JP2012136571A - Cationic curing resin composition for optical lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物に関する。より詳しくは、例えば、LED用レンズや撮像レンズ、ピックアップ用レンズ等の光学レンズに好適に用いられる光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a cationic curable resin composition for optical lenses. More specifically, for example, the present invention relates to a cationic curable resin composition for an optical lens that is suitably used for an optical lens such as an LED lens, an imaging lens, or a pickup lens.
カチオン硬化性樹脂組成物は、カチオン硬化性の化合物及びカチオン硬化触媒を含み、熱や光等で触媒からカチオン種を発生し、それによるカチオン硬化反応によって硬化し得る樹脂組成物である。カチオン硬化(重合)は、ラジカル重合に比べ、酸素による硬化阻害が起こらない、硬化時の収縮が小さいといった利点があり、様々な分野への適用が期待されている。具体的には、例えば、電気・電子部材や光学部材、成型材料等の他、塗料や接着剤の材料等の各種用途への適用が種々検討されており、各用途において要求される特性に優れたカチオン硬化性樹脂組成物の開発が望まれている。 The cationic curable resin composition is a resin composition that contains a cationic curable compound and a cationic curing catalyst, generates cationic species from the catalyst by heat or light, and can be cured by a cationic curing reaction. Cationic curing (polymerization) has advantages in that curing inhibition by oxygen does not occur and shrinkage during curing is small compared to radical polymerization, and application to various fields is expected. Specifically, for example, various applications such as electrical / electronic members, optical members, molding materials, paints, adhesive materials, etc. have been studied, and the properties required for each application are excellent. Development of a cationic curable resin composition is desired.
従来、カチオン硬化性樹脂組成物としては、例えばエポキシ化合物を含むものが知られている。特許文献1には、カチオン重合性化合物としてのエポキシ化合物及びオキセタン化合物と、特定のカチオン重合開始剤とを含む硬化性樹脂組成物が開示されており、高温度環境下又は高温高湿度環境下でも、アルカリ金属と塩を形成したり、金属を腐食したり、剥離したりする等の不具合を生じることなく長期にわたって光学デバイスの接着を実現できる旨が記載されている。
また、特許文献2には、エポキシ樹脂、特定の光潜在性重合開始剤及び増感性物質を含む光硬化性レジスト組成物が、塗膜のタックフリ−化や深部硬化性に優れる旨が記載されている。
Conventionally, what contains an epoxy compound is known as a cationic curable resin composition, for example. Patent Document 1 discloses a curable resin composition containing an epoxy compound and an oxetane compound as a cationic polymerizable compound and a specific cationic polymerization initiator, and can be used in a high temperature environment or a high temperature and high humidity environment. Further, it is described that adhesion of an optical device can be realized over a long period of time without causing problems such as formation of a salt with an alkali metal, corrosion of the metal, or peeling.
Patent Document 2 describes that a photocurable resist composition containing an epoxy resin, a specific photolatent polymerization initiator, and a sensitizer is excellent in tack freezing and deep curability of a coating film. Yes.
カチオン硬化性樹脂組成物はまた、透明性を発現させることもできることから、撮像装置等における光学レンズ用材料としても有用である。光学分野では、例えば、デジタルカメラモジュールが携帯電話等に搭載される等、小型化・低コスト化が求められているため、撮像レンズとして従来の無機ガラスに代わって樹脂レンズの採用が進んでおり、樹脂レンズの材料としてカチオン硬化性樹脂組成物を用いることも検討されている。例えば、多官能環式脂肪族エポキシ樹脂、多官能オキセタン化合物及び光重合開始剤を特定の割合で含む紫外線硬化型樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。特許文献3には、このような樹脂組成物が、アッベ数50以上で耐熱変色性及び透明性に優れた光学レンズに好適である旨記載されている。
また、優れた透明性、耐熱信頼性を有する光学レンズを得ることを目的として、多官能エポキシ樹脂、オキセタン化合物及び光酸発生剤を含有する樹脂組成物を紫外線硬化させる工程を含む光学レンズの製法が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。
Since the cationic curable resin composition can also exhibit transparency, it is useful as a material for an optical lens in an imaging device or the like. In the optical field, for example, since a digital camera module is mounted on a mobile phone or the like, downsizing and cost reduction are required. Therefore, resin lenses are increasingly used as imaging lenses instead of conventional inorganic glass. In addition, the use of a cationic curable resin composition as a material for a resin lens has been studied. For example, an ultraviolet curable resin composition containing a polyfunctional cycloaliphatic epoxy resin, a polyfunctional oxetane compound, and a photopolymerization initiator in specific ratios is disclosed (for example, see Patent Document 3). Patent Document 3 describes that such a resin composition is suitable for an optical lens having an Abbe number of 50 or more and excellent in heat discoloration and transparency.
Further, for the purpose of obtaining an optical lens having excellent transparency and heat resistance reliability, a method for producing an optical lens comprising a step of ultraviolet curing a resin composition containing a polyfunctional epoxy resin, an oxetane compound and a photoacid generator Is disclosed (for example, see Patent Document 4).
上記のように、種々のカチオン硬化性樹脂組成物が検討されているが、エポキシ化合物をカチオン硬化して得られる硬化物は吸湿性が高くなるという問題がある。特に、光学レンズ用途においては、高湿条件下で経時的にレンズの透明性が低下するという問題があった。上述のように、光学分野における樹脂レンズの用途の拡大や需要の増大に伴い、様々な使用環境下で優れた光学特性を長期にわたって維持できる光学レンズが求められている。更に、光学レンズの小型化・微細化の要求も高まっており、その材料である樹脂組成物には高精度の成形加工性も求められている。このように、より耐久性に優れた光学レンズの材料に好適であるとともに、成形加工性にも優れたカチオン硬化性樹脂組成物を得るための工夫の余地があった。 As described above, various cationic curable resin compositions have been studied. However, a cured product obtained by cationic curing of an epoxy compound has a problem that the hygroscopicity is increased. In particular, in optical lens applications, there is a problem that the transparency of the lens decreases with time under high humidity conditions. As described above, with the expansion of applications and demand for resin lenses in the optical field, there is a demand for optical lenses that can maintain excellent optical characteristics over a long period of time under various usage environments. Furthermore, there is an increasing demand for miniaturization and miniaturization of optical lenses, and the resin composition that is the material is also required to have high-precision molding processability. As described above, there is room for devising to obtain a cationic curable resin composition that is suitable for a material of an optical lens having superior durability and also excellent in moldability.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、吸湿性が低く、過酷な使用環境においても優れた光学特性を維持することができ、更に、金型転写性にも優れた光学レンズを得ることが可能な光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above situation, and has an optical lens that has low hygroscopicity, can maintain excellent optical characteristics even in harsh usage environments, and has excellent mold transferability. It is an object of the present invention to provide a cationic curable resin composition for an optical lens that can be obtained.
本発明者は、吸湿性の低い光学レンズを得るためのカチオン硬化性樹脂組成物について種々検討するにあたり、カチオン硬化性化合物としてエポキシ化合物及びオキセタン化合物を含むカチオン硬化性樹脂組成物に着目した。そして、上記エポキシ化合物の総量のうち、特定の割合を水添エポキシ化合物とすると、得られる硬化物の吸湿性が低くなることを見出した。更に、水添エポキシ化合物とオキセタン化合物とを併用することにより、硬化物の吸湿性を更に抑制できるとともに、樹脂組成物が高精度の成形加工性に優れたものとなることも見出した。そして、上記のような硬化物が、高温高湿度等、過酷な環境下でも安定した光学特性を発揮することができ、更に、金型転写性に優れ高精度で微細形状に加工することもできることから、光学レンズとして極めて有用であることも見出し、上記課題をみごとに解決できることに想到し、本発明に到達したものである。 The present inventor paid attention to a cationic curable resin composition containing an epoxy compound and an oxetane compound as a cationic curable compound in various studies on a cationic curable resin composition for obtaining an optical lens having low hygroscopicity. And when the specific ratio was made into the hydrogenated epoxy compound among the total amount of the said epoxy compound, it discovered that the hygroscopic property of the hardened | cured material obtained became low. Furthermore, it has also been found that by using a hydrogenated epoxy compound and an oxetane compound in combination, the hygroscopicity of the cured product can be further suppressed, and the resin composition is excellent in high-precision molding processability. The cured product as described above can exhibit stable optical characteristics even under harsh environments such as high temperature and high humidity, and can be processed into a fine shape with high precision and excellent mold transferability. Thus, the inventors have found that the present invention is extremely useful as an optical lens, and have conceived that the above-mentioned problems can be solved brilliantly, and have reached the present invention.
すなわち本発明は、エポキシ化合物、オキセタン化合物及びカチオン硬化触媒を必須成分とする光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物であって、上記エポキシ化合物の総量100質量%中の60質量%以上が水添エポキシ化合物であることを特徴とする光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。
That is, the present invention is a cationic curable resin composition for an optical lens comprising an epoxy compound, an oxetane compound and a cationic curing catalyst as essential components, wherein 60% by mass or more of the total amount of the epoxy compound is 100% by mass. It is a cationic curable resin composition for optical lenses, which is a compound.
The present invention is described in detail below.
本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物(以下、カチオン硬化性樹脂組成物又は単に樹脂組成物ともいう。)は、エポキシ化合物、オキセタン化合物及びカチオン硬化触媒を含むものであるが、これらを必須成分とする限り、更に他の成分を含むものであってもよく、各成分は、夫々1種又は2種以上を使用することができる。 The cation curable resin composition for optical lenses of the present invention (hereinafter also referred to as a cation curable resin composition or simply a resin composition) includes an epoxy compound, an oxetane compound and a cation curing catalyst. As long as, other components may be included, and each component may be used alone or in combination of two or more.
上記エポキシ化合物は、分子内にエポキシ基を1つ以上有する化合物である。エポキシ基とは、3員環のエーテルであるオキシラン環を含むものであり、狭義のエポキシ基の他、グリシジル基(グリシジルエーテル基及びグリシジルエステル基を含む)を含むものである。
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物においては、上記エポキシ化合物の総量100質量%中の60質量%以上が水添エポキシ化合物である。これにより、硬化物の吸湿率を好ましい範囲である1.00%未満に抑制することができるため、硬化物の吸湿による透明性の低下が抑えられるとともに、更に熱や紫外線による着色や短波長光の透過率の低下が抑制されるという効果が得られる。その結果、上記硬化物を光学レンズに適用した場合に光学特性が安定したものとなる。
一方、水添エポキシ化合物の含有量が60質量%未満であると、上記樹脂組成物を硬化して得られる硬化物の吸湿性を充分に低くすることができない。上記エポキシ化合物の総量100質量%に対する水添エポキシ化合物の含有量として、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、最も好ましくは100質量%、すなわち、上記エポキシ化合物の全量が水添エポキシ化合物であることである。
The epoxy compound is a compound having one or more epoxy groups in the molecule. The epoxy group includes an oxirane ring which is a three-membered ether, and includes a glycidyl group (including a glycidyl ether group and a glycidyl ester group) in addition to an epoxy group in a narrow sense.
In the cationic curable resin composition for optical lenses, 60% by mass or more of the total amount of the epoxy compound is 100% by mass, which is a hydrogenated epoxy compound. As a result, the moisture absorption rate of the cured product can be suppressed to less than 1.00%, which is a preferable range, so that a decrease in transparency due to moisture absorption of the cured product can be suppressed, and further, coloring by heat or ultraviolet rays or short wavelength light can be suppressed. The effect that the fall of the transmittance | permeability of is suppressed is acquired. As a result, when the cured product is applied to an optical lens, the optical characteristics are stabilized.
On the other hand, if the content of the hydrogenated epoxy compound is less than 60% by mass, the hygroscopicity of a cured product obtained by curing the resin composition cannot be sufficiently lowered. The content of the hydrogenated epoxy compound with respect to 100% by mass of the total amount of the epoxy compound is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, most preferably 100% by mass, that is, the total amount of the epoxy compound is hydrogenated. It is an epoxy compound.
上記オキセタン化合物は、分子内にオキセタン環を1つ以上有する化合物である。上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物が上記水添エポキシ化合物とともにオキセタン化合物を必須成分とすることにより、得られる硬化物の吸湿性を一層低くすることができ、耐湿熱性を充分に向上させることができる。具体的には、高湿条件下で加熱した場合でも、硬化物の可視光透過性の低下を充分に抑制することができる。
また、上記オキセタン化合物としては比較的低分子量のものを用いることができるため、無溶媒系でも上記樹脂組成物を低粘度化することができ、加工特性を向上させることができる。樹脂組成物が溶媒を含むものであると、硬化工程により硬化物中に気泡が生じたり、硬化物表面の平滑性が損なわれたりするおそれがあるが、上記のように無溶媒で扱うことができれば、金型成形により複雑形状の硬化物を製造する場合であっても、転写性に優れた硬化物を得ることが可能となる。
更に、上記樹脂組成物がオキセタン化合物を必須成分とすることで、光カチオン硬化性に優れたものとなるため、熱硬化と比較して低温で硬化・成形することが可能となる。
The oxetane compound is a compound having one or more oxetane rings in the molecule. When the cation curable resin composition for optical lenses has an oxetane compound as an essential component together with the hydrogenated epoxy compound, the hygroscopic property of the resulting cured product can be further reduced, and the heat and moisture resistance can be sufficiently improved. Can do. Specifically, even when heated under high-humidity conditions, a decrease in visible light permeability of the cured product can be sufficiently suppressed.
In addition, since the oxetane compound having a relatively low molecular weight can be used, the resin composition can be reduced in viscosity even in a solventless system, and the processing characteristics can be improved. If the resin composition contains a solvent, there may be bubbles in the cured product due to the curing step, or the smoothness of the cured product surface may be impaired, but if it can be handled without a solvent as described above, Even when a complex-shaped cured product is produced by mold molding, a cured product having excellent transferability can be obtained.
Furthermore, since the resin composition has an oxetane compound as an essential component, it has excellent photocationic curability, so that it can be cured and molded at a lower temperature than thermosetting.
上記オキセタン化合物としては、上述したように分子内にオキセタン環を1つ以上有する化合物であれば特に制限されないが、硬化物の強度を向上させることができる点で、多官能オキセタン化合物、すなわち、分子内にオキセタン環を2つ以上有する化合物であることが好ましい。 The oxetane compound is not particularly limited as long as it is a compound having one or more oxetane rings in the molecule as described above, but is a polyfunctional oxetane compound, that is, a molecule in that the strength of the cured product can be improved. A compound having two or more oxetane rings is preferable.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物においては、上記エポキシ化合物の総量に対する上記オキセタン化合物の質量比が1.0以上であることが好ましい。これにより、上記樹脂組成物を用いて得られる硬化物の吸湿性をより充分に抑制することができる。上記質量比としてより好ましくは1.5以上であり、更に好ましくは2.0以上である。上記質量比としてはまた、より好ましくは10.0以下であり、更に好ましくは4.0以下である。 In the cation curable resin composition for an optical lens, the mass ratio of the oxetane compound to the total amount of the epoxy compound is preferably 1.0 or more. Thereby, the hygroscopic property of the hardened | cured material obtained using the said resin composition can be suppressed more fully. More preferably, it is 1.5 or more as said mass ratio, More preferably, it is 2.0 or more. The mass ratio is more preferably 10.0 or less, and still more preferably 4.0 or less.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物においてはまた、上記エポキシ化合物と上記オキセタン化合物との合計量が、該樹脂組成物中の硬化物形成成分の総量100質量%に対し、40質量%以上であることが好ましい。これにより、上記樹脂組成物を用いて得られる硬化物の吸湿性をより充分に抑制することができる。上記エポキシ化合物と上記オキセタン化合物との合計量としてより好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは60質量%以上である。
なお、硬化物形成成分の総量とは、エポキシ化合物及びオキセタン化合物の総量(不揮発分換算量)、あるいは後述するようにメタロキサン成分を該樹脂組成物に含有させる形態においては、エポキシ化合物、オキセタン化合物及びメタロキサン成分の総量(不揮発分換算量)を意味する。
上記合計量としてはまた、100質量%以下であることが好ましい。ただし、後述するように、硬化物のヒケを抑制したり硬化物の硬度を高めたりする目的でメタロキサン成分を添加する場合には、該成分の添加による効果を充分に発揮できる添加量が必要であるため、上記エポキシ化合物と上記オキセタン化合物との合計量としては、90質量%以下とすることがより好ましい。更に好ましくは80質量%以下である。
In the cationic curable resin composition for optical lenses, the total amount of the epoxy compound and the oxetane compound is 40% by mass or more with respect to 100% by mass of the total amount of the cured product-forming components in the resin composition. Preferably there is. Thereby, the hygroscopic property of the hardened | cured material obtained using the said resin composition can be suppressed more fully. More preferably, it is 50 mass% or more as a total amount of the said epoxy compound and the said oxetane compound, More preferably, it is 60 mass% or more.
