JP2002241612A - ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチック製品及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、感温性を減少した光学的な微細合成
物質を提供することを目的とし、また、本発明の別の目
的は、幅広い温度範囲において安定性を維持するプラス
チックレンズのような光学製品の提供である。なお、本
発明の別の目的は、感温性を減少した光学製品の製造方
法を提供することである。 【解決手段】光学的微細合成物質は、ホストのプラスチ
ック物質中に分散された微細粒子充填剤を有する。微細
合成物質の製造方法によると、プラスチックのホスト物
質及び微細粒子充填材において、屈折率のような事前決
定された感温性光学ベクトルが反対方向であり、結果と
して、温度に関して著しく改善された安定性のある屈折
率を有する微細合成物質となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的なポリマー
状光学製品の分野に関する。特に、本発明は、幅広い温
度領域において安定した機能と性質を維持するプラスチ
ックレンズのようなポリマー状光学物質及び製品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックレンズ及びガラスレンズ
は、例えば、カメラ、顕微鏡、望遠鏡、及び眼鏡のよう
な光学系において、しばしば同様に機能する。プラスチ
ックレンズとガラスレンズを分離する２つの意味は、か
かる経費と光学的安定性に起因する。一般的に、プラス
チックレンズの経費は、同等のガラスレンズの価格の百
分の一である。一方で、温度及び湿度に対するガラスレ
ンズの屈折率の安定性は、プラスチックレンズよりも一
般的に１００倍優れている。

【０００３】経費の違いは、製造工程の違いに大きく起
因しており、２種類の物質と、上記の２種類の物質が形
成される相対温度を必要とするためである。一般的に、
プラスチックレンズは、６２５℃で粉砕及び研摩、若し
くは圧縮成形によって大量に合成されるガラスレンズよ
りも１０倍速い処理時間で注入形成を用いて２３０℃で
合成される。粉砕及び研磨が労働集約型である一方で、
ガラスを形成する高温度は、高価な形成物質と広範囲な
維持費がかかる。

【０００４】対称的に、プラスチックとガラスの光学的
安定性の違いは、プラスチックとガラスのそれぞれの基
本的な物質的特徴に起因する。例えば、カメラのような
製品において、ガラスからプラスチックに置換えた場合
の光学的安定性の違いは、焦点及び画質においてより多
くの変化をもたらす。所望の目的であり、この技術分野
の残されている挑戦は、プラスチックのような製造工程
で、ガラスの光学的安定性を有する物質である。環状オ
レフィンのような光学的プラスチック物質が湿度に関し
て大幅に改善された屈折率の安定性を有すのに対し、温
度に対する屈折率の安定性の改善は発展途上のままであ
る。ガラスのｄｎ／ｄＴの表示と大きさを決定する競合
する基礎的な物質特性に関する研究は、例えば、Ｌｕｃ
ｉｅｎＰｒｏｄ´ｈｏｍｍｅから刊行されたガラスの物
理と化学、第一巻、第４号（８月）の“ガラスの屈折率
における温度変化への新しい試み”によって利用可能で
ある。ガラスのｄｎ／ｄＴを決定する２種類の競合する
効果は、負のｄｎ／ｄＴを合成する密度変化及び正のｄ
ｎ／ｄＴを合成する電気分極率である。ガラス物質の正
味のｄｎ／ｄＴは、効力を支配するものに依存する。し
かしながら、光学的プラスチックにおいては、電気分極
はなく、すべての充填されていない物質は、負のｄｎ／
ｄＴ値を有する。それにもかかわらず、Ｐｒｏｄ´ｈｏ
ｍｍｅによる記述は、正のｄｎ／ｄＴ値を有するガラス
状膜の使用が、充填されたプラスチック合成物質のｄｎ
／ｄＴを実質的に変換する可能性を実証する。

