專利名稱：菲涅耳透鏡用電離射線固化型樹(shù)脂組合物和透射型投影屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于制造菲涅耳透鏡等光學(xué)用品的電離放射線固化型樹(shù)脂組合物。尤其涉及與基材粘合性優(yōu)異的電離放射線固化型樹(shù)脂組合物以及具有設(shè)置由該電離放射線固化型樹(shù)脂組合物構(gòu)成的菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡片的透射型投影屏。
目前作為用于投影電視等的透射型投影屏，為人們所知的有，例如用于把來(lái)自CTR等光源的擴(kuò)散光轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫泄鈧魉徒o觀眾的菲涅耳透鏡片，和為將定量光源有效利用，起到只將光線分布到觀眾的可視范圍內(nèi)的作用的凸凹式透鏡片的組合。
近年來(lái)，由于投影電視的大型化發(fā)展，特別是電視機(jī)本身越來(lái)越薄，光源與投影屏間的距離縮短，為使來(lái)自光源的光以大角度、小的反射損失率投射到投影屏上，在菲涅耳透鏡片上使用由大折射率的材料構(gòu)成的短焦點(diǎn)透鏡片。
以前制造上述透射型投影屏用的高折射率的短焦點(diǎn)透鏡片需用透明性良好的聚甲基丙烯酸甲酯(折射率n=1.49)和高折射率的聚苯乙烯(折射率n=1.59)等共聚成的丙烯基-苯乙烯共聚物(折射率n=1.56-1.57)樹(shù)脂片，將該片用加熱壓力成形等方法使表面成形為菲涅耳透鏡形狀，做成菲涅耳透鏡片。
但用現(xiàn)有的加熱壓力方法，要想做成大面積的菲涅耳透鏡片，為了重現(xiàn)其表面復(fù)雜的形狀，加熱時(shí)，需要極嚴(yán)密的溫度管理，加工成形工序復(fù)雜，且加壓及冷卻均需要時(shí)間，存在著生產(chǎn)性極低的問(wèn)題。
因此，作為現(xiàn)有的加熱壓力法的替代成形加工法，提出了使用紫外線固化型樹(shù)脂，在基材上形成菲涅耳透鏡，只使用紫外線等電離放射線的照射，即可在短時(shí)間內(nèi)快速做成菲涅耳透鏡片的方法(見(jiàn)特開(kāi)平3-9301號(hào)公報(bào)等)。
現(xiàn)有的菲涅耳透鏡用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物，其固化物的折射率一加大，固化樹(shù)脂就變硬，耐磨性便降低，將凸凹式透鏡片與菲涅耳透鏡片組合使用時(shí)，運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生在菲涅耳透鏡片表面上留下擦痕的問(wèn)題。若為提高表面的耐磨性而使其成為柔軟的組成的話，折射率便會(huì)下降，尚沒(méi)有能使耐磨性和折射率同時(shí)保證的方法。
因此，為解決這一問(wèn)題，提出了使用特開(kāi)平5-117348號(hào)所公開(kāi)的組成的方法。但是為提高折射率，在組合物中使用了溴基丙烯酸酯，在作為廢棄物燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生鹵素化合物，存在環(huán)境污染的問(wèn)題。同時(shí)，此組合物與菲涅耳透鏡片的基材的粘合性較低，需添加用來(lái)提高與基材的粘合性的底漆，存在制造工序復(fù)雜的問(wèn)題。
本發(fā)明以提供用于制造具有高折射率及優(yōu)異的耐磨性，與合成樹(shù)脂制的基材粘合性優(yōu)異的菲涅耳透鏡片的菲涅耳透鏡用放射線固化型樹(shù)脂組合物和提供使用該組合物的透射型投影屏為目的。
本發(fā)明是在菲涅耳透鏡用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物中含有下述(A)-(D)，固化后的折射率為1.55或以上的菲涅耳透鏡用放射線固化型樹(shù)脂組合物。
(A)用下述的化學(xué)式1表示的雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯?；瘜W(xué)式1