The total amount of the cured product-forming component refers to the total amount of the epoxy compound and the oxetane compound (in terms of non-volatile content), or in the form in which the metalloxane component is contained in the resin composition as described later, the epoxy compound, the oxetane compound, and This means the total amount of metalloxane components (nonvolatile content equivalent).
The total amount is preferably 100% by mass or less. However, as will be described later, when a metalloxane component is added for the purpose of suppressing sink of the cured product or increasing the hardness of the cured product, an addition amount capable of sufficiently exerting the effect of the addition of the component is necessary. Therefore, the total amount of the epoxy compound and the oxetane compound is more preferably 90% by mass or less. More preferably, it is 80 mass% or less.
上記カチオン硬化触媒としては、光励起や熱等によって、重合を開始させるカチオン種を発生し得る化合物であれば特に限定されないが、光カチオン硬化触媒や熱カチオン硬化触媒であることが好適である。光カチオン硬化触媒を用いることにより、光によりカチオン種を含む化合物が励起されて光分解反応が起こり、光硬化が進むこととなる。また、熱カチオン硬化触媒を用いることにより、加熱によりカチオン種を含む化合物が励起されて熱分解反応が起こり、熱硬化が進むこととなる。中でも、比較的低温で硬化・成形できる点で、光カチオン硬化触媒を用いることがより好ましい。これにより、上記樹脂組成物が溶媒を含む場合であっても、硬化物中の気泡や硬化物表面の乱れを抑制することができる。
このように、上記カチオン硬化触媒が、光カチオン硬化触媒である形態は、本発明の好適な形態の1つである。
The cation curing catalyst is not particularly limited as long as it is a compound capable of generating a cationic species that initiates polymerization by photoexcitation or heat, but is preferably a photo cation curing catalyst or a thermal cation curing catalyst. By using a photocationic curing catalyst, a compound containing a cationic species is excited by light, a photodecomposition reaction occurs, and photocuring proceeds. In addition, by using a thermal cation curing catalyst, a compound containing a cation species is excited by heating, a thermal decomposition reaction occurs, and thermal curing proceeds. Among these, it is more preferable to use a photocationic curing catalyst because it can be cured and molded at a relatively low temperature. Thereby, even if it is a case where the said resin composition contains a solvent, the disorder | damage | failure of the bubble in hardened | cured material and hardened | cured material surface can be suppressed.
Thus, the form in which the cation curing catalyst is a photocationic curing catalyst is one of the preferred forms of the present invention.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物は、本発明の作用効果を損なわない範囲で溶媒を含んでいてもよい。ただし、上述したように、上記樹脂組成物が溶媒を含むと、硬化過程で硬化物中に気泡が生じたり硬化物表面の平滑性が損なわれたりするおそれがあるため、上記樹脂組成物は溶媒を含まないか、含んでも少量であることが好ましい。具体的には、上記樹脂組成物の総量100質量%に対する溶媒の含有量が10質量%以下であることが好ましい。上記溶媒の含有量としてより好ましくは5質量%以下、最も好ましくは0質量%、すなわち上記樹脂組成物が溶媒を含まないことである。 The cationic curable resin composition for optical lenses may contain a solvent as long as the effects of the present invention are not impaired. However, as described above, if the resin composition contains a solvent, bubbles may be generated in the cured product during the curing process or the smoothness of the surface of the cured product may be impaired. It is preferable that a small amount is contained or not contained. Specifically, the content of the solvent with respect to 100% by mass of the total amount of the resin composition is preferably 10% by mass or less. The content of the solvent is more preferably 5% by mass or less, most preferably 0% by mass, that is, the resin composition does not contain a solvent.
以下に、本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物の好ましい形態について更に具体的に説明する。 Below, the preferable form of the cation curable resin composition for optical lenses of this invention is demonstrated more concretely.
上記水添エポキシ化合物としては、1分子内に平均2個以上のエポキシ基を有する水添エポキシ化合物、すなわち、多官能水添エポキシ化合物を用いることが好ましい。このような水添エポキシ化合物としては、飽和脂肪族環状炭化水素骨格に直接的又は間接的に結合したグリシジルエーテル基を平均2個以上有する多官能グリシジルエーテル化合物であることが好ましい。このような水添エポキシ化合物は、芳香族多官能エポキシ化合物の完全又は部分水添物であることが好ましく、より好ましくは、芳香族多官能グリシジルエーテル化合物の水添物である。
上記水添エポキシ化合物はまた、重量平均分子量が300以上であることが好ましく、また、8000未満であることが好ましい。
なお、本明細書における重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィー(カラム:TSKgel SuperMultiporeHZ−N 4.6*150を2本、溶離液:テトラヒドロフラン、標準サンプル:TSKポリスチレンスタンダード)により測定することができる。
As the hydrogenated epoxy compound, it is preferable to use a hydrogenated epoxy compound having an average of two or more epoxy groups in one molecule, that is, a polyfunctional hydrogenated epoxy compound. Such a hydrogenated epoxy compound is preferably a polyfunctional glycidyl ether compound having an average of two or more glycidyl ether groups bonded directly or indirectly to a saturated aliphatic cyclic hydrocarbon skeleton. Such a hydrogenated epoxy compound is preferably a complete or partial hydrogenated product of an aromatic polyfunctional epoxy compound, and more preferably a hydrogenated product of an aromatic polyfunctional glycidyl ether compound.
The hydrogenated epoxy compound also preferably has a weight average molecular weight of 300 or more, and preferably less than 8000.
The weight average molecular weight in the present specification can be measured by gel permeation chromatography (column: TSKgel SuperMultipore HZ-N 4.6 * 150, eluent: tetrahydrofuran, standard sample: TSK polystyrene standard).
上記水添エポキシ化合物として、具体的には、下記一般式(1−1)で表される水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、下記一般式(1−2)で表される水添ビスフェノールF型エポキシ化合物が好ましい。
一般式(1−1)、(1−2)においては、シクロヘキシル環やメチレン鎖等の炭化水素の一部又は全ての水素原子が置換されたものであってもよい。置換基としては、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、置換基があってもよい炭化水素基等が好ましい。炭化水素基の中ではアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
Specific examples of the hydrogenated epoxy compound include a hydrogenated bisphenol A type epoxy compound represented by the following general formula (1-1) and a hydrogenated bisphenol F type epoxy represented by the following general formula (1-2). Compounds are preferred.
In the general formulas (1-1) and (1-2), a part or all of hydrogen atoms of hydrocarbons such as a cyclohexyl ring and a methylene chain may be substituted. As the substituent, a halogen atom such as fluorine, chlorine and bromine, a hydrocarbon group which may have a substituent, and the like are preferable. Among the hydrocarbon groups, an alkyl group is preferable, and a methyl group and an ethyl group are more preferable.
上記水添エポキシ化合物が水添ビスフェノールA型エポキシ化合物及び/又は水添ビスフェノールF型エポキシ化合物である形態においては、該水添エポキシ化合物の水素化率は95%より大きいことが好ましい。水素化率が95%より大きいと、上記水添エポキシ化合物が含有する芳香族環状構造が充分に少なくなるため、得られる硬化物の熱や光による着色(黄変)を充分に抑制することができる。より好ましくは、水素化率が98%より大きいことであり、更に好ましくは、水素化率が100%であることである。 In the embodiment in which the hydrogenated epoxy compound is a hydrogenated bisphenol A type epoxy compound and / or a hydrogenated bisphenol F type epoxy compound, the hydrogenation rate of the hydrogenated epoxy compound is preferably greater than 95%. When the hydrogenation rate is greater than 95%, the aromatic cyclic structure contained in the hydrogenated epoxy compound is sufficiently reduced, so that coloring (yellowing) of the resulting cured product due to heat and light can be sufficiently suppressed. it can. More preferably, the hydrogenation rate is greater than 98%, and still more preferably, the hydrogenation rate is 100%.
上記水添ビスフェノールA型エポキシ化合物として具体的には、ビスフェノールA型エポキシ化合物を水添することにより得られるものを使用することができ、例えば、YX−8000(三菱化学社製)、YX−8040(三菱化学社製)、ST−4000D(新日鐵化学社製)等が挙げられる。
上記水添ビスフェノールF型エポキシ化合物としては、具体的には、ビスフェノールF型エポキシ化合物を水添することにより得られるものを使用することができる。
なお、本明細書中、製造又は販売会社名が示された化合物等は、商品名を表すものとする。
Specific examples of the hydrogenated bisphenol A type epoxy compound include those obtained by hydrogenating a bisphenol A type epoxy compound, such as YX-8000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), YX-8040. (Manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), ST-4000D (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and the like.
As the hydrogenated bisphenol F-type epoxy compound, specifically, those obtained by hydrogenating a bisphenol F-type epoxy compound can be used.
In addition, in this specification, the compound etc. in which the manufacture or sales company name was shown shall represent a brand name.
上記エポキシ化合物は、その総量100質量%中の70質量%以上が水添エポキシ化合物である限り、水添エポキシ化合物以外のエポキシ化合物を含んでいてもよい。
上記水添エポキシ化合物以外のエポキシ化合物としては、例えば、芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物を挙げることができるが、硬化物の吸湿性抑制の観点からは、芳香族エポキシ化合物が好適である。また、芳香族エポキシ化合物を用いると、硬化物の屈折率を高めることもできる。一方、脂環式エポキシ化合物を用いると、樹脂組成物の硬化性を向上させることができ、更に、得られる硬化物を耐熱性、耐光性に優れたものとすることができる。
The said epoxy compound may contain epoxy compounds other than a hydrogenated epoxy compound, as long as 70 mass% or more in the total amount of 100 mass% is a hydrogenated epoxy compound.
Examples of the epoxy compound other than the hydrogenated epoxy compound include an aromatic epoxy compound and an alicyclic epoxy compound. From the viewpoint of suppressing the hygroscopicity of the cured product, an aromatic epoxy compound is preferable. . Moreover, the refractive index of hardened | cured material can also be raised when an aromatic epoxy compound is used. On the other hand, when an alicyclic epoxy compound is used, the curability of the resin composition can be improved, and the obtained cured product can be excellent in heat resistance and light resistance.
上記芳香族エポキシ化合物とは、分子中に芳香環及びエポキシ基を有する化合物であり、例えば、ビスフェノール骨格、フルオレン骨格、ビフェニル骨格、ナフタレン環、アントラセン環等の芳香環共役系を有するグリシジル化合物であることが好ましい。 The aromatic epoxy compound is a compound having an aromatic ring and an epoxy group in the molecule, for example, a glycidyl compound having an aromatic ring conjugated system such as a bisphenol skeleton, a fluorene skeleton, a biphenyl skeleton, a naphthalene ring, or an anthracene ring. It is preferable.
上記芳香族エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、フルオレン系エポキシ化合物、ブロモ置換基を有する芳香族エポキシ化合物等が好適であり、中でも、ビスフェノールA型エポキシ化合物及びフルオレン系エポキシ化合物が好ましい。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ化合物(ジャパンエポキシレジン社製、828EL、1003又は1007)、ビスフェノールF型エポキシ化合物、フルオレン系エポキシ化合物(大阪ガスケミカル社製、オンコートEX−1020又はオグソールEG−210)、フルオレン系エポキシ化合物(大阪ガスケミカル社製、オンコートEX−1010又はオグソールPG)等が好ましく用いられる。より好ましくは、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フルオレン系エポキシ化合物(大阪ガスケミカル社製、オグソールEG−210)である。 As the aromatic epoxy compound, for example, a bisphenol A type epoxy compound, a bisphenol F type epoxy compound, a fluorene type epoxy compound, an aromatic epoxy compound having a bromo substituent, and the like are preferable. A fluorene epoxy compound is preferred. Specifically, bisphenol A type epoxy compound (Japan Epoxy Resin Co., Ltd., 828EL, 1003 or 1007), bisphenol F type epoxy compound, fluorene type epoxy compound (Osaka Gas Chemical Co., Ltd., ONCOAT EX-1020 or OGSOL EG-) 210), a fluorene-based epoxy compound (Osaka Gas Chemical Co., Ltd., ONCOAT EX-1010 or OGSOL PG) and the like are preferably used. More preferred are bisphenol A type epoxy compounds and fluorene type epoxy compounds (Ossol EG-210, manufactured by Osaka Gas Chemical Company).
上記芳香族エポキシ化合物としてはまた、芳香族グリシジルエーテル化合物が好適であるが、芳香族グリシジルエーテル化合物としては、例えば、エピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、高分子量エピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ノボラック・アラルキルタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が挙げられる。
上記エピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール等のビスフェノール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるものが好適である。
上記高分子量エピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、上記エピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を上記ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール等のビスフェノール類と更に付加反応させることにより得られるものが好適である。
As the aromatic epoxy compound, an aromatic glycidyl ether compound is also suitable, but as the aromatic glycidyl ether compound, for example, an epibis type glycidyl ether type epoxy resin, a high molecular weight epibis type glycidyl ether type epoxy resin, A novolak aralkyl type glycidyl ether type epoxy resin may be mentioned.
As said epibis type glycidyl ether type epoxy resin, what is obtained by condensation reaction of bisphenols, such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, and epihalohydrin, for example is suitable.
The high molecular weight epibis type glycidyl ether type epoxy resin can be obtained, for example, by subjecting the epibis type glycidyl ether type epoxy resin to an addition reaction with bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, and fluorene bisphenol. Are preferred.
上記ノボラック・アラルキルタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ナフトール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フルオレンビスフェノール等のフェノール類とホルムアルデヒド、アセトアルテヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド、ジシクロペンタジエン、テルペン、クマリン、パラキシリレングリコールジメチルエーテル、ジクロロパラキシリレン、ビスヒドロキシメチルビフェニル等を縮合反応させて得られる多価フェノール類を、更にエピハロヒドリンと縮合反応することにより得られるものが好適である。 Examples of the novolak aralkyl type glycidyl ether type epoxy resin include phenols, cresol, xylenol, naphthol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, fluorene bisphenol, and other phenols, formaldehyde, acetoaldehyde, propion Polyhydric phenols obtained by condensation reaction of aldehyde, benzaldehyde, hydroxybenzaldehyde, salicylaldehyde, dicyclopentadiene, terpene, coumarin, paraxylylene glycol dimethyl ether, dichloroparaxylylene, bishydroxymethylbiphenyl, etc., and epihalohydrin What is obtained by performing a condensation reaction is suitable.
