CN101172389B - 薄型光学透镜成型物的制造方法 - Google Patents

薄型光学透镜成型物的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供光学变形小、面精度的稳定性优异的薄型光学透镜成型物的制造方法。该方法是从注射成型机的喷嘴注射熔融的环状烯烃系树脂,并向模具装置的模腔填充该环状烯烃系树脂,从而制造凸缘部与透镜部介由凹部结合、该凸缘部的厚度在0.5mm以下、该凹部的厚度在该凸缘部的厚度以下且在0.4mm以下的直径在10mm以下的光学透镜成型物的方法,其特征在于,使在上述喷嘴注射方向的所述环状烯烃系树脂的速度v最快时的值vmax达到2500~20000mm/s而进行填充。

Description

薄型光学透镜成型物的制造方法
技术领域
本发明涉及薄型光学透镜成型物的制造方法。更详细而言,本发明涉及在特定条件下注射成型的薄型光学透镜成型物的制造方法。
背景技术
近年来,随着手机自身的薄型化等,装载于手机的照相机镜头组件也向薄型化发展。照相机镜头组件薄型化时,进行使作为构成该组件的构件的光学透镜的厚度本身变薄的设计。
这里,从光学透镜的加工性和设计自由度的观点出发,使用透明热塑性树脂,其中,从光学变形和耐热性的观点出发,可很好地使用环状烯烃系树脂(专利文献1,非专利文献1、2)。
专利文献1:特开平1-132626号公报
非专利文献1:Plastics,vol.43,No.7,P96,1992
非专利文献2:功能材料,vol.14,No.11,P51,1994
发明内容
但是,使用这样的环状烯烃系树脂,利用注射成型来加工薄型光学透镜成型物时,存在着光学透镜内部产生的光学变形增大或者面精度下降的问题。
本发明的目的在于提供拟解决上述问题的、光学变形小且面精度的稳定性优异的薄型光学透镜成型物的制造方法。
本发明人等为解决上述问题点进行了深入研究,结果发现,以特定的速度向模腔填充熔融树脂,即可制备光学变形小且面精度的稳定性优异的薄型光学透镜成型物,从而完成了本发明。
即,本发明的光学透镜成型物的制造方法是从注射成型机的喷嘴注射熔融环状烯烃系树脂,并向模具装置的模腔填充该环状烯烃系树脂填,从而制造凸缘部与透镜部介由凹部结合、该凸缘部的厚度在0.5mm以下、该凹部的厚度在该凸缘部的厚度以下且在0.4mm以下的直径在10mm以下的光学透镜成型物,其特征在于,包括以下工序:使在上述喷嘴注射方向的上述环状烯烃系树脂的速度v最快时的值vmax达到2500~20000mm/s而进行填充,所述环状烯烃系树脂用下述式(1)所示的修正Cross模型表示熔融粘度时的指数常数n为0.3~0.5
η = η 0 1 + ( η 0 · γ · / τ * ) 1 - n - - - ( 1 )
η0=B·exp(Tb/T)
式中,η表示在温度T(K)、剪切速度
Figure GSB00000590487400022
下的熔融粘度(Pa·s);η0表示考虑了温度影响的校正项;τ*表示剪切速度的校正项;B表示常数;Tb表示温度的校正项,
所述模具装置满足下述<A>或<B>:
<A>模腔与浇口介由浇口开口部结合,所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的浇口厚度t1、与所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的凸缘部的厚度t2满足下述式(1):
t2×0.1≤t1≤t2×0.8    (1)
所述浇口向着所述浇口开口部,在所述模腔宽度方向的两方向均等缩窄,并且,在所述模腔高度方向的一方缩窄,在该宽度方向缩窄的倾斜角度α及在该高度方向缩窄的倾斜角度β分别满足下述式(2)和(3):
30°≤α≤60°        (2)
20°≤β≤60°        (3)
<B>模腔与浇口介由浇口开口部结合,所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的浇口厚度t1、与所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的凸缘部的厚度t2满足下述式(1):
t2×0.1≤t1≤t2×0.8  (1)
所述浇口向着所述浇口开口部,在所述模腔宽度方向的两方向均等扩展,并且,在所述模腔高度方向的一方缩窄,在该宽度方向扩展的倾斜角度α及在该高度方向缩窄的倾斜角度β分别满足下述式(4)和(5):
30°≤α≤60°        (4)
20°≤β≤60°        (5)
所述透镜部成为光的光路,所述凸缘部是设置在透镜部外部的、保持透镜的部位,所速凹部是凸缘部与透镜部之间的薄壁部,所述直径是包含凸缘部的光学透镜成型体的直径。
上述环状烯烃系树脂优选含有至少1种极性基团。
根据本发明,可以得到光学变形小且面精度良好的薄型光学透镜成型物。该光学透镜成型物作为构成手机的照相机镜头单元或个人电脑的照相机单元等小型照相机单元的光学透镜是有用的。
附图说明
图1:图1(a)是本发明优选使用的模具装置中,从垂直方向观察模腔而得的外观图。图1(b)是沿图1(a)中线A的截面图。
图2:图2(a)是本发明优选使用的模具装置中,从垂直方向观察模腔而得的外观图。图2(b)是沿图2(a)中线A的截面图。
图3:图3(a)是本发明优选使用的模具装置中,从垂直方向观察模腔而得的外观图。图3(b)是沿图3(a)中线A的截面图。
图4:图4(a)和(b)是本发明优选使用的模具装置中,从垂直方向观察模腔而得的外观图。图4(c)是沿图4(a)和(b)中线A的截面图。
图5:图5是本发明所得的光学透镜成型物中,从垂直方向观察透镜部而得的外观图。
图6-1:图6-1是沿图5中线A的截面图。
图6-2:图6-2是沿图5中线A的截面图。
图6-3:图6-3是沿图5中线A的截面图。
图6-4:图6-4是沿图5中线A的截面图。
图6-5:图6-5是沿图5中线A的截面图。
图6-6:图6-6是沿图5中线A的截面图。
图7:图7是表示环状烯烃系树脂1的熔融粘度测定结果的图。
图8:图8是表示环状烯烃系树脂2的熔融粘度测定结果的图。
图9:图9是表示环状烯烃系树脂3的熔融粘度测定结果的图。
图10:图10(a)是实施例所使用的模具装置中,从垂直方向观察模腔而得的外观图。图10(b)是沿图10(a)中线A的截面图。
图11-1:图11-1(a)是实施例所使用的模具装置中,从垂直方向观察浇口而得的外观图。图11-1(b)是沿图11-1(a)中线A的截面图。
