(57)【要約】本発明は、レプリカを製造する方法に関し、その方法は、型と基体又はブランクとの間における硬化性樹脂組成物の提供、ＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行すること、及び、このように製造されたレプリカを型から取り除くことを含み、そのレプリカは、基体及びそれに提供された型の再現品を含む。また、本発明は、反応性化合物のＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行することによって得られるレプリカ、特に低い波長、即ち１９０ｎｍ〜４００ｎｍについて高い透明度を有するレプリカに関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
レプリカを製造する方法であって、
当該方法は、
型と基体又はブランクとの間における硬化性樹脂組成物の提供、
ＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行すること、及び
このように製造されたレプリカを該型から取り除くことを含み、
該レプリカは、該基体及びそれに提供された該型の複製品を含む方法において、
使用される該樹脂組成物は、ケイ素に基づいた反応性材料であることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記樹脂組成物は、
【化１】
2006509870.tif 000006
及び
【化２】
2006509870.tif 000007
を含み、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４＝水素、Ｃ１−Ｃ１０のアルキル、ビニル、フェニル、ヒドロキシド、アミノ、ハロゲン原子であり、且つ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも一つは、水素であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記樹脂組成物は、
【化３】
2006509870.tif 000008
をさらに含み、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、請求項２に開示したのと同じ意味を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記樹脂組成物は、
【化４】
2006509870.tif 000009
をさらに含み、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、請求項２に開示したのと同じ意味を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
成分（１）は、前記硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、４０重量％〜７０重量％の量で存在することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
成分（２）は、前記硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、１５重量％〜４０重量％の量で存在することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
成分（３）は、前記硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、１０重量％〜３０重量％の量で存在することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
成分（４）は、前記硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、１．０重量％〜５．０重量％の量で存在することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
ケイ素に基づいた反応性材料を含む混合物のＵＶ開始又は熱硬化処理を実行することによって得られるレプリカ。
【請求項１０】
前記ケイ素に基づいた反応性材料は、
【化５】
2006509870.tif 000010
及び
【化６】
2006509870.tif 000011
を含み、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４＝水素、Ｃ２−Ｃ１０のアルキル、ビニル、フェニル、ヒドロキシド、アミノ、ハロゲン原子であり、且つ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも一つは、水素であることを特徴とする請求項９に記載のレプリカ。
【請求項１１】
前記ケイ素に基づいた反応性材料は、
【化７】
2006509870.tif 000012
をさらに含み、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、請求項１０に開示したのと同じ意味を有することを特徴とする請求項１０に記載のレプリカ。
【請求項１２】
前記ケイ素に基づいた反応性材料は、
【化８】
2006509870.tif 000013
をさらに含み、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、請求項１０に開示したのと同じ意味を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のレプリカ。
【請求項１３】
それの透明度は、少なくとも５０時間の期間の間に、１００μｍの厚さ、１００μＷ／ｃｍ２の強度、及び１９０ｎｍ〜４００ｎｍの波長で測定される、適用される波長について透明であるガラス材料に複製されるとき、少なくとも２０％であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一項に記載のレプリカ。
【請求項１４】
それの透明度は、少なくとも５０００時間の期間の間に、１００μｍの厚さ、０．５ｍＷ／ｃｍ２の強度、及び１９０ｎｍ〜４００ｎｍの波長で測定される、適用される波長について透明であるガラス材料に複製されるとき、少なくとも９０％であることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載のレプリカ。