上記芳香族エポキシ化合物としては更に、例えば、テトラメチルビフェノール、テトラメチルビスフェノールF、ハイドロキノン、ナフタレンジオール等とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られる芳香族結晶性エポキシ樹脂、及び、更に上記ビスフェノール類やテトラメチルビフェノール、テトラメチルビスフェノールF、ハイドロキノン、ナフタレンジオール等を付加反応させることにより得られる芳香族結晶性エポキシ樹脂の高分子量体;テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、安息香酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂等を用いることもできる。 Examples of the aromatic epoxy compound further include, for example, an aromatic crystalline epoxy resin obtained by condensation reaction of tetramethylbiphenol, tetramethylbisphenol F, hydroquinone, naphthalene diol, and the like with epihalohydrin, and the bisphenols and tetramethyl. High molecular weight polymer of aromatic crystalline epoxy resin obtained by addition reaction of biphenol, tetramethylbisphenol F, hydroquinone, naphthalene diol, etc .; obtained by condensation reaction of tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, benzoic acid and epihalohydrin The glycidyl ester type epoxy resin etc. which can be used can also be used.
上記脂環式エポキシ化合物は、脂環式エポキシ基を有する化合物である。上記脂環式エポキシ基としては、例えば、エポキシシクロヘキサン基(エポキシシクロヘキサン骨格)、環状脂肪族炭化水素に直接又は炭化水素を介して付加したエポキシ基等が挙げられる。中でも、エポキシシクロヘキサン基を有する化合物であることが好適である。また、硬化速度をより高めることができる点で、分子中に脂環式エポキシ基を2個以上有する多官能脂環式エポキシ化合物が好適である。また、分子中に脂環式エポキシ基を1個有し、かつビニル基等の不飽和二重結合基を有する化合物も好ましく用いられる。 The alicyclic epoxy compound is a compound having an alicyclic epoxy group. Examples of the alicyclic epoxy group include an epoxycyclohexane group (epoxycyclohexane skeleton), an epoxy group added to a cyclic aliphatic hydrocarbon directly or via a hydrocarbon, and the like. Among these, a compound having an epoxycyclohexane group is preferable. Moreover, the polyfunctional alicyclic epoxy compound which has two or more alicyclic epoxy groups in a molecule | numerator is suitable at the point which can raise a hardening rate more. A compound having one alicyclic epoxy group in the molecule and an unsaturated double bond group such as a vinyl group is also preferably used.
上記エポキシシクロヘキサン基を有するエポキシ化合物としては、例えば、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、イプシロン−カプロラクトン変性3,4−エポキシシクロヘキシルメチル3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート等が好適である。また、上記エポキシシクロヘキサン基を有するエポキシ化合物以外の脂環式エポキシ化合物としては、例えば、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)−1−ブタノールの1,2−エポキシ−4−(2−オキシラニル)シクロヘキサン付加物、トリグリシジルイソシアヌレート等のヘテロ環含有のエポキシ樹脂等の脂環式エポキシド等が挙げられる。 Examples of the epoxy compound having an epoxycyclohexane group include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate, epsilon-caprolactone modified 3,4-epoxycyclohexylmethyl 3 ′, 4′-epoxy. Cyclohexanecarboxylate, bis- (3,4-epoxycyclohexyl) adipate and the like are suitable. Examples of the alicyclic epoxy compound other than the epoxy compound having the epoxycyclohexane group include 1,2-epoxy-4- (2-oxiranyl) cyclohexane of 2,2-bis (hydroxymethyl) -1-butanol. Examples include adducts and alicyclic epoxides such as epoxy resins containing heterocycles such as triglycidyl isocyanurate.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物中の上記エポキシ化合物(水添エポキシ化合物及び水添エポキシ化合物以外のエポキシ化合物)の含有量としては、上記樹脂組成物中の硬化物形成成分の総量100質量%に対し、10質量%以上、45質量%以下であることが好ましい。より好ましくは15質量%以上、40質量%以下であり、更に好ましくは15質量%以上、35質量%以下である。 As content of the said epoxy compound (Epoxy compound other than a hydrogenated epoxy compound and a hydrogenated epoxy compound) in the said cationic curable resin composition for optical lenses, the total amount of the hardened | cured material formation component in the said resin composition is 100 mass. % Is preferably 10% by mass or more and 45% by mass or less. More preferably, they are 15 mass% or more and 40 mass% or less, More preferably, they are 15 mass% or more and 35 mass% or less.
上記オキセタン化合物としては、1分子中に1個以上のオキセタン環を有するものであれば特に制限されず、いずれも樹脂組成物の低粘度化による加工特性の向上や硬化物の吸湿性抑制に有効であるが、屈折率を向上させるという観点では、分子内に芳香環を有するオキセタン化合物を用いることが好適である。一方、硬化物のアッベ数を下げることなく上述の加工特性向上や吸湿性抑制といった効果を奏することができる点、及び、耐熱性・耐光性向上の観点では、脂肪族系オキセタン化合物を用いることが好ましい。ここで、「脂肪族系オキセタン化合物」とは、分子内に芳香環を有しないオキセタン化合物を意味する。また一方、上述したように、硬化物の強度向上の観点からは、多官能のオキセタン化合物、すなわち1分子中に2個以上のオキセタン環を有する化合物を用いることが好適である。また、構造中にエステル基等の極性部位の含有率が少ないものを用いることで、更に硬化物の吸湿性を抑制することができる。 The oxetane compound is not particularly limited as long as it has one or more oxetane rings in one molecule, and any of them is effective for improving the processing characteristics by reducing the viscosity of the resin composition and suppressing the hygroscopicity of the cured product. However, from the viewpoint of improving the refractive index, it is preferable to use an oxetane compound having an aromatic ring in the molecule. On the other hand, the use of an aliphatic oxetane compound from the viewpoint of improving the above-described processing characteristics and suppressing hygroscopicity without lowering the Abbe number of the cured product, and improving heat resistance and light resistance. preferable. Here, “aliphatic oxetane compound” means an oxetane compound having no aromatic ring in the molecule. On the other hand, as described above, from the viewpoint of improving the strength of the cured product, it is preferable to use a polyfunctional oxetane compound, that is, a compound having two or more oxetane rings in one molecule. Moreover, the hygroscopic property of hardened | cured material can further be suppressed by using what has little content rate of polar parts, such as ester group, in a structure.
上記脂肪族系オキセタン化合物のうち、単官能のオキセタン化合物としては、例えば、3−メチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、3−エチル−3−(2−エチルヘキシロキシメチル)オキセタン、イソブトキシメチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、イソボルニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、2−エチルヘキシル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、エチルジエチレングリコール(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等が好ましい。 Among the aliphatic oxetane compounds, examples of monofunctional oxetane compounds include 3-methyl-3-hydroxymethyl oxetane, 3-ethyl-3-hydroxymethyl oxetane, 3-ethyl-3- (2-ethylhexane). Siloxymethyl) oxetane, isobutoxymethyl (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, isobornyloxyethyl (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, isobornyl (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, 2-ethylhexyl (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, ethyldiethylene glycol (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, and the like are preferable.
上記芳香環を有するオキセタン化合物のうち、単官能のオキセタン化合物としては、例えば、3−メチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン、ジシクロペンタジエン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニルオキシエチル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジシクロペンテニル(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等が好ましい。 Among the oxetane compounds having an aromatic ring, monofunctional oxetane compounds include, for example, 3-methyl-3- (phenoxymethyl) oxetane, 3-ethyl-3- (phenoxymethyl) oxetane, dicyclopentadiene (3- Ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dicyclopentenyloxyethyl (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dicyclopentenyl (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether and the like are preferable.
上記脂肪族系オキセタン化合物のうち、多官能のオキセタン化合物としては、例えば、ジ〔1−エチル(3−オキセタニル)〕メチルエーテル、3,7−ビス(3−オキセタニル)−5−オキサ−ノナン、1,2−ビス〔(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕エタン、1,3−ビス〔(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル〕プロパン、エチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリシクロデカンジイルジメチレン(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、トリメチロールプロパントリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、1,4−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ブタン、1,6−ビス(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)ヘキサン、ペンタエリスリトールトリス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ポリエチレングリコールビス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールペンタキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル、ジペンタエリスリトールテトラキス(3−エチル−3−オキセタニルメチル)エーテル等が好ましい。 Among the aliphatic oxetane compounds, examples of the polyfunctional oxetane compound include di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, 3,7-bis (3-oxetanyl) -5-oxa-nonane, 1,2-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] ethane, 1,3-bis [(3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) methyl] propane, ethylene glycol bis (3-ethyl-3- Oxetanylmethyl) ether, tricyclodecanediyldimethylene (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, trimethylolpropane tris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, 1,4-bis (3-ethyl-3) -Oxetanylmethoxy) butane, 1,6-bis (3-ethyl-3-oxetanylmethoxy) he Sun, pentaerythritol tris (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, pentaerythritol tetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, polyethylene glycol bis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol Hexakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol pentakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether, dipentaerythritol tetrakis (3-ethyl-3-oxetanylmethyl) ether and the like are preferable.
上記芳香環を有するオキセタン化合物のうち、多官能のオキセタン化合物としては、例えば、フェノールノボラックオキセタン、ビフェニル骨格を有するジオキセタン化合物(宇部興産社製、ETERNACOLL(R)OXBP)、フェニル骨格を有するジオキセタン化合物(宇部興産社製、ETERNACOLL(R)OXTP、ETERNACOLL(R)OXIPA)、イソフタル酸‐ビス[(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル]、フルオレン骨格を有するジオキセタン化合物等が好ましい。 Among the oxetane compounds having an aromatic ring, examples of the polyfunctional oxetane compound include phenol novolac oxetane, dioxetane compound having a biphenyl skeleton (Ube Industries, ETERNACOLL (R) OXBP), and dioxetane compound having a phenyl skeleton ( Ube Industries, Ltd., ETERNACOLL (R) OXTP, ETERNCOLL (R) OXIPA), isophthalic acid-bis [(3-ethyloxetane-3-yl) methyl], a dioxetane compound having a fluorene skeleton, and the like are preferable.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物中の上記オキセタン化合物の含有量としては、上記樹脂組成物中の硬化物形成成分の総量100質量%に対し、10質量%以上、95質量%以下であることが好ましい。95質量%を超えると、上記樹脂組成物が硬化せず、硬化物が得られないおそれがある。より好ましくは15質量%以上、50質量%以下であり、更に好ましくは15質量%以上、40質量%以下である。 The content of the oxetane compound in the cationic curable resin composition for optical lenses is 10% by mass or more and 95% by mass or less with respect to 100% by mass of the total amount of the cured product-forming components in the resin composition. It is preferable. If it exceeds 95% by mass, the resin composition may not be cured and a cured product may not be obtained. More preferably, they are 15 mass% or more and 50 mass% or less, More preferably, they are 15 mass% or more and 40 mass% or less.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物は、メタロキサン成分(メタロキサン化合物)を含有することが好ましい。これにより、得られる硬化物の硬度を向上させることができる。また、上記樹脂組成物の硬化時の収縮率が低下することから、硬化物のヒケ(硬化工程における収縮により金型等の型から硬化物が脱離し、硬化物表面に段差、窪み等が生じる現象)の発生を充分に抑制し、表面平滑性、金型転写性に優れたものとすることができる。
メタロキサン化合物は、メタロキサン結合(M−O−M結合、Mはケイ素原子又は金属原子を表す。)を有する化合物である。メタロキサン化合物としては、例えば、ポリメタロキサン化合物、金属酸化物粒子を挙げることができる。
The cationic curable resin composition for optical lenses preferably contains a metalloxane component (metalloxane compound). Thereby, the hardness of the hardened | cured material obtained can be improved. Further, since the shrinkage rate at the time of curing of the resin composition is lowered, the cured product sinks (the cured product is detached from the mold such as a mold due to the shrinkage in the curing step, and a step, a dent, or the like is generated on the surface of the cured product. Occurrence) is sufficiently suppressed, and the surface smoothness and the mold transferability are excellent.
The metalloxane compound is a compound having a metalloxane bond (MOM bond, where M represents a silicon atom or a metal atom). Examples of the metalloxane compound include a polymetalloxane compound and metal oxide particles.
上記ポリメタロキサン化合物は、メタロキサン結合に加え、縮合可能な基を更に有する化合物であることが好ましい。縮合可能な基とは、加熱によって縮合する官能基をいう。上記縮合可能な基として具体的には、例えば、M−O−R基(Rは、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。)、M−OH基、M−X基(Xは、ハロゲン原子を表す。)、M−H基が好適である。これらの縮合可能な基の中でも、硬化反応性の点で、M−O−R基又はM−OH基が特に好適である。 The polymetalloxane compound is preferably a compound further having a condensable group in addition to the metalloxane bond. The group that can be condensed means a functional group that condenses by heating. Specific examples of the condensable group include, for example, a M-O-R group (R represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group), a M-OH group, a M-X group (X is a halogen atom). Represents an atom), and MH groups are preferred. Among these condensable groups, an M—O—R group or an M—OH group is particularly preferable from the viewpoint of curing reactivity.
上記ポリメタロキサン化合物としては、特に限定されないが、Mで表される原子が、Si、Mg、Al、Ca、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Ba、Ta、W、Ir、Tl、Pb、Bi及びRaのうち1種又は2種以上であるものを含むことが好ましい。より好ましくは、MがSi、Al、Ti、Zn、Zr、Sn、Ba及びRaのうち1種又は2種以上であるものを含むことであり、更に好ましくは、Si、Ti、Zn及びZrのうち1種又は2種以上であるものを含むことである。特に好ましくは、化合物の安定性や製造のしやすさから、MがSi及び/又はTiであるもの、すなわち、ポリシロキサン化合物、ポリチタノキサン化合物及びポリチタノシロキサン化合物の少なくとも1種を含むことである。
上記ポリメタロキサン化合物がポリシロキサン化合物を含む場合、シロキサン結合の含有量としては、全てのメタロキサン結合の総量100質量%に対して30質量%以上であることが好ましい。より好ましくは50質量%以上であり、更に好ましくは80質量%以上である。
Although it does not specifically limit as said polymetalloxane compound, The atom represented by M is Si, Mg, Al, Ca, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Sr, Zr. Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Ba, Ta, W, Ir, Tl, Pb, Bi, and Ra are preferably included in one or more. . More preferably, M includes one or more of Si, Al, Ti, Zn, Zr, Sn, Ba, and Ra, and more preferably Si, Ti, Zn, and Zr. Of these, one or more are included. Particularly preferably, from the viewpoint of stability of the compound and ease of production, it is preferable that M is Si and / or Ti, that is, that at least one of a polysiloxane compound, a polytitanoxane compound and a polytitanosiloxane compound is included. .
When the said polymetalloxane compound contains a polysiloxane compound, it is preferable that it is 30 mass% or more as content of a siloxane bond with respect to 100 mass% of total amounts of all the metalloxane bonds. More preferably, it is 50 mass% or more, More preferably, it is 80 mass% or more.
