JP2006299032A - Thermoplastic resin composition and optical element - Google Patents

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Hiroaki Ando
浩明 安藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoplastic resin composition capable of aiming at the improvement of heat resistant stability and light transmittance, and an optical element. <P>SOLUTION: This thermoplastic resin composition is provided by showing ≤2% ratio of evaporated amount of vaporizable materials having evaporating property added during its production process or generated by the decomposition reaction of the thermoplastic resin or inorganic fine particles at a time point of heating the thermoplastic resin composition for 2 hrs at 250°C temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱可塑性樹脂組成物及び光学素子に係り、特に、レンズ、フィルター、グレーティング、光ファイバー、平板光導波路等として好適に用いられる熱可塑性樹脂組成物及び光学素子に関する。   The present invention relates to a thermoplastic resin composition and an optical element, and more particularly to a thermoplastic resin composition and an optical element that are suitably used as a lens, a filter, a grating, an optical fiber, a flat optical waveguide, and the like.

MO、CD、DVD等の光情報記録媒体(以下、媒体ともいう。)に対して、情報の読み取りや、記録を行うプレーヤー、レコーダー及びドライブ等の情報機器には、光ピックアップ装置が備えられている。光ピックアップ装置には、光源から発した所定波長の光を媒体に照射し、反射した光を受光素子で受光する光学素子ユニットが具備されており、この光学素子ユニットは、これらの光を媒体の反射層や受光素子で集光させるためのレンズ等の光学素子を有している。   Information equipment such as a player, a recorder, and a drive for reading and recording information with respect to an optical information recording medium (hereinafter also referred to as a medium) such as an MO, CD, and DVD is provided with an optical pickup device. Yes. The optical pickup device includes an optical element unit that irradiates a medium with light having a predetermined wavelength emitted from a light source, and receives the reflected light with a light receiving element. The optical element unit transmits the light to the medium. An optical element such as a lens for condensing light by a reflection layer or a light receiving element is included.

上述した光ピックアップ装置の光学素子は、射出成形等の手段により安価に作製できる等の点で、プラスチックを材料として適用することが好ましい。光学素子に適用可能なプラスチックとしては、環状オレフィンとα一オレフィンの共重合体(例えば、特許文献1参照)等が知られているが、環状オレフィンが含有された物質は、湿度変化による屈折率の安定性は優れているものの、温度変化による屈折率の安定性は所望の効果を得ることが困難であった。   The optical element of the optical pickup device described above is preferably made of plastic as a material in that it can be manufactured at low cost by means such as injection molding. As a plastic applicable to an optical element, a copolymer of a cyclic olefin and an α-olefin (for example, see Patent Document 1) is known, but a substance containing a cyclic olefin is a refractive index due to a change in humidity. However, it is difficult to obtain the desired effect because of the stability of the refractive index due to temperature change.

そこで、屈折率の感温性の減少を図ることが可能なポリマー状光学製品として、感温性光学ベクトルX1を有するポリマー状ホスト物質と、感温性光学ベクトルX2を有し、ポリマー状ホスト物質中に分散した微細粒子とからなるポリマー状光学製品及び製造方法が開発されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, as a polymeric optical product capable of reducing the temperature sensitivity of the refractive index, a polymeric host material having a temperature sensitive optical vector X 1 and a temperature sensitive optical vector X 2 having a polymeric shape. A polymeric optical product and a production method comprising fine particles dispersed in a host material have been developed (see, for example, Patent Document 1).

特開2002−105131号公報JP 2002-105131 A 特開2002−207101号公報JP 2002-207101 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載のポリマー状光学製品の場合、作製工程において、微細粒子の分散媒、微細粒子の表面処理剤、微細粒子をポリマー状ホスト物質に分散させる際の分散剤、ポリマー状ホスト物質の溶媒、ポリマー状ホスト物質の原料となるモノマー、ポリマー状ホスト物質の重合反応に使用される重合開始剤や、各種の触媒等の揮発性を有する物質が使用されており、後続の工程において、そのような揮発性物質に対して、除去処理や、化学反応を利用した不揮発性処理が施されている。
また、上述した種々の揮発性物質の他に、高温下における熱可塑性樹脂又は無機微粒子の分解反応に起因して発生する物質の中にも、揮発性を有する物質が含有されている。
このような揮発性物質は、ポリマー状ホスト物質に溶解するとともに、微細粒子に吸着されることによってポリマー状光学製品中に残存し易く、温度変化時の熱膨張等のポリマー状光学製品が有する諸物性に大きな影響を与えるといった問題が生じている。
However, in the case of the polymer optical product described in Patent Document 1 described above, in the production process, a fine particle dispersion medium, a fine particle surface treatment agent, a dispersant for dispersing fine particles in a polymer host material, a polymer A volatile substance such as a solvent for the gaseous host material, a monomer as a raw material for the polymeric host material, a polymerization initiator used for the polymerization reaction of the polymeric host material, and various catalysts is used. In the process, such a volatile substance is subjected to a removal process or a non-volatile process using a chemical reaction.
In addition to the various volatile substances described above, volatile substances are also included in substances generated due to the decomposition reaction of the thermoplastic resin or inorganic fine particles at high temperatures.
Such a volatile substance dissolves in the polymer host substance and is easily retained in the polymer optical product by being adsorbed to the fine particles, and the various characteristics of the polymer optical product such as thermal expansion at the time of temperature change. There is a problem that the physical properties are greatly affected.

また、揮発性物質が与える影響については、現状において不明確であり、ポリマー状光学製品における揮発性物質の揮発量の観点から、具体的に規定した例は開示されていない。   Further, the influence of volatile substances is unclear at present, and no specific examples are disclosed from the viewpoint of the volatilization amount of volatile substances in polymer optical products.

本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、耐熱安定性及び光透過性の向上を図ることが可能な熱可塑性樹脂組成物及び光学素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition and an optical element capable of improving heat stability and light transmittance.

以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、
熱可塑性樹脂及び無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物において、
作製工程で添加される又は当該作製工程で前記熱可塑性樹脂若しくは無機微粒子の分解反応によって生ずる揮発性を有する揮発性物質を含有し、
前記揮発性物質が、250℃の温度で2時間加熱した時点における組成物全体に対する揮発量の割合が2%以下であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the thermoplastic resin composition according to the invention of claim 1 is:
In the thermoplastic resin composition containing the thermoplastic resin and inorganic fine particles,
Containing a volatile substance having volatility, which is added in the production process or generated by a decomposition reaction of the thermoplastic resin or inorganic fine particles in the production process;
The volatile substance has a volatilization amount ratio of 2% or less with respect to the entire composition when heated at a temperature of 250 ° C. for 2 hours.

請求項1に記載の発明によれば、250℃の温度で2時間加熱した時点における組成物全体に対する揮発性物質の揮発量の割合が2%以下であることで、熱可塑性樹脂組成物における強度の大幅な低下や、変形及び熱膨張の発生を防止することができる。   According to the first aspect of the present invention, the ratio of the volatilization amount of the volatile substance to the entire composition at the time of heating at 250 ° C. for 2 hours is 2% or less, so that the strength in the thermoplastic resin composition Can be prevented from being greatly reduced, and deformation and thermal expansion can be prevented.

請求項2に記載の発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、前記無機微粒子が、シラン系又はチタン系の表面処理剤のうち少なくとも一種の表面処理剤によって表面処理されているものを含有することを特徴とする。   The thermoplastic resin composition according to the invention of claim 2 contains the inorganic fine particles whose surface is treated with at least one kind of surface treatment agent among silane or titanium surface treatment agents. Features.

請求項2に記載の発明によれば、シラン系及びチタン系の表面処理剤のうち少なくとも一種の表面処理剤によって無機微粒子に表面処理を施すことにより、無機微粒子の強度の向上を図ることに伴って、その無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物の強度の向上も図ることができる。   According to the second aspect of the present invention, the inorganic fine particles are subjected to a surface treatment with at least one of the silane-based and titanium-based surface treatment agents, thereby improving the strength of the inorganic fine particles. Thus, the strength of the thermoplastic resin composition containing the inorganic fine particles can be improved.

請求項3に記載の発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、前記無機微粒子が、組成物全体に対する含有率が10〜90%の範囲内であることを特徴とする。   The thermoplastic resin composition according to a third aspect of the present invention is characterized in that the content of the inorganic fine particles is within a range of 10 to 90% with respect to the entire composition.

請求項3に記載の発明によれば、組成物全体に対する無機微粒子の含有率が10%以上であることで無機微粒子の混合による物性改良効果を発揮することができ、90%以下であることで組成物全体における最低限必要な熱可塑性樹脂の比率を維持するとともに、加工性が損なわれることを防止することができる。   According to the invention described in claim 3, when the content of the inorganic fine particles with respect to the entire composition is 10% or more, the effect of improving the physical properties by mixing the inorganic fine particles can be exhibited. While maintaining the ratio of the minimum required thermoplastic resin in the whole composition, it can prevent that workability is impaired.

請求項4に記載の発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、前記無機微粒子が、体積平均分散粒子径が30nm以下であることを特徴とする。   The thermoplastic resin composition according to the invention described in claim 4 is characterized in that the inorganic fine particles have a volume average dispersed particle diameter of 30 nm or less.

請求項4に記載の発明によれば、組成物中に分散された無機微粒子に起因した光散乱の発生を抑制することができる。   According to invention of Claim 4, generation | occurrence | production of the light scattering resulting from the inorganic fine particle disperse | distributed in the composition can be suppressed.

請求項5に記載の発明に係る熱可塑性樹脂組成物は、前記熱可塑性樹脂が、環状オレフィン樹脂を含有することを特徴とする。   The thermoplastic resin composition according to the invention described in claim 5 is characterized in that the thermoplastic resin contains a cyclic olefin resin.

請求項5に記載の発明によれば、低吸湿性を有する環状ポリオレフィンを含有することで、高い寸法安定性を維持することができる。   According to invention of Claim 5, high dimensional stability is maintainable by containing the cyclic polyolefin which has low hygroscopicity.

請求項6に記載の発明に係る光学素子は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を用いて成形されたことを特徴とする。   An optical element according to a sixth aspect of the invention is characterized by being molded using the thermoplastic resin composition according to any one of the first to fifth aspects.

