(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メチルメタクリレート重合物またはメチルメタクリレートと他の（メタ）アクリレートとの共重合物を主成分とする基板上にフレネルレンズを形成させるための紫外線硬化性樹脂組成物において、下記（Ａ）〜（Ｅ）を必須成分として含有することを特徴とするフレネルレンズ用紫外線硬化性樹脂組成物。
（Ａ）：８０〜２００の分子量を有し、かつ常圧での沸点が１５０℃をこえるモノ−またはジ（メタ）アクリレートモノマー
（Ｂ）：２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル（メタ）アクリレートおよび／または２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート
（Ｃ）：下記一般式（１）で示されるジオール（ｃ１）を必須ジオール成分とするポリエステル
【化１】
0003650172.tif 000009
［式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ 3はそれぞれ水素原子またはメチル基を表し、ｍおよびｎはそれぞれ１〜１５の整数、（ｍ＋ｎ）は２〜２０の整数を表す。］
（Ｄ）：下記一般式（２）で示されるリン酸エステル
【化２】
0003650172.tif 000010
［式中、Ｒは炭素数５〜１６のアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数、ｍは１または２を表す。］
（Ｅ）：光重合開始剤
【請求項２】
（Ａ）がエチレングリコールジ（メタ）アクリレートおよび／またはテトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレートである請求項１記載の組成物。
【請求項３】
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）が重量比で（１０〜５０）：（１０〜６０）：（１０〜５０）である請求項１または２記載の組成物。
【請求項４】
メチルメタクリレート重合物またはメチルメタクリレートと他の（メタ）アクリレートとの共重合物を主成分とする基板上に請求項１〜３のいずれか記載の組成物を硬化させた樹脂からなるフレネルレンズが設けられているフレネルレンズシートを有することを特徴とする透過型スクリーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フレネルレンズなどの光学部品の製造に適した帯電防止性を有した紫外線硬化性樹脂組成物に関する。さらに詳しくは、メチルメタクリレート重合物またはメチルメタクリレートと他の（メタ）アクリレートとの共重合物（以下、「メチルメタクリレート系（共）重合物」という。）を主成分とする基板との密着性に優れ、帯電防止性を有する紫外線硬化性樹脂組成物および、該紫外線硬化性樹脂組成物からなるフレネルレンズが設けられているフレネルレンズシートを有する透過型スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フレネルレンズシートは、金型と透明樹脂基板との間に紫外線硬化性樹脂組成物を流し込み、紫外線を照射し、樹脂を硬化させる方法がとられている。最近、プロジェクションテレビの薄型化のニーズにともない、高屈折率の樹脂が要求されるようになってきており、種々の提案がなされている（特開平５−６５３１８号公報、特開平５−１５５９４４号公報、特開平５−２４７１５６号公報、特開平５−２８７０３７号公報等）。しかし、これら紫外線樹脂組成物から得られるレンズは、帯電による静電気で周囲のごみ等が付着する問題があり、これを解決するため硬化物が帯電防止性を有する紫外線硬化性樹脂組成物が提案されている（特開平１−３０２２０１号公報、特開平３−１５７４１２号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら組成物では、メチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板との密着性が悪く、密着性を上げるために基板側にプライマーを使用する必要がある等、要求される密着性、屈折率、耐傷性、帯電防止性を兼ね備えたレンズを得ることができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、これらの問題点に鑑み、鋭意検討した結果、特定のポリエステル、特定のモノマーおよび特定のリン酸エステルからなる樹脂が、上記性能を満足することを見いだし本発明に到達した。