上記M−O−R基において、Rは、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表すが、これらのうち2種以上を有するものであってもよい。また、炭素数は1〜20であることが好適である。より好ましくは1〜8、更に好ましくは1〜3である。
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−エチルへキシル基、n−オクチル基、ラウリル基、ステアリル基等の鎖状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロへキシル基、ビシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;鎖状アルキル基の水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基で置換されてなる基;シクロアルキル基の水素原子の一部又は全部が、鎖状アルキル基で置換されてなる基等が挙げられる。
上記アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基等の他、これらの水素原子の一部又は全部がアルキル基等で置換されてなる基(例えば、メチルフェニル基(トルイル基)、ジメチルフェニル基(キシリレン基)、ジエチルフェニル基等)等が挙げられる。
上記アラルキル基としては、ベンジル基等の他、これらの水素原子の一部又は全部がアルキル基等で置換されてなる基(例えば、メチルベンジル基等)等が挙げられる。
In the M-O-R group, R represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, and may have two or more of these. Moreover, it is suitable that carbon number is 1-20. More preferably, it is 1-8, More preferably, it is 1-3.
Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, t-butyl, pentyl, hexyl, and 2-ethyl. Chain alkyl group such as xyl group, n-octyl group, lauryl group, stearyl group; cycloalkyl group such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, bicyclohexyl group; one of hydrogen atoms of chain alkyl group A group in which part or all are substituted with a cycloalkyl group; a group in which some or all of the hydrogen atoms of a cycloalkyl group are substituted with a chain alkyl group, and the like.
Examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthranyl group and the like, and a group in which part or all of these hydrogen atoms are substituted with an alkyl group (for example, a methylphenyl group (toluyl group), Dimethylphenyl group (xylylene group), diethylphenyl group, etc.).
Examples of the aralkyl group include a benzyl group and the like, and a group in which some or all of these hydrogen atoms are substituted with an alkyl group (for example, a methylbenzyl group).
上記Rの中でも、アルキル基(すなわち、RO基がアルコキシ基である形態)が好ましく、特に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基が好適である。これによって、熱硬化工程での収縮をより低減することが可能になる。より好ましくはメチル基又はエチル基であり、反応の制御がしやすい点で、エチル基が最も好適である。
上記Rは、置換基を有するものであってもよい。また、鎖状(直鎖状、分岐鎖状)構造であってもよいし、環状構造であってもよい。
また上記Xで表されるハロゲン原子としては、特に限定されないが、フッ素原子が特に好適である。
Among the R, an alkyl group (that is, a form in which the RO group is an alkoxy group) is preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group is particularly preferable. is there. This makes it possible to further reduce shrinkage in the thermosetting process. A methyl group or an ethyl group is more preferable, and an ethyl group is most preferable because the reaction can be easily controlled.
R may have a substituent. Further, it may be a chain (linear or branched) structure or a cyclic structure.
The halogen atom represented by X is not particularly limited, but a fluorine atom is particularly preferred.
上記ポリメタロキサン化合物の分子構造としては特に限定されないが、通常、鎖状構造(直鎖状、分岐状)、ラダー状構造、環状構造、かご状及び粒子状が例示される。中でも、エポキシ化合物、オキセタン化合物等への溶解性が高い点で、鎖状、ラダー状、かご状が好ましい。更に溶解性が高く、光学的な透明性や機械特性がより高い硬化物が得られる点で、鎖状、ラダー状がより好ましく、特に好ましくはラダー状である。特にラダー状のポリメタロキサン化合物を用いると、他の構造のものを用いる場合に比べて、少量の添加で離型性、光学特性(透明性、アッベ数・屈折率等)の制御性、機械的特性を更に向上することができる。すなわち、(1)硬化後の成形金型から硬化物を容易に離型することができる(離型性に優れる。)、(2)樹脂組成物の透明性、アッベ数・屈折率を厳密に制御することができる(制御性に優れる。)、(3)硬化物の透明性、アッベ数・屈折率を厳密に制御することができる(制御性に優れる。)、(4)硬化物の機械的特性に優れる(弾性率、破壊強度が高い)、等といった添加効果を発揮することができる。
また上記ポリメタロキサン化合物は常温で液状であってもよいし、固体状のものであってもよい。
Although it does not specifically limit as a molecular structure of the said polymetalloxane compound, Usually, a chain structure (straight chain shape, branched shape), a ladder-like structure, a cyclic structure, a cage | basket shape, and a particulate form are illustrated. Among these, a chain shape, a ladder shape, and a cage shape are preferable because of high solubility in an epoxy compound, an oxetane compound, and the like. Further, a chain shape and a ladder shape are more preferable, and a ladder shape is particularly preferable in that a cured product having high solubility and higher optical transparency and mechanical properties can be obtained. In particular, when a ladder-shaped polymetalloxane compound is used, the release property, controllability of optical properties (transparency, Abbe number, refractive index, etc.), machine, etc. can be added with a small amount compared to the case of using other structures. The characteristic can be further improved. That is, (1) the cured product can be easily released from the molding die after curing (excellent mold release properties), (2) the transparency, Abbe number and refractive index of the resin composition are strictly Can be controlled (excellent controllability), (3) transparency, Abbe number and refractive index of the cured product can be strictly controlled (excellent controllability), (4) machine of cured product Additive effects such as excellent mechanical properties (elastic modulus and high breaking strength) can be exhibited.
The polymetalloxane compound may be liquid at room temperature or may be solid.
上記ポリメタロキサン化合物の重量平均分子量としては、300以上が好ましく、また、10万以下であることが好ましい。300未満であると、ポリメタロキサン化合物を含む樹脂組成物の保存安定性がより充分とはならず、また、離型性や光学特性の制御性、機械的特性をより向上することができないおそれがある。10万を超えると、エポキシ化合物、オキセタン化合物等への相溶性をより充分なものとできないおそれがある。より好ましくは500以上、更に好ましくは1000以上であり、また、より好ましくは5万以下、更に好ましくは1万以下である。 As a weight average molecular weight of the said polymetalloxane compound, 300 or more are preferable and it is preferable that it is 100,000 or less. If it is less than 300, the storage stability of the resin composition containing the polymetalloxane compound may not be sufficient, and the releasability, controllability of optical properties, and mechanical properties may not be further improved. There is. If it exceeds 100,000, there is a possibility that the compatibility with an epoxy compound, an oxetane compound or the like cannot be made more satisfactory. More preferably, it is 500 or more, More preferably, it is 1000 or more, More preferably, it is 50,000 or less, More preferably, it is 10,000 or less.
上記ポリメタロキサン化合物がポリシロキサン化合物を含む形態において、ポリシロキサン化合物としては、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン等の鎖状シリコーン化合物、ポリシルセスキオキサン(シルセスキオキサン単位を主として含むポリシロキサン)を挙げることができる。これらの分子の形状としては特に限定されず、直鎖状、分岐した鎖状(網目状を含む)、環状、籠状等を挙げることができる。 In the form in which the polymetalloxane compound contains a polysiloxane compound, examples of the polysiloxane compound include chain silicone compounds such as polydimethylsiloxane and polydiphenylsiloxane, and polysilsesquioxane (mainly containing silsesquioxane units). Polysiloxane). The shape of these molecules is not particularly limited, and examples thereof include a straight chain, a branched chain (including a network), a ring, and a bowl.
上記ポリシロキサン化合物がポリシルセスキオキサンである形態において、特に好ましくはシロキサン結合(Si−O−Si結合)によって3個のケイ素原子と結合するケイ素原子を有する構造単位、すなわちシルセスキオキサン単位を主として含み、かつ分子内に縮合可能な基を含む化合物(この化合物を、「縮合可能な基を有するシルセスキオキサン」、単に「シルセスキオキサン」、又は、「ポリシルセスキオキサン」とも称す。)である。このようなポリシロキサン化合物は、例えば、下記平均組成式(2):
R1xYySiOz (2)
(R1は、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。Yは、縮合基又は縮合原子を表し、Siと結合して上記縮合可能な基を形成するものである。x、y及びzは、それぞれ、Siに対するR1、Y及びOの結合割合の平均値を表し、0<x<2、0<y<2、1<z<2、0<(x+y)<2、及び、x+y+2z=4を満たす。)で表される化合物が特に好ましい。このようなシルセスキオキサンを用いることによって、耐熱性や機械的特性を向上・改善するとともに、樹脂組成物の経時的な粘度の上昇が抑制されることになる。したがって、上記樹脂組成物をハンドリング性により優れる一液型樹脂組成物(一液性硬化性樹脂組成物)とすることができ、また、より効率的かつ簡便に、優れた物性を有する硬化物を得ることが可能になる。
In the form in which the polysiloxane compound is polysilsesquioxane, a structural unit having a silicon atom bonded to three silicon atoms through a siloxane bond (Si—O—Si bond), that is, a silsesquioxane unit is particularly preferable. And a compound containing a condensable group in the molecule (this compound is referred to as “silsesquioxane having a condensable group”, simply “silsesquioxane”, or “polysilsesquioxane”). It is also called.) Such a polysiloxane compound is, for example, the following average composition formula (2):
R 1 xYySiOz (2)
(R 1 represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. Y represents a condensed group or a condensed atom, and is bonded to Si to form the condensable group. X, y, and z are , Represents the average value of the bonding ratio of R 1 , Y and O to Si, respectively, 0 <x <2, 0 <y <2, 1 <z <2, 0 <(x + y) <2, and x + y + 2z = 4) is particularly preferred. By using such silsesquioxane, the heat resistance and mechanical properties are improved and improved, and the increase in viscosity of the resin composition with time is suppressed. Therefore, the resin composition can be made into a one-pack type resin composition (one-part curable resin composition) that is superior in handling properties, and a cured product having excellent physical properties can be obtained more efficiently and simply. It becomes possible to obtain.
上記平均組成式(2)において、R1は、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表すが、これらの炭素数は1〜20であることが好適である。より好ましくは1〜8、更に好ましくは1〜3である。また、アルキル基、アリール基又はアラルキル基の中でも、アルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、2−エチルへキシル基、n−オクチル基、ラウリル基、ステアリル基等の鎖状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロへキシル基、ビシクロヘキシル基等のシクロアルキル基;鎖状アルキル基の水素原子の一部又は全部が、シクロアルキル基で置換されてなる基;シクロアルキル基の水素原子の一部又は全部が、鎖状アルキル基で置換されてなる基等が挙げられる。中でも、表面硬度を更に高めることができる観点から、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等の炭素数1〜3のアルキル基が好適である。より好ましくはメチル基である。また、高屈折率化の観点では、アリール基又はアラルキル基が好ましく、フェニル基が特に好ましい。
上記R1は、置換基を有するものであってもよいが、置換基を有さない基であることが特に好ましい。
なお、本明細書中、「アルキル基」には、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基だけでなく、環状のアルキル基(シクロアルキル基)を含むものとする。
In the average composition formula (2), R 1 represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, and these carbon numbers are preferably 1-20. More preferably, it is 1-8, More preferably, it is 1-3. Of the alkyl group, aryl group, and aralkyl group, an alkyl group is preferable. For example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group are preferable. A chain alkyl group such as a group, pentyl group, hexyl group, 2-ethylhexyl group, n-octyl group, lauryl group, stearyl group; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, bicyclohexyl group, etc. An alkyl group; a group in which some or all of the hydrogen atoms of the chain alkyl group are substituted with a cycloalkyl group; a group in which some or all of the hydrogen atoms of the cycloalkyl group are substituted with chain alkyl groups; Etc. Of these, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group are preferable from the viewpoint of further increasing the surface hardness. More preferably, it is a methyl group. From the viewpoint of increasing the refractive index, an aryl group or an aralkyl group is preferable, and a phenyl group is particularly preferable.
R 1 may have a substituent, but is particularly preferably a group having no substituent.
In the present specification, the “alkyl group” includes not only a linear or branched alkyl group but also a cyclic alkyl group (cycloalkyl group).
上記ポリシロキサン化合物はまた、上記R1に代えて、有機樹脂成分(エポキシ化合物、オキセタン化合物等)と結合を形成する基を有するものを用いてもよい。例えば、上記平均組成式(2)中、R1に代えて硬化性の官能基を有する化合物を用いてもよい。ただし、有機樹脂成分の安定性の観点からは、このような化合物は用いない方が好ましい。 The polysiloxane compound may be replaced with one having a group that forms a bond with an organic resin component (such as an epoxy compound or an oxetane compound) in place of R 1 . For example, in the average composition formula (2), a compound having a curable functional group may be used instead of R 1 . However, it is preferable not to use such a compound from the viewpoint of the stability of the organic resin component.
上記Yは、縮合基又は縮合原子を表し、Siと結合して上記縮合可能な基を形成するものである。したがって、Yは、OR基(Rは、アルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。)、水酸基、ハロゲン原子(X)及び水素原子からなる群より選択される少なくとも1種であることが好適である。R及びXの好適な形態は、上述したとおりである。 Y represents a condensed group or a condensed atom, and is bonded to Si to form the condensable group. Therefore, Y is preferably at least one selected from the group consisting of an OR group (R represents an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group), a hydroxyl group, a halogen atom (X) and a hydrogen atom. is there. Suitable forms of R and X are as described above.
上記平均組成式(2)中のx、y及びzは、0<x<2、0<y<2、1<z<2、0<(x+y)<2、及び、x+y+2z=4を満たすものである。
上記yは、Siに対するYの結合割合の平均値を表し、0を超えて2未満の数であるが、yが2以上であると、Yの縮合により成型体中に気泡を生じるおそれがある。好ましくは1未満、更に好ましくは0.5未満、特に好ましくは0.3未満である。また、0.001より大きい値であることが好ましい。0.001未満では、硬化工程でのポリメタロキサン化合物の縮合による硬度向上効果が小さくなり、エポキシ化合物等への相溶性も小さいものとなる。より好ましくは0.01より大きい値、更に好ましくは0.05より大きい値、特に好ましくは0.08より大きい値である。
X, y, and z in the average composition formula (2) satisfy 0 <x <2, 0 <y <2, 1 <z <2, 0 <(x + y) <2, and x + y + 2z = 4 It is.
The above y represents the average value of the bonding ratio of Y to Si, and is a number exceeding 0 and less than 2. However, if y is 2 or more, there is a possibility that bubbles are generated in the molded body due to the condensation of Y. . Preferably it is less than 1, more preferably less than 0.5, particularly preferably less than 0.3. Moreover, it is preferable that it is a value larger than 0.001. If it is less than 0.001, the effect of improving the hardness due to the condensation of the polymetalloxane compound in the curing step becomes small, and the compatibility with the epoxy compound or the like becomes small. More preferred is a value greater than 0.01, even more preferred is a value greater than 0.05, and particularly preferred is a value greater than 0.08.
上記zは、1より大きく2未満の数であればよい。好ましくは1.2より大きく1.8未満であり、より好ましくは1.35より大きく1.65未満である。
上記x+yは、0より大きく2未満の数であればよい。好ましくは0.4より大きく1.6未満であり、より好ましくは0.7より大きく1.3未満である。
上記xは、y及びx+yが上述した好適な範囲を満たすものとなるように、適宜設定することが好適である。
The z may be a number greater than 1 and less than 2. Preferably it is greater than 1.2 and less than 1.8, more preferably greater than 1.35 and less than 1.65.
The x + y may be a number greater than 0 and less than 2. Preferably it is more than 0.4 and less than 1.6, more preferably more than 0.7 and less than 1.3.
The x is preferably set as appropriate so that y and x + y satisfy the above-described preferable ranges.