請求項6に記載の発明によれば、光線透過率及び線膨張係数の向上を図ることができる。   According to the invention described in claim 6, it is possible to improve the light transmittance and the linear expansion coefficient.

本発明によれば、強度の大幅な低下や、変形及び熱膨張の発生を防止するとともに、光線透過率の向上を図ることが可能となり、これによって、耐熱安定性及び透明性の向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a significant decrease in strength, deformation and thermal expansion, and to improve the light transmittance, thereby improving heat resistance stability and transparency. Can do.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

まず始めに、本実施形態における熱可塑性樹脂組成物について説明する。
本実施形態における熱可塑性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂と、無機微粒子と、揮発性物質とが含有されており、以下、熱可塑性樹脂、無機微粒子及び揮発性物質の詳細について、それぞれ説明する。
本実施形態における熱可塑性樹脂としては、光学材料として一般的に用いられる透明の熱可塑性樹脂であれば、特に限定されるものではないが、光学素子としての加工性の観点から、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂又はポリイミド樹脂であることが好ましく、環状オレフィン樹脂であることが特に好ましい。例えば、特開2003−73559号公報等に記載の化合物を挙げることができ、その好ましい化合物を下記表1に示す。
First, the thermoplastic resin composition in the present embodiment will be described.
The thermoplastic resin composition in the present embodiment contains a thermoplastic resin, inorganic fine particles, and a volatile substance. Details of the thermoplastic resin, the inorganic fine particles, and the volatile substance will be described below. .
The thermoplastic resin in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a transparent thermoplastic resin generally used as an optical material. From the viewpoint of workability as an optical element, an acrylic resin, a cyclic resin An olefin resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, a polyether resin, a polyamide resin or a polyimide resin is preferable, and a cyclic olefin resin is particularly preferable. For example, compounds described in JP-A-2003-73559 can be exemplified, and preferred compounds are shown in Table 1 below.

Figure 2006299032
Figure 2006299032

なお、本実施形態における熱可塑性樹脂は、寸法安定性の観点から、吸水率が0.2%以下であることが好ましい。吸水率が0.2%以下の樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、テフロン(登録商標)AF(デュポン社製)、サイトップ(旭硝子社製)等のフッ素樹脂、ZEONEX(日本ゼオン社製)、アートン(JSR社製)、アペル(三井化学社製)、TOPAS(チコナ社製)等の環状オレフィン樹脂、インデン/スチレン系樹脂及びポリカーボネート等が好適に用いられるが、特に限定されるものではない。   In addition, it is preferable that the thermoplastic resin in this embodiment has a water absorption of 0.2% or less from the viewpoint of dimensional stability. Examples of the resin having a water absorption rate of 0.2% or less include fluorine resins such as polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polytetrafluoroethylene, Teflon (registered trademark) AF (manufactured by DuPont), and Cytop (manufactured by Asahi Glass). Resin, cyclic olefin resins such as ZEONEX (manufactured by Nippon Zeon), Arton (manufactured by JSR), Appel (manufactured by Mitsui Chemicals), TOPAS (manufactured by Chicona), indene / styrene-based resins, polycarbonate, and the like are suitably used. However, it is not particularly limited.

また、熱可塑性樹脂の吸水率は、0.1%以下であることがより好ましい。これは、熱可塑性樹脂の有する吸水率が高い場合、揮発性物質を減量しても、再度吸水することで揮発性物質量を増大させることになり、最終的には、熱可塑性樹脂組成物の種々の物性に影響を及ぼすおそれがあるからである。   The water absorption rate of the thermoplastic resin is more preferably 0.1% or less. This is because when the water absorption rate of the thermoplastic resin is high, even if the volatile material is reduced, the amount of the volatile material is increased by absorbing water again. This is because various physical properties may be affected.

また、上述した熱可塑性樹脂は、相溶性のある他の樹脂と併用されることが好ましい。
さらに、上述した2種以上の樹脂を用いる場合、2種以上の樹脂からなる熱可塑性樹脂の吸水率は、個々の樹脂における吸水率の平均値と略同一であると考えられ、その平均の吸水率は、0.2%以下であればよい。
Moreover, it is preferable that the thermoplastic resin mentioned above is used together with other resin with compatibility.
Further, when two or more kinds of resins described above are used, the water absorption rate of the thermoplastic resin composed of two or more types of resins is considered to be substantially the same as the average value of the water absorption rate of each resin. The rate may be 0.2% or less.

一方、本実施形態における無機微粒子としては、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子、燐化物、複酸化物微粒子、オキソ酸塩微粒子、複塩微粒子、錯塩微粒子等を用いることができる。より具体的には、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム等、これら酸化物との組み合わせで形成されるリン酸塩、硫酸塩等、硫化亜鉛、硫化カドミウム、セレン化亜鉛、セレン化カドミウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   On the other hand, as the inorganic fine particles in the present embodiment, oxide fine particles, sulfide fine particles, selenide fine particles, telluride fine particles, phosphides, double oxide fine particles, oxo acid salt fine particles, double salt fine particles, complex salt fine particles and the like are used. Can do. More specifically, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, indium oxide , Tin oxide, lead oxide, lithium niobate, potassium niobate, lithium tantalate, etc. that are composed of these oxides, phosphates, sulfates, etc. formed in combination with these oxides, Examples thereof include, but are not limited to, zinc sulfide, cadmium sulfide, zinc selenide, cadmium selenide and the like.

また、無機微粒子としては、半導体結晶組成の微粒子を好適に用いることができる。半導体結晶組成には、特に限定されるものではないが、光学素子として使用する波長領域において吸収、発光又は蛍光等が生じないものが好ましい。具体的な組成例としては、炭素、ケイ素、ゲルマニウム及び錫等の周期表第14族元素の単体、リン(黒リン)等の周期表第15族元素の単体、セレン又はテルル等の周期表第16族元素の単体、炭化ケイ素(SiC)等の複数の周期表第14族元素からなる化合物、酸化錫(IV)(SnO2)、硫化錫(II,IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、硫化錫(IV)(SnS2)、硫化錫(II)(SnS)、セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(SnTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化鉛(II)(PbSe)、テルル化鉛(II)(PbTe)等の周期表第14族元素と周期表第16族元素との化合物、窒化ホウ素(BN)、リン化ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、窒化ガリウム(GaN)、リン化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム(GaAs)、アンチモン化ガリウム(GaSb)、窒化インジウム(InN)、リン化インジウム(InP)、砒化インジウム(InAs)、アンチモン化インジウム(InSb)等の周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物(あるいはIII−V族化合物半導体)、硫化アルミニウム(Al23)、セレン化アルミニウム(Al2Se3)、硫化ガリウム(Ga23)、セレン化ガリウム(Ga2Se3)、テルル化ガリウム(Ga2Te3)、酸化インジウム(In23)、硫化インジウム(In23)、セレン化インジウム(In2Se3)、テルル化インジウム(In2Te3)等の周期表第13族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化タリウム(I)(TlCl)、臭化タリウム(I)(TlBr)、ヨウ化タリウム(I)(TlI)等の周期表第13族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム(CdO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)、テルル化水銀(HgTe)等の周期表第12族元素と周期表第16族元素との化合物(あるいはII−VI族化合物半導体)、硫化砒素(III)(As23)、セレン化砒素(III)(As2Se3)、テルル化砒素(III)(As2Te3)、硫化アンチモン(III)(Sb23)、セレン化アンチモン(III)(Sb2Se3)、テルル化アンチモン(III)(Sb2Te3)、硫化ビスマス(III)(Bi23)、セレン化ビスマス(III)(Bi2Se3)、テルル化ビスマス(III)(Bi2Te3)等の周期表第15族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化銅(I)(Cu2O)、セレン化銅(I)(Cu2Se)等の周期表第11族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化銅(I)(CuCl)、臭化銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、塩化銀(AgCl)、臭化銀(AgBr)等の周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化ニッケル(II)(NiO)等の周期表第10族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化コバルト(II)(CoO)、硫化コバルト(II)(CoS)等の周期表第9族元素と周期表第16族元素との化合物、四酸化三鉄(Fe34)、硫化鉄(II)(FeS)等の周期表第8族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化マンガン(II)(MnO)等の周期表第7族元素と周期表第16族元素との化合物、硫化モリブデン(IV)(MoS2)、酸化タングステン(IV)(WO2)等の周期表第6族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化バナジウム(II)(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO2)、酸化タンタル(V)(Ta25)等の周期表第5族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化チタン(TiO2、Ti25、Ti23、Ti59等)等の周期表第4族元素と周期表第16族元素との化合物、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マグネシウム(MgSe)等の周期表第2族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr24)、セレン化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr2Se4)、硫化銅(II)クロム(III)(CuCr24)、セレン化水銀(II)クロム(III)(HgCr2Se4)等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート(BaTiO3)等が挙げられる。 As the inorganic fine particles, fine particles having a semiconductor crystal composition can be suitably used. The semiconductor crystal composition is not particularly limited, but a semiconductor crystal composition that does not absorb, emit light, or fluoresce in a wavelength region used as an optical element is preferable. Specific examples of the composition include simple elements of Group 14 elements of the periodic table such as carbon, silicon, germanium and tin, simple elements of Group 15 elements of the periodic table such as phosphorus (black phosphorus), and periodic tables such as selenium or tellurium. A group 16 element simple substance, a compound composed of a plurality of Group 14 elements such as silicon carbide (SiC), tin (IV) (SnO 2 ), tin sulfide (II, IV) (Sn (II) Sn (IV ) S 3), tin sulfide (IV) (SnS 2), tin sulfide (II) (SnS), selenium tin (II) (SnSe), tellurium tin (II) (SnTe), lead sulfide (II) ( PbS), lead selenide (II) (PbSe), lead telluride (II) (PbTe) periodic table group 14 element and periodic table group 16 element compound, boron nitride (BN), boron phosphide (BP), boron arsenide (BAs), aluminum nitride (AlN), aluminum phosphide (Al ), Aluminum arsenide (AlAs), aluminum antimonide (AlSb), gallium nitride (GaN), gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimonide (GaSb), indium nitride (InN), indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), indium antimonide (InSb) and other group 13 elements of the periodic table and group 15 elements of the periodic table (or III-V compound semiconductors), aluminum sulfide (Al 2 S) 3 ), aluminum selenide (Al 2 Se 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), gallium selenide (Ga 2 Se 3 ), gallium telluride (Ga 2 Te 3 ), indium oxide (In 2 O 3 ) , indium sulfide (In 2 S 3), indium selenide (In 2 Se 3), telluride, indium In 2 Te 3) Periodic Table compounds of a Group 13 element and Periodic Table Group 16 element such as, thallium chloride (I) (TlCl), thallium bromide (I) (TlBr), thallium iodide (I) ( Compounds of group 13 elements of the periodic table and elements of group 17 of the periodic table, such as TlI), zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), cadmium oxide ( CdO), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), mercury sulfide (HgS), mercury selenide (HgSe), mercury telluride (HgTe), etc. And compounds of Group 16 elements of the periodic table (or II-VI group compound semiconductors), arsenic sulfide (III) (As 2 S 3 ), arsenic selenide (III) (As 2 Se 3 ), arsenic telluride (III ) ( s 2 Te 3), antimony sulfide (III) (Sb 2 S 3 ), selenium antimony (III) (Sb 2 Se 3 ), antimony telluride (III) (Sb 2 Te 3 ), bismuth sulfide (III) ( Bi 2 S 3 ), bismuth selenide (III) (Bi 2 Se 3 ), bismuth telluride (III) (Bi 2 Te 3 ), etc. Compounds of periodic table group 11 elements and periodic table group 16 elements such as copper oxide (I) (Cu 2 O), copper selenide (Cu 2 Se), copper chloride (I) (CuCl), Compounds of Group 11 elements of the periodic table and Group 17 elements of the periodic table such as copper (I) bromide (CuBr), copper (I) iodide (CuI), silver chloride (AgCl), silver bromide (AgBr) , Compounds of Group 10 elements of the periodic table and Group 16 elements of the periodic table, such as nickel oxide (II) (NiO), oxidation Baltic (II) (CoO), compounds of cobalt sulfide (II) (CoS) periodic table Group 9 element and Periodic Table Group 16 element such as, triiron tetraoxide (Fe 3 O 4), iron sulfide (II ) Compound of periodic table group 8 element such as (FeS) and periodic table group 16 element, Compound of periodic table group 7 element such as manganese (II) (MnO) and periodic table group 16 element, Compounds of Periodic Table Group 6 elements and Periodic Table Group 16 elements such as molybdenum sulfide (IV) (MoS 2 ), tungsten oxide (IV) (WO 2 ), vanadium oxide (II) (VO), vanadium oxide ( IV) (VO 2 ), tantalum oxide (V) (Ta 2 O 5 ) and other periodic table group 5 elements and periodic table group 16 elements, titanium oxide (TiO 2 , Ti 2 O 5 , Ti 2) O 3, Ti 5 O 9, etc.) compounds of the periodic table group 4 element and periodic table group 16 element such as, sulfide Magne Um (MgS), compounds of Group 2 elements and Periodic Table Group 16 element such as magnesium selenide (MgSe), cadmium (II) oxide Chromium (III) (CdCr 2 O 4 ), cadmium selenide ( II) Chalcogen spinels such as chromium (III) (CdCr 2 Se 4 ), copper sulfide (II) chromium (III) (CuCr 2 S 4 ), mercury selenide (II) chromium (III) (HgCr 2 Se 4 ) And barium titanate (BaTiO 3 ).

