JP2005234174A - 光学用樹脂レンズ及び光学用樹脂レンズの作製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 長時間のレーザ照射またはその他の光エネルギ照射条件下でも、光学特性が劣化しない高耐久性を示す光学用樹脂レンズ及び光学用樹脂レンズの作製方法を提供すること。
【解決手段】 樹脂組成物を成型する工程を経て得られた成型物を、その樹脂のガラス転移点をTgとする時、Tg−70℃未満に冷却し、次いでTg/2以上Tg未満の温度で1分以上200時間未満で熱処理することにより得られることを特徴とする光学用樹脂レンズ。
【選択図】 なし
【解決手段】 樹脂組成物を成型する工程を経て得られた成型物を、その樹脂のガラス転移点をTgとする時、Tg−70℃未満に冷却し、次いでTg/2以上Tg未満の温度で1分以上200時間未満で熱処理することにより得られることを特徴とする光学用樹脂レンズ。
【選択図】 なし
Description
本発明は光学用樹脂レンズ及び光学用樹脂レンズの作製方法に関する。
光学的に透明なプラスチックはその軽量性、量産性の高さから光学製品に広く用いられている。カメラ、フィルム一体型カメラ(レンズ付きフィルム)、ビデオカメラ等の各種カメラ、CD、CD−ROM、CD−R、CD−RW、CD−Video、MO、DVD等の光ピックアップ装置、複写機及びプリンター等のOA機器といった各種機器等に使用される高性能光学用レンズには、これまでポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、シクロポリオレフィン(CO)等の透明熱可塑性樹脂を用いて射出成型されたプラスチックレンズ等をその光学系の一部または全部に使用されてきた。
例えば、PMMA(ポリメチルメタクリレート)は光学異方性が小さく、よく利用されている樹脂だが、屈折率が1.49と小さい、吸湿性が大きい、湿度変化による膨縮が大きい、耐熱性が比較的低い等という問題点があった。
この様な欠点を改善する事を目的にメチルメタクリレートの側鎖に嵩高く、疎水性の置換基を有するメタクリレートモノマーを共重合する等の方法が数多く報告されているが、長時間レーザ光を照射した条件下で高精度や高安定性を求められるプラスチックレンズに使用するには、耐熱性の問題が残されていた。
また、従来公知のPC(ポリカーボネート)は屈折率が1.59と比較的大きく、吸湿性は比較的小さいという特性を有し、レンズ、光ディスク等に用いられているが、一方では溶融粘度が高く、成型時に歪が残り易い。またベンゼン環が分子配向を起こし易く、成型時に光学異方性が生じ易いという問題点があった。
この問題点を解決する為に、分子量を小さくして溶融粘度を低下させて成型性を向上させたり、分子配向を軽減させる目的で側鎖にベンゼン環をもつポリスチレンとのブロック共重合をしたり、側鎖にベンゼン環を有するモノマーを用いる等の方法が開示されている。
しかし、成型樹脂の強度低下や相分離の為に光学的な不均一性が生じ易かったり、流動性が改善されにくい等から必ずしも満足し得るものではなく、耐熱性が比較的高い樹脂であるが、成型物が複屈折を生じやすいので、高精度が要求されるプラスチックレンズには用いられていないのが現状である。
また、骨格全体もしくはその一部に環状構造を有するシクロポリオレフィンは青色透過性を持つが、PC(ポリカーボネート)と比較して、光学異方性は小さいものの、高性能プラスチックレンズとして用いるには必ずしも満足できるものではなかったので、その改良が鋭意検討されている。例えば、低複屈折、高耐熱性、高耐湿性を有するシクロポリオレフィン系重合体(例えば、特許文献1参照。)や、シクロポリオレフィン系重合体を水素添加処理することにより、色相改善を目的として開発されたポリマー(例えば、特許文献2参照。)、スチレンとブタジエンとのブロック共重合体の芳香環部分を含む不飽和結合を水素化した特定構造の共重合体が透明性、低複屈折性、機械的強度に優れ、大型で薄型のレンズの作製を可能にした樹脂(例えば、特許文献3参照。)など、材料の改良がなされてきたが、PMMAよりも耐熱性の高い材料を使用しても、長時間レーザ光を照射すると、物性が損なわれるといった問題が依然未解決のまま残されていた。
近年CD−R、DVDやMOなどの光を使った高密度高速記録方式が盛んに研究され、実用化されている中で、光学系に求められる基準は更に厳しくなっている。高速にディスクが回転する場合、光学性能がデータ書込及び読み出し精度に大きく響いてくる。また、高密度を求める場合にも、光学系の集光力とその安定性が記録密度に直接影響する。光学異方性が大きいと焦点が1点に定まらず、高密度、高速どちらにとっても不利である。
一方、VTRやデジタルスチルカメラ(DSC)などは、より高解像度を求めて研究が盛んに行われているが、これらにはCCD配列と撮影シーンの周波数の関係でモアレ縞を生じ、撮像に縞模様が現れる場合がある。この現象を防ぐためにローパスフィルタが用いられるが、これら撮像機器のプラスチックレンズにPC(ポリカーボネート)を用いる場合が多く、レンズ自体の光学異方性が大きいため1枚のローパスフィルタでは縞模様を解消できず、2枚以上で対応せざるを得ないという問題点が挙げられる。ローパスフィルタは水晶を用いるため高価であり、これではコスト高となるという問題点がある。上記問題を解決するため光学異方性が小さく、且つ屈折率が大きい素材としては、フルオレン骨格を含む樹脂または光学用レンズが挙げられる(例えば、特許文献4〜9参照。)。
しかしながら、光学性能の要求が厳しく、作製も難しい高密度高速記録用、あるいは撮像用などの高性能光学用レンズに適用した例はない。また、近年これらの高性能レンズは小型軽量化の流れからどんどん小さくなっている。
上記のような高性能光学用レンズを成型法等を用いて樹脂を加工する場合、前記樹脂の注入部は圧力が集中するので、ひずみが起きやすく、特に小さいレンズを作る場合、面積の割合からそのひずみが光学面に影響を及ぼしやすく、その結果、内部応力が発生し、光学異方性(複屈折)を生じやすいという問題点がある。また、長時間のレーザ照射またはその他の光エネルギ照射条件下での温度が上がれば、レンズ中の白濁発生という問題点が顕著に現れるが、解決手段は提案されていないのが現状である。
特開平5−230148号公報
特開2002−105131号公報
特開2002−148401号公報
特開平7−198901号公報
特開平8−109249号公報
特開平9−302077号公報
特開平8−160222号公報
特開平5−215902号公報
特開平6−287230号公報
本発明の目的は、長時間のレーザ照射またはその他の光エネルギ照射条件下でも、光学特性が劣化しない高耐久性を示す光学用樹脂レンズ及び光学用樹脂レンズの作製方法を提供することである。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
(請求項1)
樹脂組成物を成型する工程を経て得られた成型物を、その樹脂のガラス転移点をTgとする時、Tg−70℃未満に冷却し、次いでTg/2以上Tg未満の温度で1分以上200時間未満で熱処理することにより得られることを特徴とする光学用樹脂レンズ。
