ-フェニルフェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、パラ-フェ
ニルフェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート等のフェニルフェノキシアルコキシ
アルキル(メタ)アクリレート、オルト-ビフェニルメチル(メタ)アクリレート、メタ
-ビフェニルメチル(メタ)アクリレート、パラ-ビフェニルメチル(メタ)アクリレー
ト、オルト-ビフェニルエチル(メタ)アクリレート、メタ-ビフェニルエチル(メタ)
アクリレート、パラ-ビフェニルエチル(メタ)アクリレート、オルト-ビフェニルプロ
ピル(メタ)アクリレート、メタ-ビフェニルプロピル(メタ)アクリレート、パラ-ビ
フェニルプロピル(メタ)アクリレート、オルト-ビフェニルブチル(メタ)アクリレー
ト、メタ-ビフェニルブチル(メタ)アクリレート、パラ-ビフェニルブチル(メタ)ア
クリレート等のビフェニルアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中で
もフェニルフェノキシアルキル(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシアルコキシア
ルキル(メタ)アクリレートやビフェニルアルキル(メタ)アクリレートが高屈折率の観
点から好ましく、溶解性や成形性も考慮するとフェニルフェノキシアルキル(メタ)アク
リレートやフェニルフェノキシアルコキシアルキル(メタ)アクリレートがより好ましく
、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレートがさらに好ましい。また位置異性体の
中ではオルト位が好ましい。さらに、反応性を考慮するとメタクリレートよりアクリレー
トの方が好ましい。これらの化合物は単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよ
い。
フェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートとしては、例えばオルト-フェ
ノキシフェニルメチル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルメチル(メタ)
アクリレート、パラ-フェノキシフェニルメチル(メタ)アクリレート、オルト-フェノ
キシフェニルエチル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルエチル(メタ)ア
クリレート、パラ-フェノキシフェニルエチル(メタ)アクリレート、オルト-フェノキ
シフェニルプロピル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルプロピル(メタ)
アクリレート、パラ-フェノキシフェニルプロピル(メタ)アクリレート、オルト-フェ
ノキシフェニルブチル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルブチル(メタ)
アクリレート、パラ-フェノキシフェニルブチル(メタ)アクリレート、オルト-フェノ
キシフェニルペンチル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルペンチル(メタ
)アクリレート、パラ-フェノキシフェニルペンチル(メタ)アクリレート、オルト-フ
ェノキシフェニルヘキシル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルヘキシル(
メタ)アクリレート、パラ-フェノキシフェニルヘキシル(メタ)アクリレート等のフェ
ノキシフェニルアルキル(メタ)アクリレート、オルト-フェノキシフェニルオキシメチ
ル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルオキシメチル(メタ)アクリレート
、パラ-フェノキシフェニルオキシメチル(メタ)アクリレート、オルト-フェノキシフ
ェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニルオキシエチル(メ
タ)アクリレート、パラ-フェノキシフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、オル
ト-フェノキシフェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、メタ-フェノキシフェニ
ルオキシプロピル(メタ)アクリレート、パラ-フェノキシフェニルオキシプロピル(メ
タ)アクリレート、オルト-フェノキシフェニルオキシブチル(メタ)アクリレート、メ
タ-フェノキシフェニルオキシブチル(メタ)アクリレート、パラ-フェノキシフェニル
オキシブチル(メタ)アクリレート等のフェノキシフェニルオキシアルキル(メタ)アク
リレート、オルト-フェノキシフェニルメトキシエチル(メタ)アクリレート、メタ-フ
ェノキシフェニルメトキシエチル(メタ)アクリレート、パラ-フェノキシフェニルメト
キシエチル(メタ)アクリレート、オルト-フェノキシフェニルエトキシエチル(メタ)
アクリレート、メタ-フェノキシフェニルエトキシエチル(メタ)アクリレート、パラ-
フェノキシフェニルエトキシエチル(メタ)アクリレート等のフェノキシフェニルアルコ
キシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でもフェノキシフェニル
アルキル(メタ)アクリレートが溶解性、成形性の観点から好ましく、特にフェノキシフ
ェニルメチル(メタ)アクリレートやフェノキシフェニルエチル(メタ)アクリレートが
高屈折率の観点からより好ましく、フェノキシフェニルメチル(メタ)アクリレートがさ
らに好ましい。また位置異性体の中ではメタ位が好ましい。さらに、反応性を考慮すると
メタクリレートよりアクリレートの方が好ましい。これらの化合物は単独で用いてもよい
し、2種類以上を併用してもよい。なお、成形性や、高温時の黄変を考慮するとフェノキ
シフェニル構造を有する(メタ)アクリレートがより好ましい形態である。
また、硬化性組成物には上述以外の他の活性エネルギー線硬化性の化合物を含有させる
ことも可能である。例えば高屈折率の関係から芳香環を含有する(メタ)アクリレートで
ある、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシアル
