JP2005272773A - 活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物に関するものであり、活性エネルギー線硬化型組成物、並びにレンズシート及び光学材料を組み立てる際の接着剤等の光学材料の技術分野に属するものである。
従来、フレネルレンズ及びレンチキュラーレンズ等のレンズシートは、プレス法及びキャスト法等の方法により、成形して製造されていた。
しかしながら、前者のプレス法は加熱、加圧及び冷却のサイクルで製造するため、生産性が悪いという問題があった。又、後者のキャスト法は、金型にモノマーを流し込んで重合するため製作時間が長くかかるとともに金型が多数個必要なため、製造コストが上がるという問題があった。
しかしながら、前者のプレス法は加熱、加圧及び冷却のサイクルで製造するため、生産性が悪いという問題があった。又、後者のキャスト法は、金型にモノマーを流し込んで重合するため製作時間が長くかかるとともに金型が多数個必要なため、製造コストが上がるという問題があった。
一方、活性エネルギー線硬化型組成物は、速硬化性を有し、生産性に優れているため、前記問題を解決するため、レンズシートの製造用の活性エネルギー線硬化型組成物について、種々の提案がなされている(例えば特許文献1〜同6)。
しかしながら、従来の活性エネルギー線硬化型組成物は、屈折率及び透明性の点で不十分であり、さらにこの点を改良すべく、ビスフェノール型ジ(メタ)アクリレートと芳香族環を有するモノ(メタ)アクリレートを併用した組成物が検討されている(例えば、特許文献7及び同8)。
又、近年においては、光学材料の製造において、高屈折率の材料同士を貼り合せる際に使用される接着剤組成物に対しても、硬化物が高屈折率を有することが要求される様になってきている(特許文献9及び10)
又、近年においては、光学材料の製造において、高屈折率の材料同士を貼り合せる際に使用される接着剤組成物に対しても、硬化物が高屈折率を有することが要求される様になってきている(特許文献9及び10)
しかしながら、前記した活性エネルギー線硬化型組成物は、プロジェクションテレビ等の薄型化で要求される様な、さらに高度の屈折率が要求される用途では不十分なものであった。
又、レンズ金型と透明基板の間に活性エネルギー線硬化型組成物を流し込み、硬化させてレンズを製造する技術においては、レンズ部と透明基板との間に十分な密着性が得られないことが多い。とりわけ、透明基板として、透明性や耐候性に優れ、この種の材料として多く使用されるメタクリル樹脂を用いた場合、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化物との密着性が不十分であることが多かった。
又、前記した従来の光学材料用の接着剤組成物は、硬化物が着色してしまうことがあったり(特許文献9)、組成物の粘度が高くなってしまい、取り扱い難くなってしまうことがあった(特許文献10)。
本発明者は、作業性に優れ、得られる硬化物が高屈折率を有し、樹脂基板、特に(メタ)アクリル樹脂に対する密着性に優れる活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物を見出すため鋭意検討を行ったのである。
又、レンズ金型と透明基板の間に活性エネルギー線硬化型組成物を流し込み、硬化させてレンズを製造する技術においては、レンズ部と透明基板との間に十分な密着性が得られないことが多い。とりわけ、透明基板として、透明性や耐候性に優れ、この種の材料として多く使用されるメタクリル樹脂を用いた場合、活性エネルギー線硬化型組成物の硬化物との密着性が不十分であることが多かった。
又、前記した従来の光学材料用の接着剤組成物は、硬化物が着色してしまうことがあったり(特許文献9)、組成物の粘度が高くなってしまい、取り扱い難くなってしまうことがあった(特許文献10)。
本発明者は、作業性に優れ、得られる硬化物が高屈折率を有し、樹脂基板、特に(メタ)アクリル樹脂に対する密着性に優れる活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物を見出すため鋭意検討を行ったのである。
本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意研究した結果、ウレタン(メタ)アクリレート及び/又はエポキシ(メタ)アクリレートと、特定の芳香族系(メタ)アクリレートを併用した組成物が有効であることを見出し、本発明を完成した。
以下、本発明を詳細に説明する。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと表す。
以下、本発明を詳細に説明する。
尚、本明細書においては、アクリレート又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと表す。
本発明は、ウレタン(メタ)アクリレート及び/又はエポキシ(メタ)アクリレート(A)〔以下(A)成分という〕、並びに後記式(1)及び/又は式(2)で表される(メタ)アクリレート(B)〔以下(B)成分という〕を含有する活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物に関するものである。
以下、それぞれの成分について説明する。
以下、それぞれの成分について説明する。
1.(A)成分
本発明では、(A)成分としてウレタン(メタ)アクリレート〔以下(A−1)成分という〕及び/又はエポキシ(メタ)アクリレート〔以下(A−2)成分という〕を使用する。