樹脂組成物を成型する工程を経て得られた成型物を、その樹脂のガラス転移点をTgとする時、Tg−70℃未満に冷却し、次いでTg/2以上Tg未満の温度で1分以上200時間未満で熱処理することにより得られることを特徴とする光学用樹脂レンズ。
(請求項2)
前記光学用樹脂レンズの熱機械分析で測定されたガラス転移点をTg(TMA)とする時、該光学用樹脂レンズの収縮膨張曲線がTg(TMA)以上、Tg(TMA)+30℃未満で増加関数型あるいは減少関数型であることを特徴とする請求項1に記載の光学用樹脂レンズ。
前記光学用樹脂レンズの熱機械分析で測定されたガラス転移点をTg(TMA)とする時、該光学用樹脂レンズの収縮膨張曲線がTg(TMA)以上、Tg(TMA)+30℃未満で増加関数型あるいは減少関数型であることを特徴とする請求項1に記載の光学用樹脂レンズ。
(請求項3)
前記樹脂組成物のTgが80℃以上である樹脂を少なくとも1種類含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光学用樹脂レンズ。
前記樹脂組成物のTgが80℃以上である樹脂を少なくとも1種類含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光学用樹脂レンズ。
(請求項4)
前記樹脂組成物が少なくとも1種のオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズ。
前記樹脂組成物が少なくとも1種のオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズ。
(請求項5)
前記オレフィン系樹脂が2成分以上のモノマーの重合で合成された共重合体であることを特徴とする請求項4に記載の光学用樹脂レンズ。
前記オレフィン系樹脂が2成分以上のモノマーの重合で合成された共重合体であることを特徴とする請求項4に記載の光学用樹脂レンズ。
(請求項6)
前記成型物が可塑剤または酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズ。
前記成型物が可塑剤または酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズ。
(請求項7)
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズの作製方法であって、樹脂組成物を成型して成型物を得る工程、該成型物をTg−70℃未満に冷却する工程、及び該成型物をTg/2以上Tg未満の温度で1時間以上200時間未満で熱処理する工程を有することを特徴とする光学用樹脂レンズの作製方法。
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズの作製方法であって、樹脂組成物を成型して成型物を得る工程、該成型物をTg−70℃未満に冷却する工程、及び該成型物をTg/2以上Tg未満の温度で1時間以上200時間未満で熱処理する工程を有することを特徴とする光学用樹脂レンズの作製方法。
本発明により、長時間のレーザ照射またはその他の光エネルギ照射条件下でも光学特性が劣化しない、高耐久性を示す光学用樹脂レンズ及び光学用樹脂レンズの作製方法を提供することが出来た。
本発明の光学用樹脂レンズにおいては、請求項1で規定される構成をとることにより、長時間のレーザ照射またはその他の光エネルギ照射条件下でも光学特性が劣化しない高耐久性を示す光学用樹脂レンズを提供することが出来る。更に、請求項2〜6のいずれか1項に記載の構成をとることにより、更に光学特性的に耐久性の高い光学用樹脂レンズを提供することが出来る。
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
《樹脂組成物》
本発明に係る樹脂組成物もしくは樹脂のガラス転移点(Tg)は、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いてJIS−K−7121に規定の方法に従い求められた値である。樹脂組成物のTgとその組成物に主成分として用いられている樹脂のTgが異なるときには、本発明の趣旨から樹脂組成物のTgが重要で、この値はレンズ成型物から推定することができる。また、TMA(Thermomechanical Analyzer、熱機械分析装置)を用いJIS−K−7197に準拠して測定される線膨張率が3倍以上変化する点から、このTgを求める方法も知られているが、本発明ではTg(TMA)としてDSCから求められるTgと区別し、樹脂のガラス転移点を意味するときには、DSCで測定されたTgを用いる。但し、多くの場合、TgとTg(TMA)との差は10℃未満であるが、この差の絶対値が10℃以上となる樹脂組成物では、Tg(TMA)の値をTgとして採用する。
本発明に係る樹脂組成物もしくは樹脂のガラス転移点(Tg)は、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いてJIS−K−7121に規定の方法に従い求められた値である。樹脂組成物のTgとその組成物に主成分として用いられている樹脂のTgが異なるときには、本発明の趣旨から樹脂組成物のTgが重要で、この値はレンズ成型物から推定することができる。また、TMA(Thermomechanical Analyzer、熱機械分析装置)を用いJIS−K−7197に準拠して測定される線膨張率が3倍以上変化する点から、このTgを求める方法も知られているが、本発明ではTg(TMA)としてDSCから求められるTgと区別し、樹脂のガラス転移点を意味するときには、DSCで測定されたTgを用いる。但し、多くの場合、TgとTg(TMA)との差は10℃未満であるが、この差の絶対値が10℃以上となる樹脂組成物では、Tg(TMA)の値をTgとして採用する。
本発明に係る樹脂組成物とは、少なくとも1種類の樹脂(高分子)を含有し、各種成型物の原料として用いることが出来る。本発明に係る樹脂組成物に用いられている高分子は、必ずその単量体であるモノマーが存在し、少なくとも1工程モノマーを重合する工程を経ることで高分子が製造されるものとする。この前提において、高分子は素材であるモノマ−の組み合わせでその物性が決まる。本発明において、どのようなモノマーを用いていかなる工程で高分子を合成するかは特に規定しない。しかし、本発明においては、熱処理を行うので高分子である樹脂のTgは、40℃以下の場合熱処理過程で変形する可能性がある。種々の実験の結果、樹脂組成物に含まれる樹脂のTgが80℃以上であれば、40℃の熱処理で変形が生じなかったので、樹脂のTgは80℃以上が好適に選ばれ、また成型工程における作業性を考慮するとTgは300℃未満の高分子が選ばれる。樹脂だけを用いて成型物を製造することは稀であり、通常は酸化防止剤や可塑剤などの添加が行われる。このような第二成分の添加でTgが下がることもあり、樹脂のTgは更に望ましくは100℃以上が好適に選ばれる。