图11-2:图11-2(a)是实施例所使用的模具装置中,从垂直方向观察浇口而得的外观图。图11-2(b)是沿图11-2(a)中线A的截面图。
图11-3:图11-3(a)是实施例所使用的模具装置中,从垂直方向观察浇口而得的外观图。图11-3(b)是沿图11-3(a)中线A的截面图。
图12:图12是用于说明面精度的测定方法的图。
图13:图13是沿图12中线Y的截面图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
在本发明的制造方法中,从注射成型机的喷嘴注射熔融环状烯烃系树脂,并向模具装置的模腔填充该环状烯烃系树脂,从而得到具有特定形状的光学透镜成型物。
1.环状烯烃系树脂
作为本发明中使用的环状烯烃系树脂,可以列举具有由下述式(I)所示环状烯烃化合物导出的单元的(共)聚合物。该(共)聚合物是将含有上述环状烯烃化合物的单体聚合而得到的。
Figure GSB00000590487400051
(式中,R1~R4各自独立地表示氢原子、卤原子、1价的烃基或极性基团,R1和R2、或者R3和R4可以一体化而形成2价有机基团,R1或R2和、R3或R4也可以相互结合而形成单环结构或多环结构。m表示0或正整数,p表示0或正整数。)
在上述式(I)中,R1和R3各自独立,为氢原子或者碳原子数优选1~10、更优选1~4、特别优选1或2的烃基;更优选R2和R4中的一个为氢原子,另一个为上述1价的极性基团。这时,作为R1或R3所示的上述烃基,优选烷基,特别优选甲基。进而,如果使用R2和R4中的一个为下述式(II)所示的极性基团的环状烯烃,则能够进一步得到具有高玻璃化转变温度和低吸湿性、且与各种材料的密接性优异的环状烯烃系树脂,因而在这一点上是优选的。
-(CH2)nCOOR    (II)
在上述式(II)中,R为碳原子数优选1~12、更优选1~4、特别优选1或2的烃基。这里,作为上述烃基,优选烷基。此外,n通常为0~5,n的值越小的环状烯烃能够得到玻璃化转变温度越高的环状烯烃系树脂,因而优选,n为0的环状烯烃(-COOR)因合成简单而特别优选。
特别是,如果R1为烷基,R2为上述式(II)所示的极性基团,R3和R4为氢原子,则从能够得到吸湿性低的环状烯烃系树脂这一点上讲,是优选的。
R1和R2、或者R3和R4可以一体化而形成2价有机基团,R1或R2和、R3或R4可以相互结合而形成单环结构或多环结构。
m表示0或正整数,优选表示0~3的整数。p表示0或正整数,优选表示0~3的整数。此外,更优选m+p为0~4的整数,特别优选m+p为0~2的整数。最优选m=1、p=0。使用m=1、p=0的环状烯烃,能够得到玻璃化转变温度高且机械强度也优异的环状烯烃系树脂。
上述式(I)所示的环状烯烃可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为上述环状烯烃,具体可以列举以下的化合物,但并不限于这些化合物。
双环[2.2.1]庚-2-烯、
三环[4.3.0.12,5]-8-癸烯、
三环[4.4.0.12,5]-3-十一烯、
四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
五环[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-十五烯、
5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-甲氧基羰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氰基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-乙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-正丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-异丙氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-正丁氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-乙叉基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-乙叉基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-苯基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-苯基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
5-氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-五氟乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-甲基-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三(氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6,6-四氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6,6-四(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5-二氟-6,6-二(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟-5,6-二(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟-5-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氟-5-五氟乙基-6,6-二(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氟-5-七氟异丙基-6-三氟甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5-氯-5,6,6-三氟双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,6-二氯-5,6-二(三氟甲基)双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟-6-三氟甲氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、