(A−1)成分としては、種々のウレタン(メタ)アクリレートが使用でき、例えば、有機ジイソシアネート〔以下(a)成分という〕、ジオール化合物〔以下(b)成分という〕及び1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート〔以下(c)成分という〕を反応させることにより得られたもの等を挙げることができる。
本発明では、(A)成分としてウレタン(メタ)アクリレート〔以下(A−1)成分という〕及び/又はエポキシ(メタ)アクリレート〔以下(A−2)成分という〕を使用する。
(A−1)成分としては、種々のウレタン(メタ)アクリレートが使用でき、例えば、有機ジイソシアネート〔以下(a)成分という〕、ジオール化合物〔以下(b)成分という〕及び1分子中に1個の水酸基を有する(メタ)アクリレート〔以下(c)成分という〕を反応させることにより得られたもの等を挙げることができる。
(a)成分としては、種々の有機ジイソシアネート化合物が使用でき、具体例としては、例えばトリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート及び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。
これらの中でも、屈折率の観点からはトリレンジイソシアネート、シキシレンジイソシアネート等の芳香族有機ジイソシアネート等が好ましく、長期にわたる使用で部材が黄変しにくいという点からイソホロンジイソシアネートがより好ましい。
これらの中でも、屈折率の観点からはトリレンジイソシアネート、シキシレンジイソシアネート等の芳香族有機ジイソシアネート等が好ましく、長期にわたる使用で部材が黄変しにくいという点からイソホロンジイソシアネートがより好ましい。
(b)成分としては、水酸基を2個有する化合物であれば種々の化合物が使用でき、その代表的なものとしては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,3−ブチレングリコール、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、シクロヘキサンジメチロール、トリシクロデカンジメチロール、2−ブチル−2−エチル−プロパンジオール、ビスフェノールAポリエトキシグリコール、ビスフェノールAポリプロポキシグリコール及びポリテトラメチレングリコール等のジオール;ジオールと2塩基酸又はその無水物(例えば、無水コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、イソフタル酸、テレフタル酸及び無水フタル酸等)の反応物であるポリエステルジオール;ジオールとε−カプロラクトンとの反応物;ポリエステルジオールとε−カプロラクトンとの反応物であるポリカプロラクトンジオール;並びにポリカーボネートジオール(C4)等を挙げることができる。
(c)成分としては、水酸基を有する(メタ)アクリレートであれば種々の化合物が使用でき、具体例としては、例えば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、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート(重合度:平均値としてn=2〜10)、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート(重合度:平均値としてn=2〜10)及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
これらの中でも、2−ヒドロキシエチルアクリレート及び2−ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシ(炭素数2〜4)アルキルアクリレートが好ましい。
これらの中でも、2−ヒドロキシエチルアクリレート及び2−ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシ(炭素数2〜4)アルキルアクリレートが好ましい。
(A−1)成分の製造方法は、常法に従えば良く、例えば、前記(a)成分と(b)成分とをウレタン化反応させ、次いでこの反応物に(c)成分を反応させればよい。
(a)成分と(b)成分の使用割合は、(b)成分の水酸基1当量に対して(a)成分のイソシアネート基の1.1〜2.0当量が好ましく、より好ましくは1.5〜2.0当量である。
このウレタン化反応の反応温度は、通常常温〜100℃、好ましくは40〜85℃である。
このウレタン化反応で得られた末端イソシアネート基を有する化合物(以下ウレタン化反応物という)と(c)成分の反応においては、ウレタン化反応物のイソシアネート基の1当量に対して(c)成分の水酸基の0.9〜1.5当量を反応させるのが好ましく、特に好ましくは1.0〜1.2当量である。この反応には、反応中のラジカル重合によるゲル化を防ぐ為に反応混合物を通常50〜2000ppmのハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−メトキシフェノール、p−ベンゾキノン等の重合禁止剤を添加しておくことが好ましい。又、このアクリレート化反応の反応温度は、通常常温〜100℃、好ましくは50〜85℃である。
これらイソシアネート基と水酸基との反応は無触媒で進行するが、例えば、トリエチルアミン及びジブチル錫ジラウレート等の慣用の触媒を使用することが好ましい。
(a)成分と(b)成分の使用割合は、(b)成分の水酸基1当量に対して(a)成分のイソシアネート基の1.1〜2.0当量が好ましく、より好ましくは1.5〜2.0当量である。
このウレタン化反応の反応温度は、通常常温〜100℃、好ましくは40〜85℃である。