(但是，化學(xué)式1中，R是H或CH3、n是1或以上的整數(shù)。)(B)單功能(甲基)丙烯酸酯。
(C)二功能(甲基)丙烯酸酯。
(D)聚合物而且，本發(fā)明的組合物，優(yōu)選含有雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯10-50重量份，單功能(甲基)丙烯酸酯10-50重量份，二功能(甲基)丙烯酸酯10-50重量份，聚合物1-20重量份。
而且，本發(fā)明的透射型投影屏的特征在于，具有一種在以甲基丙烯酸甲酯為主要成分的透明的樹(shù)脂，或聚苯乙烯類樹(shù)脂，或聚碳酸酯類樹(shù)脂的基材上，設(shè)置由上述組合物固化的樹(shù)脂構(gòu)成的菲涅耳透鏡的菲涅耳透鏡片。


圖1是表示本發(fā)明的透射型投影屏的截面圖。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)了利用特定的雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、單功能(甲基)丙烯酸酯、二功能(甲基)丙烯酸酯、聚合物同聚合引發(fā)劑、添加劑一起聚合，可產(chǎn)生既能保持高折射率，又具有優(yōu)異的耐磨性及與合成樹(shù)脂基材的粘合性優(yōu)異的菲涅耳透鏡，從而完成了本發(fā)明。
并且在本發(fā)明中，(甲基)丙烯酸酯是指含有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯中的任何一種或兩種皆含的物質(zhì)。
本發(fā)明中，在(A)中表示的雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯，由于使它在樹(shù)脂組合物中為10-50重量份，所以可以既保持了良好的固化度和高折射率，又保持了良好的作業(yè)粘度。但如含有量份小于10重量份，則固化性變差，折射率也不增大，粘度下降。反之，如大于50重量份，則粘度過(guò)高，作業(yè)性惡化，與基材的粘合性下降。
(A)的化合物中n是3-5時(shí)為佳，4為最佳。小于3，則折射率和粘度降低，固化物變脆；大于5，則粘度增加，作業(yè)性差，所以不理想。而且，R為H時(shí)，從固化性考慮是好的。
本發(fā)明中所用的(B)表示的單功能(甲基)丙烯酸酯樹(shù)脂，由于在組合物中含有10-50重量份，可以既保持了高折射率，又保持了良好的作業(yè)粘度，還對(duì)固化物的柔軟性有利。但如含有量小于10重量份，則粘度增加，柔軟性消失，與基材的粘合性也不足；如大于50重量份，則粘度低、固化性及從菲涅耳透鏡的模具的脫模性差、折射率也降低。
作為單功能(甲基)丙烯酸酯，有N-乙烯基吡咯烷酮、四氫呋喃丙烯酸酯、2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、異冰片丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯基羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯基羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基丙基(甲基)丙烯酸酯等。
本發(fā)明中(C)表示的二功能(甲基)丙烯酸酯樹(shù)脂，在樹(shù)脂組合物中含10-50重量份為佳，可保持高折射率和良好的作業(yè)粘度，提高與基材的粘合性。但如含有量小于10重量份，則粘度增加，與基材的結(jié)合性不足，從模具上的脫模性也變壞；如大于50重量份，粘度與折射率均降低。
作為二功能(甲基)丙烯酸酯，有乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A四乙氧基二丙烯酸酯、雙酚A四丙氧基二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
本發(fā)明中所用的聚合物，在樹(shù)脂組合物中含1-20重量份為佳，4-10重量份為最佳，與基材的結(jié)合性優(yōu)異，對(duì)固化物的柔軟度也有利。但如含量小于1％，與基材的粘合性及固化物的柔軟性均不足；大于20％，則粘度變高，固化性降低。