5,5,6-三氟-6-七氟丙氧基双环[2.2.1]庚-2-烯、
8-氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-二氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-五氟乙基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-双(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9,9-四氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9,9-四(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8-二氟-9,9-二(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氟-8,9-二(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟-9-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟-9-三氟甲氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,8,9-三氟-9-五氟丙氧基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氟-8-五氟乙基-9,9-二(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氟-8-七氟异丙基-9-三氟甲基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-氯-8,9,9-三氟四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8,9-二氯-8,9-二(三氟甲基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-(2,2,2-三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯、
8-甲基-8-(2,2,2-三氟乙氧基羰基)四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯等。
作为将含有上述环状烯烃化合物的单体聚合而得的(共)聚合物,具体可以列举:
(1)上述式(I)所示的环状烯烃的开环聚合物;
(2)上述式(I)所示的环状烯烃与共聚性单体的开环共聚物;
(3)上述(1)或(2)的开环(共)聚合物的氢化(共)聚合物;
(4)通过弗里德尔-克拉夫茨(Friedel-Crafts)反应将上述(1)或(2)的开环(共)聚合物环化后,氢化而得到的(共)聚合物;
(5)上述式(I)所示的环状烯烃与含有不饱和双键的化合物的饱和共聚物;
(6)上述式(I)所示的环状烯烃与选自乙烯基系环烃系单体和环戊二烯系单体中的1种以上的单体的加成型(共)聚合物及其氢化(共)聚合物;
(7)上述式(I)所示的环状烯烃与丙烯酸酯的交替共聚物。
(1)开环聚合物及(2)开环共聚物
开环聚合物(1)和开环共聚物(2)是在易位(Metathesis)催化剂的存在下,使上述环状烯烃开环聚合或者使上述环状烯烃与共聚性单体开环共聚而得到的。
<共聚性单体>
作为上述共聚性单体,可以列举环烯烃,较理想的是碳原子数优选为4~20,更优选为5~12的环烯烃。更具体而言,可以列举环丁烯、环戊烯、环庚烯、环辛烯、二环戊二烯等。这些环烯烃可以单独使用1种,也可以将2种以上合用。
上述环状烯烃与上述共聚性单体的使用比例以重量比(环状烯烃/共聚性单体)计优选为100/0~50/50,更优选100/0~60/40。应予说明的是,“环状烯烃/共聚性单体=100/0”意味着将环状烯烃均聚的情况。
<开环聚合用催化剂>
开环(共)聚合反应中所使用的易位催化剂为由下述化合物(a)和化合物(b)的组合而形成的催化剂。
(a)选自W、Mo和Re化合物中的至少1种化合物。
(b)其是含有选自Deming周期表的I A族元素(例如,Li、Na、K等)、IIA族元素(例如,Mg、Ca等)、IIB族元素(例如,Zn、Cd、Hg等)、IIIA族元素(例如,B、Al等)、IVA族元素(例如,Si、Sn、Pb等)以及IVB族元素(例如,Ti、Zr等)中的至少1个元素的化合物,且是选自具有至少1个所述元素与碳的键或所述元素与氢的键的化合物中的至少1种的化合物。
此外,上述易位催化剂,为了提高其活性,可以含有后述的添加剂(c)。
作为上述化合物(a)的具体例子,可以列举WCl6、MoCl6、ReOCl3等在特开平1-132626号公报的第8页左下栏第6行~第8页右上栏第17行中记载的化合物。
作为上述化合物(b)的具体例子,可以列举n-C4H9Li、(C2H5)3Al、(C2H5)2AlCl、(C2H5)1.5AlCl1.5、(C2H5)AlCl2、甲基铝氧烷、LiH等在特开平1-132626号公报的第8页右上栏第18行~第8页右下栏第3行中记载的化合物。
作为上述添加剂(c),可以很好地使用醇类、醛类、酮类、胺类等,还可以使用在特开平1-132626号公报的第8页右下栏第16行~第9页左上栏第17行中记载的化合物。
上述化合物(a)与化合物(b)的比例以金属原子比“(a)∶(b)”计,通常为1∶1~1∶50,优选为1∶2~1∶30。
上述添加剂(c)与化合物(a)的比例以摩尔比“(c)∶(a)”计,通常为0.005∶1~15∶1,优选为0.05∶1~7∶1。
易位催化剂的使用量如下:上述化合物(a)与环状烯烃的摩尔比“(a):环状烯烃”通常为1∶500~1∶50,000,优选为1∶1,000~1∶10,000的量。
<聚合反应用溶剂>