すなわち本発明は、メチルメタクリレート重合物またはメチルメタクリレートと他の（メタ）アクリレートとの共重合物を主成分とする基板上にフレネルレンズを形成させるための紫外線硬化性樹脂組成物において、下記（Ａ）〜（Ｅ）を必須成分として含有することを特徴とするフレネルレンズ用紫外線硬化性樹脂組成物；
（Ａ）：８０〜２００の分子量を有し、かつ常圧での沸点が１５０℃をこえるモノ−またはジ（メタ）アクリレートモノマー
（Ｂ）：２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル（メタ）アクリレートおよび／または２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート
（Ｃ）：下記一般式（１）で示されるジオール（ｃ１）を必須ジオール成分とするポリエステル
【０００５】
【化３】
0003650172.tif 000002
【０００６】
［式中、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 はそれぞれ水素原子またはメチル基を表し、ｍおよびｎはそれぞれ１〜１５の整数、（ｍ＋ｎ）は２〜２０の整数を表す。］
（Ｄ）：下記一般式（２）で示されるリン酸エステル
【０００７】
【化４】
0003650172.tif 000003
【０００８】
［式中、Ｒは炭素数５〜１６のアルキル基を表し、ｎは１〜４の整数、ｍは１または２を表す。］
（Ｅ）：光重合開始剤
ならびに、該組成物を硬化させた樹脂からなるフレネルレンズが設けられているフレネルレンズシートを有することを特徴とする透過型スクリーンである。
【０００９】
本発明において用いる（Ａ）は、８０〜２００の分子量を有し、かつ常圧での沸点が１５０℃をこえる、モノ（メタ）アクリレートおよびジ（メタ）アクリレートである。（Ａ）の分子量が８０以下では皮膚刺激性および臭気が強い等作業環境が悪くなり、２００を超えるとメチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板への密着性が悪くなる。また、沸点が１５０℃未満のものは、揮発性が高いために性能の安定した目的物を製造できない。
【００１０】
（Ａ）の具体例としては、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，２−および、１，３−プロピレンジアクリレート等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレートおよびこれらの混合物である。
【００１１】
本発明の組成物において（Ｂ）は、２−ヒドロキシ−３−ブトキシプロピル（メタ）アクリレートおよび／または２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレートである。
【００１２】
本発明の組成物において、（Ａ）および（Ｂ）は、メチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板への密着性を良くするための成分である。
【００１３】
本発明において（Ａ）および（Ｂ）と共に必要により他の（メタ）アクリレートモノマーを併用することができる。
【００１４】
併用する場合の該他の（メタ）アクリレートモノマーの具体例としては、ノニルフェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ドデシルフェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）およびこれらのアルキレンオキサイド付加物のジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンのジ−およびトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールのトリ−およびテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールのトリ−、テトラ−、ペンタ−、およびヘキサ（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１５】
本発明において（Ｃ）は、前記一般式（１）で示されるジオール（ｃ１）とジカルボン酸（ｃ２）とからなるポリエステルである。該一般式（１）におけるｍおよびｎはそれぞれ通常１〜１５、好ましくは１〜７の整数であり、かつ（ｍ＋ｎ）は通常２〜２０、好ましくは２〜１２の整数である。（ｍ＋ｎ）が２０を超えると屈折率が低くなり、２未満では帯電防止性を発揮しなくなる。
【００１６】