例えば、本発明の光学用樹脂レンズに用いることが可能な樹脂(樹脂材料、プラスチック材料ともいう)としては、光学用樹脂レンズへの適用が可能な材料であれば特に限定されないが、三菱レイヨン製「アクリペットVH」、三菱レイヨン製「アクリペットWF−100」、日立化成工業製「アプトレッツOZ−1000」、クラレ製「バラペットMI−91」、等のアクリル系、日本ゼオン製「ZEONEX」、三井石油化学工業製「APEL」等のオレフィン系、日本合成ゴム製「ARTON」等のノルボルネン系の種々の樹脂材料を用いることができるが、光学的耐久性向上の観点から、また射出成型時の金型への転写性が良好で目標とする光学性能を容易に得ることができ、最小肉厚を小さくすることが可能であることから、日本ゼオン製「ZEONEX」、三井石油化学工業製「APEL」等のオレフィン系、日本合成ゴム製「ARTON」等のノルボルネン系などの樹脂を主成分とする樹脂組成物が好ましい。
耐熱性を考慮すると組成物に1種類以上、Tgが80℃以上であるオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。このとき、オレフィン系樹脂は1成分のモノマーから合成された高分子でもよいが、好適には2成分以上のモノマーを用いて合成された共重合体が選ばれる。この共重合体については、100成分以上のモノマーを用いて製造してもよいが、生産効率重合安定性からモノマーの混合は10成分以下が好ましい。更に好ましいのは5成分以下である。また、得られた共重合体は結晶性高分子でも非晶性高分子でも構わないが、好ましくは非晶性高分子がよい。
ここで、樹脂組成物とは樹脂だけの混合物、樹脂とその他の高分子の混合物の場合でもよく、また前記樹脂組成物に、酸化防止剤、紫外線吸収剤その他の添加剤等を加えた場合の混合物でもよい。
《樹脂組成物の添加剤》
〈酸化防止剤〉
本発明に用いられる酸化防止剤について説明する。
〈酸化防止剤〉
本発明に用いられる酸化防止剤について説明する。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられ、これらの中でもフェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換フェノール系酸化防止剤が好ましい。これらの酸化防止剤を配合することにより、透明性、耐熱性等を低下させることなく、成型時の酸化劣化等によるレンズの着色や強度低下を防止できる。これらの酸化防止剤はそれぞれ単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択されるが、本発明に係る重合体100質量部に対して、好ましくは0.001〜5質量部、より好ましくは0.01〜1質量部である。
フェノール系酸化防止剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−(1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレートなどの特開昭63−179953号公報や特開平1−168643号公報に記載されるアクリレート系化合物;オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2′−メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス(メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)メタン[即ち、ペンタエリスリメチル−テトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)]、トリエチレングリコール−ビス(3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート)などのアルキル置換フェノール系化合物;6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−2,4−ビスオクチルチオ−1,3,5−トリアジン、4−ビスオクチルチオ−1,3,5−トリアジン、2−オクチルチオ−4,6−ビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−オキシアニリノ)−1,3,5−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物;などが挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイドなどのモノホスファイト系化合物;4,4′−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト)、4,4′−イソプロピリデン−ビス(フェニル−ジ−アルキル(C12〜C15)ホスファイト)などのジホスファイト系化合物などが挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイトなどが特に好ましい。
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル−3,3−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3′−チオジプロピピオネート、ジステアリル−3,3−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル−3,3−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス(β−ラウリル−チオ−プロピオネート)、3,9−ビス(2−ドデシルチオエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等が挙げられる。
〈紫外線吸収剤〉
本発明に用いられる紫外線吸収剤について説明する。
本発明に用いられる紫外線吸収剤について説明する。
紫外線吸収剤としては、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2′−ジヒドロキシ−4,4′−ジメトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−2′−ベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−5−スルホベンゾフェノントリヒドレート、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン、2,2′,4,4′−テトラヒドロキシベンゾフェノン、4−ドデシロキシ−2−ヒドロキシベンゾフェノン、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェニル)メタンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤;2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミディルメチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−ブチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′−t−ブチル−5′−メチル−フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−5′−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2′−ヒドロキシ−3′,5′−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−〔2′−ヒドロキシ−3′−(3″,4″,5″,6″−テトラヒドロフタルイミドメチル)−5′−メチルフェニル〕ベンゾトリアゾール、2,2′−メチレンビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール〕などのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤などが挙げられる。これらの中でも、2−(2′−ヒドロキシ−5′−メチル−フェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−(3,4,5,6−テトラヒドロフタルイミジルメチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノールなどが耐熱性、低揮発性などの観点から好ましい。
〈耐光安定剤〉
本発明に用いられる耐光安定剤について説明する。
本発明に用いられる耐光安定剤について説明する。
耐光安定剤としては、ベンゾフェノン系耐光安定剤、ベンゾトリアゾール系耐光安定剤、ヒンダードアミン系耐光安定剤などが挙げられるが、本発明においては、レンズの透明性、耐着色性等の観点から、ヒンダードアミン系耐光安定剤を用いるのが好ましい。ヒンダードアミン系耐光安定剤(以下、HALSと記す。)の中でも、THFを溶媒として用いたGPCにより測定したポリスチレン換算のMnが1000〜10000であるものが好ましく、2000〜5000であるものがより好ましく、2800〜3800であるものが特に好ましい。Mnが小さすぎると、該HALSをブロック共重合体に加熱溶融混練して配合する際に、揮発のため所定量を配合できなかったり、射出成型等の加熱溶融成型時に発泡やシルバーストリークが生じるなど加工安定性が低下する。また、ランプを点灯させた状態でレンズを長時間使用する場合に、レンズから揮発性成分がガスとなって発生する。逆にMnが大き過ぎるとブロック共重合体への分散性が低下して、レンズの透明性が低下し、耐光性改良の効果が低減する。従って、本発明においては、HALSのMnを上記範囲とすることにより加工安定性、低ガス発生性、透明性に優れたレンズが得られる。
このようなHALSの具体例としては、N,N′,N″,N″′−テトラキス〔4,6−ビス{ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ}−トリアジン−2−イル〕−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン、ジブチルアミンと1,3,5−トリアジンとN,N′−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔{(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、1,6−ヘキサンジアミン−N,N′−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)とモルフォリン−2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンとの重縮合物、ポリ〔(6−モルフォリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)(2,2,6,6,−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕−ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ〕〕などの、ピペリジン環がトリアジン骨格を介して複数結合した高分子量HALS;コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールとの重合物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノールと3,9−ビス(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンとの混合エステル化物などの、ピペリジン環がエステル結合を介して結合した高分子量HALS等が挙げられる。
これらの中でも、ジブチルアミンと1,3,5−トリアジンとN,N′−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔{(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}〕、コハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールとの重合物などのMnが2000〜5000のものが好ましい。
本発明に係る樹脂に対する上記紫外線吸収剤およびHALSの配合量は、重合体100質量部に対して、好ましくは0.01質量部〜20質量部、より好ましくは0.02質量部〜15質量部、特に好ましくは0.05質量部〜10質量部である。添加量が少なすぎると耐光性の改良効果が十分に得られず、屋外で長時間使用する場合等に着色が生じる。一方、HALSの配合量が多すぎると、その一部がガスとなって発生したり、樹脂への分散性が低下して、レンズの透明性が低下する。
しかし、本発明の光学用樹脂レンズを屋外で使用しない場合、即ちCD−ROMやDVD−ROMなどの光学装置のピックアップなどに組み込み使用する場合には、紫外線吸収剤およびHALSの添加は必須ではなく無添加でもよい。
また、本発明に係る樹脂に最も低いガラス転移温度が30℃以下である化合物を10%未満配合することにより、透明性、耐熱性、機械的強度などの諸特性を低下させることなく、長時間の高温高湿度環境下での白濁を防止できる。例えば、白濁防止剤として以下の材料がある。
(1)軟質重合体
本発明に用いる軟質重合体は、通常30℃以下のTgを有する重合体であり、Tgが複数存在する場合には、少なくとも最も低いTgが30℃以下であることが好ましい。
本発明に用いる軟質重合体は、通常30℃以下のTgを有する重合体であり、Tgが複数存在する場合には、少なくとも最も低いTgが30℃以下であることが好ましい。