【０００５】微細粒子充填材が光学的プラスチックの屈
折率を修正するために使用される。可視光線の波長（４
００−７００ｎｍ）よりかなり下方域に相当し、大きさ
が十分に小さい充填材を用いることによって、充填材は
光を散乱させず、充填されたプラスチックは透明さを維
持する。国際特許公開番号ＷＯ９７／１０５２７は、眼
科的応用において、プラスチックの屈折率を増加するた
めの微細粒子の使用が記載されている。加えて、プラス
チックの屈折率を増加させるための微細粒子の添加を記
載する技術文献は下記を含んでいる：Ｃ．Ｂｅｃｋｅｒ
とＰ．Ｍｕｅｌｌｅｒ及びＨ．Ｓｃｈｍｉｄｔの編によ
る“シリカ微細粒子で修飾された表面を有する熱可塑性
微細合成物質における光学的及び熱力学調査”、ＳＰＩ
Ｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ第３４６９巻、１９９８年
７月、８８−９８ページ、並びにＢ．Ｂｒａｕｎｅと
Ｐ．Ｍｕｅｌｌｅｒ及びＨ．Ｓｃｈｍｉｄｔによる“光
学的応用のための酸化タンタルナノマー（Ｔａｎｔａｌ
ｕｍ Ｏｘｉｄｅ Ｎａｎｏｍｅｒｓ）”、ＳＰＩＥ
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ第３４６９巻、１９９８年７
月、１２４−１３２ページ。上記文献が光学的プラスチ
ックの屈折率を修正するための微細粒子の使用を開示し
ているが、微細粒子において性質の異なる組みを必要と
する温度に関する屈折率の安定性の問題については触れ
ていない。

【０００６】Ｍ．Ｂｏｃｋらに発行された米国特許出願
番号６，０２０，４１９は、改良された耐引っかき性の
ための樹脂に基づいたコーティングでの微細粒子状充填
材の使用を開示している。Ｍ．Ｍｉｃｈａｌｃｚｙｋら
に発行された米国特許出願番号５，７２６，２４７はま
た、フルオロポリマーに無機微細粒子を組み入れる保護
コーティングを記載している。プラスチック光学で耐ひ
っかき性が重要である一方、耐ひっかき性に適切な微細
粒子は、屈折率の安定性を温度に関して改良するために
必要な特質を有する微細粒子とは非常に異なっている。

【０００７】Ｊ．Ｈ．Ｗｒｉｇｈｔに発行された米国特
許出願番号３，９１５，９２４は、空間を充填するため
の微細粒子で充填された透明な物質を記載している。
Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔらに発行された米国特許出願番号
５，９１０，５２２は、温度の拡散を減少し、高温度下
における構造的な特徴を改良された微細スケールの無機
粒子を含む光学要素のための接着剤を記載している。上
記の発明が、かかる特許において技術の進展を記載して
いるが、上記の発明は、修正されたプラスチック物質の
特に感温性に関連する特異的な光学上の性質に対しては
全く言及されていない。

【０００８】国際出願番号ＷＯ９９６１３８３ａｌは、
干渉フィルター若しくは対反射層を合成する物質とは異
なる屈折率を有する微細粒子の充填材で形成する層を含
む少なくとも一つの層を使用する複数の層を有する工学
システムの合成方法を開示している。明らかに、上述の
特許は、屈折率を修正した別の形成を示しているが、温
度に関しての屈折率の安定性については関係していな
い。

【０００９】当業者は、可視光線の波長よりも低く、ナ
ノメートルサイズの粒子で、幅広く様々な物質が利用可
能であることを認識するであろう。代表的な物質は、Ｎ
ａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ及びＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒ
ｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのような企業
から入手することができるであろう。屈折率よりも他の
性質に基づいて微細粒子物質を選択することによって、
研究者たちの経験は、プラスチックにおける他の光学的
特質を修正することが可能であることを示唆している。

【００１０】微細粒子を用いたプラスチックの特質を修
正するいくつかの検討がなされているが、行われている
検討はすべて、重要な特質を維持したままで温度に対し
て安定な光学的特質を有する光学的プラスチック製品の
合成に成功したという証明はなされていない。

【００１１】したがって、レンズのような光学的プラス
チック製品分野において、温度に対して安定な光学的特
質を有する製品の製造方法に固執する必要がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、感温性を減
少した光学的微細合成物質を提供することを目的とす
る。

【００１３】また、本発明の別の目的は、幅広い温度領
域において安定性を維持するプラスチックレンズのよう
な光学製品の提供である。

【００１４】なお、本発明の別の目的は、感温性を減少
した光学製品の製造方法を提供することである。

【００１５】感温性光学ベクトルを有するプラスチック
のホスト物質へ選択した微細粒子を分散することは微細
粒子充填材の感温性光学ベクトルに対して反することで
あり、これが本発明の光学製品の特徴である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的、本発明の特
質及び利点を達成するために、本発明の一つの特徴であ
る、感温性光学ベクトルｘ_１を有するポリスルホンのホ
スト物質及び感温性光学ベクトルｘ_２を有する上記のポ
リスルホンのホスト物質中に分散した微細粒子からな
り、上記感温性光学ベクトルｘ_１は、上記感温性光学ベ
クトルｘ_２に対して反対方向である特徴を有するポリス
ルホンの微細合成物の光学的プラスチック製品が提供さ
れた。