このウレタン化反応で得られた末端イソシアネート基を有する化合物(以下ウレタン化反応物という)と(c)成分の反応においては、ウレタン化反応物のイソシアネート基の1当量に対して(c)成分の水酸基の0.9〜1.5当量を反応させるのが好ましく、特に好ましくは1.0〜1.2当量である。この反応には、反応中のラジカル重合によるゲル化を防ぐ為に反応混合物を通常50〜2000ppmのハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、p−メトキシフェノール、p−ベンゾキノン等の重合禁止剤を添加しておくことが好ましい。又、このアクリレート化反応の反応温度は、通常常温〜100℃、好ましくは50〜85℃である。
これらイソシアネート基と水酸基との反応は無触媒で進行するが、例えば、トリエチルアミン及びジブチル錫ジラウレート等の慣用の触媒を使用することが好ましい。
(A−2)成分の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂等)と(メタ)アクリル酸の反応物であるエポキシ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。好ましいものとしては、例えば、ビスフェノールA型エポキシアクリレート等を挙げることができる。
2.(B)成分
本発明では、(B)成分として下記式(1)及び/又は式(2)で表される化合物を使用する。
本発明では、(B)成分として下記式(1)及び/又は式(2)で表される化合物を使用する。
〔式(1)及び式(2)において、R1及びR2は、いずれも水素原子又はメチル基を表す。〕
式(1)で表される(メタ)アクリレートの具体例としては、R1が水素原子である、o−フェニルフェニルアクリレート、R1がメチル基であるo−フェニルフェニルメタクリレートを挙げることができる。
式(2)で表される(メタ)アクリレートの具体例としては、R2が水素原子である、p−クミルフェニルアクリレート、R2がメチル基である、p−クミルフェニルメタクリレートを挙げることができる。
式(2)で表される(メタ)アクリレートの具体例としては、R2が水素原子である、p−クミルフェニルアクリレート、R2がメチル基である、p−クミルフェニルメタクリレートを挙げることができる。
尚、本発明の(B)成分と異なる、フェニル基を1個有する(メタ)アクリレートや、アルキレンオキサイド基を有する化合物は、組成物の硬化物が高屈折率を有するものとならない。
3.その他の成分
本発明では、本発明の組成物の、樹脂基材に対する密着性を向上させたり、組成物の粘度を低減したり、接着力を向上させる目的で、(B)成分以外の不飽和結合含有化合物〔以下(C)という〕を使用しても良い。
(C)成分の具体例としては、例えばフェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルポリ(重合度:平均値としてn=2〜4)エトキシアクリレート、o−フェニルフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェニルオキシエチルオキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェニルポリ(重合度:平均値としてn=2〜4)エトキシアクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリブロモベンジル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリ(重合度:平均値としてn=2〜15)エトキシジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、N−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン及びトリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
本発明では、本発明の組成物の、樹脂基材に対する密着性を向上させたり、組成物の粘度を低減したり、接着力を向上させる目的で、(B)成分以外の不飽和結合含有化合物〔以下(C)という〕を使用しても良い。
(C)成分の具体例としては、例えばフェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルポリ(重合度:平均値としてn=2〜4)エトキシアクリレート、o−フェニルフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェニルオキシエチルオキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェニルポリ(重合度:平均値としてn=2〜4)エトキシアクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、トリブロモベンジル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリ(重合度:平均値としてn=2〜15)エトキシジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、N−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルホリン及びトリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート等を挙げることができる。