【請求項１５】
それは、複屈折のものではないことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一項に記載のレプリカ。
【請求項１６】
得られる当該レプリカは、光学構成部品であることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか一項に記載のレプリカ。
【請求項１７】
得られる前記光学構成部品は、（非）球面レンズ、レンズアレイ、プリズム、回折格子、若しくは光学的用途のための別のレリーフ構造、又はそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１６に記載のレプリカ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レプリカを製造する方法に関し、その方法は、型と基体又はブランクとの間における硬化性樹脂組成物の提供、ＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行すること、及びこのように製造されたレプリカを型から取り除くことを含み、そのレプリカは、基体及びそれに提供された型の再現品を含む。また、本発明は、反応性混合物又は組成物のＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行することによって得られるレプリカ、特に短い波長、即ち１９０ｎｍ〜４００ｎｍについて高い透明度を有するレプリカに関する。
【背景技術】
【０００２】
複製成形技術は、周知である。このような技術において、最終製品の基体のネガコピーである基体を有するレプリカの型は、種型から最初に作成される。そして、最終製品は、レプリカの型のネガの表面に対して成形され、このように種型の表面の構成を再現する。
【０００３】
このような方法は、それ自体が、本出願人の名前で出願された特許文献１から知られている。複製の工程は、型又はレプリカの所望の光学プロフィールのネガである正確に定義された表面を有する、鋳型を用いる。型又は鋳型の表面の定義後の正確な決定において、レプリカの合成樹脂の収縮を、考慮に入れなければならない。少量の液体の硬化性の合成樹脂組成物が、型の表面に提供される。ＵＶ光に透明であってもなくてもよい基体は、所望の側面で型に対して続けて加圧されるか、又は、型は、基体に対して加圧され、その結果として合成樹脂は、基体の表面と型の表面との間に押し広がる。前記液体の合成樹脂組成物を、型の代わりに基体に提供してもよい。合成樹脂の混合物を、硬化させると共に、結合した硬化した合成樹脂の層を供えた基体は、型から取り除かれる。合成樹脂の層の無い表面は、型の、対応する表面のネガである。複製の工程の利点は、複雑な屈折面、例えば非球面を有するレンズのような光学構成部品を、基体を複雑な研磨の処理にさらすことなく、比較的単純な様式で製造することができることである。重合の手段によるこのような複製の欠点は、収縮の発生である。特に結合可能な樹脂組成物の流れが、ゲル化又は重合による粘度の実質的な増加によって妨げられるとすれば、さらなる重合は、応力の発達に、又は、早期の剥離に、至ることになる。製品が、特に複製の工程の場合におけるように、型から実質的に取り除かれるとすれば、特に、形成された製品が、密に結合した重合体のネットワークで構成されるとすれば、応力の部分的な緩和のみが、起こる。しかしながら、このような結合した重合体のネットワークは、形成された製品の凝集に望ましいものである。
【０００４】
レプリカの型を形成するために使用される重合体組成物の臨界条件を、レプリカの型を形成するための多数の商業的に利用可能な樹脂を使用して、ガラスの表面の正確な複製品を得るための多くの失敗した試みによって確認しておいた。
【０００５】
例えば、低い融点のポリエチレンは、最終的なプラスチックレンズを再現する型の表面に微視的な欠陥を形成するようにみえる。また、これらの材料が、硬化するプラスチックレンズの歪曲を予防するためには十分に硬質な且つ剛性のものであることは、信じられない。他方では、線形のポリメチルメタクリラートのような材料は、レプリカの型を生じさせるが、その型の表面は、プラスチックレンズを形成する際に主として使用される材料の一つによって溶剤攻撃される。この種類の溶剤の攻撃は、最終的なプラスチックレンズに、それを不満足なものにする、艶消し仕上げを生じさせる。
【０００６】
いくつかの重合体の材料を容認できないものにする別の性質は、成形されるプラスチックレンズからのそれらの離型の特性である。
【０００７】
高い光の透過率、高い屈折率、成形の後の低い残留する複屈折などのような基本的な光学特性は、複写機、プリンターなどのようなＯＡ機器のみならず、普通のカメラ、使い捨てカメラ、ビデオカメラなどのような様々なカメラ、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ビデオ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、ブルー・レイなどのような光記録ユニットに用いられる幾何学的な光学レンズに要求される。加えて、高い熱的安定性、高い硬さのみならず高い機械的強度、低い水の吸収、高い耐候性、高い耐溶剤性などのような一般的な特性が、また、要求される。さらに、低い費用での生産のために、優れた成形性が、要求される。
【０００８】
前述の基本的な光学特性を有する光学素子は、それ自体が、次の条件式
（ケイ素に基づいた樹脂におけるＲ１ＳｉＯ３／２として存するケイ素原子の数）／（ケイ素に基づいた樹脂におけるケイ素原子の総数）≧０、
（ケイ素に基づいた樹脂におけるＳｉＯ４／２として存するケイ素原子の数）／（ケイ素に基づいた樹脂におけるケイ素原子の総数）≧０、
（ケイ素に基づいた樹脂におけるＲ１ＳｉＯ３／２として存するケイ素原子の数）＋（ケイ素に基づいた樹脂におけるＳｉＯ４／２として存するケイ素原子の数）×１００／（ケイ素に基づいた樹脂におけるケイ素原子の総数）≧１０％
を満足し、ここでＲ１は、水素原子、水酸基、アミノ基、ハロゲン原子、又は有機基を表す、ケイ素に基づいた樹脂を含む特許文献２から知られている。
【０００９】
