JP3372073B2 - 紫外線硬化性透過型スクリーン用樹脂組成物並びにその硬化物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオプロジェクター、
プロジェクションテレビ等に使用されるフレネルレン
ズ、レンチキュラーレンズ等の透過型スクリーンに適し
ている紫外線硬化性樹脂組成物及びその硬化物に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレネルレンズは熱可塑性樹脂、
例えばアクリル樹脂等を金型を用いて加熱、加圧し、型
取り成形する方法で製造されていたが、この方法では次
のような欠点がある。 レンズ歪を防止するために、金型を徐々に冷却する
ところから、１ショット３０〜６０分間の工程時間が必
要となり、生産効率が極めて劣る。 金型が高温、高圧にさらされるため、金型が浸蝕さ
れ、フレネルレンズのプリズム形状が変化し、フレネル
レンズの再現性を悪化させる。 従って金型の寿命が短かく、製造コストを上昇させ
る。 近年になって、生産効率が高く、かつおだやかな条件で
製造が可能な方法として、フレネルレンズ金型に紫外線
硬化型の樹脂を充填し、さらにその表面に透明なプラス
チックフィルムを被覆した後、紫外線を照射して樹脂を
硬化することによって透明プラスチックフィルムに紫外
線硬化樹脂層を積層してなるフレネルレンズが製造され
るようになってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法は次のような問題点がある。紫外線硬化物の金型から
の脱型が劣り、脱型が不可能となったり、脱型時に金型
に樹脂が残り、金型が使用できなくなる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
を重ねた結果、金型からの脱型性が優れ、表面の優れた
耐傷性と長期の使用温度（６０℃）における形状保持性
と、透明フィルムへの優れた密着性を有し、かつ生産効
率の高い安価なフレネルレンズを製造することが可能な
ことを見出し、本発明を完成するに到った。

【０００５】即ち、本発明は、ポリオール化合物（ａ）
と有機ポリイソシアネート（ｂ）と式（１）で表される
化合物（ｃ）との反応物であるウレタン（メタ）アクリ
レート（Ａ）、

【０００６】

【化３】

【０００７】（式中、Ｒ₁ は水素原子又はメチル基、Ｒ
₂ はＣ₁ 〜Ｃ₅ のアルキル基、

【０００８】

【化４】

【０００９】又は、Ｒ₆ −ＯＣＨ₂ −、Ｒ₃ 、Ｒ₄ 、Ｒ
₅ はそれぞれ独立して水素原子、フェニル基、Ｃ₁ 〜Ｃ
₅ のアルキル基又は臭素原子、Ｒ₆ はＣ₁ 〜Ｃ₁₀のアル
キル基、ｎは、１〜５の数である。） 反応性希釈剤（Ｂ）及び光重合開始剤（Ｃ）を含むこと
を特徴とする紫外線硬化性透過型スクリーン用樹脂組成
物並びにその硬化物に関する。

【００１０】本発明に使用するウレタン（メタ）アクリ
レート（Ａ）はポリオール化合物（ａ）と有機ポリイソ
シアネート（ｂ）と式（１）で表される化合物（ｃ）を
反応させることにより得ることができる。ウレタン（メ
タ）アクリレート（Ａ）の原料であるポリオール化合物
（ａ）の具体例としては、例えばエチレングリコール、
ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、
１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペン
タンジオール等のアルキレングリコール、ポリエチレン
グリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェ
ノールＡポリエトキシジオール、ビスフェノールＦポリ
エトキシジオール等のポリーテルポリオール；コハク
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル
酸、テトラヒドロフタル酸等の二塩基酸又はその無水物
と前記アルキレングリコール、前記ポリエーテルポリオ
ールとの反応によって得られるポリエステルポリオー
ル；ポリε−カプロラクトン変性ポリオール；ポリカー
ボネートポリオール等を挙げることができる。

【００１１】有機ポリイソシアネート（ｂ）の具体例と
しては、例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニル
メタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ
ート、等を挙げることができる。

【００１２】前記式（１）で表される化合物（ｃ）の具
体例としては、例えば２−ヒドロキシプロピル（メタ）
アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレ
ート、２−ヒドロキシ−３−フェニルオキシ−プロピル
（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（２′−
フェニルベンゼン）オキシ−プロピル（メタ）アクリレ
ート、２−ヒドロキシ−３−（４′−フェニルベンゼ
ン）オキシ−プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシ−３−（２′，４′，６′−トリブロモフェニ
ル）オキシ−プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシ−３−（２′，４′−ジブロモフェニル）オキシ
−プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３
−ペンチルオキシ−プロピル（メタ）アクリレート、２
−ヒドロキシ−３−ヘキシルオキシ−プロピル（メタ）
アクリレート等を挙げることができる。