【００１７】本発明の別の目的である、ポリスルホン微
細合成物の光学的プラスチック製品の製造方法が提供さ
れ、下記の製造工程段階からなる： （ａ）感温性光学ベクトルｘ_１を有するポリスルホンの
ホスト物質及び感温性光学ベクトルｘ_２を有する微細粒
子の供給であって、上記感温性光学ベクトルｘ _１は、上
記感温性光学ベクトルｘ_２に対して反対方向である特徴
とする； （ｂ）ポリスルホンの微細合成物質を形成する上記のポ
リスルホンのホスト物質へ上記微細粒子を分散；及び （ｃ）上記ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチッ
ク製品を上記微細合成物質から形成。

【００１８】したがって、本発明は既存の発展に対して
多くの好影響があり、下記を含んでいる：（１）生じる
微細合成物は著しく低いｄｎ／ｄＴ（温度に対して屈折
率が変化する）を有する；（２）与えられた温度範囲内
で、より安定した焦点距離を有する微細合成物質で合成
されたレンズ；（３）微細粒子の減少したローディング
を伴う微細合成物質において低レベルのｄｎ／ｄＴが達
成される；（４）従来のプラスチック処理技術が使用で
きるように、微細合成物質の粘性が基盤となるプラスチ
ックよりも著しく高くない；及び（５）湿度に関した屈
折率の変化が、基盤となるプラスチックと比較して減少
されるために微細合成物質が改良された保護特質を有す
る。

【００１９】本発明の上記及び他の目的、特質、及び利
点は、下記に図面と共に説明され、より明らかになるで
あろう。なお、図において同等な特徴には同じ符号を付
す。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、焦点距離が温
度（Ｔ）の変化によって変動する既知の典型的な従来の
レンズ１である。焦点距離と屈折率の関係は、下記の式
で表される。

【００２１】ｆ＝Ｒ／（ｎ−１）； 式１ 式１において、（ｆ）は、入射光３がレンズ１を通過し
て焦点５にて照準を定めることよりなるレンズ１の焦点
距離である；（Ｒ）はレンズ表面の半径である；及び
（ｎ）はレンズ物質の屈折率である。

【００２２】カメラレンズの場合（ここでは示されてい
ないが）、操作上の温度域は、５０℃であり、熱帯島か
ら雪の降り積もる山において写真撮影ができる。一例と
して、例えば、１０ｍｍの半径で、ポリメタクリル酸メ
チルから作られたレンズ１は、室温における屈折率
（ｎ）が１．４９２で焦点距離が２０．３２５ｍｍ（上
述の式１の計算による）である。

【００２３】典型的な従来のレンズ１は、表１から選択
されたプラスチック物質からなり、操作上の温度変化に
おける屈折率の変化（ｄｎ）は０．００５５で、式１か
ら導かれたレンズの焦点距離７（図１）における変化に
示されているように、焦点５における変化は０．２２５
若しくは１％である。当業者は、レンズ１で合成される
画質が、焦点品質における変化により全体の操作を通し
た温度域で同じではないことを認識するであろう。