これらのうち好ましいものとしては、例えばフェノキシエチルアクリレート、フェニルポリ(重合度:平均値としてn=2〜4)エトキシアクリレート、o−フェニルフェニルオキシエチルアクリレート、o−フェニルフェニルポリ(重合度:平均値としてn=2〜4)エトキシアクリレート、トリブロモフェニルオキシエチルアクリレート、ビスフェノールAポリ(重合度:平均値としてn=4〜10)エトキシジアクリレート等の屈折率の高いアクリレートモノマー等を挙げることができる。
本発明の組成物は、活性エネルギー線の照射により硬化するものであるが、この場合の活性エネルギー線としては、電子線、可視光線及び紫外線等が挙げられる。これらの中でも、特別な装置を必要とせず、簡便であるため、可視光線又は紫外線が好ましい。
可視光線又は紫外線硬化型組成物とする場合、組成物に光重合開始剤を配合する。尚、電子線硬化型組成物とする場合は、光重合開始剤を必ずしも配合する必要はない。
光重合開始剤〔以下(D)成分という〕の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインプロピルエーテル等のベンゾイン;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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−オン及びN,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン;2−メチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン及び2−アミルアントラキノン等のアントラキノン;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン及び2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン;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のケタール;ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーズケトン及び4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン;並びに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。
(D)成分は、単独で使用しても、2種以上を併用しても良い。
可視光線又は紫外線硬化型組成物とする場合、組成物に光重合開始剤を配合する。尚、電子線硬化型組成物とする場合は、光重合開始剤を必ずしも配合する必要はない。
光重合開始剤〔以下(D)成分という〕の具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインプロピルエーテル等のベンゾイン;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、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−オン及びN,N−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン;2−メチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン及び2−アミルアントラキノン等のアントラキノン;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン及び2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン;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のケタール;ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4,4’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーズケトン及び4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン;並びに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。
(D)成分は、単独で使用しても、2種以上を併用しても良い。
(D)成分には、必要に応じて光増感剤を併用することができる。光増感剤としては、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、トリエチルアミン及びトリエタノールアミン等が挙げられる。
本発明の組成物は、さらに硬化を進行させる目的で、組成物に熱重合開始剤を配合し、活性エネルギー線照射後に加熱させることもできる。
熱重合開始剤としては、種々の化合物を使用することができ、有機過酸化物及びアゾ系開始剤が好ましい。
有機過酸化物の具体例としては、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジーメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、α、α‘−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド及びt−ブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
熱重合開始剤としては、種々の化合物を使用することができ、有機過酸化物及びアゾ系開始剤が好ましい。