上記ポリメタロキサン化合物としてはまた、光学特性の制御の観点から、その他の金属、無機元素を構成成分として含むものであってもよい。金属元素としては、例えば、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra等のアルカリ土類金属元素;La、Ce等のランタノイド系金属元素;Ac等のアクチノイド系金属元素;Sc、Y等のIIIa族金属元素;Ti、Zr、Hf等のIVa族金属元素;V、Nb、Ta等のVa族金属元素;Cr、Mo、W等のVIa族金属元素;Mn、Tc、Re等のVIIa族金属元素;Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等のVIII族金属元素;Cu、Ag、Au等のIb族金属元素;Zn、Cd、Hg等のIIb族金属元素;Al、Ga、In、Tl等のIIIb族金属元素;Ge、Sn、Pb等のIVb族金属元素;Sb、Bi等のVb族金属元素;Se、Te等のVIb族金属元素等を挙げることができ、これらが1種又は2種以上併存していてもよい。これらは、組成物が目的とする電気的特性や光学特性、磁気的特性等によって適宜選択することができる。例えば、光学物性のうち、高屈折率の樹脂組成物を得たい場合には、Ti、Zr、In、Zn、La、Al等が好ましい。 The polymetalloxane compound may also contain other metals and inorganic elements as components from the viewpoint of controlling optical properties. Examples of the metal element include alkaline earth metal elements such as Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Ra; lanthanoid metal elements such as La and Ce; actinoid metal elements such as Ac; IIIa such as Sc and Y Group metal elements; Group IVa metal elements such as Ti, Zr and Hf; Group Va metal elements such as V, Nb and Ta; Group VIa metal elements such as Cr, Mo and W; Group VIIa metals such as Mn, Tc and Re Element; Group VIII metal element such as Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt; Group Ib metal element such as Cu, Ag, Au; Group IIb metal element such as Zn, Cd, Hg; Group IIIb metal elements such as Al, Ga, In, and Tl; Group IVb metal elements such as Ge, Sn, and Pb; Group Vb metal elements such as Sb and Bi; Group VIb metal elements such as Se and Te One of these It may be present together of two or more. These can be appropriately selected depending on the electrical characteristics, optical characteristics, magnetic characteristics and the like of the composition. For example, Ti, Zr, In, Zn, La, Al, etc. are preferable when it is desired to obtain a resin composition having a high refractive index among optical properties.
上記金属酸化物粒子としては、上記MがSi、Ti、Zr、Zn、La、Y及びInの少なくとも1種であり、かつ該元素を主金属元素とする酸化物が好適である。具体的には、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化イットリウム及び酸化インジウムの少なくとも1種が好適である。
硬化物の透明性を高める観点からは、上記金属酸化物粒子は平均1次粒子径が70nm以下であることが好ましい。より好ましくは30nm以下である。平均1次粒子径は、B.E.T.法により測定される比表面積から算出される比表面積径を採用するものとする。また、上記金属酸化物粒子は、上記樹脂組成物中で1次粒子として分散していることが好ましい。平均分散粒子径は、光散乱式粒度分布測定により得られる体積基準の平均粒子径を採用するものとする。
このように硬化物の透明性を高める場合には、上記の中でも、シリカが特に好適である。
一方、硬化物の屈折率を高める観点からは、チタニア、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化インジウムが好適であり、チタニア、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛がより好適である。
The metal oxide particles are preferably oxides in which M is at least one of Si, Ti, Zr, Zn, La, Y, and In, and the element is the main metal element. Specifically, at least one of silica, alumina, titania, zirconium oxide, zinc oxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, and indium oxide is preferable.
From the viewpoint of enhancing the transparency of the cured product, the metal oxide particles preferably have an average primary particle size of 70 nm or less. More preferably, it is 30 nm or less. The average primary particle diameter is E. T.A. The specific surface area diameter calculated from the specific surface area measured by the method is adopted. The metal oxide particles are preferably dispersed as primary particles in the resin composition. As the average dispersed particle size, a volume-based average particle size obtained by light scattering particle size distribution measurement is adopted.
Thus, when improving transparency of hardened | cured material, a silica is especially suitable among the above.
On the other hand, from the viewpoint of increasing the refractive index of the cured product, titania, zirconium oxide, zinc oxide, lanthanum oxide, yttrium oxide, and indium oxide are preferable, and titania, zirconium oxide, and zinc oxide are more preferable.
上述したとおり、上記メタロキサン成分におけるMとしては、メタロキサン成分がポリメタロキサン化合物であるか、金属酸化物粒子であるかにかかわらず、Siすなわちケイ素が最も好適である。このようなメタロキサン成分は、上記樹脂組成物への相溶性又は分散性に優れるものであるとともに、屈折率がエポキシ−オキセタン硬化物の屈折率に近いために、透明性を損なわずに高い濃度で配合することができる。その結果、得られる硬化物が高硬度となり、更に、ヒケが充分に抑制され表面平滑性に優れたものとなる。また、メタロキサン成分添加による透明性の低下を抑制することができる。
一方、硬化物の屈折率を高める観点からは、MとしてTi、Zr、Zn、In、La、Yが好適である。
As described above, M, which is the metalloxane component, is most preferably Si, that is, silicon, regardless of whether the metalloxane component is a polymetalloxane compound or metal oxide particles. Such a metalloxane component is excellent in compatibility or dispersibility in the resin composition, and since the refractive index is close to the refractive index of the epoxy-oxetane cured product, it has a high concentration without impairing transparency. Can be blended. As a result, the obtained cured product has a high hardness, and further, sink marks are sufficiently suppressed and the surface smoothness is excellent. Moreover, the transparency fall by metalloxane component addition can be suppressed.
On the other hand, from the viewpoint of increasing the refractive index of the cured product, M, Ti, Zr, Zn, In, La, and Y are suitable.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物において、上記メタロキサン成分(メタロキサン化合物)の含有量としては、上記樹脂組成物中の硬化物形成成分の総量100質量%に対し、10質量%以上であることが好ましい。上記メタロキサン成分としてポリシロキサン化合物を用いる場合には、その含有量は、上記樹脂組成物中の硬化物形成成分の総量100質量%に対し、40質量%以上とすることがより好ましい。これにより、硬化物のヒケの発生を一層抑止することができる。
上記メタロキサン成分の含有量としてはまた、60質量%以下であることが好ましい。
In the cationic curable resin composition for an optical lens, the content of the metalloxane component (metalloxane compound) is 10% by mass or more with respect to 100% by mass of the total amount of the cured product-forming component in the resin composition. Is preferred. When a polysiloxane compound is used as the metalloxane component, the content is more preferably 40% by mass or more with respect to 100% by mass of the total amount of the cured product-forming component in the resin composition. Thereby, generation | occurrence | production of sink marks of hardened | cured material can be suppressed further.
The content of the metalloxane component is preferably 60% by mass or less.
上記カチオン硬化触媒としては、上述したように、光カチオン硬化触媒や熱カチオン硬化触媒を用いることが好ましい。
光カチオン硬化触媒は、光カチオン重合開始剤とも呼ばれ、光照射により、硬化剤としての実質的な機能を発揮するものである。
上記光カチオン硬化触媒としては、例えば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、p−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、p−(フェニルチオ)フェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、4−クロルフェニルジフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビス[4−(ジフェニルスルフォニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロホスフェート、ビス[4−(ジフェニルスルフォニオ)フェニル]スルフィドビスヘキサフルオロアンチモネート、(2,4−シクロペンタジエン−1−イル)[(1−メチルエチル)ベンゼン]−Fe−ヘキサフルオロホスフェート、ジアリルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート等が好適である。
As the cation curing catalyst, as described above, it is preferable to use a photo cation curing catalyst or a thermal cation curing catalyst.
The photocationic curing catalyst is also called a photocationic polymerization initiator, and exhibits a substantial function as a curing agent when irradiated with light.
Examples of the photocation curing catalyst include triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, p- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate, p- (phenylthio) phenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-chlorophenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate, 4-chlorophenyldiphenylsulfonium hexafluoroantimonate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl] sulfide bishexafluorophosphate, bis [4- (diphenylsulfonio) phenyl Sulfide bishexafluoroantimonate, (2,4-cyclopentadien-1-yl) [(1 Methylethyl) benzene] -Fe- hexafluorophosphate, diaryliodonium hexafluoroantimonate and the like.
上記光カチオン硬化触媒の具体的な商品としては、例えば、UVI−6950、UVI−6970、UVI−6974、UVI−6990(ユニオンカーバイド社製);アデカオプトマーSP−150、SP−151、SP−170、SP−172(ADEKA社製);Irgacure250(チバ・ジャパン社製);CI−2481、CI−2624、CI−2639、CI−2064(日本曹達社製);CD−1010、CD−1011、CD−1012(サートマー社製);DTS−102、DTS−103、NAT−103、NDS−103、TPS−103、MDS−103、MPI−103、BBI−103(みどり化学社製);PCI−061T、PCl−062T、PCl−020T、PCl−022T(日本化薬社製);CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K(サンアプロ社製);サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、サンエイドSI−100L、サンエイドST−110L、サンエイドSI−145、サンエイドSI−150、サンエイドSI−160、サンエイドSI−180L(三新化学工業社製);WPAGシリーズ(和光純薬工業社製)等のジアゾニウム塩タイプ、ヨードニウム塩タイプ、スルホニウム塩タイプが好ましい。 Specific examples of the above-mentioned photocationic curing catalyst include UVI-6950, UVI-6970, UVI-6974, UVI-6990 (manufactured by Union Carbide); Adekaoptomer SP-150, SP-151, SP- 170, SP-172 (manufactured by ADEKA); Irgacure 250 (manufactured by Ciba Japan); CI-2481, CI-2624, CI-2623, CI-2064 (manufactured by Nippon Soda); CD-1010, CD-1011, CD-1012 (manufactured by Sartomer); DTS-102, DTS-103, NAT-103, NDS-103, TPS-103, MDS-103, MPI-103, BBI-103 (manufactured by Midori Chemical); PCI-061T , PCl-062T, PCl-020T, PCl-022T (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) CPI-100P, CPI-101A, CPI-200K (manufactured by Sun Apro); Sun-Aid SI-60L, Sun-Aid SI-80L, Sun-Aid SI-100L, Sun-Aid ST-110L, Sun-Aid SI-145, Sun-Aid SI-150, Sun-Aid SI- Diazonium salt type, iodonium salt type, and sulfonium salt type such as 160, Sun-Aid SI-180L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.); WPAG series (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are preferred.
熱カチオン硬化触媒は、熱酸発生剤、熱硬化剤、熱カチオン発生剤、カチオン重合開始剤とも呼ばれ、接着剤組成物において硬化温度になれば、硬化剤としての実質的な機能を発揮するものである。
上記熱カチオン硬化触媒としては、例えば、下記一般式(3):
(R3 aR4 bR5 cR6 dZ)s+(AXt)s− (3)
(式中、Zは、S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、N及びハロゲン元素からなる群より選ばれる少なくとも一つの元素を表す。R3、R4、R5及びR6は、同一又は異なって、有機基を表す。a、b、c及びdは、0又は正数であり、a、b、c及びdの合計はZの価数に等しい。カチオン(R3 aR4 bR5 cR6 dZ)s+はオニウム塩を表す。Aは、ハロゲン化物錯体の中心原子である金属元素又は半金属元素(metalloid)を表し、B、P、As、Sb、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc、V、Cr、Mn、Coからなる群より選ばれる少なくとも一つである。Xは、ハロゲン元素を表す。sは、ハロゲン化物錯体イオンの正味の電荷である。tは、ハロゲン化物錯体イオン中のハロゲン元素の数である。)で表される化合物が好適である。
The thermal cation curing catalyst is also called a thermal acid generator, a thermal curing agent, a thermal cation generator, or a cationic polymerization initiator, and exhibits a substantial function as a curing agent when the curing temperature is reached in the adhesive composition. Is.
Examples of the thermal cation curing catalyst include the following general formula (3):
(R 3 a R 4 b R 5 c R 6 d Z) s + (AXt) s- (3)
(Wherein, Z represents at least one element selected from the group consisting of S, Se, Te, P, As, Sb, Bi, O, N and halogen elements. R 3 , R 4 , R 5 and R 6 is the same or different and represents an organic group, a, b, c and d are 0 or a positive number, and the sum of a, b, c and d is equal to the valence of Z. Cation (R 3 a R 4 b R 5 c R 6 d Z) s + represents an onium salt, A represents a metal element or metalloid which is a central atom of a halide complex, and B, P, As, Sb, And at least one selected from the group consisting of Al, Ca, In, Ti, Zn, Sc, V, Cr, Mn, and Co. X represents a halogen element, and s is a net charge of a halide complex ion. T is a halogen element in a halide complex ion The compound represented by this is preferred.
上記一般式(3)の陰イオン(AXt)s−の具体例としては、テトラフルオロボレート(BF4−)、ヘキサフルオロホスフェート(PF6−)、ヘキサフルオロアンチモネート(SbF6−)、ヘキサフルオロアルセネート(AsF6−)、ヘキサクロロアンチモネート(SbCl6−)等が挙げられる。
更に一般式AXt(OH)−で表される陰イオンも用いることができる。また、その他の陰イオンとしては、過塩素酸イオン(ClO4 −)、トリフルオロメチル亜硫酸イオン(CF3SO3 −)、フルオロスルホン酸イオン(FSO3 −)、トルエンスルホン酸イオン、トリニトロベンゼンスルホン酸イオン等が挙げられる。
Specific examples of the anion (AXt) s- of the general formula (3) include tetrafluoroborate (BF 4− ), hexafluorophosphate (PF 6− ), hexafluoroantimonate (SbF 6− ), hexafluoro arsenates (AsF 6-), hexachloroantimonate (SbCl 6-), and the like.
Further formula AXt (OH) - anions may be used which is represented by. Other anions include perchlorate ion (ClO 4 − ), trifluoromethyl sulfite ion (CF 3 SO 3 − ), fluorosulfonate ion (FSO 3 − ), toluenesulfonate ion, and trinitrobenzenesulfone. An acid ion etc. are mentioned.
上記熱カチオン硬化触媒としては、比較的低温で硬化剤としての機能を発揮できるものが好適である。具体的には、140℃以下で硬化できるものが好ましい。これにより、硬化物と被着体との収縮率の違いに起因する被着体の反りや割れを抑制することができるとともに、被着体がガラス等の無機材料と比較して耐熱性の低い樹脂材料からなる場合であっても、熱硬化工程における加熱による被着体への影響を低減することができる。より好ましくは、120℃以下で硬化剤として機能するものである。 As the thermal cation curing catalyst, those capable of exhibiting a function as a curing agent at a relatively low temperature are suitable. Specifically, those that can be cured at 140 ° C. or lower are preferred. Thereby, while being able to suppress the curvature and the crack of a to-be-adhered body resulting from the difference in shrinkage | contraction rate of hardened | cured material and a to-be-adhered body, a to-be-adhered body has low heat resistance compared with inorganic materials, such as glass. Even if it consists of a resin material, the influence on the adherend due to heating in the thermosetting step can be reduced. More preferably, it functions as a curing agent at 120 ° C. or lower.