なお、G.Schmidら、Adv.Mater.、1991年、第4巻、p.494に記載の(BN)75(BF21515や、D.Fenskeら、Angew.Chem.Int.Ed.Engl.、1990年、第29巻、p.1452に記載のCu146Se73(トリエチルホスフィン)22のように構造の確定されている半導体クラスターも同様に例示される。 In addition, G. Schmid et al., Adv. Mater. (BN) 75 (BF 2 ) 15 F 15 described in 1991, Vol. 4, p. Fenske et al., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. , 1990, Vol. 29, p.1452, Cu 146 Se 73 (triethylphosphine) 22 described in the semiconductor cluster whose structure is determined is exemplified as well.

上述した無機微粒子は、1種の無機微粒子を用いてもよく、複数種の無機微粒子を併用してもよい。また、無機微粒子として、複合組成の無機粒子を用いることも可能である。   As the inorganic fine particles described above, one kind of inorganic fine particles may be used, or a plurality of kinds of inorganic fine particles may be used in combination. Moreover, it is also possible to use inorganic particles having a composite composition as the inorganic fine particles.

なお、無機微粒子の体積平均粒径は、30nm以下であることが好ましい。無機粒子の体積平均粒径が30nm以下であれば、無機粒子に起因する光散乱を抑制でき、高い透明性を得ることができる。   The volume average particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 30 nm or less. If the volume average particle diameter of the inorganic particles is 30 nm or less, light scattering caused by the inorganic particles can be suppressed, and high transparency can be obtained.

また、異なる粒径分布を有する粒子を混合して用いるような場合においては、1種の平均粒子径が30nm以下で、もう一種が30nm以上であって、平均が30nm以下の混合粒子を用いることも可能である。
ただし、この場合においては、30nm以上の平均粒径を有する粒子は、割合が小さいほど好ましく、具体的には、10nm以下であることが好ましい。
In the case where a mixture of particles having different particle size distributions is used, one type of average particle size is 30 nm or less, the other is 30 nm or more, and the average particle size is 30 nm or less. Is also possible.
However, in this case, particles having an average particle diameter of 30 nm or more are preferably as small as possible, and specifically 10 nm or less.

さらに、無機粒子の体積平均粒径の下限としては、1nm以上であることが好ましい。これは、1nm以上であれば、比表面積が過大となることがなく、樹脂との親和性を得るための表面処理に必要な処理剤を適切な範囲に設定することができるからである。すなわち、無機粒子の形態が球状である場合において、総体積が同一であれば、比表面積は平均粒径に反比例することとなる。
例えば、平均粒径が30nmから1nmになると、比表面積は30倍となる。したがって、平均粒径が30nmの無機微粒子を用いた場合には、表面処理剤の必要量が総体積の10%となる。一方、平均粒径が1nmの無機微粒子を用いた場合には、表面処理剤の必要量が30倍となり、実現が不可能となる。
Furthermore, the lower limit of the volume average particle diameter of the inorganic particles is preferably 1 nm or more. This is because if the thickness is 1 nm or more, the specific surface area does not become excessive, and the treatment agent necessary for the surface treatment for obtaining affinity with the resin can be set in an appropriate range. That is, when the inorganic particles are spherical, and the total volume is the same, the specific surface area is inversely proportional to the average particle size.
For example, when the average particle size is changed from 30 nm to 1 nm, the specific surface area is 30 times. Therefore, when inorganic fine particles having an average particle diameter of 30 nm are used, the required amount of the surface treatment agent is 10% of the total volume. On the other hand, when inorganic fine particles having an average particle diameter of 1 nm are used, the required amount of the surface treatment agent becomes 30 times, which cannot be realized.

さらに、上述した熱可塑性樹脂組成物に対する無機微粒子の含有率は、10%以上、90%以下であることが好ましく、20%以上、80%以下であることがより好ましい。これは、無機微粒子の含有率が10%以上であれば、無機微粒子の混合による物性改良効果を発揮させることができ、90%以下であれば、必要な樹脂比率を維持するとともに、元来の樹脂の長所である加工性等の各種特性の劣化を防止することが可能となるからである。   Further, the content of the inorganic fine particles with respect to the above-described thermoplastic resin composition is preferably 10% or more and 90% or less, and more preferably 20% or more and 80% or less. If the content of the inorganic fine particles is 10% or more, the effect of improving the physical properties by mixing the inorganic fine particles can be exhibited. If the content is 90% or less, the necessary resin ratio is maintained and the original content is maintained. This is because it is possible to prevent deterioration of various properties such as processability, which is an advantage of the resin.

上述した無機微粒子の作成方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知である方法を用いることが可能であり、例えば、ハロゲン化金属や、アルコキシ金属を原料として用いて、水を含有する反応系において加水分解することにより、所望の酸化物微粒子を得ることができる。この際、微粒子の安定化のために有機酸や、有機アミン等を併用する方法も用いられる。
具体例として、二酸化チタン微粒子の場合には、Journal of chemical engineering of Japan、1998年、第1巻、第1号、p.21−28に記載の方法によって製造することが可能である。
また、硫化亜鉛微粒子の場合には、Journal of physical chemistry、1996年、第100巻、p.468−471に記載の方法や、ジメチル亜鉛又は塩化亜鉛を原料とし、硫化水素若しくは硫化ナトリウム等で硫化する際に、表面処理剤を添加する方法によって製造することが可能である。
The method for producing the inorganic fine particles described above is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, a metal halide or an alkoxy metal is used as a raw material and water is contained. The desired oxide fine particles can be obtained by hydrolysis in the reaction system. At this time, a method of using an organic acid, an organic amine or the like in combination is also used for stabilizing the fine particles.
As a specific example, in the case of titanium dioxide fine particles, it can be produced by the method described in Journal of chemical engineering of Japan, 1998, Vol. 1, No. 1, p.21-28.
In the case of zinc sulfide fine particles, the method described in Journal of physical chemistry, 1996, Vol. 100, p.468-471, or dimethylzinc or zinc chloride as a raw material, sulfided with hydrogen sulfide or sodium sulfide, etc. In this case, it can be produced by a method of adding a surface treatment agent.

上述した方法によって作成された無機微粒子には、表面処理剤であるシラン系、シリコーンオイル系、チタネート系、アルミネート系及びアミノ酸系等のカップリング剤による表面処理が施されている。
上述したカップリング剤は、反応速度等の特性が異なるため、使用する無機微粒子の種類や、表面処理時の条件等に応じて適宜選択され、1種のみ用いてもよいし、複数種を併用してもよい。2種以上のカップリング剤を用いて表面処理を施す場合には、各種カップリング剤による表面処理が同時に施されてもよいし、異なる時期に施されてもよい。
また、使用するカップリング剤に応じて、得られる表面処理後の無機微粒子の特性が異なることがあるため、分散させる熱可塑性樹脂の親和性を考慮した上で、使用するカップリング剤を適宜選択してもよい。
The inorganic fine particles prepared by the above-described method are subjected to a surface treatment with a coupling agent such as a silane, silicone oil, titanate, aluminate or amino acid which is a surface treatment agent.
Since the above-mentioned coupling agent has different characteristics such as reaction rate, it is appropriately selected according to the kind of inorganic fine particles to be used, conditions during surface treatment, etc., and only one kind may be used or a plurality of kinds may be used in combination. May be. When surface treatment is performed using two or more types of coupling agents, the surface treatment with various coupling agents may be performed simultaneously or at different times.
Also, depending on the coupling agent used, the properties of the resulting inorganic fine particles after surface treatment may differ, so the coupling agent to be used is appropriately selected in consideration of the affinity of the thermoplastic resin to be dispersed. May be.

