(57)【要約】【課題】  黄着色等がなく、耐光性に優れた光学素子を重合性化合物の光重合によって提供する。【解決手段】  重合性組成物中に含まれる光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長λ１よりも、重合性組成物中に含まれる紫外線吸収剤の最も長波長の吸収波長λ２が大きい重合性組成物の光重合によって形成されたものであるる光学素子。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合性組成物中に含まれる光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長λ１よりも、重合性組成物中に含まれる紫外線吸収剤の最も長波長の吸収波長λ２が大きい重合性組成物の光重合によって形成されたものであることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ１よりも長波長側の光吸収領域で、前記重合性化合物の吸光度よりも吸光度が大きな光吸収領域を有する紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記重合性化合物の４２０ｎｍの光の透過率が２０％以上であることを特徴とする請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
前記重合性組成物中の濃度の光重合開始剤の４５０ｎｍ以上の光の透過率が６０％以上であることを特徴とする請求項２記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等の撮像光学系、表示デバイス等の投影光学系、画像表示装置等の観察光学系などの光学系に用いる光学素子に関するものであり、特に太陽光暴露後の着色や加工後の着色に優れる光学素子である。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラや携帯カメラのモジュール等の小型の光学素子が急速に普及してきている。小型化を進める上で、レンズ加工・成形技術だけでなく材料そのものの光学特性も重要視されている。
高屈折率の材料を用いれば、曲率半径の小さいレンズを作製できるし、低分散の材料を用いれば色収差補正用のレンズ群が不要となる。このように、高屈折・低分散の材料や安価な材料があればより、光学系の小型化や軽量化低コスト化に貢献できる。
【０００３】
また、近年、透明樹脂を所定の形状にポッティングやプレス成形によって光学素子を形成することが行われている。ところが、屋外で使用する場合には、透明樹脂は合成樹脂であるために、紫外線等によって脈理を生じたり変色する等の問題があった。そこで、紫外線吸収剤を添加して、紫外線に対する耐光性を高めることが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
屋外において使用される透明樹脂からなる光学素子の場合、太陽光暴露による着色の他に、原材料の構成成分由来の着色が問題になることがある。本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、重合性官能基を有する化合物から製造された光学素子において、特定の紫外線吸収剤を添加することにより、太陽光暴露による着色を防止・低減し、また重合性化合物等の原材料の成分由来の着色を防止・低減することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、重合性組成物中に含まれる光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長λ１よりも、重合性組成物中に含まれる紫外線吸収剤の最も長波長の吸収波長λ２が大きい重合性組成物の光重合によって形成されたものである光学素子である。
前記重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ１よりも長波長側の光吸収領域で、前記重合性化合物の吸光度よりも吸光度が大きな光吸収領域を有する紫外線吸収剤を含有する前記の光学素子である。
前記重合性化合物の４２０ｎｍの光の透過率が２０％以上である前記の光学素子である。
前記重合性組成物中の濃度の光重合開始剤の４５０ｎｍ以上の光の透過率が６０％以上である前記の光学素子である。
【発明の効果】
【０００６】
光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長と紫外線吸収剤の紫外線吸収特性とを特定することによって、着色がなく、耐光性も良好な光学素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、重合性組成物の光重合によって作製した光学素子が屋外で使用された場合の太陽光暴露による着色を、光重合する重合性組成物に対して特定の特性を有する紫外線吸収剤を配合することによって防止、あるいは低減することができ、また重合性組成物の成分由来の着色を防止し、低減することが可能であることを見いだしたものである。