これらの軟質重合体の具体例としては、例えば、液状ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、エチレン・プロピレン・スチレン共重合体などのオレフィン系軟質重合体、ポリイソブチレン、イソブチレン・イソプレンゴム、イソブチレン・スチレン共重合体などのイソブチレン系軟質重合体;ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン・スチレンランダム共重合体、イソプレン・スチレンランダム共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、イソプレン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン・ブロック共重合体などのジエン系軟質重合体、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、ジヒドロキシポリシロキサン、などのケイ素含有軟質重合体、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ブチルアクリレート・スチレン共重合体などのα,β−不飽和酸からなる軟質重合体、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリステアリン酸ビニル、酢酸ビニル・スチレン共重合体などの不飽和アルコールおよびアミンまたはそのアシル誘導体またはアセタールからなる軟質重合体、エチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エピクロルヒドリンゴムなどのエポキシ系軟質軟質重合体、フッ化ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴムなどのフッ素系軟質重合体、天然ゴム、ポリペプチド、蛋白質、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどのその他の軟質重合体等が挙げられる。これらの軟質重合体は架橋構造を有したものであってもよく、また変性反応により官能基を導入したものでもよい。
上記軟質重合体の中でもジエン系軟質重合体が好ましく、特に該軟質重合体の炭素−炭素不飽和結合を水素化した水素化物が、ゴム弾性、機械強度、柔軟性、分散性の点で優れる。
(2)アルコール性化合物
また、アルコール性化合物は分子内に少なくとも1つの非フェノール性水酸基を有する化合物で、好適には少なくても1つの水酸基と少なくとも1つのエーテル結合またはエステル結合を有する。このような化合物の具体例としては、例えば、2価以上の多価アルコール、より好ましくは3価以上の多価アルコール、更に好ましくは3〜8個の水酸基を有する多価アルコールの水酸基の1つがエーテル化またはエステル化されたアルコール性エーテル化合物やアルコール性エステル化合物が挙げられる。
また、アルコール性化合物は分子内に少なくとも1つの非フェノール性水酸基を有する化合物で、好適には少なくても1つの水酸基と少なくとも1つのエーテル結合またはエステル結合を有する。このような化合物の具体例としては、例えば、2価以上の多価アルコール、より好ましくは3価以上の多価アルコール、更に好ましくは3〜8個の水酸基を有する多価アルコールの水酸基の1つがエーテル化またはエステル化されたアルコール性エーテル化合物やアルコール性エステル化合物が挙げられる。
2価以上の多価アルコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセロール、トリグリセロール、ジペンタエリスリトール、1,6,7−トリヒドロキシ−2,2−ジ(ヒドロキシメチル)−4−オキソヘプタン、ソルビトール、2−メチル−1,6,7−トリヒドロキシ−2−ヒドロキシメチル−4−オキソヘプタン、1,5,6−トリヒドロキシ−3−オキソヘキサンペンタエリスリトール、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなどが挙げられるが、特に3価以上の多価アルコール、更には3〜8個の水酸基を有する多価アルコールが好ましい。またアルコール性エステル化合物を得る場合には、α、β−ジオールを含むアルコール性エステル化合物が合成可能なグリセロール、ジグリセロール、トリグリセロールなどが好ましい。
このようなアルコール性化合物として、例えば、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノベヘネート、ジグリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリンジラウレート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリスリトールモノベヘレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールジラウレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ジペンタエリスリトールジステアレートなどの多価アルコール性エステル化物;3−オクチルオキシ−1,2−プロパンジオール、3−デシルオキシ−1,2−プロパンジオール、3−ラウリルオキシ−1,2−プロパンジオール、3−(4−ノニルフェニルオキシ)−1,2−プロパンジオール、1,6−ジヒドロオキシ−2,2−ジ(ヒドロキシメチル)−7−(4−ノニルフェニルオキシ)−4−オキソヘプタン、p−ノニルフェニルエーテルとホルムアルデヒドの縮合体とグリシドールの反応により得られるアルコール性エーテル化合物、p−オクチルフェニルエーテルとホルムアルデヒドの縮合体とグリシドールの反応により得られるアルコール性エーテル化合物、p−オクチルフェニルエーテルとジシクロペンタジエンの縮合体とグリシドールの反応により得られるアルコール性エーテル化合物などが挙げられる。これらの多価アルコール性化合物は単独でまたは2種以上を組み合わせて使用される。これらの多価アルコール性化合物の分子量は特に限定されないが、通常500〜2000、好ましくは800〜1500のものが透明性の低下も少ない。
(1)〜(2)の化合物の配合量は、脂環式炭化水素系共重合体と配合される化合物の組み合わせによって決まるが、一般に配合量が多すぎれば、組成物のガラス転移温度や透明性が大きく低下し、光学材料として使用するのに不適である。また配合量が少なすぎれば、高温高湿下において成型物の白濁を生じる場合がある。配合量としては、脂環式炭化水素系共重合体100質量部に対して、通常0.01質量部〜10質量部、好ましくは0.02質量部〜5質量部、特に好ましくは0.05質量部〜2質量部の割合で配合する。配合量が少なすぎる場合には、高温高湿度環境下における白濁防止効果が得られず、配合量が多すぎる場合は成型品の耐熱性、透明性が低下する。
しかし、これらの添加剤についても、無添加でも本発明の目的を達成することが可能である。
〈その他の添加剤〉
本発明に係る樹脂組成物には、必要に応じてその他の添加剤として、近赤外線吸収剤、染料や顔料などの着色剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、無機フィラーなどを配合することができ、これらは単独であるいは2種以上混合して用いることができ、その配合量は本発明の目的を損ねない範囲で適宜選択される。
