KR101456513B1 - 광학 렌즈 시트용 에너지선 경화형 수지 조성물 및 그의 경화물 - Google Patents
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Abstract
[과제] 이형성, 형재현성, 기재로의 밀착성이 우수하고, 고굴절율이고, 유리 전이 온도가 높으며 저점도의 수지 조성물을 제공한다.
[해결수단] o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)를 주성분으로 하고, 화학식(1)로 표시되는 화합물(B) 및 광중합 개시제(C)를 포함하는 광학 렌즈 시트용 에너지선 경화형 수지 조성물. 식 중, R1, R2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 메틸 기를 나타내고, a, b는 각각 1 이상의 정수이며 a+b는 2 ~ 4이다.
이형성, 형재현성, 밀착성, 고굴절율, 유리전이온도, 저점도, 광중합 개시제, 광학 렌즈 시트용 에너지선 경화형 수지 조성물
Description
본 발명은 광학 렌즈 시트용 에너지선 경화형 수지 조성물 및 그의 경화물 에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈 등의 렌즈 류에 특히 적합한 수지 조성물 및 경화물에 관한 것이다.
종래, 상기 렌즈는 프레스법, 캐스트법(주형형성법)등의 방법에 의해 성형되어 있었다. 전자의 프레스법은 가열, 가압, 냉각 사이클로 제조하기 때문에 생산성이 나빴다. 또, 후자의 캐스트법은 금형에 모노머를 유입하여 중합하기 때문에 제작 시간이 길게 걸리는 것과 함께 금형이 다수 개 필요하기 때문에 제조 비용이 증가하는 문제가 있었다. 이들 문제를 해결하기 위하여 자외선 경화성 수지 조성물을 사용하는 것에 관하여 여러 가지의 제안이 되어 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2). 특허문헌 3에는 o-페닐페놀 폴리에톡시 (메타)아크릴레이트를 포함하는 투과형 스크린 등에 이용되는 수지 조성물이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는 9,9-비스(4-메타크릴록시페닐)-플루오렌을 포함하는 안경 렌즈용 수지 조성물이 기재되어 있다.
이들 자외선 경화형 수지 조성물을 사용하여, 투과형 스크린 등에 이용되는 광학 렌즈 시트를 제조하는 방법은 어느 정도 성공하고 있다. 그러나, 이들 종래의 수지 조성물의 경화물은 기판과의 밀착성, 금형으로부터 이형성이 반드시 만족시킬 수 있는 것은 아니었다. 밀착성이 나쁘면, 사용가능한 기판의 종류가 제한되어, 의도하는 광학 물성을 얻기 어렵다. 이형성이 나쁘면, 이형시에 금형에 수지가 남아, 금형을 사용할 수 없게 된다. 또, 밀착성이 좋은 경화물을 생성하는 수지 조성물 은 금형으로의 밀착도 좋게 되기 때문에 이형성이 나쁘게 되기 쉽고, 한편, 이형성이 좋은 수지 조성물은 밀착성이 나쁘게 되기 쉬운 과제도 있다. 그 때문에, 기판과의 밀착성과 금형으로부터의 이형성의 양쪽 성능을 만족시킬 수 있는 수지 조성물을 제공하는 것이 요망되고 있다. 특허문헌 2, 및 특허문헌 3은 밀착성은 언급되어 있지 않다.
광학 렌즈 시트 등에 사용되는 렌즈 류 용 조성물은, 근년의 화상의 고정세화 등에 수반하여 더욱 미세한 형상으로 가공되거나, 더욱 얇게 가공되거나 하기 때문에, 또는 롤 상의 시트나 필름으로 연속 가공을 하기 위하여 저점도인 것이 필요하다. 특허문헌 4에 기재된 수지 조성물은, 주성분인 9,9-비스(4-메타크릴록시페닐)-플루오렌이 상온에서 고체 물질이기 때문에 점도가 높아, 미세한 구조를 갖는 광학 렌즈 시트의 제조에는 적합하지 않다. 또, 특허문헌 4에 기재된 수지 조성물은, 열경화성 수지 조성물이고, 자외선 경화에 의해 제조되는 광학 렌즈 시트에 적합하지 않다.