上記熱カチオン硬化触媒の具体的な商品としては、例えば、AMERICUREシリーズ(アメリカン・キャン社製)、ULTRASETシリーズ(アデカ社製)、WPAGシリーズ(和光純薬工業社製)等のジアゾニウム塩タイプ;UVEシリーズ(ゼネラル・エレクトリック社製)、FCシリーズ(3M社製)、UV9310C(GE東芝シリコーン社製)、Photoinitiator 2074(ローヌプーラン社製)、WPIシリーズ(和光純薬工業社製)等のヨードニウム塩タイプ;CYRACUREシリーズ(ユニオンカーバイド社製)、UVIシリーズ(ゼネラル・エレクトリック社製)、FCシリーズ(3M社製)、CDシリーズ(サートマー社製)、オプトマーSPシリーズ・オプトマーCPシリーズ(アデカ社製)、サンエイドSIシリーズ(三新化学工業社製)、CIシリーズ(日本曹達社製)、WPAGシリーズ(和光純薬工業社製)、CPIシリーズ(サンアプロ社製)等のスルホニウム塩タイプ等が挙げられる。上記の中でも、比較的低温で硬化できる点で、スルホニウム塩タイプが好ましい。 Specific examples of the thermal cation curing catalyst include diazonium salt types such as AMERICURE series (American Can), ULTRASET series (Adeka), and WPAG series (Wako Pure Chemical Industries); UVE Iodonium salt types such as series (manufactured by General Electric), FC series (manufactured by 3M), UV9310C (manufactured by GE Toshiba Silicone), Photoinitiator 2074 (manufactured by Rhone-Poulenc), WPI series (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) CYRACURE series (manufactured by Union Carbide), UVI series (manufactured by General Electric), FC series (manufactured by 3M), CD series (manufactured by Sartomer), optomer SP series / optomer CP series (manufactured by Adeka) Aid SI series (Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), CI series (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), WPAG series (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), CPI series (manufactured by San-Apro Ltd.) sulfonium salt type or the like, and the like. Among these, a sulfonium salt type is preferable in that it can be cured at a relatively low temperature.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物において、カチオン硬化触媒の含有量としては、溶媒等を含まない有効成分量としての不揮発分換算量として、上記エポキシ化合物及びオキセタン化合物の合計量100質量%に対し、0.01〜10質量%とすることが好適である。
カチオン硬化触媒の含有量をこのような範囲とすることで、硬化速度をより充分に高めることができる。カチオン硬化触媒の含有量としてより好ましくは、0.05〜5質量%である。更に好ましくは、0.1〜3質量%である。
In the cation curable resin composition for an optical lens, the content of the cation curing catalyst is a non-volatile equivalent amount as an effective component amount not including a solvent or the like, and the total amount of the epoxy compound and the oxetane compound is 100% by mass. On the other hand, it is preferable to set it as 0.01-10 mass%.
By setting the content of the cationic curing catalyst in such a range, the curing rate can be more sufficiently increased. The content of the cationic curing catalyst is more preferably 0.05 to 5% by mass. More preferably, it is 0.1-3 mass%.
なお、光硬化においては、上記光カチオン硬化触媒に加え、更に光増感剤を併用することが好ましい。光増感剤としては、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル等のアミン類等が好適である。 In photocuring, it is preferable to use a photosensitizer in combination with the photocationic curing catalyst. Examples of the photosensitizer include triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, and benzoic acid (2-dimethyl). Amines such as amino) ethyl, 4-dimethylaminobenzoic acid (n-butoxy) ethyl, 2-dimethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, and the like are preferable.
上記光増感剤の配合量は、上記エポキシ化合物及びオキセタン化合物の合計量100質量%に対し、0.1〜20質量%であることが好ましい。0.1質量%未満であると、光重合がより効率的に進行しないおそれがあり、20質量%を超えると、内部へ紫外線が透過するのが妨げられ、硬化が充分とはならないおそれがある。より好ましくは0.5〜10質量%である。 It is preferable that the compounding quantity of the said photosensitizer is 0.1-20 mass% with respect to 100 mass% of total amounts of the said epoxy compound and oxetane compound. If it is less than 0.1% by mass, the photopolymerization may not proceed more efficiently, and if it exceeds 20% by mass, the ultraviolet ray may be prevented from being transmitted to the inside, and the curing may not be sufficient. . More preferably, it is 0.5-10 mass%.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物においては、上述したように溶媒等の揮発成分を使用しないことが好ましいが、必要に応じて使用することもできる。上記樹脂組成物が溶媒を含む場合としては、具体的に、該樹脂組成物の調製に用いた原料が溶媒を含むものである場合や、該樹脂組成物の粘度調整等を目的として別途添加する場合を挙げることができる。上記樹脂組成物の調製に用いた原料に含まれる溶媒の例としては、例えば、カチオン硬化触媒溶液における溶媒や、メタロキサン成分(特に金属酸化物粒子)の分散体における分散媒を挙げることができる。
上記溶媒としては特に制限されず、有機溶媒であれば使用することができるが、少なくとも上述したエポキシ化合物及びオキセタン化合物を溶解するものが好ましい。また、上記樹脂組成物がメタロキサン成分を含む場合には、上記溶媒はエポキシ化合物、オキセタン化合物を溶解し、かつメタロキサン成分を溶解又は分散可能なものであることが好ましい。具体的には、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート等のグルコールエーテル、グルコールエステル、グルコールエーテルエステル等のグリコール誘導体;メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;ジエチルエーテル等のエーテル;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル等のカルボン酸エステル等が挙げられる。
In the cation curable resin composition for optical lenses, it is preferable not to use a volatile component such as a solvent as described above, but it can also be used as necessary. As the case where the resin composition contains a solvent, specifically, when the raw material used for the preparation of the resin composition contains a solvent, or when it is added separately for the purpose of adjusting the viscosity of the resin composition, etc. Can be mentioned. Examples of the solvent contained in the raw material used for the preparation of the resin composition include a solvent in a cationic curing catalyst solution and a dispersion medium in a dispersion of a metalloxane component (particularly metal oxide particles).
The solvent is not particularly limited and can be used as long as it is an organic solvent. However, a solvent that dissolves at least the above-described epoxy compound and oxetane compound is preferable. Moreover, when the said resin composition contains a metalloxane component, it is preferable that the said solvent melt | dissolves an epoxy compound and an oxetane compound, and can dissolve or disperse | distribute a metalloxane component. Specifically, for example, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and ethylene glycol ethyl ether acetate; glycol derivatives such as glycol ester and glycol ether ester; methanol, ethanol, isopropanol Alcohols such as 1-butanol and cyclohexanol; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ethers such as diethyl ether; carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and ethyl propionate.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物はまた、必要に応じて離型剤を含んでもよい。離型剤としては、通常の離型剤を好適に用いることができるが、炭素数8〜36のアルコール、炭素数8〜36のカルボン酸、炭素数8〜36のカルボン酸無水物、炭素数8〜36のカルボン酸エステル及び炭素数8〜36のカルボン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一つの化合物であることが好ましい。このような離型剤を含有することで、金型を用いて硬化する際に容易に金型を剥がすことができ、硬化物の表面に傷をつけることなく外観を制御し、透明性を発現させることができることから、より優れた透明性、表面外観、寸法精度及び金型転写性等を有する硬化物を得ることができ、光学レンズ等に更に有用な硬化物となる。 The cationic curable resin composition for optical lenses may also contain a release agent as necessary. As the mold release agent, a normal mold release agent can be suitably used, but an alcohol having 8 to 36 carbon atoms, a carboxylic acid having 8 to 36 carbon atoms, a carboxylic acid anhydride having 8 to 36 carbon atoms, and a carbon number. It is preferably at least one compound selected from the group consisting of 8-36 carboxylic acid esters and C8-36 carboxylates. By including such a mold release agent, the mold can be easily peeled off when cured using a mold, and the appearance is controlled without damaging the surface of the cured product, thereby expressing transparency. Therefore, a cured product having more excellent transparency, surface appearance, dimensional accuracy, mold transferability and the like can be obtained, and the cured product is further useful for an optical lens or the like.
上記化合物の中でもより好ましくは、カチオン硬化反応を阻害することなく、離型効果を充分に発揮できることから、特に、アルコール、カルボン酸、カルボン酸エステルであり、更に好ましくは、カルボン酸(特に高級脂肪酸)及びカルボン酸エステルである。なお、アミン類は、カチオン硬化反応を阻害する可能性があることから、離型剤として用いない方が好ましい。
上記化合物はまた、直鎖状、分岐状、環状等のいずれの構造であってもよく、分岐しているものが好ましい。
上記化合物の炭素数としては、8〜36の整数であることが好適であるが、これによって、樹脂組成物の透明性や作業性等の機能を損なうことなく優れた剥離性を示す硬化物となる。炭素数としてより好ましくは8〜20であり、更に好ましくは10〜18である。
Among these compounds, more preferred are alcohols, carboxylic acids, and carboxylic acid esters, and even more preferred are carboxylic acids (particularly higher fatty acids) because the release effect can be sufficiently exhibited without inhibiting the cationic curing reaction. ) And carboxylic acid esters. In addition, since amines may inhibit a cation hardening reaction, it is preferable not to use as a mold release agent.
The above-mentioned compound may have any structure such as linear, branched or cyclic, and is preferably branched.
The number of carbon atoms of the compound is preferably an integer of 8 to 36, and thereby, a cured product exhibiting excellent peelability without impairing functions such as transparency and workability of the resin composition; Become. More preferably, it is 8-20 as carbon number, More preferably, it is 10-18.
上記離型剤の含有量としては、上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物中の硬化物形成成分100質量%に対して、0.01質量%以上、10質量%以下であることが好ましい。0.01質量%未満では離型剤の添加効果が不充分となる場合があり、10質量%を超えると上記樹脂組成物が硬化しにくくなる等のおそれがある。より好ましくは、0.1質量%以上である。上記離型剤の含有量としてはまた、より好ましくは5質量%以下であり、更に好ましくは、2質量%以下である。 As content of the said mold release agent, it is preferable that they are 0.01 mass% or more and 10 mass% or less with respect to 100 mass% of hardened | cured material formation components in the said cation curable resin composition for optical lenses. If it is less than 0.01% by mass, the effect of adding a release agent may be insufficient, and if it exceeds 10% by mass, the resin composition may be difficult to cure. More preferably, it is 0.1 mass% or more. The content of the release agent is more preferably 5% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物は、上述した必須成分や好適な含有成分の他に、本発明の作用効果を損なわない限りにおいて、無機微粒子、反応性希釈剤、不飽和結合を有さない飽和化合物、顔料、染料、ラジカル補足剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、非反応性化合物、連鎖移動剤、熱重合開始剤、嫌気重合開始剤、重合禁止剤、無機充填剤や有機充填剤、カップリング剤等の密着向上剤、熱安定剤、防菌・防カビ剤、難燃剤、艶消し剤、消泡剤、レベリング剤、湿潤・分散剤、沈降防止剤、増粘剤・タレ防止剤、色分かれ防止剤、乳化剤、スリップ・スリキズ防止剤、皮張り防止剤、乾燥剤、防汚剤、帯電防止剤、導電剤(静電助剤)等を含有してもよい。 The cationic curable resin composition for optical lenses has inorganic fine particles, a reactive diluent, and an unsaturated bond in addition to the above-described essential components and suitable components, as long as the effects of the present invention are not impaired. No saturated compounds, pigments, dyes, radical scavengers, antioxidants, UV absorbers, light stabilizers, plasticizers, non-reactive compounds, chain transfer agents, thermal polymerization initiators, anaerobic polymerization initiators, polymerization inhibitors, Adhesion improvers such as inorganic and organic fillers, coupling agents, heat stabilizers, antibacterial / antifungal agents, flame retardants, matting agents, antifoaming agents, leveling agents, wetting / dispersing agents, anti-settling agents Contains thickeners, anti-sagging agents, anti-coloring agents, emulsifiers, anti-slip / scratch agents, anti-skinning agents, drying agents, antifouling agents, antistatic agents, conductive agents (electrostatic aids), etc. May be.
上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物はまた、粘度が10000Pa・s以下であることが好ましい。これによって、加工特性により優れるものとなり、寸法精度及び金型転写性等に更に優れる硬化物を得ることができる。より好ましくは1000Pa・s以下、更に好ましくは200Pa・s以下である。また、0.01Pa・s以上であることが好ましい。より好ましくは0.1Pa・s以上、更に好ましくは1Pa・s以上である。
上記粘度の測定は、カチオン硬化触媒(硬化剤)を加える前の樹脂組成物について、R/Sレオメーター(米国ブルックフィールド社製)を用いて、25℃、回転速度D=1/sの条件下で行うことが可能である。なお、粘度20Pa・s以上では、RC25−1の測定治具を使用することができ、粘度20Pa・s未満では、RC50−1の治具を使用することができる。また、回転速度D=1/s時点の粘度が測定できないものについては、回転速度D=5〜100/sの値を外挿して、樹脂組成物の粘度として評価可能である。
The cationic curable resin composition for an optical lens preferably has a viscosity of 10,000 Pa · s or less. Thereby, it becomes more excellent in processing characteristics, and a cured product that is further excellent in dimensional accuracy, mold transferability, and the like can be obtained. More preferably, it is 1000 Pa.s or less, More preferably, it is 200 Pa.s or less. Moreover, it is preferable that it is 0.01 Pa.s or more. More preferably, it is 0.1 Pa · s or more, and further preferably 1 Pa · s or more.
The above-mentioned viscosity is measured using an R / S rheometer (manufactured by Brookfield, USA) for a resin composition before adding a cationic curing catalyst (curing agent), at 25 ° C. and at a rotational speed D = 1 / s. It is possible to do below. An RC25-1 measuring jig can be used at a viscosity of 20 Pa · s or higher, and an RC50-1 jig can be used at a viscosity of less than 20 Pa · s. Moreover, about the thing whose viscosity at the rotational speed D = 1 / s cannot be measured, the value of rotational speed D = 5-100 / s can be extrapolated and it can evaluate as a viscosity of a resin composition.
本発明はまた、上記光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物でもある。
上記硬化物は、上述した光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物から得られることに起因して、吸湿性が低く、過酷な使用環境においても安定した性能を発揮することができる。
上記樹脂組成物の硬化方法としては、熱硬化や光硬化(活性エネルギー線照射による硬化)等の種々の方法を好適に用いることができるが、上述のように、より低温で硬化できることから光硬化を採用することが好ましい。熱硬化としては30〜400℃程度の温度範囲で硬化することが好ましく、光硬化は照射光量が積算光量10〜10000mJ/cm2の範囲で硬化することが好ましい。硬化は1段階で行ってもよく、また、1次硬化(予備硬化)、2次硬化(本硬化)のように2段階で行ってもよい。例えば、レンズ等のように金型成形を必要とする場合においては、脱型操作を必要とするが、脱型操作の前に1次硬化を行い、脱型操作後に2次硬化を行うといった硬化・成形方法が好ましく採用される。
以下に、2段階硬化を行う場合について、詳述する。
The present invention is also a cured product obtained by curing the cationic curable resin composition for optical lenses.
Since the cured product is obtained from the above-described cationic curable resin composition for optical lenses, the hygroscopic property is low, and stable performance can be exhibited even in a severe use environment.
As the curing method of the resin composition, various methods such as thermal curing and photocuring (curing by irradiation with active energy rays) can be suitably used. However, as described above, photocuring is possible because curing can be performed at a lower temperature. Is preferably adopted. As thermosetting, it is preferable to cure in a temperature range of about 30 to 400 ° C., and for photocuring, it is preferable to cure in the range where the irradiation light quantity is 10 to 10,000 mJ / cm 2 . Curing may be performed in one stage, or may be performed in two stages such as primary curing (preliminary curing) and secondary curing (main curing). For example, when molding such as a lens is required, a demolding operation is required. However, a primary curing is performed before the demolding operation and a secondary curing is performed after the demolding operation. -A molding method is preferably employed.