前述の硬化性のケイ素樹脂が含まれる光学素子を、射出成形、押出し成形、鋳込みタイプの成形などのような成形方法を用いて成形してもよい。所望の低い複屈折を得るために、成形は、好ましくは、可能であれば、圧力の印加無しに実行される。例に開示されるように、結果として生じるシリコーン樹脂組成物を、４０気圧でレンズ成形のダイの中に射出し、且つ、約１５０℃で加熱した。ＵＶ及び遠ＵＶの適用において、前述の方式で作られた光学素子の不都合は、透過度が、その構成部品を通じた長い光路により、低過ぎ得ることである。
【特許文献１】米国特許第４，８９０，９０５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２８５，５１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明の目的は、ＵＶ又は遠ＵＶに透明なガラスの複製を通じて光学構成部品を製造する方法を提供することであり、これによりＵＶ又は遠ＵＶについての透過度を大きく改善する。
【００１１】
本発明の目的は、レプリカを製造する方法を提供することであり、ここでＵＶ又は深ＵＶについて十分な透過度を有する反応性材料が、適用される。
【００１２】
本発明の別の目的は、レプリカを製造する方法を提供することであり、ここで容易に複製することができると共に（遠）ＵＶ光に相対的に鈍感である材料が、使用される。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、反応性化合物のＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行することによって得られるレプリカを提供することであり、ここで十分に良好な非球面の素子が得られる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
冒頭の段落で述べた方法は、本発明によって、使用される樹脂組成物が、ケイ素に基づいた反応性材料であることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る樹脂組成物は、
【００１６】
【化９】
2006509870.tif 000002
及び
【００１７】
【化１０】
2006509870.tif 000003
を含み、ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４＝水素、Ｃ１−Ｃ１０のアルキル、ビニル、フェニル、ヒドロキシド、アミノ、ハロゲン原子であり、且つ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４の少なくとも一つは、水素である。
【００１８】
本発明の好適な実施形態において、樹脂組成物は、
【００１９】
【化１１】
2006509870.tif 000004
をさらに含み、ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、既に前に開示したのと同じ意味を有する。
【００２０】
加えて、樹脂組成物が、
【００２１】
【化１２】
2006509870.tif 000005
をさらに含み、ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３、及びＲ４は、既に前に開示したのと同じ意味を有することは、好適である。
【００２２】
また、樹脂組成物が、金属の触媒、例えば白金に基づいた触媒を、５ｐｐｍ〜１０ｐｐｍのＰｔの量で、含むことは、留意されることである。
【００２３】
成分（１）が、硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、４０重量％〜７０重量％の量で存在することは、好適である。
【００２４】
加えて、成分（２）が、硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、１５重量％〜４０重量％の量で存在することは、好適である。
【００２５】
さらに、成分（３）が、硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、１０重量％〜３０重量％の量で存在することは、好適である。
【００２６】
成分（４）が、硬化性樹脂組成物の総重量に基づいて、１．０重量％〜５．０重量％の量で存在することは、好適である。
【００２７】
本発明は、さらに、ケイ素に基づいた反応性材料を含む混合物のＵＶ光開始又は熱硬化処理を実行することによって得られるレプリカに関し、ここで樹脂組成物は、前述の成分（１）及び（２）を含む。本発明の付加的な実施形態を、添付する請求項に開示する。
【００２８】
本発明に係る前述の目的を得るために、得られるレプリカの透明度は、少なくとも５０時間の期間の間、１００μｍの厚さ、１００μＷ／ｃｍ２の強度、且つ１９０ｎｍ〜４００ｎｍの波長で測定される、適用される波長について透明であるガラス材料に複製されるとき、少なくとも２０％である。
【００２９】
好適な実施形態において、本発明に係るレプリカの透明度は、少なくとも５０００時間の期間の間、１００μｍの厚さ、０．５ｍＷ／ｃｍ２の強度、且つ１９０ｎｍ〜４００ｎｍの波長で測定される、適用される波長について透明であるガラス材料に複製されるとき、少なくとも９０％である。
【００３０】
本発明によって得られる光学構成部品は、（非）球面レンズ、レンズアレイ、プリズム、回折格子、若しくは光学的用途のための別のレリーフ構造、又はそれらの組み合わせであり、ここでレプリカは、それが、複屈折のものではないことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明のこれらの及び他の態様は、以後に記載する好適な実施形態から明らかになると共にその実施形態を参照して説明されることになる。
【００３２】
［例］
Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓの登録商標、成分（１）〜（４）の混合物）で作られた４ｍｍの半径を備えた半球の円柱レンズは、５２７ｎｍの波長及び５００マイクロＷ／ｃｍ２の強度で、たったの５％の初期の透過度を有するが、その透過度は、数時間内に１％より下まで減少する。ＵＶに透明な石英レンズに複製された同じ材料の１００ミクロンの層は、同じ線量及び波長で、数日の期間にわたって８０％の透過度を有する光学素子に帰着する。
【国際調査報告】
2006509870.tif 000014
2006509870.tif 000015
2006509870.tif 000016
2006509870.tif 000017