（Ｃ）を構成するジオールとして、（ｃ１）と共に、必要によりその他のジオールを併用してもよい。併用する場合の該他のジオールは、分子量４００未満が好ましい。分子量４００以上のジオールを使用すると、屈折率を著しく低下させることになる。該ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオ−ル、１，４−ブタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ル、ポリエチレングリコール（重合度２〜９）、ポリプロピレングリコール（重合度２〜６）、ポリカプロラクトンジオール（重合度２または３）が挙げられる。併用する場合の該ジオールは、（ｃ１）に対して通常３０重量％以下、好ましくは２０重量％以下である。
【００１７】
（Ｃ）を構成する（ｃ２）としては、例えばコハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、これらの酸無水物およびこれらの２種以上の混合物等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、屈折率の高いマレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸およびこれらの２種以上の混合物である。
【００１８】
（Ｃ）は、（ｃ１）と（ｃ２）とから公知のエステル化の条件で製造できる。ポリエステルを製造するときの（水酸基／カルボキシル基）の当量比は、通常１．３〜０．７、好ましくは１．２〜０．８である。
【００１９】
（Ｃ）の数平均分子量は通常５，０００〜６０，０００、好ましくは７，０００〜４０，０００である。（Ｃ）の数平均分子量が５，０００未満では、組成物を紫外線硬化した後も粘着性が有り好ましくない。６０，０００を超えると組成物の粘度が高くなり、成形物中に泡が残りレンズ機能を損なうので好ましくない。
【００２０】
本発明の組成物において（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）の重量比は、通常（１０〜５０）：（１０〜６０）：（１０〜５０）、好ましくは（１５〜４０）：（２０〜５０）：（１５〜４０）である。（Ａ）の比率が１０未満ではメチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板への密着性が悪く、５０を超えると屈折率が低くなるとともに、系の粘度が低くなりすぎて作業性が低下するため好ましくない。（Ｂ）の比率が１０未満ではメチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板への密着性が悪く、６０を超えると系の粘度が低くなりすぎて作業性が低下する。（Ｃ）の比率が１０未満では所望の帯電防止性を得ることができず、６０を超えると粘度が高くなりすぎ、成形物中に泡が残りレンズ機能を損なうことになる。
【００２１】
本発明においてリン酸エステル（Ｄ）は、前記一般式（２）で示される化合物である。該一般式（２）におけるＲは、炭素数５〜１６のアルキル基であり、ｎは１〜４の整数であり、ｍは１または２である。Ｒの炭素数がこの範囲外では、十分な帯電防止性が発現されない。ｎが０では、本発明の組成物中に溶解しないか、または、溶解しても保存中に（Ｄ）が析出し、５以上では十分な帯電防止性が発現されない。ｍが０では（Ｄ）は本発明の組成物に溶解せず、３以上では帯電防止性が全く発現しない。
【００２２】
（Ｄ）は、アルコール（炭素数５〜１６）に公知の方法でＥＯを付加し、さらにリン酸もしくは、その誘導体（５酸化２リン等）と反応させることにより製造される。
【００２３】
上記アルコールは、炭素数５〜１６の直鎖および分岐の脂肪族モノアルコールである。これらのうち好ましいものは、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、２−エチルへキシルアルコールおよびｎ−ラウリルアルコールである。
【００２４】
本発明において（Ｄ）の使用量は、樹脂組成物の合計重量に基づいて通常０．１〜２．０重量％、好ましくは０．３〜１．５重量％である。使用量が０．１重量％未満では、帯電防止性が不十分であり、２．０重量％を超えると基板への密着性が低下する。
【００２５】
本発明の組成物において、（Ｃ）および（Ｄ）成分はそれぞれ単独でも帯電防止性を有するが、（Ｃ）単独では帯電防止性が不十分であり、（Ｄ）単独で十分な帯電防止性を得るには配合量が多くなり、結果として密着性を損なうことになる。（Ｃ）および（Ｄ）を併用することで帯電防止性が向上し、本発明の目標とする性能を得ることができる。（Ｄ）は、さらに硬化物の耐傷性を良くする成分としても機能する。
【００２６】
本発明において光重合開始剤（Ｅ）としては、例えば、ベンゾインアルキルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、メチルベンゾイルフォーメート、イソプロピルチオキサントンおよびこれらの２種以上の混合物などが挙げられる。
【００２７】