キル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの化合物を含有することで、成形性に
適した粘度とすることが可能となる。また、硬化物のガラス転移点の観点からベンジルメ
タクリレート、フェニルメタクリレートがより好ましい。
さらに、成形性の観点から、フルオレン構造、ビフェニル構造またはフェノキシフェニ
ル構造を有する(メタ)アクリレートを除く単官能(メタ)アクリレート、二官能(メタ
)アクリレート、三官能以上の多官能(メタ)アクリレートを一種類以上混合したもの、
硬化性樹脂材として市販されているもの、あるいはこれら以外に本実施形態の目的を損な
わない範囲において、その他の成分をさらに添加したものを用いることができる。硬化物
としての強度を考慮した場合、また高温下でも硬化物が変形しにくくするためにガラス転
移点が高いことが望まれるが、その達成のために三官能以上の多官能(メタ)アクリレー
トを含有することが好ましい。
単官能(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチ
ル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリ
レート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラ
ウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、モルフォリル(メタ)
アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(
メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)
アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート、トリシクロデカン(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ-ルモ
ノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリ
ル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニ
ル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレ
ート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート、
(メタ)アクリル酸等が挙げられる。
二官能の多官能(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例え
ば1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(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、1,9-ノナンジ
オールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメチロールジ(メタ)アクリレート
等のアルカンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキサイド変
性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFエチレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリ
レート等のビスフェノール変性ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ウレタンジ(メ
タ)アクリレート、エポキシジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
三官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、
例えばジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテト
ラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチ
ロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アク
リレート、エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート
、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エチレン
オキサイド変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等のエチレンオキサイド
変性(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリ
レート、ε-カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート等のイソ
シアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートヘキ
サメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ートトルエンジイソシアネートウレタンプレポリマー、ジペンタエリスリトールペンタア
クリレートヘキサメチレンジイソシアネートウレタンプレポリマー等のウレタン(メタ)
アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、硬化物のガラス転移点を高くできること
、硬化性、強度、耐リフロー性の観点からトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレ
ート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテト
ラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートがより好まし
い。
また、硬化性組成物には、(メタ)アクリレート以外の活性エネルギー線硬化性の化合
物を使用することも可能である。例えば、スチレン、ハロゲン化ビニル、酢酸ビニル等の