또한, 렌즈 시트를 권취할 때 등에 미세 구조가 무너져내리기 어려운 것도 필요하고, 이 경우, 유리 전이 온도(Tg)가 높은 것이 요망된다.
또, 경화물로서 물성도, 투과형 스크린 사용 시의 고온 환경 하에서도 물성의 변화가 적도록, 되도록 유리 전이 온도(Tg)가 높은 것이 요구되는 경향이 있다. 상기와 같은 요구에 대하여, 높은 굴절율, 높은 Tg점, 이형성, 밀착성, 저점도이고, 미세한 구조를 갖는 광학 렌즈 시트의 제조에 적합한 수지 조성물은 지금까지 얻어지지 않고 있는 문제가 있었다.
특허문헌 1: 일본국 특개소 63-167301호 공보
특허문헌 2: 일본국 특개소 63-199302호 공보
특허문헌 3: 일본국 특허 제3209554호
특허문헌 4: 일본국 특허 제3130555호
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 목적은, 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈, 시트 렌즈 등의 렌즈 류를 제조하기에 적합한 저점도의 수지 조성물 또는 이형성, 형재현성, 밀착성이 우수하고, 고굴절율인 그의 경화물을 제공하는 데 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은 상술한 과제를 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 특정의 조성을 갖는 자외선 경화성 수지 조성물 및 그의 경화물이 상기 과제를 해결하는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 다음에 관한 것이다:
(1) o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A), 화학식(1)로 표시되는 화합물(B) 및 광중합 개시제(C)를 포함하는 광학 렌즈 시트용 에너지선 경화형 수지 조성물:
식 중에서, R1, R2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 메틸 기를 나타내고, a, b는 각각 1 이상의 정수이며 a+b는 2 ~ 4이다;
(2) o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)와 화학식(1)로 표시되는 화합물(B)와의 합계량을 100 중량부로 할 때 o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)의 함유량이 그 중의 60 중량부 내지 95 중량부인 (1)에 기재된 수지 조성물;
(3) 또한, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A) 및 화학식(1)로 표시되는 화합물(B) 이외의 (메타)아크릴레이트 화합물(D)을 포함하는 (1) 또는 (2)에 기재된 수지 조성물;
(4) 수지 조성물 중의 (메타)아크릴레이트(A), (B), (D)의 합계량을 100 중량부로 할 때, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)와 화학식(1)로 표시 되는 화합물(B)와의 합계의 함유량이 그 중의 70 내지 99 중량부인 (3)에 기재된 수지 조성물;
(5) o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)와 화학식(1)로 표시되는 화합물(B)와의 합계량을 100 중량부로 할 때 o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)의 함유량이 그 중의 60 중량부 내지 98 중량부인 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물;
(6) E형 점도계로 측정한 25℃에서의 점도가 1500 mPa.s 이하인 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물;
(7) (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물을 경화시켜 얻을 수 있는 25℃에서의 굴절율이 1.58 이상인 경화물;
(8) (7)에 기재된 경화물을 이용하는 광학 시트 렌즈.
발명의 효과
본 발명의 수지 조성물은, 저점도이고 그의 경화물은 이형성, 형재현성, 기판과의 밀착성이 우수하고, 고굴절율이다. 이 때문에 특히 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈 등의 광학 렌즈 시트에 적합하다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
본 발명의 수지 조성물은, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A), 화학식(1)로 표시되는 화합물(B), 및 광중합 개시제(C)를 포함한다.
본 발명에 사용되는 o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)에 관하여 설명한다. o-페닐페놀 폴리에톡시 아크릴레이트(A)로서는 에톡시 구조 부분의 반복 수가 수평균으로 1~3의 정수인 화합물이 바람직하고, o-페닐페놀과 에틸렌 옥사이드와의 반응물과 (메타)아크릴산을 반응시키는 것에 의해 얻을 수 있다. o-페닐페놀과 에틸렌 옥사이드와의 반응물은 공지의 방법에 의해 얻을 수 있고, 이어서, p-톨루엔설폰산 또는 황산 등의 에스테르화 촉매, 히드로퀴논, 페노티아진 등의 중합금지제의 존재하에서 바람직하게는 용매 류 (예컨대, 톨루엔, 시클로헥산, n-헥산, n-헵탄 등)의 존재하에서 바람직하게는 70 내지 150℃의 온도에서 (메타)아크릴산과 반응시키는 것에 의해 o-페닐페놀 폴리에톡시아크릴레이트(A)를 얻을 수 있다. (메타)아크릴산의 사용 비율은 o-페닐페놀과 에틸렌 옥사이드와의 반응물 1 몰에 대하여 1~5 몰, 바람직하게는 1.05 ~ 2 몰이다. 에스테르화 촉매는 사용하는 (메타)아크릴산에 대하여 0.1 ~ 15 몰%, 바람직하게는 1 ~ 6 몰 %이다.