【００２４】図２ａでは、本発明で使用される、感温性
が減少した微細合成物質の光学製品若しくはレンズ１０
が例証される。図２ａによると、微細合成物質の光学製
品若しくはレンズ１０は、プラスチック状のホスト物質
１６及びプラスチック状のホスト物質１６に分散した選
択した微細粒子物質からなる。ポリマー状のホスト物質
１６は、加熱可塑性物若しくは熱硬化性物質であるかも
しれない。例えば、屈折率ｎのような、事前決定された
感温性光学ベクトルｘ_１に基づいて選択されるポリマー
状のホスト物質は本発明において重要である。同様に、
ポリマー状のホスト物質１６に分散された微細粒子物質
の選択は、特に、屈折率である、事前決定された感温性
光学ベクトルｘ_２との対応に基づくことができる。この
場合、感温性光学ベクトルｘ_１及びｘ_２は、温度の変化
（ｄＴ）に関したポリマー状のホスト物質１６及び微細
粒子物質の屈折率（ｄｎ）における変化のそれぞれによ
って定義される。本発明においてさらに重要なことは、
ｘ_１がｘ_２に対して反対方向であることである。ポリマ
ー状のホスト物質１６のｄｎ／ｄＴに対して反対方向で
ある表示を有する、例えば、温度に関した屈折率の変化
率であるｄｎ／ｄＴを有する微細粒子物質を注意深く選
択することによって、微細粒子物質のかなり低いローデ
ィングにおいて生じる微細合成物質のｄｎ／ｄＴを著し
く減少することが可能である。結果として、微細合成物
質の粘性は、劇的に上昇はせず、工程上の特徴は、他の
光学的プラスチックと同等である。したがって、生じる
光学的微細合成物のレンズ１０は、図１に示されている
従来レンズ１によって表現されるよりもかなり小さい操
作上の温度域において焦点距離１２（図２ａ）を有す
る。表１及び表２によると、本発明において使用される
微細合成物質を構成するポリマー状のホスト物質（プラ
スチック）及び無機的微細粒子充填材のいくつかの選択
したｄｎ／ｄＴ値が示されている。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】 ポリマー状のホスト物質１６及び反対方向のｄｎ／ｄＴ
を有する微細粒子物質に加えて、本発明は、微細粒子物
質が発明の中で使用される有用で斬新で、不明瞭な光学
的微細合成物質を作るべき他の適性を熟考する。例え
ば、微細粒子物質は、高い光伝達レベルの維持に関する
波長領域において透明である。さらに、微細粒子は、光
の散乱を防ぐために４０ｎｍ以下の粒子サイズが利用可
能である。より好ましくは、粒子サイズは２０ｎｍ以下
である。さらに、微細粒子を、光を分散する少量の塊及
び／若しくは４０ｎｍ以上の空間が発生するような基盤
若しくはプラスチックのホスト中に分散することが可能
である。図２ｂは、プラスチックのホスト物質１６の中
に分散した微細粒子１４の典型的な図１５を示す。微細
粒子１４は、ホスト物質１６の全体に均一に分散して示
されている。微細粒子１４は、微細粒子に関連して大き
な塊も有しなければ、空間をも有していない。さらに、
微細粒子及び分散性を改良するための微細粒子の関連し
た表面処理のコストが十分低く、光学製品の全コストが
ガラス製品よりも著しく低い。

【００２７】表１及び２に示されているように、ポリマ
ー状のホスト物質に比較して反対の表示を伴うｄｎ／ｄ
Ｔを有する多くの無機物質が存在する。それゆえ、温度
に関して著しく改良された安定した屈折率を伴う微細合
成物質は、選択した微細粒子物質を反対方向（若しくは
反対表示）のｄｎ／ｄＴを有するポリマー状のホスト物
質１６に分散することにより明確にすることができる。

【００２８】本発明の別の観点によると、感温性が減少
された光学製品若しくはレンズ１０（上述にて記載）の
製造方法は、表１に記載中の一つのようなポリマー状の
ホスト物質１６を選択する工程を含んでいる。本発明に
よると、選択されたポリマー状のホスト物質１６は、上
述のように、感温性光学ベクトルｘ_１若しくはｄｎ／ｄ
Ｔを有している。微細粒子物質（表２）は、プラスチッ
クのホスト物質１６で分散するように選択される。本発
明による選択した微粒子物質は、適合性を有し対応する
感温性光学ベクトルｘ_２を有することを必要とする。さ
らに、例えば、２つのうち一方が正で、もう一方が負で
あるような、ｘ_１がｘ_２に対して反対方向であること
は、本発明にとって重要である。いったん微細粒子物質
が選択されると、例えば、混合や溶媒拡散のような適切
な分散技術を用いてホスト物質１６に分散される。いっ
たん微細粒子物質がポリマー状のホスト物質１６に分散
されると、微細合成物質が形成される。次いで、微細合
成物質は、例えば、感温性を減少した本発明のレンズ１
０のような光学製品の配列を形成するために使用するこ
とができる。