ビニル化合物、ハロゲン化ビニリデン、1,3-ブタジエン、イソプレン、クロロプレン
等のジエン化合物等が挙げられる。さらに、高温下のプロセスにおける変色防止のため硫
黄元素や窒素元素、特に硫黄元素を含まないことが好ましい。加えて硬化物としたときの
成分の均一性の観点からシロキサン化合物や無機成分を含有しないことが好ましい。成分
が均一とならない場合、視認性の低下やもろさが出てしまう。
硬化性組成物は、さらに25℃において液体である重合開始剤を含有するものである。
その中でも特に液体である光重合開始剤(活性エネルギー線の照射によりラジカルを発生
する活性基を有する化合物)が好ましい。液体であることにより、リフロー処理など高温
下のプロセスで、化合物が揮発したとしても凝集しにくいことから、結果として視認でき
る異物として生じづらくなり、レンズにした場合などの視認性を確保しやすい。
25℃において液体である重合開始剤としては、例えば、2-ヒドロキシ-2-メチル
-1-フェニル-プロパン-1-オン、フェニルグリオキシル酸メチル、ベンゾイル蟻酸
メチル、フェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィン酸エチル、4-(ジメチ
ルアミノ)安息香酸2-エチルヘキシル等が挙げられる。また、異物の観点から発生する
ラジカルの分子量が95以下であることがより好ましく、70以下であることがさらに好
ましい。さらに黄変の観点から窒素元素や硫黄元素、特に硫黄元素を含まない重合開始剤
であることが好ましい。これらの重合開始剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用
してもよい。
さらに硬化性組成物には、リフロー時など高温プロセスでの黄変防止のために酸化防止
剤を含有することも好ましい形態である。
酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、2,6-ジ-t-
ブチル-p-クレゾール、n-オクタデシル-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’
-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-
ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリエチレング
リコールビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオ
ネート]、1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロ
キシフェニル)プロピオネート]等のフェノール系酸化防止剤;トリフェニルホスファイ
ト、トリスイソデシルホスファイト、トリストリデシルホスファイト、トリス(2,4-
ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト等のリン系酸化防止剤;ジラウリル-3,3’-
チオジプロピオネート、ジトリデシル-3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル
-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート、
ペンタエリスリトールテトラキス(β-ラウリルチオプロピオネート)等の硫黄系酸化防
止剤などが挙げられる。これらの中でも、硬化性組成物への溶解性の観点からフェノール
系酸化防止剤や硫黄系酸化防止剤が好ましく、硬化物の黄変防止の観点からはフェノール
系酸化防止剤がより好ましい。それら中でも特に異物発生防止の観点から分子量が540
以上であることが好ましく、800以上がより好ましく、テトラキス-[メチレン-3-
(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンが
最も好ましい。これらの酸化防止剤は単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよ
い。
硬化性組成物として、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、上述した化合物以外
の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、硬化助剤、各種樹脂、ゴム、
粒子、帯電防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、光安定剤、レベリング剤、消
泡剤、揺変剤、重合禁止剤、離型剤、充填剤、蛍光体、顔料、染料等の各種添加剤が挙げ
られる。
硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、フルオレン構造を有する(メタ
)アクリレートの割合は、好ましくは15~95質量%、より好ましくは25~85質量
%、さらに好ましくは40~75質量%の範囲である。上記範囲とすることで、屈折率を
高くすることができる。
硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、ビフェニルまたはフェノキシフ
ェニル構造を有する(メタ)アクリレートの割合は、好ましくは3~80質量%、より好
ましくは5~50質量%、さらに好ましくは8~40質量%の範囲である。上記範囲とす
ることで、屈折率を高くすることができ、またフルオレン構造を有する(メタ)アクリレ
ートとの相溶性もよくなる。
硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、三官能以上の多官能(メタ)ア
クリレート(フルオレン構造、ビフェニル構造またはフェノキシフェニル構造を有する(
メタ)アクリレートを除く)の割合は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは5~
40質量%、さらに好ましくは8~35質量%の範囲である。上記範囲とすることで、屈
折率を維持しつつ、ガラス転移点を高めたり、成形性を向上させたり、硬化物の強度を向
上させたりすることができる。
硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、25℃において液体である重合
開始剤の割合は、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.2~8質量%、さ
