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公開番号2024167694
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023083944
出願日2023-05-22
発明の名称含フッ素ポリマーを含有する紫外光発光素子用レンズ、含フッ素ポリマーを含有する樹脂組成物、及び当該樹脂組成物の製造方法
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人三枝国際特許事務所
主分類C08F 24/00 20060101AFI20241127BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】本開示は、含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含み、表面硬度及び靭性が高い含フッ素ポリマー(A)を含有する紫外光発光素子用レンズの提供を一つの目的とする。
【解決手段】本開示は次の紫外光発光素子用レンズ等に関する。
含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含む含フッ素ポリマー(A)を含有する紫外光発光素子用レンズであって、
前記含フッ素ポリマー(A)の含フッ素脂肪族環は、環構成原子として1、2、又は3個のエーテル性酸素原子を有し、当該含フッ素脂肪族環が当該エーテル性酸素原子を複数含むときは当該エーテル性酸素原子は互いに隣り合わず、
前記含フッ素ポリマー(A)は、下記の特性(a)～(d):
(a)240nm～340nmの波長における平均透過率が85%以上
(b)鉛筆硬度がF以上
(c)曲げ強度が30MPa以上
(d)シャルピー衝撃値が5kJ/m²以上
を有する、紫外光発光素子用レンズ。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含む含フッ素ポリマー（Ａ）を含有する紫外光発光素子用レンズであって、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）の含フッ素脂肪族環は、環構成原子として１、２、又は３個のエーテル性酸素原子を有し、当該含フッ素脂肪族環が当該エーテル性酸素原子を複数含むときは当該エーテル性酸素原子は互いに隣り合わず、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、下記の特性（ａ）～（ｄ）：
（ａ）２４０ｎｍ～３４０ｎｍの波長における平均透過率が８５％以上
（ｂ）鉛筆硬度がＦ以上
（ｃ）曲げ強度が３０ＭＰａ以上
（ｄ）シャルピー衝撃値が５ｋＪ／ｍ
２
以上
を有する、紫外光発光素子用レンズ。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記含フッ素ポリマー（Ａ）が、下記式（Ａ１）：
TIFF
2024167694000011.tif
38
170
［式中、Ｒ
１
～Ｒ
４
はそれぞれ独立して、フッ素原子、Ｃ１－Ｃ５のパーフルオロアルキル基、又はＣ１－Ｃ５のパーフルオロアルコキシ基を示す。］
で表される構成単位
を主成分として含む、請求項１に記載の紫外光発光素子用レンズ。
【請求項３】
前記含フッ素ポリマー（Ａ）がフルオロオレフィン単位をさらに含む、請求項１又は２に記載の紫外光発光素子用レンズ。
【請求項４】
前記フルオロオレフィン単位が含フッ素パーハロオレフィン単位、フッ化ビニリデン単位、トリフルオロエチレン単位、ペンタフルオロプロピレン単位、及び１，１，１，２－テトラフルオロ－２－プロピレン単位からなる群から選択される少なくとも１種である請求項３に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
【請求項５】
前記含フッ素パーハロオレフィン単位が、クロロトリフルオロエチレン単位、テトラフルオロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）単位、パーフルオロ（エチルビニルエーテル）単位、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）単位、パーフルオロ（ブチルビニルエーテル）単位、及びパーフルオロ（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソール）単位からなる群から選択される少なくとも１種である請求項４に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
【請求項６】
前記フルオロオレフィン単位が、クロロトリフルオロエチレン単位、テトラフルオロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）単位、及びパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）単位からなる群から選択される少なくとも１種である請求項３に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
【請求項７】