【００２９】図３を参照すると、例えば、レンズ１０の
ような光学製品のための減少したｄｎ／ｄＴの微細合成
物質の製造方法２０が描写されている。まず最初に、ポ
リマー状のプラスチックのホスト物質２２が、例えば、
伝達率、煙霧率、屈折率、温度における耐力強度、衝撃
強度、耐ひっかき性、ガラス転移温度等のような光学
的、構造的及び温度的な設計考察に基づいて選択され
る。第二に、微細粒子物質２４が、ｄｎ／ｄＴ、関心の
ある波長領域の透明性、粒子サイズ、コスト、及び利用
性に基づいて好ましく選択される。本発明において開示
しているように、選択する適切な微細粒子物質２４は、
使用されるホストのプラスチック物質に対して反対の表
示を伴うｄｎ／ｄＴを有し、平均粒子サイズが４０ｎｍ
以下である選択物質を必要とする。第三に、例えば、回
転粉砕のような他の混合工程が使用され得るが、微細粒
子がホスト物質に好ましく分散される２６。溶媒分散
（図５参照）は良好な結果を伴って使用することができ
るが、分散２６は、好ましい混合（図４を参照）によっ
て達成することができる。第四に、本発明にて使用され
る光学製品若しくはレンズ１０が光学的に修正された物
質２８から形成される。

【００３０】図４及び５を参照すると、ホスト物質へ微
細粒子を分散する２つの方法が概略して示されている。
図４によると、混合３２を通して分散する工程の概略が
描かれている。混合３２において、選択された微細粒子
３６は、選択されたホスト物質３４のペレットに添っ
て、例えば、ツインスクリュー押し出し機（ｔｗｉｎｓ
ｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ）若しくはＦａｒｒｅｌｌ
の連続混合機（Ｆａｒｒｅｌｌ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ｍｉｘｅｒ）のような混合機４０に供給される。混合
４０の後、光学的に修正された物質は、注入成形機械
（ここに示されてはいない）を用いてペレット化４２さ
れる。図４及び５に示されているように、表面処理３８
及び５２は、ホスト物質３４と適合性がある微細粒子３
６を合成するためにそれぞれ必要とされるだろう。当業
者は、この処置が微細粒子３６に対して直接適用される
か、若しくは微細粒子３６及びホスト物質３４に添って
添加物を混合４０に添加されることを認識するであろ
う。

【００３１】図５によると、溶媒を基にした分散工程４
４において、選択されたプラスチックのホスト物質４６
及び選択された微細粒子４８は、２つの溶媒溶液の混合
５６を行う以前に、溶媒５０と５４においてそれぞれ分
散される。良好な分散が得られ、すべての塊が砕かれた
ことを確認するために、選択された微細粒子４８は、好
ましく中間の溶媒分散工程５４に通される。２つの溶媒
溶液を工程５６で混ぜて混合した後、溶媒は工程５８に
おいて除去され、光学的に修正された物質が注入成形機
械（ここでは示されていない）を用いてペレット化６０
される。

【００３２】光学的に修正された物質を製造する下記に
記述する両者の技術において、最終的に合成されたもの
は、所望の減少したｄｎ／ｄＴを伝達するための十分な
量が存在する微細粒子を伴う図２ｂに示されているよう
な完全に分散された微細粒子を含むプラスチックのペレ
ットである。

【００３３】注入成形、圧縮成形及び鋳造は、本発明に
おいて使用される光学製品１０（図３の工程２８を参
照）を形成するための３つの好ましい技術である。

【００３４】好ましい実施態様において、微細合成物光
学製品の製造１０は、加熱可塑性物及び熱硬化性物質か
らなるグループから選択されるポリマー状のホスト物質
から構成される。光学製品に使用される加熱可塑性物は
下記を含む：ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネー
ト、ポリスチレン、ポリスルホン、環状オレフィン、並
びに上述に列記した物質の混合物及び共重合体。光学製
品に使用される熱硬化性物質は下記を含む：炭酸ジアリ
ルグリコール、エポキシド、及び熱硬化性ポリエステ
ル。

【００３５】本発明の熟慮において合成された典型的な
減少されたｄｎ／ｄＴの製造製品１０は、単純なレン
ズ、レンズの配列、眼鏡等、窓ガラスの艶出し、光学フ
ァイバー、デジタル現像機のカバーガラス、デジタル現
像機のマイクロレンズ、及び他の光学装置のようなもの
である。

【００３６】当業者は、本発明の方法に一致して、微細
合成物質のｄｎ／ｄＴを減少することにより、ホスト物
質の光学的特質の修正が達成されたことを認識するであ
ろう。好ましい具体例では、基盤となるプラスチックの
方向とは反対の表示を伴うｄｎ／ｄＴを有する微細粒子
物質充填材を拡散することによって達成される。

【００３７】

【実施例１】光学的プラスチックのｄｎ／ｄＴを減少さ
せる上記方法の典型的な実施例は下記である。

【００３８】ポリメタクリル酸メチルの微細合成物の光
学的プラスチックは、感温性光学ベクトルｘ１を有する
ポリメタクリル酸メチルのホスト物質及びポリメタクリ
ル酸メチルのホスト物質に分散した感温性光学ベクトル
ｘ２を有する酸化マグネシウムの微細粒子を含む。本発
明の要求によると、ｘ_１はｘ_２に対して反対方向であ
る。