らに好ましくは0.3~5質量%の範囲である。上記範囲とすることで、重合性組成物の
硬化性が向上し、強度が高く、透明性も高く、異物が少ない硬化物が得られる。
硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、酸化防止剤の割合は、好ましく
は10質量%以下、より好ましくは0.01~5質量%、さらに好ましくは0.1~3質
量%の範囲である。上記範囲とすることで、リフロー時など高温プロセスによる黄変防止
効果が高くなる。
<硬化物>
硬化物とは上述した硬化性組成物を硬化したものである。硬化物を得る方法としては、
例えば、硬化性組成物を所定の形状としておき、これを硬化させて所定の形状を有する硬
化物を得る方法等が挙げられる。このようにして所定の形状を有する硬化物を得る方式と
しては、例えば、フィルム基材等に硬化性組成物を塗工するコーティング方式、ポッティ
ング成形方式、キャスティング成形方式、プリンティング成形方式、液体樹脂射出成形方
式(LIM方式)、トランスファー成形方式などが挙げられる。また、硬化性組成物を硬
化する方法としては、硬化性組成物に含まれる重合開始剤の種類に応じて、光重合、熱重
合及びレドックス重合のいずれかの方法を採用できる。
光重合で硬化性組成物を硬化して硬化物を得る場合、硬化性組成物に照射する光の波長
は特に制限されないが、波長が200~400nmの紫外線を照射することが好ましい。
紫外線の光源の具体例としては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドラン
プ、ハイパワーメタルハライドランプ、UV-LEDランプ等が挙げられる。
例えば、紫外線を用いる場合、照射の積算光量が100mJ/cm以上10000m
J/cm以下となるよう照射することが好ましく、500mJ/cm以上8000m
J/cm以下がより好ましい。また、照度としては、5mW/cm以上1000mW
/cm以下が好ましく、10mW/cm以上500mW/cm以下がより好ましく
、20mW/cm以上300mW/cm以下がさらに好ましい。
硬化性組成物を光重合した後には、アフターキュアーをさらに行うことが好ましい。こ
れにより、硬化物中に残存する未反応の(メタ)アクリロイル基の量を減少させることが
でき、硬化物の強度をより高めることができる。アフターキュアーの条件としては70~
160℃で0.1~24時間が好ましく、80~130℃で0.2~10時間がより好ま
しい。
熱重合で硬化性組成物を硬化して硬化物を得る場合、硬化条件は特に限定されないが、
着色が抑制された硬化物が得られやすくなる点で、硬化温度は40~200℃が好ましく
、60~150℃がより好ましい。
LIM方式やトランスファー成形方式などのように、予め加熱された型に硬化性組成物
を注入して成形する場合の硬化時間(加熱時間)は、硬化温度によって異なるが、例えば
硬化温度が100℃の場合、1~180秒が好ましく、1~120秒がより好ましく、1
~60秒がさらに好ましい。一方、キャスティング成形方式のように常温の型に硬化性組
成物を注入後、加熱する場合の硬化時間は、硬化温度によって異なるが、例えば硬化温度
が70℃の場合、5分~5時間が好ましく、10分~3時間がより好ましい。
硬化性組成物を熱重合した後には、アフターキュアーをさらに行うことが好ましい。ア
フターキュアーの条件としては50~150℃で0.1~10時間が好ましく、70~1
30℃で0.2~5時間がより好ましい。
レドックス重合により硬化性組成物を硬化して硬化物を得る場合、レドックス系重合開
始剤を用いることで、5℃~40℃の常温で硬化することができる。得られる硬化物中に
残存する未反応の(メタ)アクリロイル基の量を減少させることができ、硬化物の強度を
より高めることができる点から、硬化温度は15~40℃が好ましい。
硬化性組成物がゲル化しにくく、安定的に取り扱える点から、予め還元剤を硬化性組成
物に溶解させておき、これに過酸化物を追加する手順で硬化を実施する方法が好ましい。
硬化物の屈折率としては、25℃におけるナトリウムD線(589nm)での測定値が
、1.590以上であることが好ましく、1.595以上であることがより好ましく、1
.596以上であることがさらに好ましい。また特に上限に制約はないが、好ましくは1
.630以下である。上記範囲とすることで、多様な設計が可能となり応用範囲が広くな
る。
硬化物のガラス転移点としては、動的粘弾性測定装置にて硬化物の動的粘弾性及び損失
正接を測定し、損失正接(tanδ)が最大値を示す温度で100℃以上であることが好
ましく、110℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることがさらに好ま
しく、130℃以上であることが特に好ましい。上限は特にないが、250℃以下である
ことが好ましい。上記範囲とすることで高温下でも硬化物の形状が安定し変形しにくくな
るため材料としての信頼性が向上するとともに、適用できる用途範囲の幅を広げることが
できる。
<レンズ>
レンズは上述した硬化性組成物が硬化した硬化物からなるものである。このレンズは例
えば、携帯電話、ノートパソコン、タブレット、デジタルカメラ等の電子機器や、自動車
等に備え付けられるカメラ等に使用することができる。レンズは、本発明の硬化物単独か
らなる成形品であってもよいが、平面ガラスあるいはガラスウエハー等の透明基材と、こ
の透明基材上に成形された上述の硬化物からなるハイブリッドレンズであってもよい。
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
本発明で用いた測定方法および評価方法は次のとおりである。
(1)屈折率
硬化性組成物を硬化して、厚さ1mmの硬化物を作製した。当該硬化物の屈折率(ナト
リウムD線(589nm)、25℃)を多波長アッベ屈折計(株式会社アタゴ製、「DR
-M2」)により測定した。なお、測定中間液として、イオウヨウ化メチレン(株式会社
アタゴ製)を用いた。
(2)ガラス転移点
硬化性組成物を硬化して、厚さ1mmの硬化物を作製した。当該硬化物の動的粘弾性及
び損失正接を測定し、損失正接(tanδ)が最大値を示す温度を硬化物のガラス転移点
とした。測定には、動的粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株