有機過酸化物の具体例としては、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジーメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、α、α‘−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ヘキシルハイドロパーオキサイド及びt−ブチルハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
アゾ系化合物の具体例としては、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル、2−フェニルアゾ−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾジ−t−オクタン及びアゾジ−t−ブタン等が挙げられる。
これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。又、有機過酸化物は還元剤と組み合わせることによりレドックス反応とすることも可能である。
これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。又、有機過酸化物は還元剤と組み合わせることによりレドックス反応とすることも可能である。
本発明の組成物には、前記成分以外にも、さらに所望により、光安定剤(例えば、ヒンダードアミン系化合物等)、可塑剤、離型剤、消泡剤、レベリング剤、酸化防止剤、重合禁止剤、帯電防止剤及び非反応性ポリマー(例えば、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー及びポリ(メタ)アクリレートポリマー等)等を配合することができる。
4.活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物
本発明は、前記(A)成分と(B)成分を必須とするものである。
(A)成分と(B)成分の割合としては、(A)及び(B)成分の合計量を基準として、(A)成分が10〜70質量部で(B)成分が30〜90質量部が好ましく、より好ましくは(A)成分が20〜60質量部及び(B)成分が40〜80質量部である。
(A)成分が10質量部に満たないと、十分な接着性能が得られないものとなってしまうことがあり、一方、70質量部を超えると、硬化物の屈折率が不十分になったり、粘度が高くなりすぎ作業性が低下してしまうことがある。
(C)成分を使用する場合の割合としては、(A)及び(B)成分の合計量に対して5〜60質量部が好ましく、より好ましくは10〜50質量部である。
(D)成分を使用する場合の割合としては、(A)及び(B)成分の合計量又は(A)〜(C)成分の合計量を100質量部に対して、0.1〜15質量部が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量部である。
本発明は、前記(A)成分と(B)成分を必須とするものである。
(A)成分と(B)成分の割合としては、(A)及び(B)成分の合計量を基準として、(A)成分が10〜70質量部で(B)成分が30〜90質量部が好ましく、より好ましくは(A)成分が20〜60質量部及び(B)成分が40〜80質量部である。
(A)成分が10質量部に満たないと、十分な接着性能が得られないものとなってしまうことがあり、一方、70質量部を超えると、硬化物の屈折率が不十分になったり、粘度が高くなりすぎ作業性が低下してしまうことがある。
(C)成分を使用する場合の割合としては、(A)及び(B)成分の合計量に対して5〜60質量部が好ましく、より好ましくは10〜50質量部である。
(D)成分を使用する場合の割合としては、(A)及び(B)成分の合計量又は(A)〜(C)成分の合計量を100質量部に対して、0.1〜15質量部が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量部である。
本発明の組成物は、前記(A)及び(B)成分、必要に応じてその他の成分を、常法に従い、攪拌・混合して製造することができる。
本発明の組成物の使用方法としては、常法に従い、組成物に活性エネルギー線を照射し硬化させれば良い。
活性エネルギー線としては、電子線、可視光線及び紫外線等が挙げられる。これらの中でも、特別な装置を必要とせず、簡便であるため、可視光線又は紫外線が好ましい。紫外線照射装置としては、高圧水銀灯等が挙げられる。
活性エネルギー線の照射量及び照射時間等は、使用する組成物及び用途に応じて、適宜設定すれば良い。
活性エネルギー線としては、電子線、可視光線及び紫外線等が挙げられる。これらの中でも、特別な装置を必要とせず、簡便であるため、可視光線又は紫外線が好ましい。紫外線照射装置としては、高圧水銀灯等が挙げられる。
活性エネルギー線の照射量及び照射時間等は、使用する組成物及び用途に応じて、適宜設定すれば良い。
本発明の組成物は、その硬化物の25℃における屈折率が1.55以上を有するものが好ましく、好ましくは1.58以上である。
本発明の組成物の硬化物は、高屈折率かつ透明性を有するため、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ及びプリズムシート等のレンズシート、並びにプラスチックレンズ等の種々の光学材料に使用できる。
レンズシートとしては、更に詳細には、ビデオプロビェクター、プロジェクションテレビ及び液晶ディスプレイ等用途が挙げられる。
レンズシートとしては、更に詳細には、ビデオプロビェクター、プロジェクションテレビ及び液晶ディスプレイ等用途が挙げられる。