【００３９】より詳細には、ポリメタクリル酸メチルの
ホスト物質は、酸化マグネシウムの微細粒子の添加を伴
い光学的に修正される。表１に示されているように、ポ
リメタクリル酸メチルは、およそ−１１０Ｅ−６／℃の
ｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムは、およそ＋１
９Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。Ｎａｎｏ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈから、１０ｎｍサイズの
酸化マグネシウム微細粒子が利用可能である。酸化マグ
ネシウムは、可視光線領域を含む０．３５乃至６．８ミ
クロン領域にて透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％減少す
るためにポリメタクリル酸メチルのホスト物質にて必要
な酸化マグネシウムの微細粒子の質量（％）は、下記の
式２を使用して質量に基づいて計算することができる。

【００４０】 ν_５０＝０．５（γ_ｐ／γ_ｐ−γ_ｎ） 式２ 式２において、ν_５０は、プラスチックのホストと比較
して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０％減少するために
必要な微細粒子の質量％であり、；γ_ｐはプラスチック
のホスト（図１参照）のｄｎ／ｄＴであり、；γ_ｎは微
細粒子物質のｄｎ／ｄＴである。

【００４１】ポリメタクリル酸メチルと酸化マグネシウ
ムを組み合わせるためには、ポリメタクリル酸メチルの
ｄｎ／ｄＴと比較して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０
％減少するために必要な微細粒子の質量（％）は、おお
よそ４２％である。

【００４２】図４によると、酸化マグネシウムの微細粒
子は、ポリメタクリル酸メチルに混合された。この場
合、適合剤であるＡｖｅｃｉａ Ｌｔｄ．から入手でき
るＳｏｌｓｐｅｒｓｅ ２１０００を微細粒子の重量の
１０％に相当する量を、酸化マグネシウム微細粒子の拡
散を補うために、ポリメタクリル酸メチルのペレットと
混合した。混合は、ツインスクリュー押し出し機にて行
われた。次いで、レンズは、混合から合成されたペレッ
トから成形された。レンズにおける微細粒子の分散の結
果は、走査電子顕微鏡にて検査したところ、非常に良好
である。

【００４３】

【実施例２】あるいは、上記の微細合成物が図５におい
て概略的に示されている溶媒に基づいた分散工程によっ
てトルエン若しくはキシレンを用いて調製された。溶媒
に基づいた分散工程は、様々な微細粒子（酸化チタン、
酸化マグネシウム及び酸化亜鉛）と同様に、幅広い範囲
のポリマー（ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、
ポリカーボネート及び環状オレフィン）において成功し
ている。微細粒子の分散は、塊を粉砕するために粉砕機
にて達成される。結果として、良好に分散された溶液が
合成される。

【００４４】再度図５を参照すると、溶媒除去５８は、
適度な温度において真空状態で達成される。次いで、乾
燥した物質は、押し出し機を通過して、ペレットを形成
する。次いで、ペレットは、実施例１の工程によって注
入され、光学製品が成形される。

【００４５】

【実施例３】別の実施例の場合、ポリカーボネートのホ
スト物質は、酸化アルミニウム微細粒子の添加によって
光学的に修正される。表１に示されているように、ポリ
カーボネートはおよそ−１１４Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴ
を有する。酸化アルミニウムは、およそ＋１４Ｅ−６／
℃のｄｎ／ｄＴを有する。３７ｎｍサイズの酸化アルミ
ニウム粒子は、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓから入手可能である。酸化ア
ルミニウムは、可視光線領域を含む０．１９乃至５．０
ミクロン領域にて透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％減少
するためにポリカーボネートのホスト物質にて必要な酸
化アルミニウム微細粒子の質量（％）は、下記の式２を
使用して質量に基づいて計算することができる。

【００４６】 ν_５０＝０．５（γ_ｐ／γ_ｐ−γ_ｎ） 式２ 式２において、ν_５０は、プラスチックのホストと比較
して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０％減少するために
必要な微細粒子の質量％であり、；γ_ｐはプラスチック
のホスト（図１参照）のｄｎ／ｄＴであり、；γ_ｎは微
細粒子物質のｄｎ／ｄＴである。