Hereinafter, the case of performing the two-stage curing is described in detail.
2段階硬化法としては、1次硬化に相当する第1工程として、樹脂組成物を光硬化を行うか、又は、80〜200℃で熱硬化させる工程と、該第1工程で得た硬化物を200℃を超え、500℃以下で熱硬化させる2次硬化に相当する第2工程とを含む方法を採用することが好ましい。 As the two-step curing method, as the first step corresponding to the primary curing, the resin composition is photocured or thermally cured at 80 to 200 ° C., and the cured product obtained in the first step It is preferable to employ a method including a second step corresponding to secondary curing in which the material is thermally cured at a temperature exceeding 200 ° C. and not exceeding 500 ° C.
上記第1工程においては、光硬化を行うことが好ましい。この場合、活性エネルギー線としては、カチオン性活性種を生成させることができるものであればよい。例えば、紫外線、可視光線、電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線、マイクロ波、高周波、赤外線、レーザー光線等が好適であり、カチオン性活性種を発生させる化合物の吸収波長を考慮して適宜選択すればよい。中でも、容易に取り扱うことができる点から、波長180〜500nmの紫外線又は可視光線が好ましい。これらの波長範囲の中でも、特に、254nm、308nm、313nm、365nmの波長の光が硬化に有効である。
なお、上記活性エネルギー線照射による硬化工程は、空気中及び/又は不活性ガス中、減圧下、加圧下のいずれの雰囲気下でも行うことができる。
In the first step, it is preferable to perform photocuring. In this case, any active energy ray may be used as long as it can generate a cationic active species. For example, ionizing radiation such as ultraviolet rays, visible rays, electron beams, α rays, β rays, and γ rays, microwaves, high frequencies, infrared rays, laser beams, etc. are suitable, taking into consideration the absorption wavelength of the compound that generates the cationic active species. And may be selected as appropriate. Among these, ultraviolet rays or visible rays having a wavelength of 180 to 500 nm are preferable because they can be easily handled. Among these wavelength ranges, light having wavelengths of 254 nm, 308 nm, 313 nm, and 365 nm is particularly effective for curing.
In addition, the hardening process by the said active energy ray irradiation can be performed in air and / or an inert gas under any atmosphere under reduced pressure or under pressure.
上記波長180〜500nmの紫外線又は可視光線の光発生源としては、例えば、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ケミカルランプ、ブラックライトランプ、水銀−キセノンランプ、エキシマーランプ、ショートアーク灯、ヘリウム・カドミニウムレーザー、アルゴンレーザー、エキシマーレーザー、太陽光等が好適である。 Examples of the light generation source of ultraviolet light or visible light having a wavelength of 180 to 500 nm include, for example, a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a chemical lamp, a black light lamp, a mercury-xenon lamp, an excimer lamp, Short arc lamps, helium / cadmium lasers, argon lasers, excimer lasers, sunlight and the like are suitable.
上記活性エネルギー線照射の照射時間、すなわち活性エネルギー線による硬化工程における硬化時間は、活性エネルギー線の種類や照射量等によって適宜設定すればよい。例えば、波長180〜500nmの紫外線又は可視光線の照射時間は、0.1マイクロ秒〜30分が好ましく、より好ましくは0.1ミリ秒〜10分である。 What is necessary is just to set suitably the irradiation time of the said active energy ray irradiation, ie, the hardening time in the hardening process by an active energy ray, according to the kind, irradiation amount, etc. of an active energy ray. For example, the irradiation time of ultraviolet rays or visible rays having a wavelength of 180 to 500 nm is preferably 0.1 microseconds to 30 minutes, and more preferably 0.1 milliseconds to 10 minutes.
上記第1工程において熱硬化を行う場合には、硬化温度を80〜200℃とすることが好ましい。より好ましくは100℃以上であり、また、より好ましくは160℃以下である。
上記熱硬化工程における硬化時間は、例えば、10分以内であることが好ましく、より好ましくは5分以内、更に好ましくは3分以内である。また、好ましくは10秒以上、より好ましくは30秒以上である。
When thermosetting is performed in the first step, the curing temperature is preferably 80 to 200 ° C. More preferably, it is 100 degreeC or more, More preferably, it is 160 degreeC or less.
The curing time in the thermosetting step is preferably, for example, within 10 minutes, more preferably within 5 minutes, and even more preferably within 3 minutes. Further, it is preferably 10 seconds or longer, more preferably 30 seconds or longer.
上記熱硬化工程はまた、空気中及び/又は窒素等の不活性ガス雰囲気の減圧下、加圧下のいずれの雰囲気下でも行うことができる。また、硬化温度80〜200℃の範囲内で、硬化温度を段階的に変化させてもよい。例えば、生産性向上等の観点から、樹脂組成物を型内で所定の温度・時間で保持した後、型から取り出して空気中及び/又は窒素等の不活性ガス雰囲気内に静置して熱処理することも可能である。また、光硬化(活性エネルギー線照射による硬化)を組み合わせてもよい。 The thermosetting step can also be performed in air and / or under an inert gas atmosphere such as nitrogen under reduced pressure or under pressure. Moreover, you may change a curing temperature in steps within the range of 80-200 degreeC of curing temperature. For example, from the viewpoint of improving productivity, etc., the resin composition is held in the mold at a predetermined temperature and time, and then taken out of the mold and left in an inert gas atmosphere such as air and / or nitrogen for heat treatment. It is also possible to do. Moreover, you may combine photocuring (curing by active energy ray irradiation).
上記第1工程としてはまた、金属、セラミック、ガラス、樹脂製等の型(「金型」と称す。)を用いた硬化工程であることが好適である。金型を用いた硬化工程とは、例えば、射出成型法、圧縮成型法、注型成型法、サンドイッチ成型法等の金型成型法で通常行われる硬化工程であればよいが、第1工程がこのような金型を用いた硬化工程であれば、耐磨耗性、低収縮性、寸法精度及び金型転写性等の各種物性に優れ、かつ着色がなく透明な成形体(硬化物)を容易に製造できる。 The first step is also preferably a curing step using a mold made of metal, ceramic, glass, resin or the like (referred to as “mold”). The curing process using a mold may be a curing process normally performed by a mold molding method such as an injection molding method, a compression molding method, a casting molding method, or a sandwich molding method. If it is a hardening process using such a metal mold | die, it is excellent in various physical properties, such as abrasion resistance, low shrinkage, dimensional accuracy, and mold transfer property, and there is no coloring and a transparent molded object (cured material). Easy to manufacture.
上記第1工程が金型を用いた硬化工程である場合には、第1工程の後であって、かつ第2工程の前に、脱型工程を行うことが好適である。脱型工程を含む形態、すなわち第1工程で得た硬化物を金型から取り出し、取り出した硬化物を次の第2工程に供する形態とすることによって、高価な金型を有効に回転(リサイクル)でき、かつ金型の寿命を長くすることができるため、低コストで成形体を得ることが可能になる。
この場合、上記樹脂組成物を硬化剤及び必要に応じて他の成分を含む1液組成物とし、目的とする成形体の形状に合わせた金型内に該1液組成物を充填(射出・塗出等)して硬化させ、その後、硬化物を金型から取り出す方法が好適に用いられる。
When the first step is a curing step using a mold, it is preferable to perform the demolding step after the first step and before the second step. The mold including the demolding process, that is, the cured product obtained in the first process is taken out from the mold, and the taken cured product is used for the next second process, whereby the expensive mold is effectively rotated (recycled). ) And the life of the mold can be extended, and a molded product can be obtained at low cost.
In this case, the resin composition is a one-component composition containing a curing agent and other components as necessary, and the one-component composition is filled into a mold that matches the shape of the target molded article (injection / A method in which the cured product is taken out from the mold after coating and the like is suitably used.
上記硬化方法において、第2工程では、上記第1工程で得た硬化物(好ましくは、脱型工程によって金型から取り出した硬化物)を200℃を超え、500℃以下で熱硬化させることが好ましい。より好ましくは250℃以上、更に好ましくは300℃以上、特に好ましくは330℃以上、最も好ましくは350℃以上である。また、より好ましくは、400℃以下である。
上記第2工程における硬化時間は、得られる成形体の硬化率が充分となる時間とすればよく特に限定されないが、製造効率を考慮すると、例えば、30分〜30時間とすることが好適である。より好ましくは1〜10時間である。
In the curing method, in the second step, the cured product obtained in the first step (preferably, the cured product taken out from the mold by the demolding step) is heat-cured at a temperature exceeding 200 ° C. and not more than 500 ° C. preferable. More preferably, it is 250 degreeC or more, More preferably, it is 300 degreeC or more, Most preferably, it is 330 degreeC or more, Most preferably, it is 350 degreeC or more. Moreover, More preferably, it is 400 degrees C or less.
The curing time in the second step is not particularly limited as long as the curing rate of the obtained molded body is sufficient, but considering the production efficiency, for example, it is preferably set to 30 minutes to 30 hours. . More preferably, it is 1 to 10 hours.
上記第2工程はまた、空気中及び/又は窒素等の不活性ガス雰囲気のいずれの雰囲気下でも行うことができる。中でも特に、酸素濃度が低い雰囲気下で上記第2工程を行うことが好ましい。例えば、酸素濃度が10体積%以下である不活性ガス雰囲気下で行うことが好適である。より好ましくは3体積%以下、更に好ましくは1体積%以下、特に好ましくは0.5体積%以下、最も好ましくは0.3体積%以下である。また、硬化温度200℃を超え、500℃以下の温度範囲内で、硬化温度を段階的に変化させてもよい。 The second step can also be performed in any atmosphere of air and / or an inert gas atmosphere such as nitrogen. In particular, the second step is preferably performed in an atmosphere having a low oxygen concentration. For example, it is preferable to carry out in an inert gas atmosphere having an oxygen concentration of 10% by volume or less. More preferably, it is 3 volume% or less, More preferably, it is 1 volume% or less, Especially preferably, it is 0.5 volume% or less, Most preferably, it is 0.3 volume% or less. Further, the curing temperature may be changed stepwise within a temperature range exceeding 200 ° C. and not more than 500 ° C.
上記硬化方法で得られる硬化物の強度としては、金型から取り出して形状を保てる程度の強度であればよく、例えば、1kgf/cm2以上の力で押し出したときの形状変化の割合が10%以下の圧縮強度であることが好ましい。形状変化の割合としては、より好ましくは1%以下であり、更に好ましくは0.1%以下であり、特に好ましくは0.01%以下である。 The strength of the cured product obtained by the above-described curing method may be a strength that can be taken out from the mold and keep the shape. For example, the shape change ratio when extruded with a force of 1 kgf / cm 2 or more is 10%. The following compressive strength is preferred. The ratio of the shape change is more preferably 1% or less, still more preferably 0.1% or less, and particularly preferably 0.01% or less.
本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物を硬化することにより得られる硬化物は、屈折率が1.40〜1.60であることが好ましい。屈折率がこのような範囲にあると、上記硬化物を光学レンズ等に好適に用いることができる。上記硬化物の屈折率としてより好ましくは、1.45〜1.55であり、更に好ましくは、1.47〜1.53である。
屈折率は、屈折率計(アタゴ社製、DR−M2)を用いて測定することができる。
The cured product obtained by curing the cationic curable resin composition for an optical lens of the present invention preferably has a refractive index of 1.40 to 1.60. When the refractive index is in such a range, the cured product can be suitably used for an optical lens or the like. The refractive index of the cured product is more preferably 1.45 to 1.55, and still more preferably 1.47 to 1.53.
The refractive index can be measured using a refractometer (Atago Co., Ltd., DR-M2).
上記硬化物はまた、アッベ数が45以上であることが好ましい。これにより、光の波長分散が小さくなり、解像度があがり、光学特性に優れたものとすることができる。45未満であると、例えば、にじみがみられるおそれがあり、充分な光学特性を発揮せず、光学レンズに好適な材料とはならないおそれがある。上記アッベ数として、より好ましくは、50以上であり、更に好ましくは、55以上であり、特に好ましくは、58以上である。
アッベ数は、屈折率計(アタゴ社製、DR−M2)を用いて測定することができる。
The cured product preferably has an Abbe number of 45 or more. Thereby, the wavelength dispersion of light can be reduced, the resolution can be increased, and the optical characteristics can be improved. If it is less than 45, for example, bleeding may be observed, sufficient optical characteristics may not be exhibited, and a material suitable for an optical lens may not be obtained. The Abbe number is more preferably 50 or more, still more preferably 55 or more, and particularly preferably 58 or more.
The Abbe number can be measured using a refractometer (Atago Co., Ltd., DR-M2).
上記硬化物はまた、吸湿性の低いものであることが好ましい。具体的には、吸湿率(吸水率)が1.00%未満であることが好ましい。これにより、高湿条件下であっても、硬化物の吸湿による透明性の低下が抑えられるとともに、更に熱や紫外線による着色や短波長光の透過率の低下が抑制されるという効果が得られる。その結果、上記硬化物を光学レンズに適用した場合に光学特性が安定したものとなる。上記吸湿率としてより好ましくは0.90%以下、更に好ましくは0.70%以下、特に好ましくは0.60%以下である。
上記吸湿率は、硬化直後(2段階硬化においては、第2硬化工程終了直後)の硬化物質量と、湿熱試験(85℃、85%RH、100時間)後の硬化物質量とに基づき、湿熱試験前後の硬化物質量の増加率を算出することにより求めることができる。
The cured product is also preferably one having low hygroscopicity. Specifically, the moisture absorption rate (water absorption rate) is preferably less than 1.00%. Thereby, even under high-humidity conditions, a decrease in transparency due to moisture absorption of the cured product can be suppressed, and further, an effect of suppressing coloration due to heat or ultraviolet light and a decrease in transmittance of short wavelength light can be obtained. . As a result, when the cured product is applied to an optical lens, the optical characteristics are stabilized. The moisture absorption is more preferably 0.90% or less, still more preferably 0.70% or less, and particularly preferably 0.60% or less.
The moisture absorption rate is determined based on the amount of cured material immediately after curing (immediately after the end of the second curing step in two-stage curing) and the amount of cured material after a moist heat test (85 ° C., 85% RH, 100 hours). It can obtain | require by calculating the increase rate of the amount of hardening substances before and behind a test.
本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物は、吸湿性が低く、過酷な使用環境においても優れた光学特性を維持することができるものである。また、上記樹脂組成物が成形加工性に優れることに起因して、上記硬化物は金型転写性に優れるものであり、高精度で微細形状に加工することも可能である。このような硬化物は、例えば、特に、光学部材に好適に用いることができ、中でも、眼鏡レンズ、(デジタル)カメラ、携帯電話や車載カメラ、監視カメラ等のカメラ用撮像レンズ、光ビーム集光レンズ(光ピックアップ用レンズ)、LED用レンズ等の光拡散用レンズ等の光学レンズ用途に極めて有用である。光学レンズとして好ましくは、カメラレンズ、光ビーム集光レンズ及び光拡散用レンズであり、より好ましくはカメラレンズである。カメラレンズの中でも、携帯電話用撮像レンズ及びデジタルカメラ用撮像レンズ等の撮像レンズが好ましい。また、微小光学レンズであることが好適である。
このように、上記樹脂組成物を硬化して得られる硬化物を用いてなる光学レンズもまた、本発明の1つである。
A cured product obtained by curing the cationic curable resin composition for an optical lens of the present invention has low hygroscopicity and can maintain excellent optical characteristics even in a severe use environment. Further, due to the resin composition having excellent moldability, the cured product has excellent mold transferability, and can be processed into a fine shape with high accuracy. Such a cured product can be suitably used for an optical member, for example. Among them, an eyeglass lens, a (digital) camera, a mobile phone, an in-vehicle camera, a camera imaging lens such as a surveillance camera, a light beam condensing, among others. It is extremely useful for optical lens applications such as lenses (optical pickup lenses) and light diffusion lenses such as LED lenses. The optical lens is preferably a camera lens, a light beam condensing lens, and a light diffusion lens, and more preferably a camera lens. Among camera lenses, imaging lenses such as an imaging lens for a mobile phone and an imaging lens for a digital camera are preferable. Moreover, it is preferable that it is a micro optical lens.