式会社製、「RSA-II」)を用い、測定条件は引っ張りモード、測定周波数10Hzと
した。
(3)異物の評価
硬化性組成物を硬化して、厚さ1mmの硬化物(レンズ)を作製した。当該硬化物の両
側をシリコンゴムシート(アズワン株式会社製 シリコンゴムシート 300mm×30
0mm×1t)で挟み、さらに両側をガラス板で固定した。すなわち構成としては、ガラ
ス板/シリコンゴムシート/硬化物/シリコンゴムシート/ガラス板となる。当該構成物
を240℃、10分の加熱試験を行い硬化物(レンズ)とガラス板に付着する異物を目視
にて観察した。異物が観察されない場合をA(良好な状態)、異物が観察される場合をB
として評価した。
(硬化性組成物の製造)
表1に示す各材料を、表1に示す質量割合で混合した。表1中の材料は以下の通りであ
る。
・フルオレン構造を有する(メタ)アクリレート:A
上記式(1)においてR、R、R、Rが水素原子、mおよびnが1である化合
物。
・ビフェニル構造を有する(メタ)アクリレート:B-1
オルト-フェニルフェノキシエチルアクリレート
・フェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレート:B-2
メタ-フェノキシフェニルメチルアクリレート
・三官能以上の多官能(メタ)アクリレート:
トリメチロールプロパントリメタクリレート(C-1)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(C-2)
15官能のウレタンアクリレート(新中村化学工業株式会社製 U-15HA)(C-
3)
・ベンジルメタクリレート:D
・25℃において液体である重合開始剤:E
2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン
・25℃において固体である重合開始剤:F
1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
・酸化防止剤:G
テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート]メタン
・硬化助剤:H
ジ-n-ヘキシルスルフィド
Figure 2023124350000003
[実施例1]
表1で示した組成の硬化性組成物を厚さ1mmで内径30mmのシリコンゴムシートと
ガラス板からなる型に流し込み、さらに上部より板ガラスを積層することで密閉した。次
いで、ガラス面に、照度60mW、積算光量2000mJ/cmの高圧水銀による紫外
線を照射し、直径30mm、厚さ1mmの硬化物(レンズ)を作製した。この後、ガラス
板から剥がした硬化物を160℃で1時間の加熱処理を行った。
得られた硬化物について、上記の方法で表2に示す項目を測定または評価した。結果は
表2に示すとおり、屈折率やガラス転移点は高く、異物の発生はなく良好であった。
[実施例2~6]
実施例1において、硬化性組成物の組成を表1に示すように変更する以外は実施例1と
同様にして製造し、硬化物を得た。得られた硬化物の特性を下記表2に示す。
[比較例1および2]
実施例1において、硬化性組成物の組成を表1に示すように変更する以外は実施例1と
同様にして製造し、硬化物を得た。得られた硬化物の特性を下記表2に示すとおり、異物
が発生するものであった。
Figure 2023124350000004

Claims (12)

  1. フルオレン構造を有する(メタ)アクリレート、ビフェニルまたはフェノキシフェニル
    構造を有する(メタ)アクリレートおよび25℃において液体である重合開始剤を含有す
    る硬化性組成物。
  2. 前記フルオレン構造を有する(メタ)アクリレートが下記式(1)で示される化合物で
    ある請求項1に記載の硬化性組成物。
    Figure 2023124350000005
    式(1)中、R、R、R、Rは各々独立に、水素原子またはメチル基であり、
    mは0~5の整数を示し、nは0~5の整数を示す。
  3. 前記ビフェニルまたはフェノキシフェニル構造を有する(メタ)アクリレートがフェニ
    ルフェノキシアルキル(メタ)アクリレートまたはフェノキシフェニルアルキル(メタ)
    アクリレートである請求項1または2に記載の硬化性組成物。
  4. 三官能以上の多官能(メタ)アクリレートを含有する請求項1~3のいずれか1項に記
    載の硬化性組成物。
  5. 前記25℃において液体である重合開始剤から発生するラジカルの分子量が95以下で
    ある請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  6. 酸化防止剤を含有する請求項1~5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  7. 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、フルオレン構造を有する(メタ
    )アクリレートの割合が15~95質量%である、請求項1~6のいずれか1項に記載の
    硬化性組成物。
  8. 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、ビフェニルまたはフェノキシフ
    ェニル構造を有する(メタ)アクリレートの割合が3~80質量%である、請求項1~7
    のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  9. 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、三官能以上の多官能(メタ)ア
    クリレート(前記フルオレン構造、ビフェニル構造またはフェノキシフェニル構造を有す
    る(メタ)アクリレートを除く)の割合が50質量%以下である、請求項1~8のいずれ
    か1項に記載の硬化性組成物。
  10. 硬化性組成物を構成する全構成単位の合計質量に対し、25℃において液体である重合
    開始剤の割合が0.1~10質量%である、請求項1~9のいずれか1項に記載の硬化性
    組成物。
  11. 請求項1~10のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物。
  12. 請求項11に記載の硬化物からなるレンズ。
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