본 발명의 수지 조성물에 사용되는 화학식(1)로 표시되는 화합물(B)에 관하여 이하 설명한다.
하기 화학식(1)
(식 중에서, R1, R2는 각각 독립적으로 수소원자 또는 메틸 기를 나타낸다. a, b는 각각 1 이상의 정수이며 a+b는 2 ~ 4이다)은 하기 화학식(2)
(식 중에서, R1, a, b는 화학식(1)과 동일하다)로 표시되는 화합물과 (메타)아크릴산을 용매(예컨대 톨루엔, 벤젠, 시클로헥산, n-헥산, n-헵탄 등)중에서 탈수 반응을 실시하는 것에 의해 얻을 수 있다. 반응을 촉진시키기 위해서는 산촉매(예컨대 황산, p-톨루엔설폰산, 메탄설폰산 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 반응중, 중합을 중지하기 위하여 중합금지제(예컨대 히드로퀴논, p-메톡시페놀, 메틸히드로퀴논 등)를 사용하는 것이 바람직하다.
화학식(2)로 표시되는 화합물과 (메타)아크릴산의 사용 비율은 화학식(2)로 표시되는 화합물의 수산기 1 당량에 대하여 (메타)아크릴산 1 ~ 2 당량을 사용하는 것이 바람직하다. 반응 온도는 70 내지 150℃가 바람직하고, 반응 시간은 3 ~ 20 시간이 바람직하다.
화학식(2)로 표시되는 화합물은 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌과 알킬렌 옥사이드(예컨대 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 등)를 반응시키는 것에 의해 얻을 수 있다.
또한, 먼저 예로 든 o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A), 화학식(1)로 표시되는 화합물(B) 이외에, 얻을 수 있는 본 발명의 수지 조성물의 점도, 밀착성이나 유리 전이 온도(Tg), 경화물의 경화 등을 고려하여, 성분(A), 성분(B) 이외의 (메타)아크릴레이트 화합물(D)을 단독 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다. 상기 (메타)아크릴레이트 화합물(D)로서는 (메타)아크릴레이트 모노머나 (메타)아크릴레이트 올리고머를 들 수 있다.
(메타)아크릴레이트 모노머로서는, 단관능 (메타)아크릴레이트 모노머, 2 관능 (메타)아크릴레이트 모노머, 3관능 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 등을 들 수 있다.
단관능 (메타)아크릴레이트 모노머로서는, 예컨대, 아크릴로일 모르폴린, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 시클로헥산-1,4-디메타놀모노(메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 페닐폴리에톡시 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, p-큐밀페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐옥시에틸 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
2 관능 (메타)아크릴레이트 모노머로서는 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메타놀(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 폴리에톡시디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 폴리프로폭시디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 F 폴리에톡시디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3 관능 이상의 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머로서는 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 히드록시피발린산 네오펜틸글리콜의 ε-카프로락톤 부가물의 디(메타)아크릴레이트 (예컨대, 니뽕 가야꾸 가부시끼 가이샤 제조, KAYARAD HX-220, HX-620 등), 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판폴리에톡시 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
(메타)아크릴레이트올리고머로서는 우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
우레탄(메타)아크릴레이트로서는 예컨대, 디올 화합물(예컨대, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판이디올, 시클로헥산-1,4-디메탄올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 비스페놀 A 폴리에톡시디올, 비스페놀 A 폴리프로폭시디올 등) 또는 이들 디올 화합물과 이염기산 또는 그의 무수물(예컨대, 숙신산, 아디프산, 아젤라인산, 다이머산, 이소프탈산, 테레프탈산, 프탈산 또는 이들의 무수물)과의 반응물인 폴리에스테르디올과 유기 폴리이소시아네이트 (예컨대, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트 등의 사슬상 포화 탄화수소 이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 노르보르난 디이소시아네이트, 디시클로헥실 메탄 디이소시아네이트, 메틸렌비스(4-시클로헥실 이소시아네이트), 수첨 디페닐메탄 디이소시아네이트, 수첨 크실렌 디이소시아네이트, 수첨 톨루엔 디이소시아네이트 등의 환상 포화 탄화수소 이소시아네이트, 2,4-트릴렌디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트, 6-이소프로필-1,3-페닐 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트)를 반응시키고, 이어 수산기 함유 (메타)아크릴레이트를 부가한 반응물 등을 들 수 있다.