【００１３】前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）
は、例えばポリオール化合物（ａ）の水酸基１当量あた
り有機ポリイソシアネート（ｂ）のイソシアネート基好
ましくは１．１〜２．０当量を反応温度好ましくは７０
〜９０℃で反応させ、ウレタンオリゴマーを合成し、次
いでウレタンオリゴマーのイソシアネート基１当量あた
り、前記式（１）で表される化合物（ｃ）の水酸基好ま
しくは１〜１．５当量を反応温度好ましくは７０〜９０
℃で反応させて得ることができる。好ましいウレタン
（メタ）アクリレートとしては、ポリエステルウレタン
アクリレート、ポリカプロラクトンウレタンアクリレー
ト、ポリテトラメチレンウレタンアクリレートを挙げる
ことができる。

【００１４】ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）は樹
脂組成物中に好ましくは１０〜６０重量％、特に好まし
くは１５〜５５重量％含有する。次に本発明で使用する
反応性希釈剤（Ｂ）の具体例としては、例えば、フェニ
ルオキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル
オキシエチル（メタ）アクリレート、フェニルポリエト
キシ（メタ）アクリレート、ｏ−フェニルフェノールの
エチレンオキサイド付加物の（メタ）アクリレート、ア
クリロイルモルホリン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、２
−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル−３−オキシフェニル（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、ε−
カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチル
グリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ
ポリエトキシジ（メタ）アクリレート、ビスフェノール
Ｆポリエトキシジ（メタ）アクリレート、ノナンジオー
ルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート等を挙げることができる。反応性
希釈剤（Ｂ）は樹脂組成物中に好ましくは３５〜８５重
量％、特に好ましくは４０〜８０重量％含有する。

【００１５】本発明は（Ａ）及び（Ｂ）成分以外の反応
性化合物として、例えば、２，４，６−トリブロムフェ
ニルオキシエチル（メタ）アクリレート、２，４，６−
トリブロムフェニルオキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、２，４，６−トリブロムフェニル（メタ）アクリレ
ート、テトラブロムビスフェノールＡポリエトキシジ
（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ型エポキシ
（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦ型エポキシ
（メタ）アクリレート等を使用することができる。

【００１６】本発明で使用する光重合開始剤（Ｃ）とし
ては、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニル
ケトン、アセトフェノンジメチルケタール、２−ヒドロ
キシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等
を挙げることができる。光重合開始剤（Ｃ）の配合割合
は樹脂組成物中に、好ましくは０．１〜１５重量％、特
に好ましくは０．５〜５重量％である。

【００１７】本発明の樹脂組成物は（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）成分を加温、溶解混合する方法により得ることが
できる。本発明の樹脂組成物の屈折率（２３℃）は１．
５３以上が好ましい。

【００１８】本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、
離型剤、消泡剤、レベリング剤、帯電防止剤、光安定
剤、酸化防止剤、重合禁止剤等を使用することができ
る。

【００１９】本発明の樹脂組成物の硬化物は常法に従い
本樹脂組成物に紫外線を照射することにより得ることが
できる。具体的には、本発明の樹脂組成物を、例えば、
フレネルレンズ又はレンチキュラーレンズの形状を有す
るスタンパー上に塗布し、該樹脂組成物の層を設け、そ
の層の上に硬質透明基板（例えば、ポリ塩化ビニル、ポ
リスチレン、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレ
ート、ポリエステル或はこれらポリマーのブレンド品等
からなる透明基板等）を接着させ、次いでその状態で該
硬質透明基板側から高圧水銀灯やメタルハライドランプ
等により、紫外線を照射して該樹脂組成物を硬化させた
後、該スタンパーから剥離する。この様にして通常屈折
率（２３℃）が１．５５以上、好ましい条件下では１．
５６以上を有する軟質なフレネルレンズ或はレンチキュ
ラーレンズ等の透過スクリーンが得られる。