なお、シラン系のカップリング剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、3−メチルフェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルフェノキシシラン等が挙げられる。   Silane coupling agents include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane. Phenoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, 3-methylphenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, trimethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, triphenylmethoxy Silane, triphenylphenoxysilane, etc. are mentioned.

また、チタン系のカップリング剤としては、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート及びビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネート等が挙げられる。   Examples of the titanium-based coupling agent include tetrabutyl titanate, tetraoctyl titanate, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridecylbenzenesulfonyl titanate, and bis (dioctyl pyrophosphate) oxyacetate titanate.

無機微粒子に対するカップリング剤の割合としては、特に限定されるものではないが、5〜200%の範囲内であることが好ましく、10〜100%の範囲内であることがより好ましい。   The ratio of the coupling agent to the inorganic fine particles is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 200%, and more preferably in the range of 10 to 100%.

このような表面処理剤を用いた表面処理方法としては、無機粒子の粉体に表面処理剤を直接噴霧した後に乾燥させる方法、表面処理剤を溶液にして噴霧した後に乾燥させる方法、無機微粒子の分散液に表面処理剤を添加反応させる方法、溶融混練等によって無機微粒子と樹脂とを複合化する時点で表面処理剤を添加する方法等、いずれの方法を適用することができる。   As a surface treatment method using such a surface treatment agent, a method in which a surface treatment agent is directly sprayed on a powder of inorganic particles and then dried, a method in which a surface treatment agent is sprayed in a solution and then dried, Any method can be applied, such as a method in which a surface treatment agent is added to the dispersion and reacted, or a method in which the surface treatment agent is added when the inorganic fine particles and the resin are combined by melt kneading.

上述した方法によって表面処理が施された無機微粒子は、熱可塑性樹脂中に混合されることにより、目的とする熱可塑性樹脂組成物が得られる。
熱可塑性樹脂と、無機微粒子との混合方法としては、揮発性物質の使用量を低減させる観点から、溶融混練法を利用することが好ましく、溶融混練法に適用可能な装置としては、ラボプラストミル、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ニーダー及びロール等のような密閉式混練装置又はバッチ式混練装置を挙げられる。
なお、溶融混練法に用いられる装置としては、単軸押出機や、二軸押出機等のように連続式の溶融混練装置を用いることも可能である。
The inorganic fine particles that have been surface-treated by the above-described method are mixed in a thermoplastic resin, whereby a desired thermoplastic resin composition is obtained.
As a method of mixing the thermoplastic resin and the inorganic fine particles, it is preferable to use a melt kneading method from the viewpoint of reducing the amount of volatile substances used. As an apparatus applicable to the melt kneading method, a lab plast mill A closed kneading apparatus or a batch kneading apparatus such as a Brabender, a Banbury mixer, a kneader and a roll.
In addition, as an apparatus used for the melt-kneading method, a continuous melt-kneading apparatus such as a single-screw extruder or a twin-screw extruder can be used.

熱可塑性樹脂組成物の製造方法として溶融混練法を利用する場合、原料である熱可塑性樹脂と、無機微粒子とを一括で添加し混練してもよいし、段階的に分割添加して混練してもよい。
また、押出機等の連続式の溶融混練装置を用いる場合においては、段階的に添加する成分をシリンダーの中途部から添加することも可能である。
、予め混連した後、熱可塑性樹脂以外の成分で予め添加しなかった成分を添加し、さらに溶融混練する際も、これらを一括で添加し、混練してもよく、段階的に分割添加して混練してもよい。
上述した熱可塑性樹脂及び無機微粒子を分割添加する方法としては、一成分を数回に分けて添加する方法、一成分は一括で添加し、異なる成分を段階的に添加する方法又はこれらの方法を組合せた方法であってもよい。
When the melt kneading method is used as a method for producing the thermoplastic resin composition, the raw material thermoplastic resin and the inorganic fine particles may be added and kneaded all at once, or divided and added in stages. Also good.
In the case of using a continuous melt kneader such as an extruder, it is also possible to add components to be added step by step from the middle of the cylinder.
In addition, after mixing in advance, components other than the thermoplastic resin that were not added in advance are added, and even when melt-kneading, these may be added all at once and kneaded, or added in stages. And kneading.
As a method of dividing and adding the thermoplastic resin and the inorganic fine particles described above, a method of adding one component in several times, a method of adding one component at a time, and adding different components in stages, or these methods A combined method may be used.

また、溶融混練法を利用した製造方法の場合、上述した無機微粒子は、粉体又は凝集状態のまま添加すること可能である。一方、無機微粒子を液中に分散させた状態で添加することが可能であるが、この場合においては、混練後に脱揮処理を行うことが必要である。
なお、液中に分散させた状態で添加する場合、予め凝集粒子を一次粒子に分散させた後に添加することが好ましい。
Moreover, in the case of the manufacturing method using a melt-kneading method, the inorganic fine particles described above can be added in a powder or aggregated state. On the other hand, it is possible to add the inorganic fine particles dispersed in the liquid, but in this case, it is necessary to perform a devolatilization treatment after the kneading.
In addition, when adding in the state disperse | distributed in the liquid, it is preferable to add, after previously disperse | distributing the aggregated particle to a primary particle.

なお、分散処理としては、ビーズミル分散機、超音波分散機、高速攪拌型分散機及び高圧分散機等の各種分散処理機が適用可能であるが、ビーズミル分散機を好適に用いることができる。
ビーズミル分散機で使用されるビーズとしては、ジルコニアビーズや、ガラスビーズ等が挙げられるが、ジルコニアビーズが好適に用いることができる。また、使用されるビーズの径寸法は、小さいものが好ましく、直径0.1mm以下、0.001mm以上の範囲内であることがより好ましい。
In addition, as the dispersion treatment, various dispersion treatment machines such as a bead mill disperser, an ultrasonic disperser, a high-speed stirring disperser, and a high-pressure disperser can be applied, but a bead mill disperser can be preferably used.
Examples of the beads used in the bead mill disperser include zirconia beads and glass beads, but zirconia beads can be preferably used. The bead diameter used is preferably small, and more preferably within a range of 0.1 mm or less and 0.001 mm or more.

また、溶融混練法を利用して熱可塑性樹脂組成物を作製する場合には、不活性ガスである窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの中から選択される一種のガス又は二種以上の混合ガスの雰囲気下で行なわれることが好ましく、炭酸ガス、エチレンガス及び水素ガス等の一般的なガスであっても、混練される物質に対するに反応性を有さないガスであれば、上述した不活性ガスと混合して用いてもよい。   In the case of producing a thermoplastic resin composition using a melt-kneading method, one or more kinds of gases selected from the inert gases nitrogen, helium, neon, argon, krypton, and xenon are used. It is preferable to be performed in an atmosphere of a mixed gas of the above, and even if it is a general gas such as carbon dioxide gas, ethylene gas, and hydrogen gas, as long as it is a gas that is not reactive with the material to be kneaded, the above-mentioned It may be used by mixing with an inert gas.

なお、上述した溶融混練法を利用して熱可塑性樹脂組成物を作製する場合、溶融混練装置における反応系内は、残留する酸素を極力排除することが好ましいが、熱可塑性樹脂又は無機微粒子に吸着した酸素を含め、完全にその影響を排除することは困難である。
そのため、反応系内における酸素量は、1%以下であることが好ましく、0.2%以下であることがより好ましい。これは、酸素による酸化反応によって樹脂が劣化すると同時に、着色が発生するからである。
When producing a thermoplastic resin composition using the above-described melt-kneading method, it is preferable to eliminate residual oxygen as much as possible in the reaction system in the melt-kneading apparatus, but it is adsorbed to the thermoplastic resin or inorganic fine particles. It is difficult to completely eliminate the effects including oxygen.
Therefore, the amount of oxygen in the reaction system is preferably 1% or less, and more preferably 0.2% or less. This is because coloring occurs at the same time as the resin deteriorates due to the oxidation reaction with oxygen.

なお、上述した樹脂組成物の作製工程においては、各種添加剤を、必要に応じて単独で又は組み合わせて添加してもよい。
この場合、添加剤としては、酸化防止剤、耐光安定剤、熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤及び近赤外線吸収剤等の安定剤、滑剤や、可塑剤等の樹脂改良剤、軟質重合体や、アルコール性化合物等の白濁防止剤、染料や、顔料等の着色剤、その他帯電防止剤や、難燃剤等が挙げられる。単独で又は組み合わせて用いられてもよい。
In addition, in the process for producing the resin composition described above, various additives may be added alone or in combination as necessary.
In this case, the additives include antioxidants, light stabilizers, heat stabilizers, weather stabilizers, stabilizers such as UV absorbers and near infrared absorbers, lubricants, resin modifiers such as plasticizers, soft weight, etc. Examples thereof include an anti-turbidity agent such as a coalescence, an alcoholic compound, a coloring agent such as a dye or a pigment, other antistatic agents, a flame retardant, and the like. They may be used alone or in combination.

上述した添加剤のうち、酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤及びイオウ系酸化防止剤等が挙げられ、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適に用いられる。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。   Among the additives described above, examples of the antioxidant include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, etc., and phenolic antioxidants, particularly alkyl-substituted phenolic antioxidants. Are preferably used. By blending these antioxidants, it is possible to prevent lens coloring and strength reduction due to oxidative degradation during molding without lowering transparency, heat resistance, and the like.

上述した酸化防止剤は、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可能であって、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、本発明の複合熱可塑性材料100質量部に対して0.001〜20質量部の範囲内であることが好ましく、0.01〜10質量部の範囲内であることがより好ましい。   The above-mentioned antioxidants can be used alone or in combination of two or more, and the blending amount thereof is appropriately selected within a range not impairing the object of the present invention. It is preferably in the range of 0.001 to 20 parts by mass, more preferably in the range of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic material.

