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JP2006131866A - 樹脂組成物、及びそれを用いた光学部材とその製造方法 - Google Patents

樹脂組成物、及びそれを用いた光学部材とその製造方法 Download PDF

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JP2006131866A
JP2006131866A JP2005008151A JP2005008151A JP2006131866A JP 2006131866 A JP2006131866 A JP 2006131866A JP 2005008151 A JP2005008151 A JP 2005008151A JP 2005008151 A JP2005008151 A JP 2005008151A JP 2006131866 A JP2006131866 A JP 2006131866A
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Takeo Tomiyama
健男 富山
Akihiro Yoshida
明弘 吉田
Shingo Kobayashi
真悟 小林
Hiromasa Kawai
宏政 河合
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Resonac Corp
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】硬化物の光学的透明性が高く、耐光性、耐熱性、機械特性に優れ、さらに保存安定性に優れる樹脂組成物、当該樹脂組成物を用いた光学的透明性が高く、耐光性、耐熱性、機械特性に優れる光学部材、及び当該光学部材を短時間で簡易に作製する製造方法を提供する。
【解決手段】モノマー成分(A)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレート、モノマー成分(B)として(メタ)アクリレート、エポキシの硬化剤(C)として酸無水物を含有してなり、25℃で液体であり、加熱又は光照射によって硬化する樹脂組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、その硬化物の光学的透明性が高く、耐熱性、耐光性、機械特性に優れる樹脂組成物、及びその硬化物を用いた透明基板、レンズ、接着剤、光導波路、発光ダイオード(LED)、フォトトランジスタ、フォトダイオード、固体撮像素子等の光半導体素子用途に好適な光学部材及びその製造方法に関する。
従来、光学部材用樹脂には透明性や耐光性に優れるアクリル系樹脂が一般に多用されてきた。一方、光・電子機器分野に利用される光学部材用樹脂には、電子基板等への実装プロセスや高温動作下での耐熱性や機械特性が求められ、エポキシ系樹脂がよく用いられていた。しかし、近年、光・電子機器分野でも高強度のレーザ光や青色光や近紫外光の利用が広がり、従来以上に透明性、耐熱性、耐光性に優れた樹脂が求められている。
一般にエポキシ樹脂は可視域での透明性は高いが、紫外から近紫外域では十分な透明性が得られない。中でも脂環式ビスフェノールAジグリシジルエーテル等を用いたエポキシ樹脂は比較的透明性が高いが、熱や光によって着色し易い等の問題点がある。例えば、特許文献1、2では、脂環式ビスフェノールAジグリシジルエーテルに含まれる着色原因の一つである不純物の低減方法が開示されているが、更なる耐熱、耐紫外線着色性の向上が求められている。
一方、光学特性に優れるアクリル系樹脂の欠点である耐熱性の向上も検討され、アクリル主鎖間への架橋構造の導入の例がある。例えば、特許文献3では、エポキシ基を含有する(メタ)アクリル系重合体及び多価カルボン酸との架橋による反応生成物が開示されている。しかし、実施例に示されているように、エポキシ基を含有する(メタ)アクリル系重合体が硬化剤の多価カルボン酸に不溶なことから、有機溶媒に溶解して成形、硬化しなくてはならない。また、エポキシ基を含有する低分子量の(メタ)アクリル系重合体を液状エポキシモノマーに溶解し硬化剤と反応させる例が、非特許文献1にて報告されている。しかし、この系も(メタ)アクリル系重合体の可溶化剤として、耐熱、耐光性に劣る液状エポキシモノマーを用いているため、更なる特性の向上が求められている。
したがって、無溶剤系で室温において液状であり成形、硬化が容易で、その硬化物の透明性、耐光性、耐熱性、機械特性に優れる、光学部材に好適な樹脂組成物が望まれている。
特開2003−171439号公報 特開2004−75894号公報 特開2003−160640号公報 「第53回ネットワークポリマ講演討論会予稿集」p49−52 「ネットワークポリマ」Vol.24,N0.3(2003)p148−155
本発明は、その硬化物の光学的透明性が高く、耐光性、耐熱性、機械特性に優れ、さらに保存安定性に優れる樹脂組成物を提供するものである。また、本発明は、その樹脂組成物を用いて光学的透明性が高く、耐光性、耐熱性、機械特性に優れる光学部材を提供し、さらに光学部材を短時間で簡易に作製する製造法を提供するものである。