【００２０】

【実施例】次に本発明を実施例と比較例によりさらに具
体的に説明する。

【００２１】 ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）の合成例 合成例１ ビスフェノールＦのエチレンオキサイド４モル付加物３
７６部、トリレンジイソシアネート３４８部を仕込み、
昇温後８０℃で１０時間反応させ、次いで２−ヒドロキ
シ−３−フェニルオキシ−プロピルアクリレート４６
６．２部、メトキノン０．６部、ジラウリン酸ジ−ｎ−
ブチルスズ０．３５部を仕込み、８０℃で反応を行っ
た。得られたウレタンアクリレート（Ａ−１）の屈折率
（２５℃）は１．５７０であった。

【００２２】合成例２ ３−メチル−１，５−ペンタジオールとテレフタル酸か
らなるポリエステルジオール（ＯＨ価 １１２．２mgKO
H/g 、分子量１０００）１０００部、ヘキサメチレジイ
ソシアネート３３６部を仕込み、昇温後８０℃で１０時
間反応させ、次いで２−ヒドロキシ−３−フェニルオキ
シ−プロピルアクリレート４６６．２部、メトキノン
０．９部、ジラウリン酸ジーｎ−ブチルスズ０．５部を
仕込み、８０℃で反応を行った。得られたウレタンアク
リレート（Ａ−２）の屈折率（２５℃）は、１．５３１
であった。

【００２３】合成例３ ビスフェノールＡのエチレンオキサイド１０モル付加物
６６８部、トリレンジイソシアネート３４８部を仕込
み、８０℃で１０時間反応させ、次いで２−ヒドロキシ
ブチルアクリレート３００部、メトキノン０．６６部ジ
ラウリン酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．４部を仕込み、８０
℃で反応を行った。得られたウレタンアクリレート（Ａ
−３）の屈折率（２５℃）は１．５４８であった。

【００２４】樹脂組成物の実施例 実施例１〜４、比較例１、２ 表１に示すような組成（数値は重量部を示す）に各成分
を混合して紫外線硬化性透過型スクリーン用樹脂組成物
を得た。それらの樹脂組成物から得られるフレネルレン
ズの特性及び硬化物性を表２に示す。フレネルレンズの
性能評価は以下の製造法で得られるフレネルレンズで行
った。 フレネルレンズの製造法 ５０℃で加熱した各実施例及び比較例の樹脂組成物を高
さ２００ミクロン、幅８０ミクロンのプリズム形状が同
心円状に刻まれたニッケル製の金型へ厚さが３００ミク
ロンになるように充填し、次に１．５mmのポリカーボネ
ートシートを被覆した。次に高圧水銀灯でポリカーボネ
ートシート側から紫外線を１０００mJ/cm²照射して硬化
させた後、離型し、ポリカーボネートシートへ紫外線硬
化樹脂層を積層してフレネルレンズを得た。

【００２５】以上で製造されたフレネルレンズの性能評
価を以下の方法にて行った。 （１）離型性：硬化した樹脂を金型より離型させる時の
難易 ○・・・・金型からの離型性が良好 △・・・・離型がやや困難 ×・・・・離型が困難或は型のこりがある （２）型再現性：硬化した樹脂層の表面形状と金型の表
面形状を観察した。 ○・・・・再現性良好 ×・・・・再現性が不良

【００２６】（３）復元性：樹脂組成物を用いて製造し
たフレネルレンズに直径１０ｍｍの金属丸棒を強く押し
つけた後、レンズについた丸棒の跡が完全に消失するま
での時間を測定した。 ◎・・・・瞬時に消失する ○・・・・６０秒以内に消失した △・・・・６０秒から６０分の間に消失した ×・・・・消失しない

【００２７】（４）耐擦傷性：樹脂組成物を用いて製造
したフレネルレンズにアクリル板（幅１５ｍｍ、長さ１
００ｍｍ、厚さ２ｍｍ）を垂直に強く押しつけながら長
さ１００ｍｍの間隔を１往復１秒のスピードで１０往復
させた後、レンズ表面について傷を観察する。 ◎・・・・傷がまったく認められない ○・・・・スジ状の傷が数本認められる △・・・・部分的に帯状の傷が認められる ×・・・・全面的に帯状の傷が認められる

【００２８】（５）密着性：硬質透明基板上に樹脂組成
物をコートする（幅２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、膜厚２
００μｍ）次に高圧水銀灯（８０W/cm、オゾンレス）で
５００mJ/cm²照射を行い硬化を行った。次いで引張試験
機で硬質透明基板上で硬化した樹脂の９０度剥離強度を
測定した。（剥離スピード、１００ｍｍ／分） ◎・・・・剥離強度 ２kg/cm 以上 ○・・・・剥離強度 １〜２kg/cm △・・・・剥離強度 0.5 〜１kg/cm ×・・・・剥離強度 0.5 kg/cm 以下 （６）屈折率（２３℃）：樹脂組成物及びその硬化物の
屈折率（２３℃）を測定した。