フェノール系酸化防止剤としては、従来公知のものが適用可能であり、例えば、特開昭63−179953号公報に記載の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等や、特開平1−168643号公報に記載のオクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のアクリレート系化合物や、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、すなわち、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)等のアルキル置換フェノール系化合物や、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−トリアジン等のトリアジン基含有フェノール系化合物等が挙げられる。   As the phenolic antioxidant, conventionally known ones can be applied. For example, 2-t-butyl-6- (3-t-butyl-2-hydroxy- described in JP-A No. 63-179953). 5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2,4-di-t-amyl-6- (1- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) ethyl) phenyl acrylate, etc. Acrylate compounds such as octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate described in JP-A-1-168463, and 2,2′-methylene-bis (4-methyl) -6-tert-butylphenol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-to (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis (methylene-3- (3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenylpropionate)) methane, , Pentaerythrmethyl-tetrakis (3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionate)), triethylene glycol bis (3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5- Alkyl-substituted phenolic compounds such as methylphenyl) propionate), 6- (4-hydroxy-3,5-di-t-butylanilino) -2,4-bisoctylthio-1,3,5-triazine, 4- Bisoctylthio-1,3,5-triazine, 2-octylthio-4,6-bis- (3,5-di-t-butyl-4-oxyanilino) -1,3 - triazine group-containing phenol compounds such as triazine.

また、リン系酸化防止剤としては、一般の樹脂工業において通常使用される物であれば、特に限定されるものではなく、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−オキサイド等のモノホスファイト系化合物や、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)等のジホスファイト系化合物等が挙げられる。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)ホスファイト等が特に好ましい。   In addition, the phosphorus antioxidant is not particularly limited as long as it is a substance usually used in the general resin industry. For example, triphenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, Tris (nonylphenyl) phosphite, tris (dinonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, 10- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) ) -9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide and the like, and 4,4'-butylidene-bis (3-methyl-6-t-butylphenyl- Di-tridecyl phosphite), 4,4'-isopropylidene-bis (phenyl-di-alkyl (C1 -C15) phosphite) diphosphite compounds such as and the like. Among these, monophosphite compounds are preferable, and tris (nonylphenyl) phosphite, tris (dinonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite and the like are particularly preferable.

さらに、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。   Further, as the sulfur-based antioxidant, for example, dilauryl 3,3-thiodipropionate, dimyristyl 3,3′-thiodipropionate, distearyl 3,3-thiodipropionate, lauryl stearyl 3,3- Thiodipropionate, pentaerythritol-tetrakis- (β-lauryl-thio-propionate), 3,9-bis (2-dodecylthioethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane Etc.

さらに、上述したフェノール系、リン酸系及びイオウ系酸化防止剤の他に、ジフェニルアミン誘導体等のアミン系酸化防止剤や、ニッケル又は亜鉛のチオカルバメート等も酸化防止剤として適用可能である。   Furthermore, in addition to the above-mentioned phenol-based, phosphoric acid-based and sulfur-based antioxidants, amine-based antioxidants such as diphenylamine derivatives, nickel or zinc thiocarbamates, and the like are also applicable as antioxidants.

なお、熱可塑性樹脂組成物には、ガラス転移温度における最低温度が30℃以下である化合物が配合されていてもよい。これにより、透明性、耐熱性及び機械的強度等の諸特性の低下を抑制して、長時間に渡る高温高湿度の環境下における白濁の発生を防止することができる。   The thermoplastic resin composition may be blended with a compound having a minimum glass transition temperature of 30 ° C. or less. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of white turbidity in an environment of high temperature and high humidity over a long period of time by suppressing deterioration of various properties such as transparency, heat resistance and mechanical strength.

また、上述した添加剤のうち、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及びヒンダードアミン系耐光安定剤等が挙げられるが、レンズの透明性や、耐着色性等の観点から、ヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)を用いることが好ましい。このようなHALSとしては、低分子量のものから中分子量、高分子量のものを適宜選択することができる。   Among the additives mentioned above, examples of the light-resistant stabilizer include benzophenone-based light-resistant stabilizer, benzotriazole-based light-resistant stabilizer, hindered amine-based light-resistant stabilizer, and the like, such as lens transparency and coloring resistance. From the viewpoint, it is preferable to use a hindered amine light-resistant stabilizer (HALS). As such HALS, those having a low molecular weight, medium molecular weight and high molecular weight can be appropriately selected.

比較的分子量の小さいHALSとしては、LA−77(旭電化製)、Tinuvin765(CSC製)、Tinuvin123(CSC製)、Tinuvin440(CSC製)、Tinuvin144(CSC製)、HostavinN20(ヘキスト製)等が、中程度の分子量としては、LA−57(旭電化製)、LA−52(旭電化製)、LA−67(旭電化製)、LA−62(旭電化製)等が、さらに分子量の大きいものとしては、LA−68(旭電化製)、LA−63(旭電化製)、HostavinN30(ヘキスト製)、Chimassorb944(CSC製)、Chimassorb2020(CSC製)、Chimassorb119(CSC製)、Tinuvin622(CSC製)、CyasorbUV−3346(Cytec製)、CyasorbUV−3529(Cytec製)、Uvasil299(GLC製)等が挙げられる。   As HALS having a relatively small molecular weight, LA-77 (manufactured by Asahi Denka), Tinuvin 765 (manufactured by CSC), Tinuvin 123 (manufactured by CSC), Tinuvin 440 (manufactured by CSC), Tinuvin 144 (manufactured by CSC), Hostavin N20 (manufactured by Hoechst), etc. Medium molecular weights such as LA-57 (Asahi Denka), LA-52 (Asahi Denka), LA-67 (Asahi Denka), LA-62 (Asahi Denka), etc., which have a higher molecular weight As LA-68 (manufactured by Asahi Denka), LA-63 (manufactured by Asahi Denka), Hostavin N30 (manufactured by Hoechst), Chimassorb 944 (manufactured by CSC), Chimassorb 2020 (manufactured by CSC), Chimassorb119 (manufactured by CSC), Tinuvin 622 (manufactured by CSC) , CyasorbUV-334 (Manufactured by Cytec), (manufactured by Cytec) CyasorbUV-3529, and the like Uvasil299 (manufactured by GLC).

なお、成型体を作成する場合には、低分子量又は中分子量のHALSが用いられることが好ましい。一方、膜状の複合材料を作成する場合には、高分子量のHALSを用いることが好ましい。   In addition, when producing a molded object, it is preferable that low molecular weight or medium molecular weight HALS is used. On the other hand, when preparing a film-like composite material, it is preferable to use high molecular weight HALS.

上述した方法によって作製された熱可塑性樹脂組成物には、揮発性を有する揮発性物質が含有されている。
本実施形態における揮発性物質としては、上述した無機微粒子の分散媒、表面処理剤、熱可塑性樹脂の分散媒、熱可塑性樹脂の原料となるモノマー、熱可塑性樹脂の重合反応において使用される重合開始剤や、各種添加剤等に含有されている揮発性を有する物質が挙げられる。上述した種々の揮発性物質の他に、高温下における熱可塑性樹脂又は無機微粒子の分解反応に起因して発生する物質の中にも、揮発性物質が含有されている。
The thermoplastic resin composition produced by the method described above contains a volatile substance having volatility.
As the volatile substance in the present embodiment, the dispersion medium of inorganic fine particles, the surface treatment agent, the dispersion medium of the thermoplastic resin, the monomer as the raw material of the thermoplastic resin, the polymerization start used in the polymerization reaction of the thermoplastic resin And volatile substances contained in various additives and the like. In addition to the various volatile substances described above, volatile substances are also contained in substances generated due to the decomposition reaction of the thermoplastic resin or inorganic fine particles at high temperatures.

また、本実施形態における揮発性物質は、揮発性物質が含有された熱可塑性樹脂組成物を250℃の温度で2時間加熱した時点における組成物全体に対する揮発量の割合が2%以下となっている。これは、組成物全体に対する揮発量の割合が2%以上であると、熱可塑性樹脂組成物の強度が極端に低下するとともに、変形及び熱膨張が発生し易くなる、すなわち、耐熱安定性が劣化するからである。   Further, the volatile substance in the present embodiment is such that the ratio of the volatilization amount with respect to the entire composition when the thermoplastic resin composition containing the volatile substance is heated at a temperature of 250 ° C. for 2 hours is 2% or less. Yes. This is because when the ratio of the volatilization amount to the whole composition is 2% or more, the strength of the thermoplastic resin composition is extremely lowered, and deformation and thermal expansion are likely to occur, that is, the heat resistance stability is deteriorated. Because it does.

なお、本実施形態における揮発性物質は、揮発性物質が含有された熱可塑性樹脂組成物を250℃の温度で2時間加熱した時点における組成物全体に対する揮発量の割合が2%以下であることが好ましく、0.5%以下であることがより好ましい。   The volatile substance in the present embodiment is such that the ratio of the volatilization amount with respect to the entire composition when the thermoplastic resin composition containing the volatile substance is heated at a temperature of 250 ° C. for 2 hours is 2% or less. Is preferable, and it is more preferable that it is 0.5% or less.

なお、揮発性物質のうち、シラン系及びチタン系の表面処理剤並びに熱可塑性樹脂の原料となるモノマー等は、可能な限り未反応物が残留しないように反応させることが好ましい。
また、揮発性物質としては、光学素子の使用温度領域において液状である物質が可能な限り少ないことが好ましい。これは、可塑剤等のように、常温において液体の状態で存在し、250℃においても未反応物が多量に存在する物質は、揮発性物質の減量を行った場合であっても、熱物性の改良効果が抑制されてしまうからである。
Of the volatile substances, it is preferable to react the silane-based and titanium-based surface treatment agents and the monomer used as a raw material for the thermoplastic resin so that unreacted substances do not remain as much as possible.
Further, as the volatile substance, it is preferable that the liquid substance is as small as possible in the use temperature range of the optical element. This is because a substance such as a plasticizer that exists in a liquid state at room temperature and contains a large amount of unreacted substances even at 250 ° C. has a thermophysical property even when volatile substances are reduced. This is because the improvement effect is suppressed.

揮発性物質の定量方法としては、一定量の試料を窒素下において、250℃の温度で保存し、揮発性物質が冷却トラップによって補足されるような装置を用いて、パージアンドトラップ法に基づいて行われる。   As a method for quantifying volatile substances, a certain amount of sample is stored at a temperature of 250 ° C. under nitrogen, and an apparatus in which volatile substances are captured by a cold trap is used, based on a purge and trap method. Done.