本発明は、[1]モノマー成分(A)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレート、モノマー成分(B)として(メタ)アクリレート、エポキシの硬化剤(C)として酸無水物を含有してなり、25℃で液体であり、加熱又は光照射によって硬化する樹脂組成物である。
また、本発明は、[2]さらに、ラジカル重合開始剤(D)と、エポキシ硬化促進剤(E)とを含有してなる上記[1]に記載の樹脂組成物である。
また、本発明は、[3]モノマー成分(A)及びモノマー成分(B)のラジカル重合と、モノマー成分(A)及びエポキシの硬化剤(C)のイオン重合の両方が加熱又は光照射により進行する上記[1]または上記[2]に記載の樹脂組成物である。
また、本発明は、[4]モノマー成分(A)及びモノマー成分(B)を含有する第一液と、エポキシの硬化剤(C)、ラジカル重合開始剤(D)及びエポキシ硬化促進剤(E)を含有する第二液とを混合してなり、加熱又は光照射によって硬化することを特徴とする上記[2]または上記[3]に記載の樹脂組成物である。
また、本発明は、[5]上記[1]ないし上記[4]のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化して作製した光学部材である。
また、本発明は、[6]上記[1]ないし上記[4]のいずれかに記載の樹脂組成物を用い、モノマー成分(A)及びモノマー成分(B)のラジカル重合を光照射により行い、さらに、モノマー成分(A)とエポキシの硬化剤(C)のイオン重合をその後の加熱によって行うことを特徴とする光学部材の製造方法である。
本発明の樹脂組成物は、その硬化物の光学的透明性が高く、高温保管後の透過率の低下が少なく、高温での曲げ強度も大きく、耐熱性と機械特性に優れるため、光半導体用封止樹脂等の電子材料用途樹脂組成物として好適である。また、本発明の樹脂組成物は、保存安定性にも優れる。そして、耐熱性、耐光性、機械強度に優れる本発明の樹脂組成物を光学部材へ適用することで光学素子の寿命や信頼性が向上する。また、本発明の光学部材の製造方法は、短時間で簡易に硬化物を得ることができる。
本発明の樹脂組成物は、モノマー成分(A)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレート、モノマー成分(B)として(メタ)アクリレート、エポキシの硬化剤(C)として酸無水物を含有する。これに加え、更にラジカル重合開始剤(D)やエポキシ硬化促進剤(E)を含有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、エポキシ基含有(メタ)アクリレート(モノマー(A)成分)及び(メタ)アクリレート(モノマー(B)成分)のラジカル重合によって、アクリル主鎖を形成し、更に、アクリル側鎖のエポキシ基と酸無水物(エポキシの硬化剤(C))のイオン重合によって、アクリル主鎖内及び主鎖間の架橋を形成するため、アクリル樹脂の優れた光学特性とエポキシ樹脂の優れた耐熱特性及び機械特性の両立が可能となる。
アクリレートのラジカル重合とエポキシ基と酸無水物のイオン重合を行い、エポキシ樹脂をアクリレートで変性することは、例えば、「ネットワークポリマ」Vol.24,N0.3(2003)p148−155にも報告されている。しかし、これらはアクリレートモノマとエポキシモノマを用い、それぞれ別々に架橋した相互貫入高分子網目構造を形成するために、硬化物の透明性等の特性が低下するという問題がある。
これに対し、本発明の樹脂組成物の材料系ではエポキシ基含有(メタ)アクリレート、(メタ)アクリレート及び酸無水物を用いることによって、アクリル主鎖内及び主鎖間にエポキシ基と酸無水物の架橋構造を形成するため、均一で高い透明性を有する樹脂硬化物を得ることができる。
本発明で用いるモノマー成分(A)であるエポキシ基含有(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、グリシジルメタクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート、1,4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル等が挙げられ、中でもグリシジルメタクリレートが好ましい。ここで、本発明で用いる「(メタ)アクリレート」は、アクリレートまたはメタアクリレートを意味する(以下同じ)。
本発明で用いるモノマー成分(B)である(メタ)アクリレートとしては、特に限定されないが、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、イソボルニルアクリレート等が挙げられ、これらは単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。また、モノマー成分(B)は多官能の(メタ)アクリレートを含んでいても良い。多官能の(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート等が挙げられる。