（Ｅ）の使用量は、樹脂組成物の合計重量に基づいて通常０．１〜１０重量％、好ましくは０．５〜６重量％である。
【００２８】
また、本発明の組成物は、必要により熱重合禁止剤、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤などの公知の添加剤を添加することができる。
【００２９】
本発明の組成物の粘度は、塗工時の温度において、通常５００〜５，０００ｃｐｓである。成形時における粘度がこの範囲外では、成形物に泡が残りレンズ機能を損なうことになる。
【００３０】
本発明の組成物の硬化物の屈折率（２５℃）は、通常１．５４以上、好ましくは１．５５以上である。本発明の組成物の硬化物の表面抵抗は、通常１０13Ω以下、好ましくは１０12Ω以下である。このように本発明の組成物は硬化物の屈折率を１．５４、好ましくは１．５５とすることができるので、フレネルレンズシートを作製した場合には十分な短焦点化が可能となる。また、帯電防止性能が付与されているため、レンズシートのアセンブリ時に静電気が発生しないため、ほこり等の付着がなく、取り扱い作業性も向上する。
【００３１】
本発明の組成物は、紫外線を照射することにより硬化させることができる。紫外線照射装置は特に限定されないが、例えば高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。
【００３２】
図１は、本発明の透過型スクリーンの一例を示す断面図である。図１に示すように本発明の透過型スクリーンは、基板６の出光面に上記のフレネルレンズ用紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させて得られたフレネルレンズ５を有するフレネルレンズシート２と、入光面と出光面の両方にレンチキュラーレンズが配置され、入光面のレンチキュラーレンズにより投射光が集光されることによって出光面に形成される非集光部（非出光部）に光吸収層４を有するレンチキュラーレンズシート３とが、フレネルレンズシート２のフレネルレンズ５と、レンチキュラーレンズシート３の入光面側のレンチキュラーレンズを対向するようにして組み合わせて配置されている。
ここでフレネルレンズシート２は、基板６上にプライマー層等の密着性付与成分層を設けず、直接フレネルレンズ５を上記樹脂組成物により形成している。
本発明の透過型スクリーン１は、上記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させて得られたフレネルレンズ５が設けられたフレネルレンズシート２を有していることが特徴であり、図１に示すレンチキュラーレンズシート３と組み合わせる以外にも、目的に応じて、他のスクリーン用レンズシートと任意に組み合わせて構成することができる。
【００３３】
なお、上記メチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板６は、メチルメタクリレートの単独重合物またはメチルメタクリレートと他の（メタ）アクリレート（アルキルの炭素数１〜１８）との共重合物を主成分とするものである。該基板中のメチルメタクリレート成分の含有量は７０〜１００重量％である。メチルメタクリレート成分の含有量が７０重量％未満だと、本発明の組成物から得た硬化物との密着性が悪くなり好ましくない。
【００３４】
また、上記メチルメタクリレート系（共）重合物を主成分とする基板６は、上記重合物を射出成形、押し出し成形、注型成形など公知の方法で厚さ０．５〜５ｍｍの板状にしたものが用いられる。
【００３５】
本発明においてフレネルレンズシート２を製造するには、本発明の組成物を、フレネルレンズ用成形型に塗工し、基板６を上記塗工した樹脂の上から空気が入らないように加圧積層し、紫外線を照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた後にシートを金型から剥離して行う。
【００３６】
【実施例】
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例中の「部」は重量部を示す。
【００３７】
合成例１および２
表１に示す（ｃ１）とジカルボン酸（ｃ２）およびその配合比（重量比）に従って下記合成法にて本発明のポリエステル（Ｃ−１およびＣ−２）を得た。得られたポリエステルの屈折率（２５℃）をアッベ屈折率計（アタゴ社製）を用い測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
（合成法）
攪拌機、冷却管および温度計を備えた四つ口フラスコに、規定量の（ｃ１）と規定量の（ｃ２）およびジブチルチンオキサイド０．０２５部を取り、１０ｍｍＨｇ、２００℃の条件で８時間、脱水エステル化反応を行いポリエステルを得た。
【００３９】
合成例３