【００４７】ポリカーボネートと酸化アルミニウムを組
み合わせるためには、ポリカーボネートのｄｎ／ｄＴと
比較して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０％減少するた
めに必要な微細粒子の質量（％）は、おおよそ４５％で
ある。

【００４８】

【実施例４】他の実施例の場合、ポリスチレンのホスト
物質は、酸化アルミニウム微細粒子の添加によって光学
的に修正される。表１に示されているように、ポリスチ
レンはおよそ−１２７Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有す
る。酸化アルミニウムは、およそ＋１４Ｅ−６／℃のｄ
ｎ／ｄＴを有する。３７ｎｍサイズの酸化アルミニウム
粒子は、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａ
ｓｓｏｃｉａｔｅｓから入手可能である。酸化アルミニ
ウムは、可視光線領域を含む０．１９乃至５．０ミクロ
ン領域にて透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％減少するた
めにポリカーボネートのホスト物質にて必要な酸化アル
ミニウム微細粒子の質量（％）は、下記の式２を使用し
て質量に基づいて計算することができる。

【００４９】 ν_５０＝０．５（γ_ｐ／γ_ｐ−γ_ｎ） 式２ 式２において、ν_５０は、プラスチックのホストと比較
して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０％減少するために
必要な微細粒子の質量％であり、；γ_ｐはプラスチック
のホスト（図１参照）のｄｎ／ｄＴであり、；γ_ｎは微
細粒子物質のｄｎ／ｄＴである。

【００５０】ポリカーボネートと酸化アルミニウムを組
み合わせるためには、ポリカーボネートのｄｎ／ｄＴと
比較して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０％減少するた
めに必要な微細粒子の質量（％）は、おおよそ４５％で
ある。

【００５１】

【実施例５】他の実施例の場合、環状オレフィンホモポ
リマーのホスト物質は、酸化マグネシウム微細粒子の添
加によって光学的に修正される。表１に示されているよ
うに、環状オレフィンホモポリマーはおよそ−１１０Ｅ
−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムは、
およそ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。１０ｎ
ｍサイズの酸化マグネシウム粒子は、Ｎａｎｏ Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈから入手可能である。
酸化マグネシウムは、可視光線領域を含む０．３５乃至
６．８ミクロン領域にて透明である。ｄｎ／ｄＴを５０
％減少するために環状オレフィンホモポリマーのホスト
物質にて必要な酸化マグネシウム微細粒子の質量（％）
は、下記の式２を使用して質量に基づいて計算すること
ができる。

【００５２】 ν_５０＝０．５（γ_ｐ／γ_ｐ−γ_ｎ） 式２ 式２において、ν_５０は、プラスチックのホストと比較
して、微細合成物のｄｎ／ｄＴを５０％減少するために
必要な微細粒子の質量％であり、；γ_ｐはプラスチック
のホスト（図１参照）のｄｎ／ｄＴであり、；γ_ｎは微
細粒子物質のｄｎ／ｄＴである。

【００５３】環状オレフィンホモポリマーと酸化マグネ
シウムを組み合わせるためには、環状オレフィンホモポ
リマーのｄｎ／ｄＴと比較して、微細合成物のｄｎ／ｄ
Ｔを５０％減少するために必要な微細粒子の質量（％）
は、おおよそ４３％である。

【００５４】ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチ
ック製品の感温性光学ベクトルｘ_１は、約１００ｘ１０
^−６／ｄｅｇｒｅｅ Ｃの負の値であり、感温性光学ベ
クトルｘ_２は、約６ｘ１０^−６／ｄｅｇｒｅｅ Ｃ乃至
５０ｘ１０^−６／ｄｅｇｒｅｅ Ｃの範囲における正の
値を有する。

【００５５】ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチ
ック製品の微細粒子は、酸化マグネシウムである。

【００５６】ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチ
ック製品の微細粒子は、酸化アルミニウムである。

【００５７】ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチ
ック製品の微細粒子は、炭酸カルシウムである。

【００５８】ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチ
ック製品におけるポリスルホンのホスト物質は、感温性
光学ベクトルｘ_１を５０％減少するために酸化マグネシ
ウム微細粒子の事前決定された質量（％）からなり、上
記事前決定された質量は、下記の式によって決定され： ν_５０＝０．５（γ_ｐ／γ_ｐ−γ_ｎ）； 式において、ν_５０は、ポリスルホンのホスト物質と比
較して、ポリスルホン微細合成物の光学的プラスチック
製品のｄｎ／ｄＴを５０％減少するために必要な酸化マ
グネシウム微細粒子の質量％であり；γ_ｐはポリスルホ
ンのホスト物質のｄｎ／ｄＴであり；γ_ｎは酸化マグネ
シウムの微細粒子のｄｎ／ｄＴである。