本発明で用いるエポキシの硬化剤(C)としては、特に限定されないが、25℃で液状の酸無水物、例えば、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸等が挙げられ、中でも脂環式酸無水物が好ましく、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、水素化メチルナジック酸無水物が特に好ましい。
本発明で用いるラジカル重合開始剤(D)としては、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤等、通常のラジカル重合に使用できるものはいずれも使用することができる。アゾ系開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサノン−1−カルボニトリル、アゾジベンゾイル等が挙げられ、過酸化物開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート等が挙げられる。
また、ラジカル重合を光ラジカル重合により行う場合には、ラジカル重合開始剤(D)として、上記アゾ系開始剤や過酸化物開始剤等のラジカル熱重合開始剤の替わりに光ラジカル重合開始剤を用いることができる。光ラジカル重合開始剤としては工業的UV照射装置の紫外線を効率良く吸収して活性化し、硬化樹脂を黄変させないものであれば特に制限されるものではなく、例えば、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、オリゴ(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−(1−メチルビニル)フェニル)プロパノン、オリゴ(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4―(1−メチルビニル)フェニル)プロパノンとトリプロピレングリコールジアクリレートとの混合物、及びオキシ−フェニル−アセチックアシッド−2−(2−オキソ−2−フェニル−アセトキシ−エトキシ)−エチルエステルとオキシ−フェニル−アセチックアシッド−2−(2−ヒドロキシ−エトキシ)−エチルエステルの混合物等が挙げられる。
本発明で用いるエポキシ硬化促進剤(E)としては、特に限定されないが、例えば、4級ホスホニウム塩系、4級アンモニウム塩系、イミダゾール系、DBU(1,8−ジアザ−ビシクロ−(5,4,0)−ウンデセン−7)脂肪酸塩系、金属塩系、トリフェニルフォスフィン系等が挙げられる。4級ホスホニウム塩系としては、例えば、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムブロマイド等が、4級アンモニウム塩系としては、テトラエチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムブロマイド等が、イミダゾール系としては、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−[2−メチルイミダゾリル−(1)]エチル−s−トリアジン、2−フェニルイミダゾリン等が、DBU脂肪酸塩系としては、DBUの2−エチルヘキサン酸塩が、金属塩系としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫等が、好ましい。
硬化物の架橋構造は、用いるラジカル重合開始剤(D)の半減期温度及びエポキシ硬化促進剤(E)のゲル化温度の関係に依存する。一般的にラジカル重合開始剤の半減期温度の方が、エポキシ硬化促進剤のゲル化温度より低いので、先ず(メタ)アクリレートのラジカル重合が進み、(メタ)アクリル主鎖が形成され、引き続いてエポキシ基と酸無水物のイオン重合が進み、アクリル主鎖内及び主鎖間に架橋構造が形成される。しかし、ラジカル重合開始剤の半減期温度とエポキシ硬化促進剤のゲル化温度が近い組み合わせを選択することによって、アクリル主鎖の立体的な拘束がなく、より密な架橋構造を得ることができると考えられる。
本発明における(A)成分と(B)成分の配合量は、それぞれの重量比が(A):(B)=30:70〜90:10となるように配合することが好ましく、50:50〜90:10となるように配合することが特に好ましい。(A)成分の比率が30未満であると、架橋密度が小さくなり過ぎるため耐熱性が低下する。一方、(A)成分の比率が90を超えると架橋密度が高くなり過ぎるため弾性率が大きく、脆くなる傾向がある。
本発明におけるエポキシの硬化剤(C)成分の配合量は、その酸無水物基と(A)成分のエポキシ基との当量比(酸無水物基/エポキシ基)で0.5〜1.2とすることが好ましい。この当量比が1.2を超えて大きいと、硬化物が熱や紫外線によって着色し易くなる。一方、当量比が0.5未満では、耐熱性が低下する傾向がある。
本発明におけるラジカル重合開始剤(D)成分の配合量は、(A)成分、及び(B)成分の総量100重量部に対して0.01〜5重量部とすることが好ましく、0.1〜1重量部とすることが特に好ましい。この配合量が5重量部を超えると硬化物が熱や紫外線によって着色し易くなり、0.01重量部未満では硬化し難くなる傾向がある。