本発明の光学素子の光重合反応による硬化には、光源として、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が用いることができる。また、光重合開始剤の特性を選択することによって、１００ｎｍから４００ｎｍまでの紫外線のみならず、４００ｎｍから８００ｎｍまでの可視光線を用いることができる。
【０００８】
以上のような波長領域の光による光重合反応においては、本発明の光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長λ１よりも、重合性組成物中に含まれる紫外線吸収剤の最も長波長の吸収波長λ２を大きくすることによって、光重合する重合性化合物の着色劣化の引き金となる光を紫外線吸収剤が吸収することによって耐光性が向上する。
また、光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ１よりも長波長側の光吸収領域で、前記重合性組成物中の吸光度が前記重合性化合物の吸光度よりも大きな光吸収領域を有する紫外線吸収剤を配合すると、常に紫外線吸収剤によって光重合する重合性化合物の劣化に作用する外部光を低減または抑止することが可能となり、更に耐光性向上に寄与する。
【０００９】
本発明における光重合する重合性化合物の光吸収は、光学素子の製造に使用する組成物中に含まれている光重合する重合性化合物を、光路長１０ｍｍの測定セルによって３００ｎｍから８００ｎｍの光によって測定した光吸収曲線から求めたものであって、光重合する重合性化合物の光吸収領域の最も短波長側の波長λ１は、具体的には、透過率が１％となる最も短い波長である。
前記組成物中に含まれている重合性化合物が一種である場合には、その重合性化合物の光吸収を上記のように測定することができるが、複数種の重合性化合物が含まれている場合には、前記組成物中の配合比と等しい配合比で配合した重合性化合物の光吸収を測定することができる。
【００１０】
また、紫外線吸収剤の吸光度は前記組成物中に含まれている紫外線吸収剤の濃度と等しい濃度の紫外線吸収剤のクロロホルム溶液を調製して光路長１０ｍｍの測定セルによって３００ｎｍから８００ｎｍの光によって測定した光吸収曲線から求めたものである。
【００１１】
光学素子の作製に使用することができる光重合する重合性化合物としては、光重合開始剤の存在下で光重合によって光硬化反応するもので、一つもしくは複数の反応基を有するものを用いることができる。
具体例としては、アクリレート、メタクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチルプロパントリ（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシナネート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどを挙げることができる。
【００１２】
これらの重合性化合物は、単独、または複数種を混合したものであって良く、モノマーに限らず、これらのオリゴマーであってもよい。なお、本発明において、（メタ）アクリレートは、アクリレート、メタアクリレートの少なくともいずれか一方を含むものを意味する。
【００１３】
また、本発明においては、光重合する重合性化合物の光路長１０ｍｍの４２０ｎｍの光の透過率が２０％以上のものを用いることで、光重合する重合性化合物由来の黄着色が生じることを防止することができ、これよりも透過率が低い場合、黄色が目立つ場合がある。
【００１４】
光重合開始剤としてはベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オンなどを挙げることができる。
【００１５】
また、光重合開始剤としては、重合性組成物中の光重合開始剤の濃度と等しい濃度の光重合開始剤のクロロホルム溶液が、波長４５０ｎｍ以上のでの光路長１０ｍｍの透過率が６０％以上であることが好ましい。波長４５０ｎｍ以上の透過率が６０％未満の場合、黒黄色系の着色が目立ってくる。好ましくは８０％以上である。また、６０％以上あれば、光を電気信号に変換した後に補正することにより着色の補正が可能である。
また、光学素子を形成する場合、光重合開始剤量が多いとヒケ等の成形異常が起こり易いので、２質量％以下の量とすることが好ましい。
【００１６】
また、使用可能な紫外線吸収剤としては、使用する光重合性化合物、光重合開始剤の光吸収波長との関係で上記した関係を満たすものを使用することができる。