在开环(共)聚合反应中,溶剂作为构成后述分子量调节剂溶液的溶剂、环状烯烃和/或易位催化剂的溶剂而使用。作为这样的溶剂,可以列举例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷等烷类;环己烷、环庚烷、环辛烷、萘烷、降冰片烷等环烷烃类;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、异丙基苯等芳香烃;氯丁烷、溴己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、六亚甲基二溴化物、氯仿、四氯乙烯等卤代烷;氯苯等卤代芳烃;乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、丙酸甲酯等饱和羧酸酯类;二丁基醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚类等。这些溶剂可以单独或混合使用。其中,优选芳香烃。
溶剂的使用量较理想为,溶剂与环状烯烃的重量比(溶剂:环状烯烃)通常为1∶1~10∶1、优选为1∶1~5∶1的量。
<分子量调节剂>
所得开环(共)聚合物的分子量可以根据聚合温度、催化剂的种类、溶剂的种类来调节,也可以通过使分子量调节剂共存来调节。
作为合适的分子量调节剂,可以列举例如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等α-烯烃类以及苯乙烯,其中,特别优选1-丁烯、1-己烯。此外,这些分子量调节剂可以单独使用或将2种以上混合使用。
相对于1摩尔供给于开环聚合反应的环状烯烃,分子量调节剂的使用量通常为0.005~0.6摩尔,优选为0.01~0.5摩尔。
上述开环共聚物可以使环状烯烃与共聚性单体开环共聚而得到;进而,还可以在聚丁二烯、聚异戊二烯等共轭二烯化合物,苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-非共轭二烯共聚物、聚降冰片烯等主链中含有2个以上碳-碳双键的不饱和烃系聚合物等的存在下使环状烯烃开环共聚而得到。
(3)氢化(共)聚合物
上述开环(共)聚合物可以原样使用,但进一步将其氢化而得到的氢化(共)聚合物(3)作为耐冲击性优异的树脂是有用的。
氢化反应可以用通常的方法进行,即,在含有开环(共)聚合物的溶液中添加氢化催化剂,使常压~300大气压、优选3~200大气压的氢气在0~200℃、优选20~180℃下作用于此溶液而进行反应。
<氢化催化剂>
作为上述氢化催化剂,可以使用通常的烯烃性化合物的氢化反应中使用的催化剂。作为该氢化催化剂,可以列举非均相催化剂和均相催化剂。
作为非均相催化剂,可以列举使钯、铂、镍、铑、钌等贵金属催化剂物质担载在碳、氧化硅、氧化铝、氧化钛等载体而得到的固体催化剂。作为均相催化剂,可以列举环烷酸镍/三乙基铝、乙酰丙酮镍/三乙基铝、辛烯酸钴/正丁基锂、二氯二茂钛/一氯二乙基铝、乙酸铑、氯三(三苯基膦)合铑、二氯三(三苯基膦)合钌、氯氢羰基三(三苯基膦)合钌、二氯羰基三(三苯基膦)合钌等。这些催化剂的形态可以是粉末,也可以是粒状。
这些氢化催化剂优选以开环(共)聚合物与氢化催化剂的重量比(开环(共)聚合物:氢化催化剂)为1∶1×10-6~1∶2的比例使用。
上述氢化(共)聚合物(3)具有优异的热稳定性,成型加工时或作为产品使用时即使加热、其特性也不会劣化。
氢化(共)聚合物(3)的氢化率如下:在500MHz的条件下通过1H-NMR测定得到的值通常为50%以上,优选70%以上,更优选90%以上,特别优选98%以上,最优选99%以上。氢化率越高,越能够得到对热和光的稳定性优异、且长期具有稳定特性的导光体等成型物。
此外,上述氢化(共)聚合物(3)优选凝胶含量在5重量%以下,特别优选在1重量%以下。
(4)氢化(共)聚合物
氢化(共)聚合物(4)可以通过将上述(1)或(2)的开环(共)聚合物用弗里德尔-克拉夫茨反应环化后氢化而得到。
上述开环(共)聚合物通过弗里德尔-克拉夫茨反应进行环化的方法并无特别限制,例如,可以采用特开昭50-154399号公报中记载的使用酸性化合物的公知方法。
作为上述酸性化合物,具体可以列举AlCl3、BF3、FeCl3、Al2O3、HCl、CH3ClCOOH、沸石、活性白土等路易斯酸、布朗斯台德酸。
经环化的开环(共)聚合物也可以与上述(3)的氢化反应同样地进行氢化。
(5)饱和共聚物
饱和共聚物(5)通过在加成聚合催化剂的存在下,使含有不饱和双键的化合物加成聚合于上述环状烯烃中而得到。加成聚合方法可以适用以往公知的方法。
<含有不饱和双键的化合物>
作为含有不饱和双键的化合物,可以列举例如乙烯、丙烯、丁烯等烯烃系化合物,其中,较理想的是碳原子数优选2~12、更优选2~8的烯烃系化合物。
含有不饱和双键的化合物的使用量,以环状烯烃与含有不饱和双键的化合物的重量比(环状烯烃/含有不饱和双键的化合物)计,优选90/10~40/60,更优选85/15~50/50。这里,以环状烯烃和含有不饱和双键的化合物的合计重量为100。
<加成聚合催化剂>
作为加成聚合催化剂,可以列举选自钛化合物、锆化合物和钒化合物中的至少一种化合物与作为辅助催化剂的有机铝化合物的组合。
作为上述钛化合物,可以列举四氯化钛、三氯化钛等;作为锆化合物,可以列举二茂锆氯化物、二氯二茂锆等;作为钒化合物,可以列举下述式VO(OR)aXb或V(OR)cXd(其中,R为烃基,X为卤原子,0≤a≤3、0≤b≤3、2≤(a+b)≤3、0≤c≤4、0≤d≤4、3≤(c+d)≤4)表示的钒化合物或它们的供电加成物。
作为上述供电子体,可以列举:醇、酚类、酮、醛、羧酸、有机酸或无机酸的酯、醚、酰胺、酸酐、烷氧基硅烷等含氧供电子体;氨、胺、腈、异氰酸酯等含氮供电子体等。
作为上述有机铝化合物,可以列举具有至少1个铝-碳键或铝-氢键的化合物。该有机铝化合物可以单独使用,也可以将2种以上合用。
选自钛化合物、锆化合物和钒化合物中的化合物的使用量(将2种以上合用时为它们的合计量)与有机铝化合物的使用量的比例,以铝原子与钛原子等之比(Al/Ti等)计,通常为2以上,优选为2~50,特别优选为3~20。
作为上述加成聚合反应中所使用的溶剂,可以列举上述开环(共)聚合反应中例举的溶剂。
此外,饱和共聚物(5)的分子量调节通常可以用氢进行。
(6)加成型(共)聚合物及其氢化(共)聚合物
加成型(共)聚合物(6)通过使选自乙烯基系环烃系单体和环戊二烯系单体中的1种以上单体加成聚合于上述环状烯烃中而得到。
<乙烯基系环烃系单体>