에폭시(메타)아크릴레이트로서는, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 프로필렌 옥사이드 부가물의 말단 글리시딜에테르, 플루오렌 에폭시 수지 등의 에폭시 수지 류 등과 (메타)아크릴산과의 반응물 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 (메타)아크릴레이트로서는, 예컨대 상기의 디올 화합물과 상기의 이염기산 또는 그의 무수물과의 반응물인 폴리에스테르디올과, (메타)아크릴산의 반응물 등을 들 수 있다.
그 중에서도 본 발명의 수지 조성물에 사용될 수 있는 (메타)아크릴레이트 화합물(D)로서는, 점도가 낮고, 경화물의 밀착성이 양호한 단관능 또는 2관능 (메타)아크릴레이트 모노머가 적합하다. 그 중에서도, 아크릴로일모르폴린, 테트라히드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디 (메타)아크릴레이트, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 단관능 또는 2 관능(메타)아크릴레이트 모노머가 적합하다.
본 발명의 수지 조성물에 함유되는 광중합 개시제(C)로서는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에테르에테르, 벤조인프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인류; 아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 1,1-디클로로아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-페닐프로판-1-온, 디에톡시아세토페논, 1-히드록시시클로헥실 페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 등의 아세토페논류; 2-에틸안트라퀴논, 2-tert-부틸안트라퀴논, 2-클로로안트라퀴논, 2-아밀안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등의 티오크산톤류; 아세토페논디메틸케탈, 벤질디메틸케탈 등의 케탈류; 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설피드, 4,4'-비스메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류; 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등의 포스핀옥사이드류 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 아세토페논류이며, 또한 바람직하게는 2-히드록시-2-메틸-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐케톤을 들 수 있다. 또한 본 발명의 수지 조성물에 있어서 광중합 개시제(C)는 단독으로 사용하여도 좋고 복수종을 혼합하여 사용하여도 좋다.
본 발명의 수지 조성물의 각 성분의 사용 비율은, 소망하는 굴절율이나 유리 전이 온도, 점도나 밀착성 등을 고려하여 결정될 수 있지만, 성분(A)+성분(B)+성분(D)을 100 중량부로 한 경우에 성분(D)를 포함하지 않는 경우는, (A)+성분(B)의 함유량은 70~100 중량부이고, 특히 바람직하게는 75 ~ 100 중량부이다. 성분(D) 를 포함하는 경우는, 성분(D)의 함유량은 1 ~ 30 중량부이고, 특히 바람직하게는1 ~ 25 중량부이다. 또, 성분(A)+성분(B)의 합계량을 100 중량부로 할 때 성분(A)의 함유량은, 성분(D)의 유무에 관계없이, 그 중의 60 ~ 98 중량부이고, 특히 바람직하게는 70 ~ 95 중량부이다. 성분(C)는 성분(A)+성분(B)+성분(D)의 총량 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부 사용하는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 0.3 ~ 5 중량부이다.
본 발명의 수지 조성물의 각 성분의 사용 비율은, 소망하는 굴절율이나 유리 전이 온도나 점도나 밀착성 등을 고려하여 결정될 수 있지만, 성분(A)+성분(B)+성분(D)을 100 중량부로한 경우에는, (A): (B): (D) = 42 ~ 98 : 2 ~ 38 : 30 ~ 0 이며, 바람직하게는 (A): (B): (D) = 42 ~ 95 : 5 ~ 38 : 30 ~ 0 이다.