本発明に係る樹脂組成物には、必要に応じてその他の添加剤として、近赤外線吸収剤、染料や顔料などの着色剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、無機フィラーなどを配合することができ、これらは単独であるいは2種以上混合して用いることができ、その配合量は本発明の目的を損ねない範囲で適宜選択される。
《樹脂組成物の調製方法》
本発明に係る樹脂組成物の調製方法について説明する。
本発明に係る樹脂組成物の調製方法について説明する。
本発明に係る樹脂組成物は、成型する工程(成型プロセス)の前に特定の加工処理をすることが好ましく、加工処理の段階で通常樹脂に添加される可塑剤、酸化防止剤、その他の添加剤を加えてもよい。本発明に係る樹脂組成物の調製方法としては、下記の混練プロセスまたは混合物を溶媒に溶解、溶媒除去、乾燥を経て組成物を得るプロセス等が好ましい調製方法として挙げられるが、更に好ましい調製方法は混練プロセスである。また、混練プロセスとして、通常の樹脂の配合に用いるプロセスを用いることができる。例えば、ロール、バンバリーミキサ、二軸混練機、ニーダールーダなどを用いることができるが、好ましくはバンバリーミキサ、二軸混練機、ニーダールーダ等が挙げられる。樹脂の酸化を防ぐ目的で、密閉系で混練り可能な装置が好適に使用され、更に好ましくは、窒素やアルゴンなどの不活性ガス化で混練プロセスを行うことが望ましい。
混練以外に樹脂もしくは可塑剤または酸化防止剤その他を混合して得られた樹脂組成物を溶媒に溶かし、溶解後乾燥して得られた材料を用いて作製する方法もよい。
本発明に係る溶媒に関しては、樹脂を溶解可能な溶媒であれば何でもよく、その種類を限定しない。
《光学用樹脂レンズの作製方法》
本発明の光学用樹脂レンズの作製方法について説明する。
本発明の光学用樹脂レンズの作製方法について説明する。
本発明の光学用樹脂レンズは、まず樹脂組成物(樹脂単独の場合もあれば、樹脂と添加剤との混合物の場合もある)を調製し、次いで得られた樹脂組成物を成型する工程を含む。
本発明に係る樹脂組成物の成型方法について説明する。
本発明に係る樹脂組成物の成型物は、前記樹脂組成物からなる成型材料を成型して得られる。成型方法としては格別な制限されるものはないが、低複屈折性、機械強度、寸法精度等の特性に優れた成型物を得る為には溶融成型が好ましい。溶融成型法としては、例えば、市販のプレス成型、市販の押し出し成型、市販の射出成型等が挙げられるが、射出成型が成型性、生産性の観点から好ましい。成型条件は使用目的、または成型方法により適宜選択されるが、例えば、射出成型における樹脂組成物(樹脂単独の場合または樹脂と添加物との混合物の両方がある)の温度は、成型時に適度な流動性を樹脂に付与して成型品のヒケやひずみを防止し、樹脂の熱分解によるシルバーストリークの発生を防止し、更に成型物の黄変を効果的に防止する観点から150℃〜400℃の範囲が好ましく、更に好ましくは200℃〜350℃の範囲であり、特に好ましくは200℃〜330℃の範囲である。
成型工程に続いて、発明者らが樹脂組成物のTg−70℃未満で熱処理を行い、発明に到った経緯を示す。
高分子物性には、緩和の影響を受けた現象が観察されることがある。例えば、成型時の歪みが原因で経時により高分子が緩和した結果、成型物の形状が設計した寸法から誤差を生じることはよく知られている。そのため光学用樹脂レンズの成型では、成型物に歪を残さないよう注意が払われる。また、成型物の物性は成型条件により変化し、例えば、密度に関しても10%前後変化するが、成型物の密度とレンズ性能に関しては不明の点が多い。このような成型物の歪と成型物の特徴を鋭意検討した結果、詳細な理由は不明であるが、成型物であるレンズを成型後Tg−70℃未満に冷却後、Tg/2以上Tg未満の温度領域で熱処理をすることにより、驚くべきことに光学用樹脂レンズの耐久性が著しく向上することが判った。
成型物であるレンズの熱処理時間については、本発明の目的を達成できる条件であれば特に制限を加えないが、200時間以上行っても同様の効果が得られるが、200時間以上行うことは経済性の観点から好ましくなく、168時間以内が好適である。更に48時間以内であればより経済的な工程となる。一方1分未満という短時間では、本発明の目的を十分に達成できず好ましくない。一般に熱処理温度と熱処理時間には、温度が高い場合には時間を短く選択することができるようであるが、本発明では発明の目的を達成する経済的な条件から熱処理時間を選択しているので、特にその選択に制限を加えない。
本発明の条件で熱処理を行うと、光学用樹脂レンズの耐久性が著しく向上する以外に予期せぬ発見があった。
一般に樹脂組成物を成型する工程を経て得られた成型物についてTMAを測定すると、樹脂組成物のTg(TMA)付近の温度に線膨張率の変極点を有する複雑な曲線が得られる。本発明の条件で熱処理を行うとこの曲線が、室温付近からTg(TMA)まで線膨張率L1が2倍以上変化しない、ほぼ直線に近いデータが得られ、Tg(TMA)以上Tg(TMA)+30℃の領域では、少しずつ線膨張率が上昇し、L1の2倍以上の線膨張率L2となる。即ち、Tg(TMA)以上における収縮膨張曲線がTg(TMA)+30℃未満で増加関数型となる。また樹脂組成物によってはTg(TMA)以上Tg(TMA)+30℃の領域で、少しずつ線膨張率が減少し、L1の1/2倍以下の線膨張率L2となる場合がある。即ち、Tg(TMA)以上における収縮膨張曲線がTg(TMA)+30℃未満で減少関数型となる場合である。
ある温度範囲における収縮膨張曲線が増加関数型あるいは減少関数型であるとは、温度の微小増加をΔTとすると、ある温度T(TMA)からT(TMA)+ΔTに変化したときに、収縮膨張曲線が増加から減少に転じることが無いこと(増加関数型)あるいは、減少から増加に転じることが無いこと(減少関数型)を意味する。即ち、温度がわずかに上昇したときに、必ずそれまでの収縮膨張変化と同じ傾向を示すか、収縮膨張変化が無くなるかのいずれかの変化を示す成型物が本発明である。温度がわずかに上昇した時に、それまで収縮膨張量が増加していて減少に転じる変化をする成型物、あるいは減少していて増加に転じる変化をする成型物は、本発明の目的を達成しない。好ましくはTg(TMA)からTg(TMA)+30℃の温度範囲でTMAの収縮膨張変化が常に増加もしくは減少する単純増加関数型もしくは単純減少関数型が望ましい。
どのような場合に増加関数型となるか、減少関数型になるかは明らかではないが、本発明の条件で熱処理を行うと、TMAの収縮膨張変化が単純な変化となる。
このような検討から、成型後一度Tg−70℃未満に冷却してから、Tg/2以上Tg未満の温度で1分以上200時間未満熱処理を行うことで本発明を完成した。
成型後の冷却温度は成型温度よりも低ければ何度でもよいが、好ましくはTg−70℃未満が、工程条件によってはTg−50℃未満が、更に好ましくはTg−10℃未満が好適である。成型温度のまま熱処理工程に進むのは、成型精度を損なうので好ましくない。
熱処理温度については、Tg/2未満では十分な効果が得られないばかりか、わずかな本発明の効果を得るために1000時間以上かかり経済的ではないので、Tg/2以上Tg未満の温度領域で行う。熱処理温度が高いと同一効果を短時間で得ることができるので、(5×Tg/8)以上Tg未満の温度領域は好ましく、更に好ましくは(3×Tg/4)以上Tg未満の温度領域である。