攪拌機、冷却管および温度計を備えたオートクレーブに、ラウリルアルコールを５５８部とり５０℃にてエチレンオキサイド２６４部を注入した後、２００℃で２時間反応を行った。得られたアルコール８２２部に５酸化２リン１３７部加え８０〜９０℃で２時間反応させて本発明のリン酸エステル（Ｄ−１）を得た。
【００４０】
合成例４
合成例３と同様の装置にオクチルアルコール５２０部とり５０℃にてエチレンオキサイド１７６部を反応させた後、５酸化２リン２８０部を反応させ本発明のリン酸エステル（Ｄ−２）を得た。
【００４１】
比較合成例１
攪拌機、冷却管および温度計を備えた四つ口フラスコに、ラウリン酸４００部とり、室温にてトリエタノールアミン３００部を加え、室温にて２時間反応させてラウリン酸とトリエタノールアミンの塩（Ｄ−３）を得た。
【００４２】
【表１】
0003650172.tif 000004
表中のＥＯはエチレンオキサイドを、ＰＯはプロピレンオキサイドを示す。
【００４３】
実施例１〜５
表２に示す配合比（重量比）に従って配合し、本発明の樹脂組成物（実施例１〜５）を得た。それぞれの３５℃での粘度をＢＬ型粘度計（東京計器社製）にて測定した。また、５０μの膜を調整し、紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ2 照射し硬化物を得た後、２５℃での屈折率を測定した。それぞれの３５℃での粘度と硬化物の屈折率を表３に示す。
【００４４】
比較例１〜３
表２に示す配合比（重量比）に従って配合し比較の樹脂組成物（比較例１〜３）を得た。それぞれの３５℃での粘度と硬化物の屈折率を表３に示す。
【００４５】
試験例
実施例１〜５および比較例１〜３の各樹脂組成物を用いて下記試験法に従いフレネルレンズを作製し、基板との密着性、金型からの離型性、耐傷性、帯電防止性の試験を行った。結果を表３に示す。
【００４６】
（試験法）
表２の樹脂組成物を３５℃に温度調節し、予めクロムメッキを施したフレネルレンズの金型（５０ｃｍ×５０ｃｍ）にディスペンサーを用いて５０〜１５０μｍに塗工し、メチルメタクリレート系共重合物からなる厚さ２ｍｍの基板（住友化学製：スミペックスＨＴ）を、上記金型に充填した樹脂の上から空気が入らないように加圧積層し、高圧水銀灯を用いて紫外線を１，０００ｍＪ／ｃｍ2 照射して紫外線硬化性樹脂を硬化させた後に、金型を剥離しフレネルレンズシートを得た。
離型時の離型性および得られたフレネルレンズの性能を次の方法で評価した。
0003650172.tif 000005
【００４７】
【表２】
0003650172.tif 000006
0003650172.tif 000007
【００４８】
【表３】
0003650172.tif 000008
【００４９】
【発明の効果】
本発明のフレネルレンズ用紫外線硬化性樹脂組成物は、下記の効果を有する。
（１）メチルメタクリレート重合物、または、メチルメタクリレートと他の（メタ）アクリレートとの共重合物を主成分とする基板との密着性に優れる。
（２）フレネルレンズなどの光学部品の成形が容易である。
（３）硬化後の樹脂は、屈折率が１．５４以上と高く、耐薬品性、強靱性、耐熱性および耐冷性が優れる。（４）硬化後の樹脂は、帯電防止性が優れている。
上記効果を奏することから本発明の組成物はとくにフレネルレンズ用材料として極めて有用である。
本発明の透過型スクリーンは、上記フレネルレンズ用紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させて得たフレネルレンズシートを有するため、表面の耐傷性に優れたフレネルレンズ面を有し、透過型スクリーンの輸送中やアセンブリ時に他のレンズシートと接触しても傷付くことがなく、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとの間にシリコンオイル等を塗布する等の表面処理を施す必要がない。
また、本発明の透過型スクリーンは、帯電防止性能に優れたフレネルレンズ面を有し、透過型スクリーンのアセンブリ時にほこり等の付着がなく、作業者の取り扱い作業性も向上する。
さらに、本発明の透過型スクリーンは、屈折率が１．５４以上と高いため、短焦点のフレネルレンズを形成して透過型スクリーンと投射光源間の距離を短くできるため、特に大型画面サイズのプロジェクションテレビの薄型化、小型化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の透過型スクリーンの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  透過型スクリーン
２  フレネルレンズシート
３  レンチキュラーレンズ
５  フレネルレンズ
６  基板
【図１】
0003650172.tif 000011