성분(B)는 고체이기 때문에, 상기 사용량 또는 사용 비율로 멈추는 것으로 광학 렌즈 시트류를 제조하기에 적합한 점도의 본 발명의 수지 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 수지 조성물에는 상기 성분 이외에 취급시의 편리성 등을 개선하기 위하여 이형제, 소포제, 레벨링제, 광안정제, 산화방지제, 중합금지제, 대전방지제 등을 상황에 따라서 병용하여 함유할 수 있다. 또한 필요에 따라서 아크릴 폴리머, 폴리에스테르 엘라스토머, 우레탄 폴리머 및 니트릴 고무 등의 폴리머 류도 첨가할 수 있다. 용매를 첨가할 수 있지만, 용매를 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 수지 조성물은 각 성분을 상법에 따라서 혼합 용해하는 것에 의해 제조할 수 있다. 예컨대 교반 장치, 온도계가 달린 환저 플라스크에 각 성분을 투입하고, 40 ~ 80℃에서 0.5 ~ 6시간 교반하는 것에 의해 얻을 수 있다.
본 발명의 수지 조성물의 점도는 광학 렌즈 시트률르 제조하기에 적합한 점도로서 E형 점도계 (TV-200: 토우기산교샤 제조)를 사용하여 측정한 점도가 25℃에서 10 내지 1500 mPa.s 이하인 것이 바람직하다.
상법에 따라서, 본 발명의 수지 조성물에 자외선 등의 에너지선을 조사하는 것에 의해 경화하여 얻을 수 있는 경화물도 본 발명에 포함된다. 상기 경화물은 본 발명의 수지 조성물을 예컨대 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈 등의 형상을 갖는 스탬퍼(stampa) 상에 도포하여 상기 수지 조성물의 층을 설치하고, 그 층의 위에 경질 투명 기판인 백 시트 (예컨대 폴리메타크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에스테르 수지, 또는 이들의 폴리머의 블랜드 물품 등으로 이루어진 기판 또는 필름)을 접착시키고, 이어서 상기 경질 투명 기판 측으로부터 고압 수은 등 등에 의해 자외선을 조사하여 상기 수지 조성물을 경화시킨 후, 상기 스탬퍼로부터 경화물을 박리하여 얻을 수 있다. 또한 이들의 응용으로서 연속식으로 가공에 의해 실시하는 것도 가능하다.
이와 같이 하여 굴절율(25℃)이 1.58 이상이고 이형성, 형재현성, 밀착성, 내광성이 우수한 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈 등의 광학 렌즈 부분을 형성한 광학 렌즈 시트를 얻을 수 있고, 이들도 본 발명에 포함된다. 또한 굴절율은 압베 굴절계(DR-M2: (주) 아타고 제조) 등으로 측정할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은 광학 렌즈 시트용로서 유용하다. 광학 렌즈시트로서는, 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈 등을 들 수 있다. 또, 광학 렌즈 시트용 이외의 용도에도 본 발명의 수지 조성물은 사용될 수 있고, 이들 용도로서는, 각종 코팅제, 접착제 등을 들 수 있다.
다음에, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 이하와 같은 실시예에 의해 어떠한 제한을 받지 않는다.
합성예 1. 화합물(B)의 합성
건조 용기 중에 화학식(2)에서 R1= 수소원자, a= 1, b= 1인 화합물 400부, 톨루엔 500부, 아크릴산 158부, p-톨루엔설폰산 50부, 히드로퀴논 5부를 투입하고, 가열하며, 탈수 반응을 실시하여, 유출수가 33 부로 되기까지 반응을 실시하였다. 반응 온도는 110~112℃이었다. 이어서, 반응액을 냉각시키고, 톨루엔 1500 부 및 20% 가성 소다 수용액 200 부를 투입하며, 중화하고, 이어서 20% 염화 나트륨 수용액 500 부를 사용하여 세정하여 톨루엔을 제거하고, 투명 담황색의 고체를 얻었다. 굴절율은 1.62이었다.
이하의 실시예에 나타낸 바와 같은 조성(수치는 중량부를 나타낸다)에 의해 본 발명의 자외선 경화성 수지 조성물 및 경화물을 얻었다. 또 수지 조성물 및 경화막에 관한 평가 방법 및 평가 기준은 이하와 같았다.
(1) 점도: E형 점도계 (TV-200: 토우기산교 (주)제조)를 이용하여 25℃에서 측정하였다.