熱処理時間については、熱処理温度を選択すれば200時間以上でも本発明の効果が得られるが、経済的には200時間未満である。しかし、あまり短時間であるといかなる温度を選択しても本発明の効果が得られないので、1分以上は必要である。好ましくは30分以上であり、更に好ましくは1時間以上である。
《光学用樹脂レンズ》
本発明の光学用樹脂レンズは、上記の作製方法により得られるが、光学部品への具体的な適用例としては、以下のようである。
本発明の光学用樹脂レンズは、上記の作製方法により得られるが、光学部品への具体的な適用例としては、以下のようである。
例えば、光学レンズや光学プリズムとしては、カメラの撮像系レンズ;顕微鏡、内視鏡、望遠鏡レンズなどのレンズ;眼鏡レンズなどの全光線透過型レンズ;CD、CD−ROM、WORM(追記型光ディスク)、MO(書き変え可能な光ディスク;光磁気ディスク)、MD(ミニディスク)、DVD(デジタルビデオディスク)などの光ディスクのピックアップレンズ;レーザビームプリンターのfθレンズ、センサー用レンズなどのレーザ走査系レンズ;カメラのファインダー系のプリズムレンズなどが挙げられる。
光ディスク用途としては、CD、CD−ROM、WORM(追記型光ディスク)、MO(書き変え可能な光ディスク;光磁気ディスク)、MD(ミニディスク)、DVD(デジタルビデオディスク)などが挙げられる。その他の光学用途としては、液晶ディスプレイなどの導光板;偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムなどの光学フィルム;光拡散板;光カード;液晶表示素子基板などが挙げられる。
これらの中でも、低複屈折性が要求されるピックアップレンズやレーザ走査系レンズとして好適であり、ピックアップレンズに最も好適に用いられる。
《ピックアップ装置》
本発明の光学用樹脂レンズの用途の一例として、光ディスク用のピックアップ装置に用いる対物レンズとして用いられる例を図1を用いて説明する。
本発明の光学用樹脂レンズの用途の一例として、光ディスク用のピックアップ装置に用いる対物レンズとして用いられる例を図1を用いて説明する。
本形態では、使用波長が405nmのいわゆる青紫色レーザ光源を用いた「高密度な光ディスク」をターゲットとしている。この光ディスクの保護基板厚は0.1mmであり、記憶容量は約30GBである。
図1は、本発明に用いられる光ピックアップ装置の一例を示す模式図である。光ピックアップ装置1において、レーザダイオード(LD)2は、光源であり、波長λが405nmの青紫色レーザが用いられるが、波長が390nm〜420nmである範囲のものを適宜採用することができる。
ビームスプリッタ(BS)3はLD2から入射する光源を対物光学素子(OBL)4の方向へ透過させるが、光ディスク(光情報記録媒体)5からの反射光(戻り光)について、センサーレンズ(SL)6を経て受光センサー(PD)7に集光させる機能を有する。
LD2から出射された光束は、コリメータ(COL)8に入射し、これによって無限平行光にコリメートされたのち、ビームスプリッタ(BS)3を介して対物レンズOBL4に入射する。そして光ディスク(光情報記録媒体)5の保護基板5aを介して情報記録面5b上に集光スポットを形成する。次いで、情報記録面5b上で反射した後、同じ経路をたどって、1/4波長板(Q)9によって偏光方向を変えられ、BS3によって進路を曲げられ、センサーレンズ(SL)6を経てセンサー(PD)7に集光する。このセンサーによって光電変換され、電気的な信号となる。
なお対物光学素子OBL4は、樹脂によって射出成型された単玉の光学用樹脂レンズである。そしてその入射面側に絞り(AP)10が設けられており、光束径が定められる。ここでは入射光束は3mm径に絞られる。そして、アクチュエータ(AC)11によって、フォーカシングやトラッキングが行われる。
なお、光情報記録媒体の保護基板厚、更にピットの大きさにより、対物光学素子OBL4に要求される開口数も異なる。ここでは、高密度な光ディスク(光情報記録媒体)5の開口数は0.85としている。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1
《光学用樹脂レンズ1の作製》:本発明
アペル5014DP(三井化学(株)製:DSCから求めたTg:126℃)を用いてインライン射出成型機により、型締圧力50t、金型温度120℃、射出圧力69.0MPaで射出成型を行い、直径1cmのレンズを20個作製した。30℃まで冷却した後、その中の1個を任意に選択しTMAを測定した(図2)。30℃冷却後10分経過したレンズを113℃のオーブンで10時間熱処理した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図3のように126℃から156℃の温度領域で増加関数型になった。
《光学用樹脂レンズ1の作製》:本発明
アペル5014DP(三井化学(株)製:DSCから求めたTg:126℃)を用いてインライン射出成型機により、型締圧力50t、金型温度120℃、射出圧力69.0MPaで射出成型を行い、直径1cmのレンズを20個作製した。30℃まで冷却した後、その中の1個を任意に選択しTMAを測定した(図2)。30℃冷却後10分経過したレンズを113℃のオーブンで10時間熱処理した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図3のように126℃から156℃の温度領域で増加関数型になった。
《光学用樹脂レンズ2の作製》:本発明
光学用樹脂レンズ1の作製において、熱処理温度を100℃、熱処理時間24時間にした以外は同様にして光学用樹脂レンズ2を作製した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図3と同様に126℃から156℃の温度領域で増加関数型になった。
光学用樹脂レンズ1の作製において、熱処理温度を100℃、熱処理時間24時間にした以外は同様にして光学用樹脂レンズ2を作製した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図3と同様に126℃から156℃の温度領域で増加関数型になった。
《光学用樹脂レンズ3の作製》:本発明
光学用樹脂レンズ1の作製において、熱処理温度を85℃、熱処理時間36時間にした以外は同様にして光学用樹脂レンズ3を作製した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図3と同様に126℃から156℃の温度領域で増加関数型になった。
光学用樹脂レンズ1の作製において、熱処理温度を85℃、熱処理時間36時間にした以外は同様にして光学用樹脂レンズ3を作製した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図3と同様に126℃から156℃の温度領域で増加関数型になった。
《光学用樹脂レンズ4の作製》:本発明