【００２９】

【表１】 表１ 実 施 例 比較例 １ ２ ３ ４ １ ２ （Ａ）成分 ウレタンアクリレート（A-1) 40 ウレタンアクリレート（A-2) 39.1 15 ウレタンアクリレート（A-3) 33 15 ウレタンアクリレート ＊１ 40 33 （Ｂ）成分 ＫＡＹＡＲＡＤ R-551 ＊２ 9.8 ネオマーＢＡ−８０１ ＊３ 10 19.6 33 40 10 33 ＫＡＹＡＲＡＤ OPP-2 ＊４ 30 29.4 15 30 Ｎ−ビニルカプロラクタム 5 5 5 5 5 ＫＡＹＡＲＡＤ R-128 ＊５ 0.98 13 10 13 （Ｃ）成分 イルガキュアー１８４ ＊６ 0.98 3 3 0.98 3 その他成分 2,4,6-トリブロムフェニル 15 18 15 18 オキシエチルアクリレート

【００３０】注 ＊１ ウレタンアクリレート：ビ
スフェノールＡのエチレンオキサイド１０モル付加物６
６８部、トリレンジイソシアネート３４８部を仕込み、
８０℃で１０時間反応し、次いで２−ヒドロキシエチル
アクリレート２４３．６部、メトキノン０．６部、ジラ
ウリン酸ジ−ｎ−ブチルスズ０．３８部を仕込み、８０
℃で反応を行い、ウレタンアクリレートを得た。 ＊２ ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−５５１：日本化薬（株）
製、ビスフェノールＡポリ（ｎ＝４）エトキシジアクリ
レート ＊３ ネオマーＢＡ−８０１：三洋化成（株）製、ビ
スフェノールＡポリ（ｎ＝８）エトキシジアクリレート ＊４ ＫＡＹＡＲＡＤ ＯＰＰ−２：日本化薬（株）
製、ｏ−フェニルフェノールポリ（ｎ＝２）エトキシア
クリレート ＊５ ＫＡＹＡＲＡＤ Ｒ−１２８：日本化薬（株）
製、２−ヒドロキシプロピル−３−オキシフェニルアク
リレート ＊６ イルガキュアー１８４：チバ・ガイギー社製、
光重合開始剤１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケ
トン

【００３１】

【表２】 表２ 実 施 例 比較例 １ ２ ３ ４ １ ２ 液の屈折率（２３℃） 1.551 1.532 1.535 1.531 1.543 1.537 離型性 ○ ○ ○ ○ × △ 型再現性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 復元性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 耐擦傷性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 密着性 ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ 硬化物の屈折率（２３℃） 1.571 1.552 1.555 1.551 1.563 1.557

【００３２】表２から、本発明の樹脂組成物及びその硬
化物は離型性、型再現性、耐擦傷性、密着性、復元性等
に優れている。

【００３３】

【発明の効果】本発明の樹脂組成物の硬化物は離型性に
優れ、特に透過型スクリーン用に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−155944（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−247156（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−255464（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−255463（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−287039（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−78507（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−320286（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−288314（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200949（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−157412（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08F 290/06 G03B 21/62 C08G 18/67

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオール化合物（ａ）と有機ポリイソシ
   アネート（ｂ）と式（１）で表される化合物（ｃ）との
   反応物であるウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、 【化１】 （式中、Ｒ₁ は水素原子又はメチル基、Ｒ₂ はＣ₁ 〜Ｃ
   ₅ のアルキル基、 【化２】 又は、Ｒ₆ −ＯＣＨ₂ −、Ｒ₃ 、Ｒ₄ 、Ｒ₅ は、それぞ
   れ独立して水素原子、フェニル基、Ｃ₁ 〜Ｃ₅ のアルキ
   ル基又は臭素原子、Ｒ₆ はＣ₁ 〜Ｃ₁₀のアルキル基、ｎ
   は１〜５の数である。）反応性希釈剤（Ｂ）及び光重合
   開始剤（Ｃ）を含むことを特徴とする紫外線硬化性透過
   型スクリーン用樹脂組成物。
2. 【請求項２】請求項１記載の樹脂組成物に紫外線を照射
   することを特徴とする硬化物の製法。