作为上述乙烯基系环烃系单体,可以列举例如,4-乙烯基环戊烯、2-甲基-4-异丙烯基环戊烯等乙烯基环戊烯系单体;4-乙烯基环戊烷、4-异丙烯基环戊烷等乙烯基环戊烷系单体等乙烯基化5元环烃系单体;4-乙烯基环己烯、4-异丙烯基环己烯、1-甲基-4-异丙烯基环己烯、2-甲基-4-乙烯基环己烯、2-甲基-4-异丙烯基环己烯等乙烯基环己烯系单体;4-乙烯基环己烷、2-甲基-4-异丙烯基环己烷等乙烯基环己烷系单体;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、2-乙烯基萘、4-苯基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯等苯乙烯系单体;d-萜烯、1-萜烯、二萜烯、d-柠檬烯、1-柠檬烯、二戊烯等萜烯系单体;4-乙烯基环庚烯、4-异丙烯基环庚烯等乙烯基环庚烯系单体;4-乙烯基环庚烷、4-异丙烯基环庚烷等乙烯基环庚烷系单体等。这些单体中,优选苯乙烯、α-甲基苯乙烯。此外,这些单体可以单独使用1种,也可以将2种以上合用。
<环戊二烯系单体>
作为上述环戊二烯系单体,可以列举例如,环戊二烯、1-甲基环戊二烯、2-甲基环戊二烯、2-乙基环戊二烯、5-甲基环戊二烯、5,5-甲基环戊二烯等。这些单体中,优选环戊二烯。此外,这些单体可以单独使用1种,也可以将2种以上合用。
上述加成聚合反应可以与上述(5)中的加成聚合反应同样地实施。
上述加成型(共)聚合物(6)的氢化(共)聚合物可以通过用与上述(3)相同的方法将上述加成型(共)聚合物(6)进行氢化而得到。
(7)交替共聚物
交替共聚物(7)通过在路易斯酸等的存在下使上述环状烯烃与丙烯酸酯进行自由基聚合而得到。
<丙烯酸酯>
作为上述丙烯酸酯,可以列举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸环己酯等烷基为碳原子数1~20的直链状、支链状或环状烷基的丙烯酸烷基酯;丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸2-四氢糠酯等含有碳原子数2~20杂环基的丙烯酸酯;丙烯酸苯甲酯等含有碳原子数6~20芳香环基的丙烯酸酯;丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊烯酯等具有碳原子数7~30多环结构的丙烯酸酯。
上述环状烯烃与丙烯酸酯的比例,以它们的合计作为100摩尔,通常环状烯烃为30~70摩尔,丙烯酸酯为70~30摩尔,优选环状烯烃为40~60摩尔,丙烯酸酯为60~40摩尔,特别优选环状烯烃为45~55摩尔,丙烯酸酯为55~45摩尔。
相对丙烯酸酯100摩尔,上述路易斯酸的使用量优选0.001~1摩尔。
此外,还可以使用产生自由基的公知的有机过氧化物或偶氮双基类的自由基聚合引发剂。
聚合反应的温度通常为-20℃~80℃,优选5℃~60℃。此外,作为聚合反应用溶剂,可以列举上述开环(共)聚合反应中例举的溶剂。
应予说明的是,本发明中的“交替共聚物”是指来源于环状烯烃的结构单元之间没有邻接的共聚物,即,是指来源于环状烯烃的结构单元的邻位上必须结合来源于丙烯酸酯的结构单元的共聚物。但是,来源于丙烯酸酯的结构单元之间可以相邻接而存在。
本发明所用环状烯烃系树脂的固有粘度[ηinh]优选0.2~5dl/g、更优选0.3~3dl/g、特别优选0.4~1.5dl/g。此外,以四氢呋喃作为溶剂、用凝胶渗透色谱法(GPC,色谱柱:东曹(株)制TSKgelG7000HXL×1、TSKgel GMHXL×2和TSKgel G2000HXL×1四根串联)所测定得到的换算成聚苯乙烯的分子量如下:数均分子量(Mn)优选为8,000~100,000、更优选为10,000~80,000、特别优选为12,000~50,000;重均分子量(Mw)优选为20,000~300,000、更优选为30,000~250,000、特别优选为40,000~200,000。
固有粘度[ηinh]、数均分子量(Mn)和重均分子量(Mw)在上述范围的环状烯烃系树脂的成型加工性优异,通过该树脂,可以得到耐热性、耐水性、耐试剂性和机械特性均优异的成型物。
此外,上述环状烯烃系树脂的玻璃化转变温度(Tg)通常在120℃以上,优选120~350℃,更优选120~250℃,特别优选130~200℃。Tg在上述范围的环状烯烃系树脂即使在高温条件下使用或在涂布和印刷等伴有加热的二次加工中也不易变形,并且成型加工性优异,不易产生由成型加工时的热量引起的劣化。
此外,在本发明中,使用如下的环状烯烃系树脂:用下述式(1)所示的修正Cross模型表示熔融粘度时的指数常数n为0.3~0.5。
应予说明的是,热塑性树脂一般是表观粘度随剪切速度而变化的非牛顿性流体。为了表述这种非牛顿性流体的粘度特性,提倡有若干流变学模型,这里使用以下述式(1)定义的修正Cross模型。
&eta; = &eta; 0 1 + ( &eta; 0 &CenterDot; &gamma; &CenterDot; / &tau; * ) 1 - n - - - ( 1 )
η0=B·exp(Tb/T)
式中,η表示在温度T(K)、剪切速度
Figure GSB00000590487400162
下的熔融粘度(Pa·s);η0表示考虑了温度影响的校正项;τ*表示剪切速度的校正项;B表示常数;Tb表示温度的校正项。
(应予说明的是,本文中,
Figure GSB00000590487400163
以“γ”表示。)
本发明中使用的环状烯烃系树脂的特征为熔融粘度相对于剪切速度的变化在某种程度上较大。这种特性以上述式(1)中的指数常数n的值来表示,n的值越大,意味着熔融粘度相对于剪切速度的变化越大。
本发明中使用的环状烯烃系树脂的n为0.3~0.5。n如果不足0.3,则注射成型时在薄壁部的流动性不足,而且在使透镜的面精度落入光学设计范围内时,有时会在形成透镜部的厚壁部产生局部变形,且会在流动末端产生飞边。此外,n如果超过0.5,则透镜模具模腔内的填充压力不足,有时维持透镜的面精度明显变难。因此,制造具有上述形状的薄型光学透镜时,可较好地使用n在上述范围的环状烯烃系树脂。
本发明中使用的环状烯烃系树脂,优选在注射成型之前,预先以公知的方法除去溶解的水分和氧成分。这时,使用热风干燥机、除湿干燥机、氮气循环式干燥机、除湿氮气循环式干燥机、真空干燥机等公知的干燥装置。在这些干燥装置中,在易于得到具有色调均匀性的成型物这一点上,优选使用减压干燥机、或使氮气等惰性气体循环的干燥机。
干燥温度和干燥时间并无特别限制,通常在Tg-100℃~Tg-20℃温度下,通常干燥2~6小时。
2.光学透镜成型物
本发明的光学透镜,凸缘部与透镜部介由凹部结合,且直径在10mm以下。优选上述直径在2mm以上。