アペル5014DP(三井化学(株)製:DSCから求めたTg:126℃)を用いてインライン射出成型機により、型締圧力50t、金型温度120℃、射出圧力67.0MPaで射出成型を行った。このとき樹脂フィード量100gに対し0.5gのイルガノックス1010を添加しながら直径1cmのレンズを10個作製した。30℃まで冷却した後その中の1個を任意に選択しTMAを測定した(図4)。30℃冷却後10分経過したレンズを113℃のオーブンで30分熱処理した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図5のように126℃から156℃の温度領域で減少関数型になった。
アペル5014DP(三井化学(株)製:DSCから求めたTg:126℃)を用いてインライン射出成型機により、型締圧力50t、金型温度120℃、射出圧力67.0MPaで射出成型を行った。このとき樹脂フィード量100gに対し0.5gのイルガノックス1010を添加しながら直径1cmのレンズを10個作製した。30℃まで冷却した後その中の1個を任意に選択しTMAを測定した(図4)。30℃冷却後10分経過したレンズを113℃のオーブンで30分熱処理した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図5のように126℃から156℃の温度領域で減少関数型になった。
《光学樹脂レンズ5の作製》:比較例
アペル5014DP(三井化学(株)製:DSCから求めたTg:126℃)について、インライン射出成型機を用い、型締圧力50t、金型温度120℃、射出圧力69.0MPaの条件下で射出成型を行い直径1cmのレンズを作製した。
アペル5014DP(三井化学(株)製:DSCから求めたTg:126℃)について、インライン射出成型機を用い、型締圧力50t、金型温度120℃、射出圧力69.0MPaの条件下で射出成型を行い直径1cmのレンズを作製した。
《光学樹脂レンズ6の作製》:比較例
光学用樹脂レンズ1の作製において、熱処理温度を39℃、熱処理時間168時間にした以外は同様にして光学用樹脂レンズ6を作製した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図6のように126℃から156℃の温度領域で複雑になった。
光学用樹脂レンズ1の作製において、熱処理温度を39℃、熱処理時間168時間にした以外は同様にして光学用樹脂レンズ6を作製した。この熱処理後のレンズについてもTMAを測定したところ、図6のように126℃から156℃の温度領域で複雑になった。
《レンズの耐久性評価》
上記で得られた本発明の光学用樹脂レンズ1〜4、比較の光学用樹脂レンズ5、6の各々を図1に示すような光ピックアップ装置の対物レンズとして用い、60℃の雰囲気下、15mWの青色レーザ光(波長405nm)を500時間連続照射、2000時間連続照射した時の各々の連続照射後のレンズの白濁の度合いを目視観察し、下記のようにランク評価した。得られた結果を以下に示す。
上記で得られた本発明の光学用樹脂レンズ1〜4、比較の光学用樹脂レンズ5、6の各々を図1に示すような光ピックアップ装置の対物レンズとして用い、60℃の雰囲気下、15mWの青色レーザ光(波長405nm)を500時間連続照射、2000時間連続照射した時の各々の連続照射後のレンズの白濁の度合いを目視観察し、下記のようにランク評価した。得られた結果を以下に示す。
レンズ 500時間 2000時間
光学用樹脂レンズ1(本発明) ○ ○
光学用樹脂レンズ2(本発明) ○ ○
光学用樹脂レンズ3(本発明) ○ △
光学用樹脂レンズ4(本発明) ○ △
光学用樹脂レンズ5(比較) × ×
光学用樹脂レンズ6(比較) × ×
○:白濁発生等が全くない(実用可)
△:僅かに白濁発生が観察される(実用可)
×:白濁発生等が明らかに観察される(実用不可)
上記から、比較のレンズ5、6に比べて、本発明の光学用樹脂レンズ1〜4は優れた耐久性を示すことが明らかである。
光学用樹脂レンズ1(本発明) ○ ○
光学用樹脂レンズ2(本発明) ○ ○
光学用樹脂レンズ3(本発明) ○ △
光学用樹脂レンズ4(本発明) ○ △
光学用樹脂レンズ5(比較) × ×
光学用樹脂レンズ6(比較) × ×
○:白濁発生等が全くない(実用可)
△:僅かに白濁発生が観察される(実用可)
×:白濁発生等が明らかに観察される(実用不可)
上記から、比較のレンズ5、6に比べて、本発明の光学用樹脂レンズ1〜4は優れた耐久性を示すことが明らかである。
1 光ピックアップ装置
2 レーザダイオード
3 ビームスプリッタ
4 対物光学素子(対物レンズともいう)
5 光ディスク
5a 保護基板
5b 情報記録面
6 センサーレンズ
7 センサー
8 コリメータ
9 1/4波長板
10 絞り
11 アクチュエータ
2 レーザダイオード
3 ビームスプリッタ
4 対物光学素子(対物レンズともいう)
5 光ディスク
5a 保護基板
5b 情報記録面
6 センサーレンズ
7 センサー
8 コリメータ
9 1/4波長板
10 絞り
11 アクチュエータ
Claims (7)
- 樹脂組成物を成型する工程を経て得られた成型物を、その樹脂のガラス転移点をTgとする時、Tg−70℃未満に冷却し、次いでTg/2以上Tg未満の温度で1分以上200時間未満で熱処理することにより得られることを特徴とする光学用樹脂レンズ。
- 前記光学用樹脂レンズの熱機械分析で測定されたガラス転移点をTg(TMA)とする時、該光学用樹脂レンズの収縮膨張曲線がTg(TMA)以上、Tg(TMA)+30℃未満で増加関数型あるいは減少関数型であることを特徴とする請求項1に記載の光学用樹脂レンズ。
- 前記樹脂組成物のTgが80℃以上である樹脂を少なくとも1種類含むことを特徴とする請求項1または2に記載の光学用樹脂レンズ。
- 前記樹脂組成物が少なくとも1種のオレフィン系樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズ。
- 前記オレフィン系樹脂が2成分以上のモノマーの重合で合成された共重合体であることを特徴とする請求項4に記載の光学用樹脂レンズ。
- 前記成型物が可塑剤または酸化防止剤を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズ。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学用樹脂レンズの作製方法であって、樹脂組成物を成型して成型物を得る工程、該成型物をTg−70℃未満に冷却する工程、及び該成型物をTg/2以上Tg未満の温度で1時間以上200時間未満で熱処理する工程を有することを特徴とする光学用樹脂レンズの作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004042533A JP2005234174A (ja) | 2004-02-19 | 2004-02-19 | 光学用樹脂レンズ及び光学用樹脂レンズの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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