【００５９】ポリスルホンのホスト物質中に分散したポ
リスルホン微細合成物の光学的プラスチック製品におけ
る酸化マグネシウム微細粒子の事前決定された質量％
は、約４２％である。

【図面の簡単な説明】

【図１】温度変化及び屈折率の生じる変化によって合成
された焦点距離変化領域を示すプラスチックレンズであ
る。

【図２ａ】温度に関しての屈折率の安定、及び温度の変
化によって合成された焦点距離変化の関連する縮小され
た範囲を改善した微細合成物質で作られたレンズを示
す。

【図２ｂ】光学製品が形成される以前の微細合成物質の
典型的な図を示す。

【図３】安定性が改良された屈折率を有するプラスチッ
ク性光学製品の製造工程のフローチャートである。

【図４】混合に基づいた微細合成物質の製造工程の概略
図を示す。

【図５】溶媒分散に基づいた微細合成物質の製造工程の
概略図を示す。

【符号の説明】

１ 従来のレンズ ３ 入射光 ５ レンズの焦点 ７ プラスチックレンズの温度変化によって合成され
た焦点距離変化の幅 １０ 微細合成物レンズ １２ 微細合成物レンズの温度変化によって合成され
た焦点距離変化の縮小した幅 １４ 分散した微細粒子 １５ ホストのプラスチック物質に分散した微細粒子
の描写 １６ プラスチックのホスト物質 ２０ 減少したｄｎ／ｄＴを有する製品の製造方法の
概略 ２２ ホスト物質の選択段階 ２４ 微細粒子物質の選択段階 ２６ 分散段階 ２８ 光学製品の形成段階 ３２ 混合工程 ３４ ホスト物質の選択段階 ３６ 微細粒子物質の選択段階 ３８ 微細粒子の表面処理段階 ４０ 微細粒子の混合段階 ４２ 微細合成物からペレタイジングのような利用可
能な形態への形成段階 ４４ 溶媒に基づいた分散工程 ４６ ホスト物質の選択段階 ４８ 微細粒子の選択段階 ５０ 溶媒にホスト物質が溶解する段階 ５２ 微細粒子の表面処理段階 ５４ 溶媒への微細粒子の分散段階 ５６ 段階５０と５４の合成物をいっしょにして混合
する段階 ５８ 溶媒を除去する段階 ６０ 利用可能な製品の形成段階

フロントページの続き (72)発明者 マイケル アール マクガバーン アメリカ合衆国 ニューヨーク 14624 ロチェスター ウインドミル・トレイル 151 Ｆターム(参考） 4F071 AA64 AB18 AB21 AH19 BB01 BB03 4J002 CN031 DE076 DE146 DE236 GP01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感温性光学ベクトルｘ_１を有するポリス
   ルホンのホスト物質及び感温性光学ベクトルｘ_２を有す
   る該ポリスルホンのホスト物質に分散された微細粒子物
   質からなり、 前記感温性光学ベクトルｘ_１は、前記感温性光学ベクト
   ルｘ_２と反対方向であることを特徴とするポリスルホン
   微細合成物の光学的プラスチック製品。
2. 【請求項２】 前記感温性光学ベクトルｘ_１及びｘ
   _２は、温度の変化（ｄＴ）に関した前記ポリスルホンの
   ホスト物質及び前記微細粒子の屈折率（ｄｎ）における
   変化によってそれぞれ定義される特徴を有する請求項１
   記載のポリスルホン微細合成物の光学的プラスチック製
   品。
3. 【請求項３】 （ａ）感温性光学ベクトルｘ_１を有する
   ポリスルホンのホスト物質及び感温性光学ベクトルｘ_２
   を有する微細粒子の供給であって、前記感温性光学ベク
   トルｘ_１は、前記感温性光学ベクトルｘ_２と反対方向で
   あることを特徴とする供給段階と、（ｂ）ポリスルホン
   微細合成物質を形成する前記微細粒子の前記ポリスルホ
   ンのホスト物質への分散段階と、及び（ｃ）前記ポリス
   ルホン微細合成物質から前記ポリスルホン微細合成物の
   光学的プラスチック製品の形成段階とからなるポリスル
   ホン微細合成物の光学的プラスチック製品の製造方法。