图5是本发明的光学透镜中,从垂直方向观察透镜部而得的外观图。如图5所示,本发明的光学透镜具有凸缘部、凹部和成为光的光路的透镜部。应予说明的是,上述凸缘部是指设置在透镜部外部的、保持透镜的部位,可以用于透镜部的保持以及组装时镜头的固定、镜头间隔的保持。上述凹部是指凸缘部与透镜部之间的薄壁部。此外,所谓上述直径,是指如图5所示将光学透镜用虚线补为圆时,该圆的直径。
上述光学透镜的截面形状并无特别限制,如图6-1~6-6所例示,可以是球面、非球面的凹状、凸状等。应予说明的是,图6-1~6-6是沿图5中线A的截面图。
此外,本发明的光学透镜,上述凸缘部的厚度在0.5mm以下,上述凹部的厚度在该凸缘部的厚度以下且在0.4mm以下。而且,本发明的光学透镜,优选上述凸缘部的厚度为0.05mm~0.5mm,优选上述凹部的厚度在该凸缘部的厚度以下,且在0.03mm~0.4mm。这里,上述凸缘部的厚度是指在透镜端部的位置测定得到的值。上述凹部是位于透镜部与凸缘部之间,从凸缘部向透镜部的方向看时,比凸缘部更薄壁的部分。上述凹部是指在其薄壁部厚度最薄的位置测定得到的值。
透镜部厚度的最大值优选在0.8mm以下。这样的薄型光学透镜通常凸缘部和凹部都薄。因此,通过本发明的光学透镜,能够使镜头单元的厚度变薄,因而对于装载于手机等的照相机器械的薄型化是有效的。
3.注射成型
在本发明中,从注射成型机的喷嘴注射熔融的环状烯烃系树脂,并向具有与光学透镜成型物对应的空间部分的模具装置的模腔中填充该环状烯烃系树脂,其特征在于,以特定的填充速度向模腔内部填充该树脂。即,其特征在于,使在上述喷嘴注射方向的上述环状烯烃系树脂的速度v最快时的值vmax达到2500~20000mm/s而进行填充。此外,上述速度v最快时的值vmax优选为3000~15000mm/s,特别优选为4000~12000mm/s。所用注射成型机的筒体直径设为Dc(mm),注射速度设为vi(mm/s),喷嘴直径设为Dn(nm),则该速度v如下求得。
v=(Dc/Dn)2×vi
速度v最快时的值vmax如果不足2500mm/s,有时会在光学透镜成型物的有效面内产生局部光学变形,如果超过20000mm/s,有时光学透镜成型物面精度变差,同时会产生流线印痕(flow mark)。
此外,在透镜成型时,以防止漩纹、防止飞边等为目的,有时使用在模腔填充的最初阶段(通过浇口时)或最终阶段,使速度v的值比2500mm/s小的技术。即,有时使用在该成型初期或后期降低注射速度的技术,但这并不损害本发明的技术。在这样的情况下,通常在进行模腔的透镜部及凸缘部的填充时,速度v取上述最快时的值vmax,且vmax在上述范围。此外,不必减小模腔填充时的速度v的值时,可以使填充时的上述速度v一定,并且速度v在2500~20000mm/s的范围。
本发明使用的模具装置并无特别限制,优选使用具有下述所示的浇口形状的模具装置。在这样的模具装置中,如图1(a)所示,模腔与浇口介由浇口开口部结合。上述模腔具有与光学透镜成型物相对应的形状,并具有分别与光学透镜成型物的凸缘部、凹部和透镜部相对应的空间部。此外,在上述模具装置中,上述浇口与模腔和流道(图中未示出)接合。
如图1(b)所示,在本发明使用的模具装置中,上述浇口开口部中上述模腔的高度方向的浇口厚度t1、与上述浇口开口部中上述模腔的高度方向的凸缘部的厚度t2,优选满足下述式(1)。
t2×0.1≤t1≤t2×0.8    (1)
如果t1小于t2×0.1,有时光学透镜成型物的面精度差,如果t1大于t2×0.8,有时会在光学透镜成型物内产生局部光学变形。
如图2所示,优选上述浇口向着上述浇口开口部,在上述模腔宽度方向的两方向均等缩窄,并且,在上述模腔高度方向的一方缩窄,在该宽度方向缩窄的倾斜角度α及在该高度方向缩窄的倾斜角度β分别满足下述式(2)和(3)。
30°≤α≤60°        (2)
20°≤β≤60°        (3)
α如果小于30°,有时会在光学透镜成型物内产生局部光学变形,α如果大于60°,有时光学透镜成型物面精度变差,同时会产生流线印痕。此外,β如果小于20°,有时会在光学透镜成型物内产生局部光学变形,β如果大于60°,有时光学透镜成型物面精度变差,同时会产生流线印痕。
此外,如图3所示,优选上述浇口向着上述浇口开口部,在上述模腔宽度方向的两方向均等扩展,并且,在上述模腔高度方向的一方缩窄,在该宽度方向扩展的倾斜角度α及在该高度方向缩窄的倾斜角度β分别满足下述式(4)和(5)。
30°≤α≤60°        (4)
20°≤β≤60°        (5)
α如果小于30°,有时会在光学透镜成型物内产生局部光学变形,α如果大于60°,有时光学透镜成型物面精度变差,同时会产生流线印痕。此外,β如果小于20°,有时会在光学透镜成型物内产生局部光学变形,β如果大于60°,有时光学透镜成型物面精度变差,同时会产生流线印痕。
进而,如图4所示,上述浇口具有平面部,并介由该平面部上述模腔结合,该平面部的长度L优选为0.2~2.0mm。
当L不足0.2mm时,会变得难以得到减小局部光学变形的效果,当L超过2.0mm时,面精度变差,同时易产生流线印痕。
此外,由本发明得到成型物(光学透镜成型物)使用具有公知材质的模具装置进行制造。作为模具装置优选的材质,可以列举通常的碳钢、不锈钢、或者以这些为基础的公知合金类,也可以对模具装置的表面实施淬火处理,利用铬、钛、金刚石等进行公知的涂布处理,或者利用镍系金属、铜合金等进行的用于图案加工的金属镀敷。
此外,以聚光、防反射等为目的而在成型物表面形成图案时,可以在模具装置的金属涂布面或金属镀敷面、或者压模表面上用放电加工机、切削加工机等公知的加工机直接形成图案,还可以用电铸等方法来形成图案。
进而,在注射成型时,以防止模具装置内的气体成分压缩所带来的高温化而引起的树脂碳化、防止模具装置内滞留的挥发成分凝缩为目的,可以进一步在透镜的模腔周围设置气体通风口机构。通常气体通风口的厚度以50~150nm的深度形成。气体通风口可以设置在模腔的一部分,优选在除浇口部以外的全体面上形成。此外,这种气体通风口也可以在模具装置的浇口部或流道部形成。
注射成型所用的注射成型机并无特别规定,可以列举例如,作为筒体的方式有螺杆往复式、预塑化式;作为驱动方式有油压式、电动式、混合式;作为合模方式有直压式、肘节式;作为注射方向有卧式、立式等。此外,合模方式也可以是能够注射压缩的方式。筒体径和合模力取决于目标成型物的形状,但一般而言成型物的投影面积大时优选增大合模力,成型物的容量大时优选增大筒体径。