本発明における(E)成分の配合量は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の総量100重量部に対して、0.01〜5重量部とすることが好ましく、0.1〜1重量部とすることが特に好ましい。この配合量が5重量部を超えると硬化物が熱や近紫外線によって着色し易くなり、0.01重量部未満では硬化し難くなる傾向がある。
本発明の樹脂組成物には、上記の成分以外に、ヒンダードアミン系の光安定剤、フェノール系やリン系の酸化防止剤、紫外線吸収剤、無機充填剤、有機充填剤、カップリング剤、重合禁止剤等を添加することができる。また、成形性の観点から離型剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤等を添加してもよい。これらは、樹脂硬化物の光透過性を確保する観点から液状であることが好ましいが、固形の場合には用いる波長以下の粒径を有するものとすることが望ましい。
本発明の樹脂組成物を用いた光学部材の製造方法は、モノマー成分(A)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレート、モノマー成分(B)として(メタ)アクリレート、及びエポキシの硬化剤(C)として酸無水物を含み、任意にラジカル重合開始剤(D)及びエポキシ硬化促進剤(E)をさらに含みうる、室温(25℃)で液体の樹脂溶液を、加熱又は光照射によって、(A)成分及び(B)成分のラジカル重合と、(A)成分及び(C)成分のイオン重合の両方を進行させ、硬化させることを特徴とする。樹脂組成物の形態としては、(A)成分、(B)成分及び(C)成分、必要に応じて添加される(D)成分及び(E)成分を混合調製した樹脂溶液でもよいが、(A)及び(B)を含有する第一液と、(C)、(D)及び(E)を含有する第二液とに分けておくことで、それぞれの保存安定性を向上させることができ、使用時には第一液と第二液を混合することにより本発明の樹脂組成物が得られる。
本発明の樹脂組成物を用いた光学部材の製造方法は、樹脂溶液を所望の部分に注型、ポッティング、又は金型へ流し込み、加熱又は光照射によって硬化させる。また、硬化阻害や着色防止のため、予め窒素バブリングによって樹脂組成物中の酸素濃度を低減することが望ましい。
熱硬化の場合の硬化条件は、各成分の種類、組み合わせ、添加量にもよるが、最終的にラジカル重合とイオン重合の両方が完結する温度、時間であればよく、特に限定されないが、好ましくは、60〜150℃で1〜5時間程度である。また、急激な硬化反応により発生する内部応力を低減するために、硬化温度を段階的に昇温することが望ましい。さらに、より短時間で簡易に硬化物を得るために、まず光照射により(A)成分及び(B)成分の光ラジカル重合を行い、ついでこれを加熱することで(A)成分と(C)成分のイオン重合を行うことも可能である。
以上、説明した本発明の樹脂組成物は、その硬化物の光学的透明性が高く、耐熱性、耐光性、機械特性に優れる樹脂組成物であり、その硬化物は、透明基板、レンズ、接着剤、光導波路、発光ダイオード(LED)、フォトトランジスタ、フォトダイオード、固体撮像素子等の光半導体素子用途の光学部材として好適である。
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。
(実施例1)
モノマー成分(A)のエポキシ基含有(メタ)アクリレートとしてグリシジルメタクリレート(ライトエステルG,共栄社化学株式会社製)42重量部に、モノマー成分(B)の(メタ)アクリレートとしてメチルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)10重量部、エポキシの硬化剤(C)の酸無水物としてメチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)48重量部、ラジカル重合開始剤(D)としてアゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.2重量部、エポキシ硬化促進剤(E)としてテトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、液状の樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を、3mm厚及び1mm厚のシリコーン製のスペーサーをガラス板で挟んだ型の中に流し入れ、オーブン中で80℃、100℃、125℃、150℃で各1時間の条件で加熱し、3mm厚及び1mm厚の硬化物を得た。
(実施例2)