具体的には、フェニルサリシレート、ｐ−ターシャリーブチルフェニルサリシレート、ｐ−オクチルフェニルサリシレート等のサリチル酸エステル系のもの、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−アセトキシエトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４，４’−ジメトキシ−５，５’−ジスルホベンゾフェノン・２ナトリウム塩等のベンゾフェノン系のもの、２（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジターシャリーブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−３’−ターシャリーブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジターシャリーブチルフェニル）−５−クロルベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジターシャリーアミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−５’−ターシャリーブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２（２’−ヒドロキシ−５’−ターシャリーオクチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系のもの、２’，４’−ジターシャリーブチルフェニル−３，５−ジターシャリーブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系のもの、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系のもの、ｐ−アミノ安息香酸ブチル様なアミノ安息香酸系等である。これらの中の一種または複数個を混合して用いることができる。
【００１７】
また、重合性化合物が、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレートとＮ−アリルカルバゾールの混合物、またはエチレンオキサイド変性ビスフェノールＦジアクリレートであり、紫外線吸収剤が２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾエートである光学素子である。
【実施例】
【００１８】
実施例１
光重合する重合性化合物としてジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート（共栄社化学製  ＤＣＰ−Ａ）９ｇ、Ｎ−アリルカルバゾール(日本蒸溜工業製）１ｇ、光重合開始剤として、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物（チバスペシャリティーケミカルズ製  イルガキュア５００）０．２ｇ、紫外線吸収剤として２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾエート（シプロ化成製  ＳＥＥＳＯＲＢ７０１）０．００２５ｇを５０℃にて混合溶解し真空脱泡を行った。
【００１９】
次いで、シリコーン系離型材を塗布したガラス基材に１２０ｍｇ塗布し、直径１２ｍｍのシリコーン系離型材を塗布した金型を上方からガラス基材からの距離が１ｍｍになるようにし、基材側から高圧水銀灯にて波長３６５ｎｍの照度で１００ｍＷ／ｃｍ2 を１００ｓｅｃ間照射することにより硬化させ、金型及び、ガラス基材から硬化物を剥がし、直径１２ｍｍ、厚さ１ｍｍの光学素子を得た。
【００２０】
重合性化合物の光吸収特性の測定
前記の光重合する重合性化合物としてジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート（共栄社化学製  ＤＣＰ−Ａ）９ｇとＮ−アリルカルバゾール(日本蒸溜工業製）１ｇの混合物を分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ４１００）によって、１０ｍｍの光路長の光吸収特性を測定し、その結果を図１に示す。光吸収領域の最も短い波長：λ１は３６０ｎｍであった。
【００２１】
紫外線吸収剤の光吸収特性の測定
紫外線吸収剤として使用した２−（２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−２Ｈ−ベンゾエート（シプロ化成製  ＳＥＥＳＯＲＢ７０１）の濃度０．０２５質量％のクロロホルム溶液の光吸収特性を分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ４１００）によって、１０ｍｍの光路長で測定し、その結果を図１に示す。光吸収領域の最も長い波長：λ２は４１０ｎｍであった。
【００２２】
以上の測定結果から、前記重合性化合物の吸光度よりも紫外線吸収剤の吸光度が大きくなる波長の領域は、３６０ｎｍから３８０ｎｍに存在した。
【００２３】
光学素子の初期透過率の測定
分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ４１００）にて波長８００〜３５０ｎｍにおける透過率を測定したところ、４５０ｎｍの透過率が８０％であった。
【００２４】
耐光性試験
得られた光学素子を鏡面加工したステンレス板上に置き、照明装置（住田光学製  ＬＳ−１６５ＵＶ）で４０５ｎｍにおける照度５００ｍＷで２時間照射して耐光性試験を行った。耐光性試験後に初期透過率の測定と同様に測定したところ、７０％であり、透過率のの低下は１０％であった。
【００２５】
比較例１
紫外線吸収剤として、２’，４’−ジターシャリーブチルフェニル−３，５−ジターシャリーブチル−４−ヒドロキシベンゾエート（シプロ化成製  ＳＥＥＳＯＲＢ７１２）０．００２５ｇを用いたことを除き実施例１と同様にして、光学素子を作製して、実施例１と同様な方法で評価を行った。