筒体为螺杆往复式时可以适当选择压缩比、长度/直径之比、有无副螺纹等的螺杆形状,螺杆表面还可以实施铬系、钛系、氮化物系、碳系等公知的涂布。此外,为了提高计量和注射动作的稳定性,还可以设置控制螺杆的旋转和压力的机构等。此外,从能够稳定得到成型物的观点出发,优选对筒体内和贮存树脂组合物的料斗内进行减压、或者将筒体和料斗用氮气等惰性气体进行密封。
注射成型时,为了减少成型物的翘曲和稳定的连续成型,优选应用将模具装置模腔内减压的方法或注射压缩方法。
将模具装置模腔内减压后进行注射成型时,减压度以表压计,优选-0.08MPa以下,进一步优选-0.09MPa以下,特别优选-0.1MPa以下。如果超过上述范围则减压度不足,有时不能得到光透射性和光扩散性优异的成型物。
上述范围的减压度可以通过公知的方法、例如使用真空泵来达成,优选在模腔周围、顶出器机构部等使用O型环等公知的密封材料,还可以在不发生成型物中混入杂质等的范围内使用真空用的油脂等。此外,用于与真空泵等减压装置相连的吸引口可以设置在模具装置内的任意位置,但通常设置在顶出器机构部、注料道和流道的端部、伸缩结构部等。此外,真空吸引程序可以用电磁阀等结合模具装置的开关来控制,也可以一直保持运转,只要能够在填充熔融树脂时使模具装置模腔内达到所期望的减压度即可,并无特别限制。
将模具装置模腔内减压后进行注射成型时,由于在关闭模腔、变为减压的状态下注射熔融树脂,因此通常设定注射延迟时间。注射延迟时间依赖于使用的真空泵的能力和模腔大小,通常为0.5~3秒左右。
另一方面,注射压缩成型方法中,可以将模腔间隔设定为成型物厚度的1.5~20倍,向其间隙注射熔融树脂,使在筒体侧测定的树脂压力保持在200~2,000kgf/cm2的范围,同时压缩模具装置内的成型物面,从而减小模腔间隔。
此外,还可以将模具装置的芯设定为成型物厚度的1.1~10倍并制成可动状态,向其中注射熔融树脂,从注射开始后或从注射结束后,以平均速度0.01mm/sec~1mm/sec压缩可动侧芯。
这些注射压缩成型方法使用公知的成型机进行。
注射成型的其它条件并无特别限制,通常筒体温度为260~350℃,模具装置温度基于环状烯烃系树脂的玻璃化转变温度Tg,通常为Tg-1~Tg-40℃,优选为Tg-5~Tg-25℃的范围。此外,注射速度根据本发明成型物的大小、成型机筒体尺寸的不同而不同,例如,筒体径为28mm时,通常为80mm/sec以上,优选为90~250mm/sec。保压优选通过适当调整至成型物的形状能够保持的程度的最小压力·时间来实施。
[实施例]
以下,通过实施例说明本发明,但本发明并不受这些实施例的任何限制。应予说明的是,以下“份”和“%”只要没有特别说明,均指“重量份”和“重量%”。
<环状烯烃系树脂的物性的测定方法>
此外,环状烯烃系树脂的各种物性按照以下方法测定。
(折射率)
将环状烯烃系树脂注射成型,制作40mm×60mm×3.2mm的平板,在(Tg+5)℃进行退火30分钟。其后,进一步在25℃、50RH%的环境下放置1周后,于25℃、50RH%的环境下用折射率计(Carl Zeiss Jena公司制PR-2)测定折射率。
(固有粘度:ηinh)
以氯仿作为溶剂,调制聚合物浓度为0.5g/dl的样品,于30℃的条件下用乌氏粘度计进行测定。
(分子量)
使用东曹株式会社制HLC-8020凝胶渗透色谱(GPC,色谱柱:东曹(株)制TSKgel G7000HXL×1、TSKgel GMHXL×2和TSKgelG2000HXL×1四根串联),用四氢呋喃(THF)溶剂进行测定,求出换算成聚苯乙烯的重均分子量(Mw)以及分子量分布(Mw/Mn)。应予说明的是,Mn表示换算成聚苯乙烯的数均分子量。
(玻璃化转变温度:Tg)
使用Seiko Instruments公司制DSC6200,在升温速度20℃/分钟,氮气流下测定。
(熔融粘度)
使用双毛细管流变仪(twin capillary rheometer)测定熔融粘度。测定温度从240℃、260℃、280℃、300℃和320℃中任意选择3点,在各个温度下,在剪切速度10~10,000s-1的范围内测定熔融粘度。基于所测数据,用最小二乘法进行拟合(上述式(1)),确定系数和常数。
<环状烯烃系树脂的合成>
[合成例1]
将作为环状烯烃的8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯250份、作为分子量调节剂的1-己烯41份及作为开环聚合反应用溶剂的甲苯750份装入经氮气置换的反应容器内,将此溶液加热至60℃。然后向反应容器内的溶液中加入三乙基铝的甲苯溶液(浓度1.5摩尔/L)0.62份、以叔丁醇/甲醇改性的六氯化钨(叔丁醇∶甲醇∶钨=0.35摩尔∶0.3摩尔∶1摩尔)的甲苯溶液(浓度0.05摩尔/L)3.7份,将此溶液在80℃加热搅拌3小时来进行开环聚合反应,得到含有开环聚合物的溶液。
此聚合反应的聚合转化率为97%。
将如此得到的开环聚合物的溶液4,000份装入到高压釜中,向此开环聚合物溶液中加入RuHCl(CO)[P(C6H5)3]30.48份,在氢气压100kg/cm2、反应温度165℃的条件下加热搅拌3小时进行氢化反应。将所得反应溶液(含有氢化聚合物的溶液)冷却后,放出氢气减压。
接着,将此反应液注入到大量甲醇中使氢化聚合物凝固,进行回收。
然后将所回收的氢化聚合物溶解于甲苯并调制成浓度为20%的溶液,以孔径1μm的过滤器过滤后,再次注入到大量甲醇中使氢化聚合物凝固,进行回收。将此再溶解/析出/回收操作重复3次,将最后所得的氢化聚合物在减压下、于100℃干燥12小时,然后用熔融挤出机造粒,得到颗粒。
如此得到的氢化聚合物(以下,称为“环状烯烃系树脂1”)的氢化率在400MHz的条件下以1H-NMR测定。氢化率基本上为100%。
此外,环状烯烃系树脂1在28℃的折射率为1.51,ηinh为0.52,Mw为75,000,Mw/Mn为3.5,Tg为164℃。
如图7所示测定熔融粘度,进行拟合并计算常数。n=0.462,τ*=1.55×104,B=4.09×10-10,Tb=16920。
[合成例2]
使用8-甲基-8-甲氧基羰基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯225份和双环[2.2.1]庚-2-烯25份作为环状烯烃,使用1-己烯43份作为分子量调节剂,除此之外,与合成例1同样地操作,得到氢化聚合物。得到的氢化聚合物(以下,称为“环状烯烃系树脂2”)的氢化率基本上为100%。
环状烯烃系树脂2在28℃的折射率为1.51,ηinh为0.50,Mw为62,000,Mw/Mn为3.5,Tg为141℃。