本発明の組成物を使用してレンズシートを製造する例について説明する。
比較的膜厚の薄いレンズシートを製造する場合は、本発明の組成物を、目的のレンズの形状を有するスタンパーと称される金型に塗布し、該組成物の層を設け、その層の上に透明基板を接着させる。
次いで、透明基板側から活性エネルギー線を照射して、組成物を硬化させ、この後、金型から剥離させる。
比較的膜厚の薄いレンズシートを製造する場合は、本発明の組成物を、目的のレンズの形状を有するスタンパーと称される金型に塗布し、該組成物の層を設け、その層の上に透明基板を接着させる。
次いで、透明基板側から活性エネルギー線を照射して、組成物を硬化させ、この後、金型から剥離させる。
一方、比較的膜厚の厚いレンズシートを製造する場合は、目的のレンズの形状を有する金型と透明基板の間に、本発明の組成物を流し込む。
次いで、透明基板側から活性エネルギー線を照射して、組成物を硬化させ、この後、金型から脱型させる。
次いで、透明基板側から活性エネルギー線を照射して、組成物を硬化させ、この後、金型から脱型させる。
前記透明基板としては、樹脂基板が好ましく、具体例としては、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、又はこれらの混合樹脂等のシ−ト状のものが使用できる。これらの中でも、(メタ)アクリル樹脂が好ましい。
前記金型としては、その材質は特に限定されないが、例えば真鍮及びニッケル等の金属、並びにエポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。金型の寿命が長い点で、金属製であることが好ましい。
前記金型としては、その材質は特に限定されないが、例えば真鍮及びニッケル等の金属、並びにエポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。金型の寿命が長い点で、金属製であることが好ましい。
本発明の組成物は、特に光学材料の接着剤として好ましく使用することができる。
この場合の使用方法としては、貼り合せる基材のうちの片方に組成物を塗布し、もう一方の基材でラミネートし、活性エネルギー線を照射する方法等が挙げられる。
このときの基材としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、又はこれらの混合樹脂を貼りあわせや、これらの樹脂基材とレンズシートとの張り合わせ等が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル樹脂の接着に好ましく使用できる。
この場合の使用方法としては、貼り合せる基材のうちの片方に組成物を塗布し、もう一方の基材でラミネートし、活性エネルギー線を照射する方法等が挙げられる。
このときの基材としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、又はこれらの混合樹脂を貼りあわせや、これらの樹脂基材とレンズシートとの張り合わせ等が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル樹脂の接着に好ましく使用できる。
本発明の組成物は、低粘度で取り扱いが容易であるうえ、その硬化物が高屈折率を有しており、レンズシート等の光学材料の製造に好適である。さらに、本発明の組成物は、各種プラスチック基材との密着性及び接着強度等の接着性に優れることから、これら光学材料の貼り合わせのための接着剤として好適に使用できる。
本発明の組成物は、(A)及び(B)成分を必須とするものである。
組成物としては、さらに(C)成分を含むものが好ましく、さらに(D)成分を含むものが好ましい。
組成物の硬化物としては、25℃における屈折率が1.55以上を有するものが好ましい。
組成物の用途としては、光学材料用の接着剤が好ましい。
組成物としては、さらに(C)成分を含むものが好ましく、さらに(D)成分を含むものが好ましい。
組成物の硬化物としては、25℃における屈折率が1.55以上を有するものが好ましい。
組成物の用途としては、光学材料用の接着剤が好ましい。
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明する。尚、以下において「部」とあるのは、特に断りのない限り全て「質量部」を示す。
〇合成例1.〔(A)成分の製造〕
あらかじめ酸素/窒素混合気体を吹き込んでおいた3Lのフラスコに、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIという)533部を仕込み、室温にてさらに1時間酸素/窒素混合気体をバブリングした後に、ジブチル錫ジラウレート(以下DBTLという)2部、ジt−ブチルヒドロキシトルエン0.6部を仕込み、浴温を60℃に昇温開始した後に、滴下漏斗を用いて、ポリテトラメチレングリコール〔重量平均分子量1,000;保土ヶ谷化学(株)製PTG−1000〕1234部を1時間かけてフラスコ中に滴下した。
次に、2−ヒドロキシエチルアクリレート(以下HEAという)278部を1時間かけてフラスコ内に滴下し、滴下終了後、浴温を80℃に昇温し、さらに3時間反応を行い、IRにてイソシアネートに基づくピークが検出されなくなったため反応を終了した。得られたウレタンアクリレートを(A−1−1)という。
(A−1−1)の屈折率(25℃)は1.483、粘度(25℃)は123,500mPa・sであった。