本發(fā)明中，可使用的聚合物有，丙烯酸樹(shù)脂、氨基甲酸酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂等。從柔軟性考慮，氨基甲酸酯樹(shù)脂為佳。氨基甲酸酯樹(shù)脂重量平均分子量為1萬(wàn)-30萬(wàn)、玻璃化溫度(Tg)為-40℃-60℃。優(yōu)選重量平均分子量18萬(wàn)-23萬(wàn)，Tg為-35℃～-25℃。
在本發(fā)明的樹(shù)脂組合物中添加聚合引發(fā)劑。作為聚合添加劑，可使用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物聚合時(shí)一般使用的物質(zhì)，有，二苯甲酮、1-羥基環(huán)己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙酮-1、2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基膦氧化物等。
本發(fā)明的樹(shù)脂組合物，可以在合成樹(shù)脂組合物中添加一般使用的各種添加劑。這樣的添加劑有，例如，可塑劑、鍍平劑、消泡劑、脫模劑、阻聚合劑、紫外線吸收劑、阻氧化劑等。
圖1是表示本發(fā)明透射型投影屏的截面圖。
如圖1所示，本發(fā)明透射型投影屏透鏡1，包含使本發(fā)明的菲涅耳透鏡用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物固化得到的菲涅耳透鏡4。菲涅耳透鏡片2是在基材5之上，由本發(fā)明的樹(shù)脂形成的菲涅耳透鏡4。
作為基材，若使用以甲基丙烯酸甲酯為主要成分的透明合成樹(shù)脂、聚苯乙烯類樹(shù)脂、聚碳酸酯類樹(shù)脂的片、薄膜，與本發(fā)明的樹(shù)脂的粘合性最好，沒(méi)有必要在基材上添加一層底漆，而且，以甲基丙烯酸甲酯為主要成分的透明合成樹(shù)脂，所有光線的穿透率高，十分理想。
本發(fā)明中透射型投影屏1，除與圖1所示的凸凹式透鏡片3配合以外，還可以與其他的投影屏用透鏡片組合而制造出來(lái)。
使用本發(fā)明的樹(shù)脂組合物制造菲涅耳透鏡片2時(shí)，首先，向具有菲涅耳透鏡面的模具填充樹(shù)脂組合物，然后，在添入模具的樹(shù)脂上層疊、按壓，注意不要讓氣泡進(jìn)入與基材5之間的空隙，再?gòu)幕?照射紫外線等電離放射線，使樹(shù)脂固化后，從模具脫模。
可用于使本發(fā)明的樹(shù)脂組合物固化的電離放射線有水銀燈、碳弧、黑光燈、金屬鹵化物燈等光源發(fā)出的紫外線、電子束等。
下面，列舉本發(fā)明的具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例和比較例將組成示于表1的菲涅耳透鏡用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物，填充在已鍍上鉻的長(zhǎng)寬各1米的菲涅耳透鏡模具里，在樹(shù)脂組合物上，將長(zhǎng)1m，寬2m，厚2mm的甲基丙烯酸甲酯類樹(shù)脂組成的基材(住友化學(xué)制スミペツクスHT)加壓層疊，注意不要混入空氣，再用高壓水銀燈照射紫外線30秒鐘，用1500mJ/cm2紫外線照射量使樹(shù)脂組合物固化后，脫模，得到菲涅耳透鏡片。
用下述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)樹(shù)脂組合物填充的作業(yè)性、固化性、與基材的粘合性、脫模性以及做成的菲涅耳透鏡片的耐磨性、折射率，其結(jié)果見(jiàn)表1。
評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)a粘度作業(yè)性好的為良好作業(yè)性不好的為不良b固化性固化物表面以手感不粘的為良好固化物表面以手感粘的為不良c與基材的粘合性橫切剝離時(shí)，無(wú)剝離的為良好橫切剝離時(shí)，有剝離的為不良注橫切剝離是用JISK5400,8.5.2的圍棋盤(pán)格條法操作的。