なお、熱可塑性樹脂組成物の形状は、厚さ寸法が1mm以下の形状であって、揮発性物質の揮発が速やかに進行する状態の試料を用いることが好ましい。
また、本実施形態における揮発性物質の定量方法は、特に限定されるものではなく、例えば、熱可塑性樹脂組成物を加熱することにより、重量の減量分を測定することで揮発性性物質の揮発量を算出する方法であってもよい。
In addition, it is preferable to use the sample of the state where the thickness of the thermoplastic resin composition is 1 mm or less and the volatilization of the volatile substance proceeds rapidly.
In addition, the quantification method of the volatile substance in the present embodiment is not particularly limited. For example, the volatile substance is volatilized by measuring the weight loss by heating the thermoplastic resin composition. A method of calculating the quantity may be used.

以上のような熱可塑性樹脂組成物を成形することにより、各種成形物を得ることができる。この際、成形される熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂のみからなる場合の他に、熱可塑性樹脂と各種添加剤との混合物からなる場合もある。   Various molded products can be obtained by molding the thermoplastic resin composition as described above. Under the present circumstances, the thermoplastic resin composition shape | molded may consist of a mixture of a thermoplastic resin and various additives other than the case where it consists only of a thermoplastic resin.

なお、その成形方法としては、特に限定されるものではないが、成型方法としては、特に限定されるものではないが、成型物における低複屈折性、機械強度及び寸法精度等の特性の観点から、溶融成型法が好ましい。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、生産性の観点から、射出成型が好ましい。   The molding method is not particularly limited, but the molding method is not particularly limited, but from the viewpoint of characteristics such as low birefringence, mechanical strength and dimensional accuracy in the molded product. The melt molding method is preferable. Examples of the melt molding method include commercially available press molding, commercially available extrusion molding, and commercially available injection molding. From the viewpoint of productivity, injection molding is preferable.

また、成型条件は、使用目的又は成型方法に応じて適宜選択されるが、例えば、射出成型における樹脂組成物の温度としては、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、歪みの防止、樹脂の熱分解によるシルバーストリークの発生の防止及び成型物の黄変の効果的な防止の観点から、150℃〜400℃の範囲内であることが好ましく、200℃〜350℃の範囲内であることがより好ましく、200℃〜330℃の範囲内であることが特に好ましい。   The molding conditions are appropriately selected according to the purpose of use or molding method. For example, as the temperature of the resin composition in injection molding, an appropriate fluidity is imparted to the resin at the time of molding to reduce the sink of the molded product. From the viewpoints of prevention of distortion, generation of silver streak due to thermal decomposition of the resin, and effective prevention of yellowing of the molded product, it is preferably within a range of 150 ° C to 400 ° C, and 200 ° C to 350 ° C. It is more preferable that it is in the range of 200 ° C to 330 ° C.

さらに、光学用樹脂レンズは、AMES試験において陰性であることが好ましい。これは、AMES試験において陽性であると、使用者の健康の阻害、環境負荷の増大、材料安定性の低減等のおそれがあるからである。   Furthermore, the optical resin lens is preferably negative in the AMES test. This is because a positive result in the AMES test may impair the health of the user, increase the environmental load, reduce the material stability, and the like.

さらに、本実施形態における成型物は、球状、棒状、板状、円柱状、筒状、チューブ状、繊維状、フィルム又はシート形状等の種々の形態で使用することが可能である。また、低複屈折性、透明性、機械強度、耐熱性及び低吸水性等に優れるため、各種光学部品への適用が可能である。
具体的な適用例としては、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、望遠鏡レンズ等のレンズ;眼鏡レンズ等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)等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、センサー用レンズ等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等が挙げられる。
また、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、光拡散フィルム等の光学フィルム;光拡散板;光カード;液晶表示素子基板等が挙げられる。
Furthermore, the molded product in the present embodiment can be used in various forms such as a spherical shape, a rod shape, a plate shape, a columnar shape, a tubular shape, a tube shape, a fiber shape, a film shape, or a sheet shape. Moreover, since it is excellent in low birefringence, transparency, mechanical strength, heat resistance, low water absorption, etc., it can be applied to various optical components.
As a specific application example, as an optical lens or an optical prism, an imaging lens of a camera; a lens such as a microscope, an endoscope or a telescope lens; an all-light transmission lens such as a spectacle lens; a CD or a CD-ROM , WORM (recordable optical disc), MO (rewritable optical disc; magneto-optical disc), MD (mini disc), DVD (digital video disc) and other optical disc pickup lens; laser beam printer fθ lens, sensor lens And a laser scanning system lens such as a camera finder system prism lens.
Other optical uses include light guide plates such as liquid crystal displays; optical films such as polarizing films, retardation films and light diffusion films; light diffusion plates; optical cards; liquid crystal display element substrates.

上述した成形物の中でも、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等の光学素子として好適に用いられ、以下、図1を参照しながら、本実施形態における熱可塑性樹脂組成物によって成形された光学素子が用いられた光ピックアップ装置1について説明する。
ここで、図1は、光ピックアップ装置1の内部構造を示す模式図である。
Among the above-described molded products, the thermoplastic resin composition of the present embodiment is suitably used as an optical element such as a pickup lens that requires low birefringence and a laser scanning system lens. An optical pickup device 1 using an optical element formed by an object will be described.
Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of the optical pickup device 1.

本実施形態における光ピックアップ装置1には、図1に示すように、光源である半導体レーザ発振器2が具備されている。この半導体レーザ発振器2から出射される青色光の光軸上には、半導体レーザ発振器2から離間する方向に向かって、コリメータ3、ビームスプリッタ4、1/4波長板5、絞り6、対物レンズ7が順次配設されている。
また、ビームスプリッタ4と近接した位置であって、上述した青色光の光軸と直交する方向には、2組のレンズからなるセンサーレンズ群8、センサー9が順次配設されている。
As shown in FIG. 1, the optical pickup device 1 in this embodiment includes a semiconductor laser oscillator 2 that is a light source. On the optical axis of the blue light emitted from the semiconductor laser oscillator 2, a collimator 3, a beam splitter 4, a quarter wavelength plate 5, a diaphragm 6, and an objective lens 7 are arranged in a direction away from the semiconductor laser oscillator 2. Are sequentially arranged.
In addition, a sensor lens group 8 and a sensor 9 including two sets of lenses are sequentially disposed in a direction close to the beam splitter 4 and in a direction perpendicular to the optical axis of the blue light described above.

光学素子である対物レンズ7は、光ディスクDに対向した位置に配置されるものであって、半導体レーザ発振器2から出射された青色光を、光ディスクDの一面上に集光するようになっている。このような対物レンズ7には、2次元アクチュエータ10が具備されており、この2次元アクチュエータ10の動作により、対物レンズ7は、光軸上を移動自在となっている。   The objective lens 7 that is an optical element is disposed at a position facing the optical disc D, and condenses the blue light emitted from the semiconductor laser oscillator 2 on one surface of the optical disc D. . Such an objective lens 7 is provided with a two-dimensional actuator 10, and the objective lens 7 is movable on the optical axis by the operation of the two-dimensional actuator 10.

次に、光ピックアップ装置1の作用について説明する。
本実施形態における光ピックアップ装置1は、光ディスクDへの情報の記録動作時や、光ディスクDに記録された情報の再生動作時に、半導体レーザ発振器2から青色光を出射する。出射された青色光は、図1に示すように、光線L1となって、コリメータ3を透過して無限平行光にコリメートされた後、ビームスプリッタ4を透過して、1/4波長板5を透過する。さらに、絞り6及び対物レンズ7を透過した後、光ディスクDの保護基板D1を介して情報記録面D2に集光スポットを形成する。
Next, the operation of the optical pickup device 1 will be described.
The optical pickup device 1 in the present embodiment emits blue light from the semiconductor laser oscillator 2 at the time of recording information on the optical disc D or at the time of reproducing information recorded on the optical disc D. As shown in FIG. 1, the emitted blue light becomes a light beam L1, is collimated to infinite parallel light through the collimator 3, and then passes through the beam splitter 4 to pass through the quarter-wave plate 5. To Penetrate. Further, after passing through the diaphragm 6 and the objective lens 7, a condensed spot is formed on the information recording surface D 2 via the protective substrate D 1 of the optical disc D.

集光スポットを形成した光は、光ディスクDの情報記録面D2で情報ピットによって変調され、情報記録面D2によって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ7及び絞り6を順次透過した後、1/4波長板5によって偏光方向が変更され、ビームスプリッタ4で反射する。その後、センサーレンズ群8を透過して非点収差が与えられ、センサー9で受光されて、最終的には、センサー9によって光電変換されることによって電気的な信号となる。
以後、このような動作が繰り返し行われ、光ディスクDに対する情報の記録動作や、光ディスクDに記録された情報の再生動作が完了する。
The light that forms the condensed spot is modulated by the information pits on the information recording surface D 2 of the optical disc D and reflected by the information recording surface D 2 . Then, the reflected light is sequentially transmitted through the objective lens 7 and the diaphragm 6, the polarization direction is changed by the quarter wavelength plate 5, and the reflected light is reflected by the beam splitter 4. After that, astigmatism is given through the sensor lens group 8, received by the sensor 9, and finally converted into an electric signal by being photoelectrically converted by the sensor 9.
Thereafter, such an operation is repeatedly performed, and the operation of recording information on the optical disc D and the operation of reproducing information recorded on the optical disc D are completed.

なお、光ディスクDにおける保護基板D1の厚さ寸法及び情報ピットの大きさにより、対物レンズ7に要求される開口数NAも異なる。本実施形態においては、高密度な光ディスクDであり、その開口数は0.85に設定されている。 Incidentally, the magnitude of the thickness and the information pits of the protective substrate D 1 of the optical disc D, also the numerical aperture NA required for the objective lens 7 different. In the present embodiment, the optical disc D is a high density, and its numerical aperture is set to 0.85.