あらかじめ酸素/窒素混合気体を吹き込んでおいた3Lのフラスコに、イソホロンジイソシアネート(以下IPDIという)533部を仕込み、室温にてさらに1時間酸素/窒素混合気体をバブリングした後に、ジブチル錫ジラウレート(以下DBTLという)2部、ジt−ブチルヒドロキシトルエン0.6部を仕込み、浴温を60℃に昇温開始した後に、滴下漏斗を用いて、ポリテトラメチレングリコール〔重量平均分子量1,000;保土ヶ谷化学(株)製PTG−1000〕1234部を1時間かけてフラスコ中に滴下した。
次に、2−ヒドロキシエチルアクリレート(以下HEAという)278部を1時間かけてフラスコ内に滴下し、滴下終了後、浴温を80℃に昇温し、さらに3時間反応を行い、IRにてイソシアネートに基づくピークが検出されなくなったため反応を終了した。得られたウレタンアクリレートを(A−1−1)という。
(A−1−1)の屈折率(25℃)は1.483、粘度(25℃)は123,500mPa・sであった。
〇合成例2.〔(A)成分の製造〕
合成例1において、IPDI377部、DBTL1部及びジt−ブチルヒドロキシトルエン0.3部を使用し、PTG−1000に代えプラクセル205〔ダイセル化学工業(株)製カプロラクトンジオール;平均分子量530〕444部を使用した以外は、合成例1と同様の方法でウレタン化反応を行った。
次に、HEA198部を使用し、浴温を80℃昇温した後、さらに2時間反応する以外は、合成例1と同様の方法で反応を行った。
得られたウレタンアクリレートを(A−1−2)という。
(A−1−2)の屈折率(25℃)は1.494、粘度(25℃)は64,500mPa・sであった。
合成例1において、IPDI377部、DBTL1部及びジt−ブチルヒドロキシトルエン0.3部を使用し、PTG−1000に代えプラクセル205〔ダイセル化学工業(株)製カプロラクトンジオール;平均分子量530〕444部を使用した以外は、合成例1と同様の方法でウレタン化反応を行った。
次に、HEA198部を使用し、浴温を80℃昇温した後、さらに2時間反応する以外は、合成例1と同様の方法で反応を行った。
得られたウレタンアクリレートを(A−1−2)という。
(A−1−2)の屈折率(25℃)は1.494、粘度(25℃)は64,500mPa・sであった。
〇合成例3.〔(A)成分の製造〕
合成例1において、2Lのフラスコを使用し、IPDI70部、DBTL0.8部、ジt−ブチルヒドロキシトルエン0.3部を使用し、PTG−1000に代えハイプレックスHX−2050〔東邦理化(株)製1,6−ヘキサンジオールとo−フタル酸との繰り返しからなるジオール;平均分子量2,000〕500部を使用した以外は、合成例1と同様の方法で反応を行った。
次に、希釈剤としてフェノキシエチルアクリレート250部とHEA18部との混合物を使用し、浴温を80℃昇温した後、さらに2時間反応する以外は、合成例1と同様の方法で反応を行った。
得られたウレタンアクリレートを(A−1−3)という。
(A−1−3)の屈折率(25℃)は1.490、粘度(25℃)は143,300mPa・sであった。
合成例1において、2Lのフラスコを使用し、IPDI70部、DBTL0.8部、ジt−ブチルヒドロキシトルエン0.3部を使用し、PTG−1000に代えハイプレックスHX−2050〔東邦理化(株)製1,6−ヘキサンジオールとo−フタル酸との繰り返しからなるジオール;平均分子量2,000〕500部を使用した以外は、合成例1と同様の方法で反応を行った。
次に、希釈剤としてフェノキシエチルアクリレート250部とHEA18部との混合物を使用し、浴温を80℃昇温した後、さらに2時間反応する以外は、合成例1と同様の方法で反応を行った。
得られたウレタンアクリレートを(A−1−3)という。
(A−1−3)の屈折率(25℃)は1.490、粘度(25℃)は143,300mPa・sであった。
○実施例1〜10及び比較例1〜2
表1に示す各成分を、常法に従い攪拌・混合し、あらかじめ80℃に保った乾燥機中で、固体状の光重合開始剤を15分かけて加熱溶解させ、紫外線硬化型組成物を調製した。
得られた組成物について、以下の評価を行った。
表1に示す各成分を、常法に従い攪拌・混合し、あらかじめ80℃に保った乾燥機中で、固体状の光重合開始剤を15分かけて加熱溶解させ、紫外線硬化型組成物を調製した。
得られた組成物について、以下の評価を行った。
(1)粘度
作業性を評価するため、得られた組成物について粘度を測定した。東機産業(株)製RE80型粘度計(E型)を用いて25℃で粘度測定を行った。
作業性を評価するため、得られた組成物について粘度を測定した。東機産業(株)製RE80型粘度計(E型)を用いて25℃で粘度測定を行った。
(2)屈折率
得られた組成物を、バーコーターを用いて、室温で長さ15cm×幅7cm×厚さ1mmのPMMA板に膜厚50μmで塗布した。これを、コンベアスピード10m/分、ランプ高さ10cm、出力80W/cmの高圧水銀ランプにて、2パス紫外線照射を行い硬化させた。
屈折率、密着性を評価した。
得られた硬化物の屈折率(25℃)を、(株)アタゴ製アッベ屈折計DR−M2により測定した。
得られた組成物を、バーコーターを用いて、室温で長さ15cm×幅7cm×厚さ1mmのPMMA板に膜厚50μmで塗布した。これを、コンベアスピード10m/分、ランプ高さ10cm、出力80W/cmの高圧水銀ランプにて、2パス紫外線照射を行い硬化させた。
屈折率、密着性を評価した。
得られた硬化物の屈折率(25℃)を、(株)アタゴ製アッベ屈折計DR−M2により測定した。
(3)密着性
屈折率の評価と同様の方法で得られた硬化物について、碁盤目剥離試験により樹脂基材との密着性を評価した。表2中における〇、△、×は、以下の意味を示す。
○:残った桝目の数が90〜100
△:残った桝目の数が60〜80
×:残った桝目の数が0〜59