如图8所示测定熔融粘度,进行拟合并计算常数。n=0.393,τ*=7.12×104,B=6.96×10-9,Tb=14030。
[合成例3]
使用8-乙叉基四环[4.4.0.12,5.17,10]-3-十二烯250份作为环状烯烃,使用环己烷750份作为开环聚合反应用溶剂,除此之外,与合成例1同样地操作,得到氢化聚合物。得到的氢化聚合物(以下,称为“环状烯烃系树脂3”)的氢化率基本上为100%。
环状烯烃系树脂3在28℃的折射率为1.52,ηinh为0.50,Mw为65,000,Mw/Mn为3.0,Tg为145℃。
如图9所示测定熔融粘度,进行拟合并计算常数。n=0.264,τ*=2.04×105,B=6.13×10-7,Tb=11160。
[实施例1~8,比较例1~5]
<光学透镜成型物的制造>
(环状烯烃树脂的干燥)
将环状烯烃系树脂预先在100℃真空干燥4小时,在氮气环境下返回常压后,密封到封装有氮的铝制袋中保存。
(模具)
如表1和2所示,使用图10和图11-1~11-3所示的模具装置。这些模具装置的模腔具有分别与光学透镜成型物的凸缘部、凹部和透镜部相对应的空间部。应予说明的是,在实施例和比较例中所用的模具装置中,图10表示模腔部分,图11-1~11-3表示浇口部分。
此外,在模腔周围,在除浇口以外的全体面上以2mm长设置深100μm的气体通风口(图中未示出)。
(注射成型)
使用注射成型机(FANUC公司制α2000i100B,筒体径26mm,喷嘴径2.5mm,合模100ton)将环状烯烃树脂注射成型。成型条件如表1和2所示。
此外,在如下条件下进行:计量时的螺杆转数为40rpm、反压力为60kgf/cm2、成型周期为45sec。此外,设定成型条件后进行30次注射成型,然后将10个所得透镜成型物作为产品。
<评价方法>
按照下述方法评价通过上述注射成型得到的成型物(光学透镜成型物)。其结果示于表1和2。
(面精度)
使用TAYLOR HOBSON公司制的Form Talysurf S6,测定所得光学透镜成型物背离基准面的最大值与最小值之差,即Pv值。如图12和图13所示,分别对于r1面和r2面,在x方向和y方向测定。该Pv值不足0.5μm时计为◎,0.5μm以上且不足1.0μm时计为○,1.0μm以上且不足2.0μm时计为△,2.0μm以上时计为×。
(光学变形)
使用王子计测公司制的KOBRA-CCD,测定所得光学透镜成型物面内的相位差分布。在有效面内观测到的最大相位差不足100nm时计为◎,100nm以上且不足140nm时计为○,140nm以上且不足160nm时计为△,160nm以上时计为×。
(流线印痕)
用Olympus制立体显微镜进行透镜表面的观察。未观察到流线印痕时计为○,观察到流线印痕时计为×。
[表1]
[表2]
Figure GSB00000590487400281
实施例1~8是速度vmax满足本发明范围的情况,比较例1~5是速度vmax不满足本发明范围的情况。
由表1和2可知,比较例的光学透镜成型物未能取得光学变形和面精度之间的平衡,实施例的光学透镜成型物,光学变性和面精度的平衡良好。
本发明的薄型光学透镜成型物作为手机照相机组件和个人电脑的照相机组件等的光学透镜是有用的。

Claims (2)

1.一种光学透镜成型物的制造方法,从注射成型机的喷嘴注射熔融的环状烯烃系树脂,并向模具装置的模腔填充该环状烯烃系树脂,从而制造凸缘部与透镜部介由凹部结合、该凸缘部的厚度在0.5mm以下、该凹部的厚度在该凸缘部的厚度以下且在0.4mm以下的直径在10mm以下的光学透镜成型物,其特征在于,包括以下工序:使在所述喷嘴注射方向上的所述环状烯烃系树脂的速度v最快时的值vmax达到2500~20000mm/s而进行填充,
所述环状烯烃系树脂用下述式(1)所示的修正Cross模型表示熔融粘度时的指数常数n为0.3~0.5
&eta; = &eta; 0 1 + ( &eta; 0 &CenterDot; &gamma; &CenterDot; / &tau; * ) 1 - n - - - ( 1 )
η0=B·exp(Tb/T)
式中,η表示在温度T、剪切速度
Figure FSB00000590487300012
下的熔融粘度;η0表示考虑了温度影响的校正项;τ*表示剪切速度的校正项;B表示常数;Tb表示温度的校正项,温度T、剪切速度
Figure FSB00000590487300013
剪切速度
Figure FSB00000590487300014
下的熔融粘度的单位分别为K、1/s、Pa·s,
所述模具装置满足下述<A>或<B>:
<A>模腔与浇口介由浇口开口部结合,所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的浇口厚度t1、与所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的凸缘部的厚度t2满足下述式(1):
t2×0.1≤t1≤t2×0.8        (1)
所述浇口向着所述浇口开口部,在所述模腔宽度方向的两方向均等缩窄,并且,在所述模腔高度方向的一方缩窄,在该宽度方向缩窄的倾斜角度α及在该高度方向缩窄的倾斜角度β分别满足下述式(2)和(3):
30°≤α≤60°              (2)
20°≤β≤60°              (3)
<B>模腔与浇口介由浇口开口部结合,所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的浇口厚度t1、与所述浇口开口部中所述模腔的高度方向的凸缘部的厚度t2满足下述式(1):
t2×0.1≤t1≤t2×0.8            (1)
所述浇口向着所述浇口开口部,在所述模腔宽度方向的两方向均等扩展,并且,在所述模腔高度方向的一方缩窄,在该宽度方向扩展的倾斜角度α及在该高度方向缩窄的倾斜角度β分别满足下述式(4)和(5):
30°≤α≤60°                  (4)
20°≤β≤60°                  (5)
所述透镜部成为光的光路,所述凸缘部是设置在透镜部外部的、保持透镜的部位,所述凹部是凸缘部与透镜部之间的薄壁部,所述直径是包含凸缘部的光学透镜成型体的直径。
2.权利要求1所述的光学透镜成型物的制造方法,其特征在于,所述环状烯烃系树脂含有至少1种极性基团。
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