グリシジルメタクリレート(ライトエステルG,共栄社化学株式会社製)42重量部に、t−ブチルアクリレート(大阪有機化学工業株式会社製)10重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)48重量部、アゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.2重量部、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、液状の樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を用いて、実施例1と同様に3mm厚及び1mm厚の硬化物を得た。
(実施例3)
グリシジルメタクリレート(ライトエステルG,共栄社化学株式会社製)32重量部に、1,9−ノナンジオールアクリレート(ライトアクリレート1,9−ND−A,共栄社化学株式会社製)32重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)36重量部、アゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.2重量部、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、液状の樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を用いて、実施例1と同様に3mm厚及び1mm厚の樹脂硬化物を得た。
(実施例4)
グリシジルメタクリレート(ライトエステルG,共栄社化学株式会社製)32重量部に、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート(NKエステルA−9300,新中村化学工業株式会社製)32重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)36重量部、アゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.2重量部、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、液状の樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を用いて、実施例1と同様に3mm厚及び1mm厚の樹脂硬化物を得た。
(実施例5)
3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタクリレート(サイクロマーM100,ダイセル化学株式会社製)42重量部に、メチルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)10重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)48重量部、アゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.2重量部、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、液状の樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を用いて、実施例1と同様に3mm厚及び1mm厚の樹脂硬化物を得た。
(実施例6)
グリシジルメタクリレート(ライトエステルG,共栄社化学株式会社製)42重量部に、メチルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)10重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)48重量部、光ラジカル重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184,チバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製)1重量部、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、液状の樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を、3mm厚及び1mm厚のシリコーン製のスペーサーをガラス板で挟んだ型の中に流し入れ、超高圧水銀ランプを用い、照度11.6mW/cm、積算露光量3000mJ/cmでラジカル重合させた。さらにオーブン中で100℃、125℃、150℃、各1時間の条件で加熱し、3mm厚及び1mm厚の樹脂硬化物を得た。
(比較例1)
メチルメタクリレート(和光純薬工業株式会社製)100重量部、及びアゾビスイソブチロニトリル(和光純薬工業株式会社製)0.2重量部を室温(25℃)にて混合し、樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を、3mm厚及び1mm厚のシリコーン製のスペーサーをガラス板で挟んだ型の中に流し入れ、オーブン中で、60℃で6時間、110℃で1時間加熱し、3mm厚及び1mm厚の樹脂硬化物を得た。
(比較例2)