d耐傷性用指甲劃，不留痕跡的為良好用指甲劃，留痕跡的為不良表1
<p>注)表示表中物質(zhì)的記號(hào)意義如下。
A1表示化學(xué)式1中，R=H、n=4的化合物。
單功能(甲基)丙烯酸酯。
B1苯氧基乙基丙烯酸酯B22-羥基-3-苯基羥基丙基丙烯酸酯、B3苯基羥乙基丙烯酸酯二功能(甲基)丙烯酸酯C1雙酚A四丙氧基二丙烯酸酯C2乙二醇二甲基丙烯酸酯聚合物D1丙烯酸樹(shù)脂(聚甲基丙烯酸甲酯、重量平均分子量9.5萬(wàn))D2聚酯類聚氨基甲酸酯樹(shù)脂(重量平均分子量為22萬(wàn)、Tg:-20℃)聚合引發(fā)劑E11-羥基環(huán)己基苯基酮如上所述，實(shí)施例1、2中所有項(xiàng)目都優(yōu)異。
如以上說(shuō)明，從本發(fā)明的菲涅耳透鏡用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物得到的固化物既能保持高折射率，又具有柔軟性，所以既具有優(yōu)異的耐磨性，又具有與基材良好的粘合性，制造時(shí)，該組合物的粘度、固化性、脫模性俱佳，所以只采用將該組合物涂在基材上，照射電離放射線的簡(jiǎn)單操作方法，就可得到短焦點(diǎn)的菲涅耳透鏡片。且，由于上述菲涅耳透鏡片具有柔軟性，所以耐磨性優(yōu)異，在與凸凹式透鏡片組合使用時(shí)，也不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)輸途中的振動(dòng)而擦傷菲涅耳透鏡表面，無(wú)需使用防擦傷的硅油等緩沖油。且不含有害物質(zhì)，燃燒廢棄時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，無(wú)環(huán)保問(wèn)題。并且，如上所述，該組合物與基材的粘合性優(yōu)異，故不需在基材上添加一層底漆，使制造工序變得簡(jiǎn)單。
并且，本發(fā)明的透射型投影屏，由于可以形成短焦點(diǎn)的菲涅耳透鏡，縮短了透射型投影屏和光源間的距離，所以特別是使大型的投影電視的超薄化、小型化成為可能，也對(duì)投影電視的大型化有益。
權(quán)利要求
1.一種菲涅耳透鏡用電離放射線固化型樹(shù)脂組合物，該組合物是含有下述的(A)-(D)，固化后的折射率在1.55或以上的菲涅耳透鏡用放射線固化型樹(shù)脂組合物。(A)用下述的化學(xué)式1表示的雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯?；瘜W(xué)式1
(但是，化學(xué)式1中，R是H或CH3、n是1或以上的整數(shù)。)(B)單功能(甲基)丙烯酸酯(C)二功能(甲基)丙烯酸酯(D)聚合物
2.權(quán)利要求1所述的組合物，它含有雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯10-50重量份、單功能(甲基)丙烯酸酯10-50重量份、二功能(甲基)丙烯酸酯10-50重量份，及聚合物1-20重量份。
3.一種透射型投影屏，它具有菲涅耳透鏡片，該透鏡片是在基材上，設(shè)置由權(quán)利要求1所述的組合物的固化物而構(gòu)成的。
全文摘要
本發(fā)明提供適用于制造不易擦傷、折射率大的菲涅耳透鏡等光學(xué)零件的電離放射線固化型樹(shù)脂組合物以及由它制造的透射型投影屏。該組合物是含有(A)－(D),固化后的折射率在1.55或以上的菲涅耳透鏡用放射線固化型樹(shù)脂組合物。(A)式1表示的雙酚A型環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯。(式1中,R是H或CH
文檔編號(hào)C08F2/46GK1230572SQ9910341
公開(kāi)日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1999年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月26日
發(fā)明者大澤太, 向山智明, 森雅行 申請(qǐng)人:大日本印刷株式會(huì)社