次に、実施例を挙げて本実施形態における熱可塑性樹脂組成物及び光学素子について説明する。
[実施例1]
まず始めに、無機微粒子1,2,3の作成方法について説明する。
シラン系の表面処理剤であるヘキサメチルジシラザン(以下、HMDS)によって処理されたシリカ微粒子粉体(日本アエロジル社製:RX300、一次粒径7nm)を混練前に200℃の温度で24時間乾燥させて、窒素雰囲気下で保存し、得られた無機微粒子を、「無機微粒子1」とした。
また、HMDSによって処理されたシリカ微粒子粉体(日本アエロジル社製:RX50、一次粒径40nm)を混練前に200℃の温度で24時間乾燥させて、窒素雰囲気下で保存し、得られた無機微粒子を、「無機微粒子2」とした。
さらに、未処理のシリカ微粒子粉体(日本アエロジル社製:A300、一次粒径7nm)を、「無機微粒子3」とした。
Next, an example is given and the thermoplastic resin composition and optical element in this embodiment are demonstrated.
[Example 1]
First, a method for producing the inorganic fine particles 1, 2, 3 will be described.
Silica fine particle powder (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: RX300, primary particle size 7 nm) treated with hexamethyldisilazane (hereinafter, HMDS), which is a silane-based surface treatment agent, is dried at a temperature of 200 ° C. for 24 hours before kneading. The inorganic fine particles thus obtained were stored in a nitrogen atmosphere and designated as “inorganic fine particles 1”.
In addition, silica fine particle powder (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: RX50, primary particle size 40 nm) treated with HMDS was dried at a temperature of 200 ° C. for 24 hours before kneading and stored in a nitrogen atmosphere, and the resulting inorganic The fine particles were designated as “inorganic fine particles 2”.
Further, untreated silica fine particle powder (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: A300, primary particle size 7 nm) was designated as “inorganic fine particle 3”.

次に、各試料1〜10の作製方法について説明する。
まず始めに試料1の作製方法について説明する。
PMMA(Poly(Methyl Methacrylate))樹脂(三菱レーヨン製:アクリペットVH)20部を、メチルイソブチルケトン80部に対して100℃の温度で溶解させ、無機微粒子1と熱可塑性樹脂組成物全体との重量比が50%となるように無機微粒子1の添加量を調整し、溶液に混合させた。その後、150℃の温度下において乾燥処理が施される。この際、乾燥時間を調整することにより、所定量の揮発性物質を含有する試料を作製した。
このようにして得られた試料を「試料1」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
Next, a manufacturing method of each sample 1 to 10 will be described.
First, a method for manufacturing Sample 1 will be described.
20 parts of PMMA (Poly (Methyl Methacrylate)) resin (manufactured by Mitsubishi Rayon: Acrypet VH) is dissolved in 80 parts of methyl isobutyl ketone at a temperature of 100 ° C., and the inorganic fine particles 1 and the entire thermoplastic resin composition are dissolved. The amount of the inorganic fine particles 1 added was adjusted so that the weight ratio was 50%, and mixed with the solution. Thereafter, a drying process is performed at a temperature of 150 ° C. At this time, a sample containing a predetermined amount of volatile substances was prepared by adjusting the drying time.
The sample thus obtained was designated as “Sample 1” and hot-pressed at a temperature of 120 ° C. so as to have a thickness of 1 mm.

次に、試料2,3の作製方法について説明する。
試料1の作製方法において、乾燥時間を変更し、試料に含有される揮発性物質量をそれぞれ変更した以外は、同様の方法によって試料を作製した。
このようにして得られた試料を「試料2」及び「試料3」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
Next, a method for manufacturing Samples 2 and 3 will be described.
In the method for preparing Sample 1, a sample was prepared by the same method except that the drying time was changed and the amount of volatile substances contained in the sample was changed.
The samples thus obtained were designated as “Sample 2” and “Sample 3”, and were hot-pressed at a temperature of 120 ° C. to form a thickness of 1 mm.

次に、試料4,5,6,7の作製方法について説明する。
試料1の作製方法において、無機微粒子1と熱可塑性樹脂組成物全体との重量比が5%、20%、70%及び95%となるように無機微粒子1の添加量を変更するとともに、乾燥時間を変更して、試料に含有される揮発性物質量を変更した以外は、同様の方法によって各試料を作製した。
このようにして得られた各試料を、それぞれ「試料4」、「試料5」、「試料6」及び「試料7」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
ただし、試料7は、ホットプレスによって平滑な平面を得ることができなかったため、表面を研磨することによって平滑な平面を得た。
Next, a method for manufacturing Samples 4, 5, 6, and 7 will be described.
In the preparation method of Sample 1, the addition amount of the inorganic fine particles 1 was changed so that the weight ratio of the inorganic fine particles 1 to the entire thermoplastic resin composition was 5%, 20%, 70%, and 95%, and the drying time Each sample was produced by the same method except that the amount of volatile substances contained in the sample was changed.
Each sample thus obtained was designated as “Sample 4”, “Sample 5”, “Sample 6”, and “Sample 7”, and hot-pressed at a temperature of 120 ° C. to obtain a thickness of 1 mm. Molded as follows.
However, since the sample 7 could not obtain a smooth flat surface by hot pressing, a smooth flat surface was obtained by polishing the surface.

次に、試料8,9の作製方法について説明する。
試料1の作製方法において、添加される無機微粒子を無機微粒子2,3にそれぞれ変更するとともに、乾燥時間を変更して、試料に含有される揮発性物質量を変更した以外は、同様の方法によって試料を作製した。
このようにして得られた各試料を、それぞれ「試料8」及び「試料9」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
Next, a method for manufacturing Samples 8 and 9 will be described.
In the preparation method of Sample 1, the inorganic fine particles to be added are changed to inorganic fine particles 2 and 3, respectively, and the drying time is changed to change the amount of volatile substances contained in the sample. A sample was prepared.
The samples thus obtained were designated as “Sample 8” and “Sample 9”, respectively, and were hot-pressed at a temperature of 120 ° C. to form a thickness of 1 mm.

次に、試料10の作製方法について説明する。
試料1の作製方法において、無機微粒子を添加しないことに変更するとともに、乾燥時間を変更して、試料に含有される揮発性物質量を変更した以外は、同様の方法によって試料を作製した。
このようにして得られた試料を、「試料10」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
Next, a method for manufacturing the sample 10 will be described.
In the preparation method of Sample 1, a sample was prepared by the same method except that the inorganic fine particles were not added and the drying time was changed to change the amount of volatile substances contained in the sample.
The sample thus obtained was designated as “Sample 10” and hot-pressed at a temperature of 120 ° C. so as to have a thickness of 1 mm.

次に、各樹脂成型試料の評価方法について説明する。
測定項目としては、光線透過率、線膨張係数及び揮発性物質量の計3項目が挙げられ、これらの測定結果に基づいて、各樹脂成型試料に対する評価を行った。
以下、各項目の測定方法の詳細について、それぞれ説明する。
Next, an evaluation method for each resin molded sample will be described.
The measurement items include a total of three items, ie, light transmittance, linear expansion coefficient, and volatile substance amount. Based on these measurement results, evaluation was performed on each resin molded sample.
Hereinafter, the details of the measurement method for each item will be described.

まず始めに、光線透過率の測定方法について説明する。
分光光度計(島津製作所製:UV−3150)を用いて、成形体の厚さ方向(1mm厚)の波長405nmにおける光線透過率の測定し、「光線透過率(%)」として下記表2に示した。
ここで、本実施例における光線透過率の測定方法は、ASTM D 1003に記載の方法に準拠した。
First, a method for measuring light transmittance will be described.
Using a spectrophotometer (manufactured by Shimadzu Corporation: UV-3150), the light transmittance at a wavelength of 405 nm in the thickness direction (1 mm thickness) of the molded body was measured, and “light transmittance (%)” is shown in Table 2 below. Indicated.
Here, the measurement method of the light transmittance in a present Example was based on the method as described in ASTM D1003.

次に、線膨張係数の測定方法について説明する。
測定装置(エスアイアイナノテクノロジー社製:EXSTAR6000 TMA)を用いて、40℃〜80℃の範囲内で温度を変化させ、温度変化前及び温度変化後における試料の厚さ寸法の寸法変化に基づいて線膨張係数を測定し、「線膨張係数(/K)」として下記表2に示した。
Next, a method for measuring the linear expansion coefficient will be described.
Using a measuring device (manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd .: EXSTAR6000 TMA), the temperature is changed within a range of 40 ° C. to 80 ° C., and based on the dimensional change of the thickness dimension of the sample before and after the temperature change. The linear expansion coefficient was measured and shown as “Linear expansion coefficient (/ K)” in Table 2 below.

最後に、揮発性物質量の測定方法について説明する。
各試料を、窒素気流下において250℃の温度で2時間保存した後、保存前及び保存後における重量変化に基づいて揮発性物質量を算出し、「揮発性物質量(%)」として下記表2に示した。
Finally, a method for measuring the amount of volatile substances will be described.
After each sample was stored at a temperature of 250 ° C. for 2 hours under a nitrogen stream, the amount of volatile substances was calculated based on the change in weight before and after storage, and the following table is shown as “Amount of Volatile Substances (%)”. It was shown in 2.

Figure 2006299032
Figure 2006299032

その結果、250℃の温度で2時間加熱した際に発生した揮発性物質量が熱可塑性樹脂組成物全体に対して2%以下であって、無機微粒子を含有する試料1,2,4,5,6,8,9,10は、発生した揮発性物質量が熱可塑性樹脂組成物全体に対して2%以上である試料3や、無機微粒子が含有されていない試料10と比較すると、線膨張係数の値が小さい、すなわち、耐熱安定性が優れていることが確認された。   As a result, Samples 1, 2, 4, and 5 in which the amount of volatile substances generated when heated at a temperature of 250 ° C. for 2 hours is 2% or less with respect to the entire thermoplastic resin composition and containing inorganic fine particles. , 6, 8, 9, and 10 show a linear expansion as compared with Sample 3 in which the amount of volatile substances generated is 2% or more of the entire thermoplastic resin composition and Sample 10 that does not contain inorganic fine particles. It was confirmed that the coefficient value was small, that is, the heat stability was excellent.

また、含有する無機微粒子に対してシラン系の表面処理剤による表面処理が施された試料1,2,5,6は、シラン系の表面処理剤による表面処理が施されていない試料9と比較すると、光線透過率の値が高い、すなわち、透明性が優れていることが確認された。   Samples 1, 2, 5, and 6 in which the inorganic fine particles contained are subjected to a surface treatment with a silane-based surface treatment agent are compared with Sample 9 that is not subjected to a surface treatment with a silane-based surface treatment agent. Then, it was confirmed that the light transmittance is high, that is, the transparency is excellent.