グリシジルメタクリレート(ライトエステルG,共栄社化学株式会社製)47重量部、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(HN−5500,日立化成工業株式会社製)53重量部及びテトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート(ヒシコーリンPX−4ET,日本化学工業株式会社製)1重量部を室温(25℃)にて混合し、樹脂組成物溶液を調整した。この樹脂溶液を用いて、比較例1と同様に3mm厚及び1mm厚の硬化物を得た。
上記実施例1〜6、比較例1、2の配合を纏めて表1に示した。
Figure 2006131866
表1中の数字は重量部、A1:グリシジルメタクリレート、A2:3,4−エポキシシクロヘキシルメチルメタアクリレート、B1:メチルメタクリレート、B2:t−ブチルアクリレート、B3:1,9−ノナンジオールジアクリレート、B4:エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、C1:メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、D1:アゾビスイソブチロニトリル、E1:テトラブチルホスホニウムジエチルホスホジチオネート、F1:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを示す。
上記実施例1〜6、比較例1、2で得られた樹脂硬化物について、ガラス転移温度、曲げ強度、光透過率、及び黄変度を下記に示す方法により測定した。
ガラス転移温度(Tg)は、3mm厚の樹脂硬化物から3×3×20mmの試験片を切り出し、示差型熱機械分析装置(Rigak製TAS100型)を用い測定した。昇温速度5℃/分の条件で試料の熱膨張を測定し、熱膨張曲線の屈曲点からTgを求めた。
曲げ強度は、3×20×50mmの試験片を切り出し、三点曲げ試験装置(インストロン製5548型)を用いてJIS−K−6911に準拠した3点支持による曲げ試験を行い、下記式(1)から曲げ強さを算出した。支点間距離は24mm、クロスヘッド移動速度は0.5mm/分、測定温度は室温(25℃)及び半導体パッケージ実装時のリフロー温度に近い250℃で行った。
Figure 2006131866

(式(1)中、σfB:曲げ強さ(MPa)、P’:試験片が折れた時の加重(N)であり、L:支点間距離、W:試験片の幅、h:試験片の厚さである。)
光透過率と黄変度は、分光光度計(日立分光光度計V−3310)を用い、1mm厚の試験片で測定した。透過率は硬化後(初期)及び耐熱変色性の評価として150℃で72時間の高温放置した後に測定した。黄色味を示す黄変度(YI)は測定した透過スペクトルを用い、標準光Cの場合の三刺激値XYZを求め、下記式(2)から求めた。
Figure 2006131866
上記実施例1〜6、比較例1、2の機械特性、すなわちガラス転移温度、室温(25℃)と250℃での曲げ強度と、光学特性、すなわち硬化後(初期)と高温放置後での波長400nmでの光透過率及び黄変度を表2に示した。
Figure 2006131866
実施例1〜6では、いずれもガラス転移温度が150℃以上と耐熱性に優れ、また、高温での曲げ強度も3MPa以上と大きい。更に、光学特性についても初期の透過率が高く、黄変度が小さく、高温放置後での透過率の低下が少なく、黄変度の変化量も小さいことが分かる。一方、比較例1のようにアクリル主鎖内及び主鎖間に架橋構造が形成されていないと、耐熱性、高温での強度が、また、比較例2のように架橋密度が高すぎても高温での強度、着色性、高温処理後の光透過率等が劣ることがわかる。

Claims (6)

  1. モノマー成分(A)としてエポキシ基含有(メタ)アクリレート、モノマー成分(B)として(メタ)アクリレート、エポキシの硬化剤(C)として酸無水物を含有してなり、25℃で液体であり、加熱又は光照射によって硬化する樹脂組成物。
  2. さらに、ラジカル重合開始剤(D)と、エポキシ硬化促進剤(E)と、を含有してなる請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 前記モノマー成分(A)及び前記モノマー成分(B)のラジカル重合と、前記モノマー成分(A)及び前記エポキシの硬化剤(C)のイオン重合の両方が加熱又は光照射により進行する請求項1または2に記載の樹脂組成物。
  4. 前記モノマー成分(A)及び前記モノマー成分(B)を含有する第一液と、前記エポキシの硬化剤(C)、前記ラジカル重合開始剤(D)及び前記エポキシ硬化促進剤(E)を含有する第二液とを混合してなり、加熱又は光照射によって硬化する請求項2または3に記載の樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物を硬化して作製した光学部材。
  6. 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物を用い、モノマー成分(A)及びモノマー成分(B)のラジカル重合を光照射により行い、モノマー成分(A)及びエポキシの硬化剤(C)のイオン重合をその後の加熱によって行う光学部材の製造方法。
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