前記含フッ素ポリマー（Ａ）中の全ての構成単位において、含フッ素脂肪族環を有する構成単位の割合が、５０～９０モル％であり、フルオロオレフィン単位の割合が１０～５０モル％である、請求項３に記載の紫外光発光素子用レンズ。
【請求項８】
前記紫外発光素子用光学レンズがフレネルレンズである請求項１又は２に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
【請求項９】
含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含む含フッ素ポリマー（Ａ）を含有する樹脂組成物であって、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）の含フッ素脂肪族環は、環構成原子として１、２、又は３個のエーテル性酸素原子を有し、当該含フッ素脂肪族環が当該エーテル性酸素原子を複数含むときは当該エーテル性酸素原子は互いに隣り合わず、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、下記の特性（ａ）～（ｄ）：
（ａ）２４０ｎｍ～３４０ｎｍの波長における平均透過率が８５％以上
（ｂ）鉛筆硬度がＦ以上
（ｃ）曲げ強度が３０ＭＰａ以上
（ｄ）シャルピー衝撃値が５ｋＪ／ｍ
２
以上
を有し、
前記樹脂組成物は、非プロトン性溶媒に実質的に溶解しない含フッ素ポリマー（Ｃ）を含有し、
前記含フッ素ポリマー（Ｃ）の樹脂組成物における含有量が、前記含フッ素ポリマー（Ａ）の含有質量に対し、１質量％以下である、
樹脂組成物。
【請求項１０】
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、（１）前記含フッ素脂肪族環を有する構成単位のみからなる含フッ素ポリマー（ａ）、並びに（２）前記含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含み及びフルオロオレフィン単位を含む含フッ素ポリマー（ｂ）の混合物であり、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、前記含フッ素ポリマー（ｂ）を５０質量％以上含有し、
前記含フッ素ポリマー（Ｃ）は、含フッ素ポリマー（ｂ）に含まれるフルオロオレフィン単位と同じフルオロオレフィン単位を主成分として含む、請求項９に記載の樹脂組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、含フッ素ポリマーを含有する紫外光発光素子用レンズ、含フッ素ポリマーを含有する樹脂組成物、当該樹脂組成物の製造方法等に関する。
続きを表示（約 5,100 文字）【背景技術】
【０００２】
発光素子用レンズでは、光の照射範囲、照射強度等の調整のため拡散等の機能が求められる。このため、形状に特徴のある発光素子用レンズ（例；フレネルレンズ）が要望されている。非晶質の含フッ素ポリマーの一部は、その透明性を活用し、発光素子（例；ＵＶ－ＬＥＤ）用レンズとして用途が報告されている（特許文献１～６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－１６２１９１号公報
国際公開第２００７／０８６４７８号
特開２０１６－００６８３２号公報
国際公開第２０１９／０８７３４８号
国際公開第２０１９／０４３８４０号
国際公開第２００９／０３４９５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非晶質の含フッ素ポリマーは透明性が高いものの、その多くは表面硬度が低く、ひっかきやこすれによって傷がつきやすかった。また、非晶質のフッ素ポリマーの一種は固い反面、割れやすかった。本発明者らは、これらのことに着目し、非晶質の含フッ素ポリマーを使用した発光素子用レンズであって、ひっかき傷がつきにくく、割れにくい発光素子用レンズを探求した。
本開示は、含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含み、表面硬度及び靭性が高い含フッ素ポリマー（Ａ）を含有する紫外光発光素子用レンズの提供を一つの目的とする。本開示は、含フッ素ポリマー（Ａ）を含有しつつ、透過率低下の原因となり得る含フッ素ポリマー（Ｃ）含有量が低減されており、含フッ素ポリマー（Ａ）の供給源として有用な樹脂組成物の提供を一つの目的とする。本開示は、当該樹脂組成物の製造方法の提供を一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、例えば次の態様を包含する。
項１．
含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含む含フッ素ポリマー（Ａ）を含有する紫外光発光素子用レンズであって、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）の含フッ素脂肪族環は、環構成原子として１、２、又は３個のエーテル性酸素原子を有し、当該含フッ素脂肪族環が当該エーテル性酸素原子を複数含むときは当該エーテル性酸素原子は互いに隣り合わず、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、下記の特性（ａ）～（ｄ）：
（ａ）２４０ｎｍ～３４０ｎｍの波長における平均透過率が８５％以上