【００２６】
紫外線吸収剤の光吸収特性の測定
紫外線吸収剤として使用した２’，４’−ジターシャリーブチルフェニル−３，５−ジターシャリーブチル−４−ヒドロキシベンゾエート（シプロ化成製  ＳＥＥＳＯＲＢ７１２）の濃度０．０２５質量％のクロロホルム溶液の光吸収特性を分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ４１００）によって、１０ｍｍの光路長で測定し、その結果を、重合性化合物の光吸収特性とともに図２に示す。光吸収領域の最も長い波長：λ２は３５０ｎｍであった。
【００２７】
以上の測定結果から、前記重合性化合物の吸光度よりも紫外線吸収剤の吸光度が大きくなる波長の領域は存在しなかった。
また、初期着色性を示す波長４５０ｎｍでの透過率は８０％であり、耐光性試験後の透過率は３０％であり、透過率の低下は５０％であった。
【００２８】
実施例２
実施例１において、光重合する重合性化合物をエチレンオキサイド変性ビスフェノールＦジアクリレート（日本化薬製  カヤラッドＲ−７１２）１０ｇに変えた点を除き、実施例１と同様にして光学素子を作製し、実施例１と同様にして、重合性化合物の光吸収特性の測定、紫外線吸収剤の光吸収特性を測定し、光吸収特性の測定結果を図３に示す。
【００２９】
光重合開始剤の光吸収特性の測定
本実施例で用いた光重合開始剤である１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンとベンゾフェノンの等量混合物（チバスペシャリティーケミカルズ製  イルガキュア５００）を前記の重合性組成物中の濃度と等しい２．０質量％のクロロホルム溶液を調製して、光吸収特性を分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ４１００）によって、１０ｍｍの光路長で測定し、その結果を図３に示す。
【００３０】
前記重合性化合物の光吸収領域の最も短い波長：λ１は３２８ｎｍであり、４２０ｎｍでの光路長１０ｍｍの透過率は６２％であった。
また、光重合開始剤の重合性組成物中の濃度と等しい濃度のクロロホルム溶液の４５０ｎｍでの光路長１０ｍｍの透過率は９９％であった。
以上の測定結果から、前記重合性化合物の吸光度よりも紫外線吸収剤の吸光度が大きくなる波長の領域は、３２８ｎｍから３８０ｎｍに存在した。
また、実施例１と同様に初期着色性の評価および耐光性試験を行ったところ、初期着色性を示す波長４５０ｎｍでの透過率は７５％であり、耐光性試験後の透過率は６７％であり、透過率の低下は８％であった。
【００３１】
硬化直後の黄色度の測定
分光光度計（日立ハイテクノロジーズ製  Ｕ４１００）によって、波長４２０ｎｍにおける透過率を測定したところ、透過率は５９％であった。
【００３２】
実施例３
光重合開始剤としてビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルホスフィンオキシド、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトンの等量混合物（チバスペシャリティーケミカルズ製イルガキュア１８５０）０．０３ｇを用いた点を除き、実施例１と同様にして重合性組成物を組成物を調製した後に光学素子を作製した。
また、実施例１と同様にして、光重合開始剤の光吸収特性の測定を行って、重合性化合物および紫外線吸収剤の光吸収特性とともに図４に示す。
【００３３】
また、実施例２と同様に前記重合性化合物の光吸収領域の最も短い波長：λ１は３６０ｎｍであり、４２０ｎｍでの光路長１０ｍｍの透過率は９７％であった。
また、光重合開始剤の重合性組成物中の濃度と等しい濃度のクロロホルム溶液の４５０ｎｍでの光路長１０ｍｍの透過率は６０％であった。
以上の測定結果から、前記重合性化合物の吸光度よりも紫外線吸収剤の吸光度が大きくなる波長の領域は、３６０ｎｍから３８８ｎｍに存在した。
また、初期着色性は、波長４５０ｎｍでの透過率は８０％であり、耐光性試験後の透過率は７２％であり、透過率の低下は８％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の光重合する重合性化合物に光重合開始剤、紫外線吸収剤を添加した組成物を重合することによって得られる光学素子は、紫外線吸収剤の光吸収領域を所定の値としたので、耐光性が良好であって、黄着色等の着色がなく、太陽光による着色劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の一実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の比較例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施例の光学素子の製造用組成物の各成分の光吸収領域を説明する図である。
【図１】
2008216793.tif 000002
【図２】
2008216793.tif 000003
【図３】
2008216793.tif 000004
【図４】
2008216793.tif 000005