(2) 이형성: 경화된 수지를 금형으로부터 이형시킬 때의 난이도를 나타낸다.
○...금형으로부터의 이형이 양호하다.
△...이형이 약간 곤란 또는 이형시에 박리음이 있다.
×...이형이 곤란 또는 금형 잔류물이 있다.
(3) 형재현성: 경화된 자외선 경화성 수지층의 표면 형상과 금형의 표면 형상을 관찰하였다.
○...재현성 양호하다.
×...재현성이 불량하다.
(4) 밀착성; 기재 상에 수지 조성물을 막 두께 약 50 ㎛ 정도로 도포하고, 이어서 고압 수은등 (80 W/cm, 오븐 레스)로 1000 mJ/cm2 의 조사를 실시하여 경화시킨 테스트 피스를 제조하고, JIS K5600-5-6에 준하여 밀착성 평가를 실시하였다.
평가 결과는 0 ~ 2를 ○으로 하고, 3 ~ 5를 ×로 하였다.
(5) 굴절율 (25℃): 경화시킨 자외선 경화성 수지층의 굴절율(25℃)을 압베 굴절율계(DR-M2: (주) 아다고 제조)로 측정하였다.
(6) 유리 전이 온도 (Tg): 경화시킨 자외선 경화성 수지층의 Tg 점을 점탄성 측정 시스템(DMS-6000: 세이코 전자 공업 (주) 제조)에서 인장 모드, 고주파 1Hz에 의해 측정하였다.
실시예 1
성분(A)로서 o-페닐페놀 모노에톡시아크릴레이트 (KAYARAD OPP-1(니뽕 가야꾸 가부시끼 가이야 제조)) 85 부, 성분(B)로서 합성예 1에서 얻은 화합물 5부, 성분(C)로서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 3부, 성분(D)로서 아크릴로일모르폴린 10 부를 60℃에서 가온 혼합하여, 본 발명의 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물의 점도는 120 mPa.s이었다. 또, 이 수지 조성물을 경화시킨 막의 굴절율(25℃)은 1.604 이고, 유리 전이 온도(Tg)은 50℃이었다.
이 수지 조성물을 프리즘 렌즈 금형 위에 막 두께가 50㎛로 되도록 도포하고그 위에 기재로서 폴리카보네이트 필름 500 ㎛ 막을 접착시켜, 그 위로부터 고압 수은 램프로 1000 mJ/cm2 의 조사량의 자외선을 조사하여 경화시킨 후 박리시켜, 프리즘 렌즈 시트를 얻었다.
평가 결과
이형성: ○, 형재현성: ○, 밀착성: ○ 이었다.
실시예 2
성분(A)로서 o-페닐페놀 모노에톡시아크릴레이트 (KAYARAD OPP-1(니뽕 가야꾸 가부시끼 가이야 제조)) 75부, 성분(B)로서 합성예 1에서 얻은 화합물 25부, 성분(C)로서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 3부를 60℃에서 가온 혼합하여, 본 발명의 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물의 점도는 710 mPa.s이었다. 또, 이 수지 조성물을 경화시킨 막의 굴절율(25℃)은 1.616 이고, 유리 전이 온도(Tg)은 59℃이었다.
이 수지 조성물을 프리즘 렌즈 금형의 위에 막 두께가 50㎛로 되도록 도포하고 그 위에 기재로서 폴리카보네이트 필름 500㎛ 막을 접착시키고, 그 위로부터 고압 수은 램프로 1000 mJ/cm2 조사량의 자외선을 조사하여 경화시킨 후 박리시켜, 프리즘 렌즈 시트를 얻었다.
평가 결과
이형성: ○, 형재현성: ○, 밀착성: ○ 이었다.
실시예 3
실시예 1에서 얻은 수지 조성물을 플레넬 렌즈 금형의 위에 막 두께가 200 ㎛ 로 되도록 도포하고 그 위에 기재로서 폴리카보네이트 기재 1 mm 두께를 접착시키고, 그 위로부터 고압 수은 램프로 1000 mJ/cm2 조사량의 자외선을 조사하여 경화시킨 후 박리시켜, 플레넬 렌즈를 얻었다.
평가 결과
이형성: ○, 형재현성: ○, 밀착성: ○ 이었다.