（ｂ）鉛筆硬度がＦ以上
（ｃ）曲げ強度が３０ＭＰａ以上
（ｄ）シャルピー衝撃値が５ｋＪ／ｍ
２
以上
を有する、紫外光発光素子用レンズ。
項２．
前記含フッ素ポリマー（Ａ）が、下記式（Ａ１）：
TIFF
2024167694000001.tif
36
170
［式中、Ｒ
１
～Ｒ
４
はそれぞれ独立して、フッ素原子、Ｃ１－Ｃ５のパーフルオロアルキル基、又はＣ１－Ｃ５のパーフルオロアルコキシ基を示す。］
で表される構成単位
を主成分として含む、項１に記載の紫外光発光素子用レンズ。
項３．
前記含フッ素ポリマー（Ａ）がフルオロオレフィン単位をさらに含む、項１又は２に記載の紫外光発光素子用レンズ。
項４．
前記フルオロオレフィン単位が含フッ素パーハロオレフィン単位、フッ化ビニリデン単位、トリフルオロエチレン単位、ペンタフルオロプロピレン単位、及び１，１，１，２－テトラフルオロ－２－プロピレン単位からなる群から選択される少なくとも１種である項３に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
項５．
前記含フッ素パーハロオレフィン単位が、クロロトリフルオロエチレン単位、テトラフルオロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）単位、パーフルオロ（エチルビニルエーテル）単位、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）単位、パーフルオロ（ブチルビニルエーテル）単位、及びパーフルオロ（２，２－ジメチル－１，３－ジオキソール）単位からなる群から選択される少なくとも１種である項４に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
項６．
前記フルオロオレフィン単位が、クロロトリフルオロエチレン単位、テトラフルオロエチレン単位、ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）単位、及びパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）単位からなる群から選択される少なくとも１種である項３に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
項７．
前記含フッ素ポリマー（Ａ）中の全ての構成単位において、含フッ素脂肪族環を有する構成単位の割合が、５０～９０モル％であり、フルオロオレフィン単位の割合が１０～５０モル％である、項３～６のいずれか一項に記載の紫外光発光素子用レンズ。
項８．
前記紫外発光素子用光学レンズがフレネルレンズである項１～７のいずれか一項に記載の紫外発光素子用光学レンズ。
項９．
含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含む含フッ素ポリマー（Ａ）を含有する樹脂組成物であって、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）の含フッ素脂肪族環は、環構成原子として１、２、又は３個のエーテル性酸素原子を有し、当該含フッ素脂肪族環が当該エーテル性酸素原子を複数含むときは当該エーテル性酸素原子は互いに隣り合わず、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、下記の特性（ａ）～（ｄ）：
（ａ）２４０ｎｍ～３４０ｎｍの波長における平均透過率が８５％以上
（ｂ）鉛筆硬度がＦ以上
（ｃ）曲げ強度が３０ＭＰａ以上
（ｄ）シャルピー衝撃値が５ｋＪ／ｍ
２
以上
を有し、
前記樹脂組成物は、非プロトン性溶媒に実質的に溶解しない含フッ素ポリマー（Ｃ）を含有し、
前記含フッ素ポリマー（Ｃ）の樹脂組成物における含有量が、前記含フッ素ポリマー（Ａ）の含有質量に対し、１質量％以下である、
樹脂組成物。
項１０．
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、（１）前記含フッ素脂肪族環を有する構成単位のみからなる含フッ素ポリマー（ａ）、並びに（２）前記含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含み及びフルオロオレフィン単位を含む含フッ素ポリマー（ｂ）の混合物であり、
前記含フッ素ポリマー（Ａ）は、前記含フッ素ポリマー（ｂ）を５０質量％以上含有し、
前記含フッ素ポリマー（Ｃ）は、含フッ素ポリマー（ｂ）に含まれるフルオロオレフィン単位と同じフルオロオレフィン単位を主成分として含む、項９に記載の樹脂組成物。
項１１．
前記含フッ素ポリマー（Ａ）、前記含フッ素ポリマー（ａ）、及び前記含フッ素ポリマー（ｂ）が、下記式（Ａ１）：
TIFF
2024167694000002.tif
37
170
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、表面硬度及び靭性が高く、含フッ素脂肪族環を有する構成単位を主成分として含む含フッ素ポリマーを含有する紫外光発光素子用レンズを提供できる。本開示によれば、種々の光学素子（例えば、レンズ、プリズム、ディスプレイ材料、光導波路材）、光学材料用屈折率調整材、光学材料用３次元造形材料、光学デバイス向けシーラント用のフッ素材料等として有用な樹脂組成物を提供できる。本開示によれば、前記樹脂組成物の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示の前記概要は、本開示の各々の開示された実施形態または全ての実装を記述することを意図するものではない。