Thus, an optical lens using a cured product obtained by curing the resin composition is also one aspect of the present invention.
本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物は、上述のような構成であるので、吸湿性が低く、過酷な使用環境においても優れた光学特性を維持することができ、更に、金型転写性にも優れた光学レンズを得ることが可能なものである。そして、本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物を硬化させて得られる硬化物は、各種光学レンズとして好適に用いることができる。 Since the cationic curable resin composition for optical lenses of the present invention has the above-described configuration, it has low hygroscopicity and can maintain excellent optical characteristics even in harsh usage environments. It is possible to obtain an optical lens having excellent properties. And the hardened | cured material obtained by hardening | curing the cationic curable resin composition for optical lenses of this invention can be used suitably as various optical lenses.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.
<光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物の調製>
製造例1(樹脂組成物(1))
ガスインレット、冷却管、攪拌棒付きの四つ口フラスコに、エポキシ化合物としてのYX−8000(商品名、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、重量平均分子量約350、三菱化学社製)50部、及び、オキセタン化合物としてのOXT−221(商品名、多官能オキセタン樹脂、ジ〔1−エチル(3−オキセタニル)〕メチルエーテル、東亞合成社製)50部、メタロキサン化合物としてのPMSQ−E(商品名、ポリメチルシルセスキオキサン、小西化学工業社製)50部を仕込み、80℃でよく攪拌して均一にした。この液体を40℃に冷却した後、光カチオン硬化触媒としてCPI−101A(商品名、サンアプロ社製)0.8部を投入し、均一に混合することにより樹脂組成物(1)を得た。
<Preparation of cationic curable resin composition for optical lens>
Production Example 1 (resin composition (1))
YX-8000 (trade name, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, weight average molecular weight of about 350, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as an epoxy compound in a four-necked flask equipped with a gas inlet, a condenser, and a stirring rod, and , OXT-221 as a oxetane compound (trade name, polyfunctional oxetane resin, di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), PMSQ-E as a metalloxane compound (trade name, 50 parts of polymethylsilsesquioxane (manufactured by Konishi Chemical Co., Ltd.) was added and stirred well at 80 ° C. to make it uniform. After the liquid was cooled to 40 ° C., 0.8 part of CPI-101A (trade name, manufactured by San Apro) was added as a photocationic curing catalyst and mixed uniformly to obtain a resin composition (1).
製造例2〜14(樹脂組成物(2)〜(14))
エポキシ化合物、オキセタン化合物、メタロキサン化合物(必要に応じて)及び光カチオン硬化触媒の種類や配合量を表1のように変更した以外は製造例1と同様にして、樹脂組成物(2)〜(14)を得た。
Production Examples 2 to 14 (resin compositions (2) to (14))
Resin compositions (2) to (2) are prepared in the same manner as in Production Example 1 except that the types and blending amounts of epoxy compound, oxetane compound, metalloxane compound (if necessary) and photocationic curing catalyst are changed as shown in Table 1. 14) was obtained.
硬化剤(カチオン硬化触媒)を加える前の樹脂組成物について、以下の方法により粘度を測定した。結果を表1に示す。
<粘度>
R/Sレオメーター(米国ブルックフィールド社製)を用いて、25℃、回転速度D=1/sの条件下で行った。なお、粘度20Pa・s以上では、RC25−1の測定治具を使用し、粘度20Pa・s未満では、RC50−1の治具を使用した。
また、回転速度D=1/s時点の粘度が測定できないものについては、回転速度D=5〜100/sの値を外挿して、樹脂組成物の粘度として評価した。
The viscosity of the resin composition before adding the curing agent (cationic curing catalyst) was measured by the following method. The results are shown in Table 1.
<Viscosity>
The measurement was performed using an R / S rheometer (manufactured by Brookfield, USA) under the conditions of 25 ° C. and rotation speed D = 1 / s. An RC25-1 measuring jig was used at a viscosity of 20 Pa · s or more, and an RC50-1 jig was used at a viscosity of less than 20 Pa · s.
Moreover, about the thing whose viscosity at the rotational speed D = 1 / s cannot be measured, the value of rotational speed D = 5-100 / s was extrapolated and evaluated as the viscosity of a resin composition.
<成型体(硬化物)の作成>
実施例1〜10、比較例1〜4
上記製造例で調製した樹脂組成物(以下、調製液ともいう。)に、必要に応じて50℃の熱を加えて減圧脱泡処理を行った。鋳型は、2枚の標準試験板(ガラス、日本テストパネル社製、厚み2mm、大きさ50mm×50mm)を基板とし、穴あけ加工したシリコーンゴムシート(十川ゴム社製、厚さ1mm、外形50mm×50mm、内径35mm×35mm)をスペーサーとして挟んだものを使用した。調製液の充填は、鋳型の基板を1枚外しておき、シリコーンゴムシートの穴部に樹脂を2.5g充填してから、外しておいた基板を押し当てて、バネ付きクリップで固定する方法をとった。
放射線照射光源として、250W超高圧水銀ランプ(商品名「USH−250BY」、ウシオ電機社製)を備えた露光装置(基本構成ユニット「ML−251B/D」、照射光学ユニット「PM25C−135」、ウシオ電機社製)を用いた。鋳型の照射側の基板表面における照度を、波長365nmにおいて33mW/cm2とし、積算光量が2J/cm2となるように照射した。
出来上がった光硬化成型体を鋳型から取り出し、真空雰囲気下で250℃で1時間加熱(ポストキュア)することで、厚み1mmの板状成型体を得た。
<Creation of molded product (cured product)>
Examples 1-10, Comparative Examples 1-4
The resin composition prepared in the above production example (hereinafter also referred to as “prepared solution”) was subjected to vacuum defoaming treatment by applying heat at 50 ° C. as necessary. The mold is a silicon rubber sheet (made by Togawa Rubber Co., Ltd., thickness 1 mm, outer shape 50 mm ×) using two standard test plates (glass, manufactured by Nippon Test Panel, thickness 2 mm, size 50 mm × 50 mm) as a substrate. 50 mm, inner diameter 35 mm × 35 mm) was used as a spacer. The prepared solution is filled by removing one mold substrate, filling 2.5 g of resin into the hole of the silicone rubber sheet, pressing the removed substrate, and fixing with a spring-loaded clip. I took.
As a radiation irradiation light source, an exposure apparatus (basic configuration unit “ML-251B / D”), irradiation optical unit “PM25C-135” equipped with a 250 W ultra-high pressure mercury lamp (trade name “USH-250BY”, manufactured by USHIO INC.), USHIO INC. Was used. Irradiation was performed so that the illuminance on the substrate surface on the irradiation side of the mold was 33 mW / cm 2 at a wavelength of 365 nm and the integrated light amount was 2 J / cm 2 .
The completed photocured molded body was taken out from the mold and heated at 250 ° C. for 1 hour in a vacuum atmosphere (post cure) to obtain a plate-shaped molded body having a thickness of 1 mm.
上記のようにして得られた成型体について、屈折率、アッベ数、吸湿率及び硬化時のヒケを以下の方法により測定及び評価した。結果を表1に示す。
<屈折率、アッベ数の評価>
屈折率及びアッベ数の測定は、JIS K7142に準拠した方法で、下記の方法によりそれぞれ測定を行った。
屈折率は、上記硬化物(1mm厚の成型体)について、屈折率計(アタゴ社製、DR−M2)を用いて、測定波長を486nm、589nm、656nmとして、20℃の条件下で測定した。表1には、589nmにおける測定値を示した。
アッベ数は、上記硬化物(1mm厚の成型体)について、屈折率計(アタゴ社製、DR−M2)を用いて、20℃の条件下で測定した。なお、測定の接触液として1−ブロモナフタレンを用いた。
About the molded object obtained as mentioned above, refractive index, Abbe number, moisture absorption, and sink marks upon curing were measured and evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1.
<Evaluation of refractive index and Abbe number>
The refractive index and Abbe number were measured in accordance with JIS K7142, and the following methods were used.
The refractive index was measured on the cured product (1 mm-thick molded product) using a refractometer (Atago Co., Ltd., DR-M2) at a measurement wavelength of 486 nm, 589 nm, and 656 nm at 20 ° C. . Table 1 shows the measured values at 589 nm.
The Abbe number was measured on the cured product (1 mm-thick molded body) using a refractometer (DR-M2 manufactured by Atago Co., Ltd.) at 20 ° C. In addition, 1-bromonaphthalene was used as a contact liquid for measurement.
<吸湿性>
吸湿性は、250℃でポストキュアした直後の硬化物質量と、湿熱試験(85℃、85%、100時間)後の硬化物質量との質量比から下記式に基づいて算出した。
吸湿率(%)=(湿熱試験後の硬化物質量−250℃でのポストキュア直後の硬化物質量)/250℃でのポストキュア直後の硬化物質量×100
<Hygroscopicity>
The hygroscopicity was calculated based on the following formula from the mass ratio of the amount of the cured substance immediately after post-curing at 250 ° C. and the amount of the cured substance after the moist heat test (85 ° C., 85%, 100 hours).
Moisture absorption (%) = (amount of cured material after wet heat test−amount of cured material immediately after post-curing at 250 ° C.) / Amount of cured material immediately after post-curing at 250 ° C. × 100
<硬化時の外観>
硬化性及び硬化物外観を次の通り評価した。
○:目視で硬化物外観に異常が見られなかったもの
ヒケ:目視で硬化物外観にヒケが見られたもの
硬化不良:放射線照射で硬化しなかったもの
<Appearance when cured>
The curability and the appearance of the cured product were evaluated as follows.
○: No abnormality in the appearance of the cured product visually observed Sinking: Scratch in the appearance of the cured product visually defective curing: Uncured by radiation irradiation
表1における略称等は以下のとおりである。
YX−8000:水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、重量平均分子量約350、三菱化学社製
YX−8040:水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、重量平均分子量3831、三菱化学社製
CEL−2021P:脂環式エポキシ樹脂、3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート、ダイセル化学工業社製
OXT−221:多官能オキセタン樹脂、ジ〔1−エチル(3−オキセタニル)〕メチルエーテル、東亞合成社製
OXT−212:単官能オキセタン樹脂、2−エチルヘキシルオキセタン、東亞合成社製
PMSQ−E:ポリメチルシルセスキオキサン、小西化学工業社製
PMPSQ−E:ポリメチルフェニルシルセスキオキサン、小西化学工業社製
CPI−101A:トリアリールスルホニウム塩系光カチオン硬化触媒、サンアプロ社製
Abbreviations and the like in Table 1 are as follows.
YX-8000: Hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, weight average molecular weight of about 350, Mitsubishi Chemical Corporation YX-8040: Hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, weight average molecular weight 3831, Mitsubishi Chemical Corporation CEL-2021P: Alicyclic Epoxy resin, 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexene carboxylate, OXT-221 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: polyfunctional oxetane resin, di [1-ethyl (3-oxetanyl)] methyl ether OXT-212 manufactured by Toagosei Co., Ltd .: monofunctional oxetane resin, 2-ethylhexyl oxetane, PMSQ-E manufactured by Toagosei Co., Ltd., polymethylsilsesquioxane, PMPSQ-E manufactured by Konishi Chemical Industries, Ltd .: polymethylphenylsilsesquioxane , Konishi Chemical Industry Co., Ltd. CPI-101A: Triary A sulfonium salt-based photo cationic curing catalyst, manufactured by San-Apro Ltd.
実施例及び比較例から、以下のことがわかった。
本発明の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物を用いた実施例1〜10では、いずれも得られる硬化物の吸湿率を充分に抑制できる(1.00%未満とすることができる)ことがわかった。一方、硬化物形成成分として水添エポキシ化合物のみを用いた比較例1では、硬化物の吸湿率が充分に低くならず、硬化物形成成分としてオキセタン化合物のみを用いた比較例2では、放射線照射によって硬化することができないことがわかった。また、エポキシ化合物として水添エポキシ化合物とそれ以外のエポキシ化合物とを併用する形態においては、エポキシ化合物中の水添エポキシ化合物含有量を60質量%以上とした実施例9及び10(夫々62質量%及び78質量%)では吸湿率を充分に抑制できるのに対して、水添エポキシ化合物含有量が60質量%未満である比較例3及び4(夫々0質量%及び50質量%)では吸湿率を充分に抑制できないことがわかった。
From the examples and comparative examples, the following was found.
In Examples 1 to 10 using the cationic curable resin composition for an optical lens of the present invention, it is possible to sufficiently suppress the moisture absorption rate of the resulting cured product (can be less than 1.00%). all right. On the other hand, in Comparative Example 1 using only the hydrogenated epoxy compound as the cured product forming component, the moisture absorption rate of the cured product is not sufficiently low, and in Comparative Example 2 using only the oxetane compound as the cured product forming component, radiation irradiation is performed. It was found that it cannot be cured. Moreover, in the form which uses together a hydrogenated epoxy compound and another epoxy compound as an epoxy compound, the hydrogenated epoxy compound content in an epoxy compound was set to 60 mass% or more, and Examples 9 and 10 (each 62 mass%) And 78% by mass) can sufficiently suppress the moisture absorption rate, whereas in Comparative Examples 3 and 4 (0% by mass and 50% by mass), respectively, in which the hydrogenated epoxy compound content is less than 60% by mass, the moisture absorption rate is reduced. It turned out that it cannot suppress enough.
Claims (8)
該エポキシ化合物の総量100質量%中の60質量%以上が水添エポキシ化合物である
ことを特徴とする光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物。 A cationic curable resin composition for an optical lens comprising an epoxy compound, an oxetane compound and a cationic curing catalyst as essential components,
A cationic curable resin composition for optical lenses, wherein 60% by mass or more of 100% by mass of the total amount of the epoxy compound is a hydrogenated epoxy compound.
ことを特徴とする請求項1に記載の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物。 2. The cationic curable resin composition for an optical lens according to claim 1, wherein a mass ratio of the oxetane compound to a total amount of the epoxy compound is 1.0 or more.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物。 The cationic curable resin composition for an optical lens according to claim 1, wherein the oxetane compound is a polyfunctional oxetane compound.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物。 The total amount of the oxetane compound and the epoxy compound is 40% by mass or more with respect to 100% by mass of the total amount of the cured product-forming components in the cationic curable resin composition for optical lenses. The cation curable resin composition for optical lenses in any one of 1-3.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物。 The cation curable resin composition for an optical lens according to claim 1, wherein the cation curing catalyst is a photo cation curing catalyst.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光学レンズ用カチオン硬化性樹脂組成物。 The cationic curable resin for an optical lens according to any one of claims 1 to 5, wherein a content of the solvent is 10% by mass or less with respect to a total amount of 100% by mass of the cationic curable resin composition for an optical lens. Composition.
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