비교예 1
특허문헌 1(특개소 63 -167301)의 실시예 1에 따라서, 아로닉스 M-315 (트리스(2-아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트)를 70부, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴 레이트 30부, 광중합 개시제로서 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 3부를 60℃에서 가온 혼합하여, 비교용의 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물의 점도는 134 mPa.s이었다. 또, 이 수지 조성물을 경화시킨 막의 굴절율(25℃)은 1.52 이었다.
이 결과로부터 비교예 1의 조성물은 본 발명의 조성물에 비하여 굴절율이 낮아, 본 발명의 렌즈 류의 제조에 적합하지 않다.
비교예 2
특허문헌 3 (일본국 특허 제3209554호)의 실시예에 따라서 상기 문헌의 합성예 1의 우레탄 아크릴레이트 (네오펜틸글리콜과 아디프산의 폴리에스테르디올, 에틸렌 글리콜, 트릴렌 디이소시아네이트 및 2-히드록시에테르 아크릴레이트의 반응물) 및 상기 문헌 합성예 3의 화합물 (o-페닐페놀 디에톡시아크릴레이트)을 합성하고, 상기의 우레탄 아크릴레이트를 30부, 상기의 o-페닐페놀 디에톡시아크릴레이트를 15부, KAYARAD R-551 (비스페놀 A 테트라에톡시 디아크릴레이트)을 45부, 트리브로모페닐 아크릴레이트를 10부, 이르가큐어-184 (1-히드록시시클로헥실 페닐케톤) 3부를 60℃에서 가온, 혼합하여 비교용의 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물의 점도는 4420 mPa.s이었다. 또, 이 수지 조성물을 경화시킨 막의 굴절율(25℃)은 1.574 이었다.
이 결과로부터 비교예 2의 조성물은 본 발명의 조성물에 비하여 점도가 높아, 미세 가공이나 롤 상의 시트나 필름의 연속 가공에 적합하지 않다.
실시예 1, 2, 3 , 비교예 1, 2의 평가 결과로부터 분명한 바와 같이, 특정의 조성을 갖는 본 발명의 수지 조성물은 저점도이고, 이형성, 형재현성, 기재로의 밀착성이 우수하고, 그의 경화물은 고굴절율이고 유리 전이 온도(Tg)가 50℃ 이상이다. 이 때문에 미세 구조를 갖는 광학 렌즈 시트, 예컨대, 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈 등에 적합하다. 특히 미세한 가공이 필요한 용도나 연속 가공이 필요한 공정을 포함하는 제조에 적합하다.
본 발명의 자외선 경화성 수지 조성물 및 그의 경화물은, 주로 플레넬 렌즈, 렌티큘러 렌즈, 프리즘 렌즈, 마이크로 렌즈 등의 광학 렌즈 시트용에 특히 적합한 것이다.
Claims (8)
- 제 1항에 있어서, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)와 화학식(1)로 표시되는 화합물(B)와의 합계량을 100 중량부로 할 때 o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)의 함유량이 그 중의 60 중량부 내지 98 중량부인 수지 조성물.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A) 및 화학식(1)로 표시되는 화합물(B) 이외의 (메타)아크릴레이트 화합물(D)을 더 포함하는 수지 조성물.
- 제 3항에 있어서, 수지 조성물 중의 (메타)아크릴레이트(A), (B), (D)의 합계량을 100 중량부로 할 때, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)와 화학식(1)로 표시되는 화합물(B)와의 합계의 함유량이 그 중의 70 내지 99 중량부인 수지 조성물.
- 제 4항에 있어서, o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)와 화학식(1)로 표시되는 화합물(B)와의 합계량을 100 중량부로 할 때 o-페닐페놀 (폴리)에톡시(메타)아크릴레이트(A)의 함유량이 그 중의 60 중량부 내지 98 중량부인 수지 조성물.
- 제 1항에 있어서, E형 점도계로 측정한 25℃에서의 점도가 1500 mPa.s 이하인 수지 조성물.
- 제 1항에 기재된 수지 조성물을 경화시켜 얻을 수 있는 25℃에서의 굴절율이 1.58 이상인 경화물.
- 제 7항에 기재된 경화물을 이용하는 광학 시트 렌즈.
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