本開示の後記説明は、実例の実施形態をより具体的に例示する。
本開示のいくつかの箇所では、例示を通してガイダンスが提供され、及びこの例示は、様々な組み合わせにおいて使用できる。
それぞれの場合において、例示の群は、非排他的な、及び代表的な群として機能できる。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられる。
【０００８】
用語
本明細書中の記号及び略号は、特に限定のない限り、本明細書の文脈に沿い、本開示が属する技術分野において通常用いられる意味に理解できる。
本明細書中、語句「含有する」は、語句「から本質的になる」、及び語句「からなる」を包含することを意図して用いられる。
本明細書中に記載されている工程、処理、又は操作は、特に断りのない限り、室温で実施され得る。本明細書中、室温は、１０～４０℃の範囲内の温度を意味することができる。
本明細書中、表記「Ｃｎ－Ｃｍ」（ここで、ｎ、及びｍは、それぞれ、数である。）は、当業者が通常理解する通り、炭素数がｎ以上、且つｍ以下であることを表す。
本明細書中、「構成単位を主成分として含む」又は「単位を主成分として含む」は、対象となるポリマー中の全ての構成単位における特定の構成単位又は単位の割合が５０モル％以上であることを意味する。
【０００９】
本明細書中、特に断りのない限り、「含フッ素脂肪族環」は、環構成原子として、複数の炭素原子、及び１、２、又は３個のエーテル性酸素原子を有する。「含フッ素脂肪族環」が環構成原子として複数の酸素原子を含むときは、当該酸素原子は互いに隣り合わない。
「含フッ素脂肪族環」は、フッ素原子を含有する飽和脂肪族の単環を包含する。
「含フッ素脂肪族環」は、４員以上の環（例：４員環、５員環、６員環、７員環）を包含する。
「含フッ素脂肪族環」は、パーフルオロアルキル基（例：Ｃ１－Ｃ５の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基）及びパーフルオロアルコキシ基（例：Ｃ１－Ｃ５の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルコキシ基）からなる群から選択される少なくとも１種を置換基として有していてもよい。置換基の数は、１個以上とでき、例えば、１～４個、１～３個、１～２個、１個、２個、３個、又は４個であることができる。
「含フッ素脂肪族環」において、環構成炭素原子はフッ素原子を有していてもよい。
「含フッ素脂肪族環」の例は、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロオキセタン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロテトラヒドロフラン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロジオキソラン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロテトラヒドロピラン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロ－１，３－ジオキサン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロオキセパン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロ－１，３－ジオキセパン、１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロ－１，４－ジオキセパン、及び１個以上の置換基を有していてもよいパーフルオロ－１，３，５－トリオキセパンを含む。
【００１０】
本明細書中、特に断りのない限り、「アルキル基」の例は、メチル、エチル、プロピル（例：ｎ－プロピル、イソプロピル）、ブチル（例：ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル）、ペンチル（例：ｎ－ペンチル、ｔｅｒｔ－ペンチル、ネオペンチル、イソペンチル、ｓｅｃ－ペンチル、３－ペンチル）、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、及びデシル等の、直鎖状又は分枝鎖状の、Ｃ１－Ｃ１０（好ましくはＣ１－Ｃ７、より好ましくはＣ１－Ｃ６、より一層好ましくはＣ１－Ｃ４、特に好ましくはＣ１－Ｃ３）アルキル基、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、アダマンチル等の環状のＣ３－Ｃ１０（例えば、Ｃ３－Ｃ６、Ｃ４－Ｃ６、Ｃ３－Ｃ５、Ｃ５－Ｃ６）アルキル基を包含できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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