屈折率の評価と同様の方法で得られた硬化物について、碁盤目剥離試験により樹脂基材との密着性を評価した。表2中における〇、△、×は、以下の意味を示す。
○:残った桝目の数が90〜100
△:残った桝目の数が60〜80
×:残った桝目の数が0〜59
(4)接着性
得られた組成物を、厚さ50μmのPETフィルムをスペーサーとして用い、室温で長さ15cm×幅7cm×厚さ1mmのPMMA板に塗布し、さらにこの上に易接着PETフィルムをかぶせてラミネートすることにより膜厚50μmの樹脂層を得た。これを、コンベアスピード10m/分、ランプ高さ10cm、出力80W/cmの高圧水銀ランプにて、PMMA板側から2パス紫外線照射を行い硬化させた。
得られた硬化物を、易接着PETフィルム側から樹脂層を幅25mmで切り取り、引っ張り試験機にサンプルを取り付け、引張り速度300mm/minにて180度剥離で評価を行った。
得られた組成物を、厚さ50μmのPETフィルムをスペーサーとして用い、室温で長さ15cm×幅7cm×厚さ1mmのPMMA板に塗布し、さらにこの上に易接着PETフィルムをかぶせてラミネートすることにより膜厚50μmの樹脂層を得た。これを、コンベアスピード10m/分、ランプ高さ10cm、出力80W/cmの高圧水銀ランプにて、PMMA板側から2パス紫外線照射を行い硬化させた。
得られた硬化物を、易接着PETフィルム側から樹脂層を幅25mmで切り取り、引っ張り試験機にサンプルを取り付け、引張り速度300mm/minにて180度剥離で評価を行った。
尚、表1における略号は、以下の意味を示す。
・A−1−1:合成例1で製造したウレタンアクリレート
・A−1−2:合成例2で製造したウレタンアクリレート
・A−1−3:合成例3で製造したウレタンアクリレート
・SP−1509:ビスフェノールAのエポキシアクリレート、昭和高分子(株)製SP−1509
・p−CPA:p−クミルフェニルアクリレート
・o−PPA:o−フェニルフェニルアクリレート
・M−110:p−クミルフェノールエチレンオキサイド1モル変性モノアクリレート、東亞合成(株)製アロニックスM−110
・POA:フェノキシエチルアクリレート
・ACMO:アクリロイルモルホリン
・M−210:ビスフェノールAエチレンオキサイド4モル変性ジアクリレート、東亞合成(株)製アロニックスM−210
・Irg184:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184
・A−1−1:合成例1で製造したウレタンアクリレート
・A−1−2:合成例2で製造したウレタンアクリレート
・A−1−3:合成例3で製造したウレタンアクリレート
・SP−1509:ビスフェノールAのエポキシアクリレート、昭和高分子(株)製SP−1509
・p−CPA:p−クミルフェニルアクリレート
・o−PPA:o−フェニルフェニルアクリレート
・M−110:p−クミルフェノールエチレンオキサイド1モル変性モノアクリレート、東亞合成(株)製アロニックスM−110
・POA:フェノキシエチルアクリレート
・ACMO:アクリロイルモルホリン
・M−210:ビスフェノールAエチレンオキサイド4モル変性ジアクリレート、東亞合成(株)製アロニックスM−210
・Irg184:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガキュア184
表2の評価結果から明らかなように、本発明の組成物は、低粘度であり作業性が良好であった。又、その硬化物は、屈折率が1.55以上であるためレンズシート等の光学材料に好適に使用できる。又、密着性や接着力も良好であるため、光学材料の接着にも好適に使用できるものであった。
一方、(B)成分を含有しない組成物では、作業性、密着性及び接着力は優れるものの、高屈折率の硬化物を得ることができなかったり(比較例1)、比較的良好な密着性を有する場合でも、作業性、屈折率及び接着力に劣るものしか得られなかった(比較例2)。又、(A)成分を含有しない組成物では、作業性、屈折率は良好であるが、十分な密着性及び接着力を有するものではなかった(比較例3)。
一方、(B)成分を含有しない組成物では、作業性、密着性及び接着力は優れるものの、高屈折率の硬化物を得ることができなかったり(比較例1)、比較的良好な密着性を有する場合でも、作業性、屈折率及び接着力に劣るものしか得られなかった(比較例2)。又、(A)成分を含有しない組成物では、作業性、屈折率は良好であるが、十分な密着性及び接着力を有するものではなかった(比較例3)。
本発明の組成物は、ビデオプロジェクター、プロジェクションテレビ及び液晶ディスプレイ等に使用するフレネルレンズ及びレンチキュラーレンズ等のレンズシートの製造に使用でき、並びにこれら光学材料の接着で使用される接着剤等として好適に使用することができる。
Claims (5)
- さらに(B)成分以外の不飽和基含有化合物(C)を含有することを特徴とする請求項1記載の活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物。
- さらに光重合開始剤(D)を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物。
- 硬化物の25℃における屈折率が1.55以上を有するものである請求項1〜請求項3のいずれかに記載の活性エネルギー線硬化型光学材料用組成物。
- 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の組成物からなる光学材料用接着剤。
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