さらに、含有する無機微粒子の熱可塑性樹脂組成物全体に対する含有量が10〜90%の範囲内である試料1,2,5,6は、10〜90%の範囲外である試料4,7と比較すると、試料4については、線膨張係数の値が大きく、耐熱安定性が劣化されていることが確認された。一方、試料7については、線膨張係数の値が非常に小さく、耐熱安定性が優れているものの、光線透過率の値が小さく、透明性が劣化されていることが確認された。   Furthermore, Samples 1, 2, 5, and 6 in which the content of the inorganic fine particles contained in the entire thermoplastic resin composition is within a range of 10 to 90% are Samples 4 and 7 that are outside the range of 10 to 90%. As a comparison, it was confirmed that Sample 4 had a large coefficient of linear expansion and deteriorated heat resistance stability. On the other hand, it was confirmed that Sample 7 had a very small linear expansion coefficient and excellent heat stability, but had a small light transmittance and deteriorated transparency.

さらに、含有する無機微粒子の体積平均分散粒子径が30nm以下である試料1,2,5,6は、体積平均分散粒子径が30nmより大きい試料8と比較すると、線膨張係数の値が小さく、光線透過率の値が大きい、すなわち、耐熱安定性及び光線透過率が優れていることが確認された。   Furthermore, Samples 1, 2, 5, and 6 in which the volume average dispersed particle diameter of the inorganic fine particles contained is 30 nm or less have a smaller value of the linear expansion coefficient than Sample 8 whose volume average dispersed particle diameter is larger than 30 nm. It was confirmed that the value of light transmittance was large, that is, heat resistance stability and light transmittance were excellent.

[実施例2]
まず始めに、無機微粒子4について説明する。
未処理のアルミナ粉体(大明化学製:TM−300、1次粒径:7nm)を、「無機微粒子4」とした。
[Example 2]
First, the inorganic fine particles 4 will be described.
Untreated alumina powder (manufactured by Daimei Chemical Co., Ltd .: TM-300, primary particle size: 7 nm) was designated as “inorganic fine particles 4”.

次に、各試料11〜14の作製方法について説明する。
まず始めに、試料11の作製方法について説明する。
100部の無機微粒子4に対して、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン(東レダウケミカル製:SZ−6187)10部をトルエンに溶解させた溶液(計200部)を加え撹拌し、スラリー液を作製した。そして、二軸押出機(東洋精機製作所製:ラボプラストミル)を用いて、環状オレフィン樹脂(日本ゼオン製:ZEONEX340R)を溶融させ、各スラリー液を添加した後、混練させた。さらに、混練しながら、適当な温度で脱揮させた後、ストランドダイから押し出して切断し、ペレット化して、所定量の揮発性物質を含有する試料を作製した。
このようにして得られた試料を「試料11」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
Next, a method for manufacturing each of the samples 11 to 14 will be described.
First, a method for manufacturing the sample 11 will be described.
A solution in which 10 parts of cyclohexylmethyldimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Chemical Co., Ltd .: SZ-6187) was dissolved in toluene (total 200 parts) was added to 100 parts of the inorganic fine particles 4 and stirred to prepare a slurry liquid. Then, using a twin-screw extruder (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho: Labo Plast Mill), the cyclic olefin resin (manufactured by Nippon Zeon: ZEONEX 340R) was melted, and each slurry was added and then kneaded. Further, after devolatilization at an appropriate temperature while kneading, the sample was extruded from a strand die, cut and pelletized to prepare a sample containing a predetermined amount of a volatile substance.
The sample thus obtained was designated as “Sample 11”, and was hot-pressed at a temperature of 120 ° C. to form a thickness of 1 mm.

次に、試料12,13,14の作製方法について説明する。
上述した試料11の作製方法において、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン10部を溶解させる有機溶媒を、キシレン、シクロヘキサン及びテトラヒドロフランにそれぞれ変更させるとともに、混練工程における脱揮温度を変更して、試料に含有される揮発性物質量をそれぞれ変更したこと以外は、同様の方法によって試料を作製した。
このようにして得られた試料を、それぞれ「試料12」、「試料13」及び「試料14」とし、120℃の温度でホットプレスして、厚さ寸法が1mmとなるように成形した。
Next, a method for manufacturing Samples 12, 13, and 14 will be described.
In the method for preparing Sample 11 described above, the organic solvent for dissolving 10 parts of cyclohexylmethyldimethoxysilane was changed to xylene, cyclohexane and tetrahydrofuran, respectively, and the volatilization contained in the sample was changed by changing the devolatilization temperature in the kneading step. A sample was prepared in the same manner except that the amount of the active substance was changed.
The samples thus obtained were designated as “Sample 12”, “Sample 13”, and “Sample 14”, respectively, and were hot-pressed at a temperature of 120 ° C. to form a thickness of 1 mm.

その後、上述した実施例1と同様の方法により、各試料11,12,13,14における光線透過率、線膨張係数及び揮発性物質量を測定し、下記表3に示した。併せて、各測定項目における測定結果に基づいて、試料11,12,13,14に対する評価を行った。   Thereafter, the light transmittance, the linear expansion coefficient, and the amount of volatile substances in each of the samples 11, 12, 13, and 14 were measured by the same method as in Example 1 described above, and are shown in Table 3 below. In addition, the samples 11, 12, 13, and 14 were evaluated based on the measurement results in the respective measurement items.

Figure 2006299032
Figure 2006299032

その結果、250℃の温度で2時間加熱した際に発生した揮発性物質量が熱可塑性樹脂組成物全体に対して2%以下であって、熱可塑性樹脂に環状オレフィン樹脂が含有された試料13,14は、熱可塑性樹脂に環状オレフィン樹脂が含有されていない試料11,12と比較すると、光線透過率の値は若干大きい程度であるが、線膨張係数の値は小さく、耐熱安定性及び光線透過率が優れていることが確認された。   As a result, the amount of volatile substances generated when heated at a temperature of 250 ° C. for 2 hours was 2% or less with respect to the entire thermoplastic resin composition, and Sample 13 in which the cyclic olefin resin was contained in the thermoplastic resin. , 14 is slightly larger in light transmittance than samples 11 and 12 in which the cyclic olefin resin is not contained in the thermoplastic resin, but has a small linear expansion coefficient, heat stability and light resistance. It was confirmed that the transmittance was excellent.

以上より、本実施形態における熱可塑性樹脂組成物及び光学素子によれば、熱可塑性樹脂組成物を250℃の温度で2時間加熱した時点における揮発性物質の揮発量の割合が、組成物全体に対して2%以下であることにより、強度の大幅な低下や、変形及び熱膨張の発生を防止するとともに、光線透過率の向上を図ることが可能となり、これによって、耐熱安定性及び透明性の向上を図ることができる。   As described above, according to the thermoplastic resin composition and the optical element in the present embodiment, the ratio of the volatilization amount of the volatile substance at the time when the thermoplastic resin composition is heated at a temperature of 250 ° C. for 2 hours is the total composition. On the other hand, when it is 2% or less, it is possible to prevent a significant drop in strength, deformation and thermal expansion, and to improve the light transmittance, thereby improving heat stability and transparency. Improvements can be made.

本発明に係る光学素子を対物レンズとして適用した光ディスク用のピックアップ装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the pick-up apparatus for optical discs which applied the optical element which concerns on this invention as an objective lens.

符号の説明Explanation of symbols

7 対物レンズ   7 Objective lens

Claims (6)

熱可塑性樹脂及び無機微粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物において、
作製工程で添加される又は当該作製工程で前記熱可塑性樹脂若しくは無機微粒子の分解反応によって生ずる揮発性を有する揮発性物質を含有し、
前記揮発性物質は、250℃の温度で2時間加熱した時点における組成物全体に対する揮発量の割合が2%以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
In the thermoplastic resin composition containing the thermoplastic resin and inorganic fine particles,
Containing a volatile substance having volatility, which is added in the production process or generated by a decomposition reaction of the thermoplastic resin or inorganic fine particles in the production process;
The said volatile substance is a thermoplastic resin composition characterized by the ratio of the volatilization amount with respect to the whole composition at the time of heating for 2 hours at the temperature of 250 degreeC being 2% or less.
前記無機微粒子は、シラン系及びチタン系の表面処理剤のうち少なくとも一種の表面処理剤によって表面処理されているものを含有することを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。   The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the inorganic fine particles contain a silane-based or titanium-based surface treatment agent that has been surface-treated with at least one surface treatment agent. 前記無機微粒子は、組成物全体に対する含有率が10〜90%の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱可塑性樹脂組成物。   The thermoplastic resin composition according to claim 1 or 2, wherein the inorganic fine particles have a content of 10 to 90% with respect to the entire composition. 前記無機微粒子は、体積平均分散粒子径が30nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。   The thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the inorganic fine particles have a volume average dispersed particle diameter of 30 nm or less. 前記熱可塑性樹脂は、環状オレフィン樹脂を含有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物。   The thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermoplastic resin contains a cyclic olefin resin. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物を用いて成形されたことを特徴とする光学素子。   An optical element formed by using the thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008201942A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Fujifilm Corp Organic-inorganic composite material, its manufacturing method and optical part
JP2009143974A (en) * 2007-12-11 2009-07-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Inorganic oxide-containing transparent composite material and method for producing the same
JP2013001781A (en) * 2011-06-15 2013-01-07 Canon Inc Molded article and method for producing the same
JP2013018960A (en) * 2011-06-15 2013-01-31 Canon Inc Organic-inorganic composite molded product and optical element
JP2013028748A (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Canon Inc Organic/inorganic complex material, molded product and optical element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008201942A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Fujifilm Corp Organic-inorganic composite material, its manufacturing method and optical part
JP2009143974A (en) * 2007-12-11 2009-07-02 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd Inorganic oxide-containing transparent composite material and method for producing the same
JP2013001781A (en) * 2011-06-15 2013-01-07 Canon Inc Molded article and method for producing the same
JP2013018960A (en) * 2011-06-15 2013-01-31 Canon Inc Organic-inorganic composite molded product and optical element
JP2013028748A (en) * 2011-07-29 2013-02-07 Canon Inc Organic/inorganic complex material, molded product and optical element

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