JP2007138041A - Thermoplastic composite material and optical element, and method for producing thermoplastic composite material - Google Patents

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Yasuo Taima
恭雄 當間
Akizumi Kimura
晃純 木村
Hideaki Wakamatsu
秀明 若松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoplastic composite material and an optical element capable of extremely minimizing changes in a refractive index due to temperature and a method for producing such thermoplastic composite material. <P>SOLUTION: The transparent thermoplastic composite material is produced by dispersing particulates having a mean particle diameter of 1 nm or more and 50 nm or less in a thermoplastic resin comprising an organic polymer, wherein the particulate is an amorphous inorganic fine particle containing aluminium. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、レンズ、フィルター、グレーティング、光ファイバー、平板光導波路などとして好適に用いられ、屈折率の温度変化率が小さい熱可塑性複合材料及び光学素子、熱可塑性複合材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a thermoplastic composite material and an optical element that are suitably used as a lens, a filter, a grating, an optical fiber, a flat optical waveguide, etc., and have a small temperature change rate of refractive index, and a method for producing a thermoplastic composite material.

MO、CD、DVDといった光情報記録媒体(以下、単に媒体ともいう)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、ドライブといった情報機器には、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を備えており、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 devices such as a player, a recorder, and a drive for reading and recording information on an optical information recording medium (hereinafter also simply referred to as a medium) such as MO, CD, and DVD are provided with an optical pickup device. 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 receives the light from a reflection layer or a light receiving medium of the medium. An optical element such as a lens for condensing light by the element is included.

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、環状オレフィンと熱可塑性複合材料−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。   The optical element of the optical pickup device 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 cyclic olefin and a thermoplastic composite material-olefin copolymer (for example, see Patent Document 1) is known.

ところで、例えば、CD/DVDプレーヤーのような、複数種の媒体に対して情報の読み書きが可能な情報機器の場合、光ピックアップ装置は、両者の媒体の形状や適用する光の波長の違いに対応した構成とする必要がある。この場合、光学素子ユニットはいずれの媒体に対しても共通とすることがコストやピックアップ特性の観点から好ましい。   By the way, in the case of an information device capable of reading and writing information on a plurality of types of media such as a CD / DVD player, for example, the optical pickup device responds to differences in the shape of both media and the wavelength of light to be applied. It is necessary to make it the structure. In this case, it is preferable from the viewpoint of cost and pickup characteristics that the optical element unit is common to all the media.

一方、プラスチックを材料として適用した光学素子ユニットにおいては、ガラスレンズのような光学的安定性を有する物質であることが求められている。例えば、環状オレフィンのような光学的プラスチック物質は、湿度に関して大幅に改善された屈折率の安定性を有すのに対し、温度に対する屈折率の安定性の改良は未だ十分でないのが現状である。
上記のようなプラスチックレンズの光学的屈折率を修正する方法の1つとして、微細粒子充填材を使用する方法が、種々提案されている。
On the other hand, an optical element unit using plastic as a material is required to be a substance having optical stability such as a glass lens. For example, optical plastic materials such as cyclic olefins have significantly improved refractive index stability with respect to humidity, whereas the improvement in refractive index stability with temperature is not yet sufficient. .
As one of methods for correcting the optical refractive index of the plastic lens as described above, various methods using a fine particle filler have been proposed.

この微細粒子充填材は、光学的プラスチックの屈折率を修正するために使用され、粒子サイズが十分に小さい充填材を用いることによって、充填材による光散乱を起こさず、充填されたプラスチックは、レンズとしての十分な透明性を維持することができるものである。例えば、プラスチックの屈折率を増加させるための微細粒子の添加を記載する技術文献が非特許文献1及び非特許文献2等に記載されている。   This fine particle filler is used to modify the refractive index of optical plastics, and by using a filler whose particle size is sufficiently small, no light scattering is caused by the filler. As a result, sufficient transparency can be maintained. For example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe technical documents describing the addition of fine particles for increasing the refractive index of plastics.

あるいは、感温性を有するポリマー状の熱可塑性樹脂と、分散された微細粒子物質から構成され、感温性が減少された微細合成物光学製品が提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。該特許文献には、例えば、熱可塑性樹脂中に、酸化アルミニウムや酸化マグネシウムの結晶性微粒子を40質量%以上混合することにより感温性が減少されることが記載されているが、このように樹脂との屈折率差が大きい無機微粒子を多量に混合した樹脂材料では、光線透過率の低下が大きく、光学素子としての実用化には適さない樹脂材料を提供することしかできていなかった。   Alternatively, a fine synthetic optical product composed of a polymer-like thermoplastic resin having temperature sensitivity and a dispersed fine particle substance and having reduced temperature sensitivity has been proposed (for example, Patent Documents 2 and 3). reference). In the patent document, for example, it is described that temperature sensitivity is reduced by mixing 40 mass% or more of crystalline fine particles of aluminum oxide or magnesium oxide in a thermoplastic resin. A resin material obtained by mixing a large amount of inorganic fine particles having a large difference in refractive index with a resin has a large decrease in light transmittance, and has only been able to provide a resin material that is not suitable for practical use as an optical element.

また、樹脂製ウィンドウの強度または剛性及び透明性を確保することを目的として、可視光線波長(380nm)以下の直径を有するシリカ微粒子を透明な非結晶の有機高分子に分散・混合した透明樹脂組成物からなる樹脂製ウィンドウ(特許文献4参照)。あるいは、剛性と寸法安定性の向上を目的として、熱可塑性樹脂と疎水性基および極性基を表面に有する酸化化合物を含有した樹脂組成物(特許文献5参照)が開示されている。   In addition, a transparent resin composition in which silica fine particles having a diameter of a visible light wavelength (380 nm) or less are dispersed and mixed in a transparent amorphous organic polymer for the purpose of ensuring the strength or rigidity and transparency of the resin window. A resin window made of a material (see Patent Document 4). Or the resin composition (refer patent document 5) containing the thermoplastic compound and the oxidation compound which has a hydrophobic group and a polar group on the surface for the purpose of the improvement of rigidity and dimensional stability is disclosed.

一方、アルミニウムを含有する非晶質構造として、例えば細孔を有するリン酸アルミニウム組成物(特許文献6参照)や、平均粒径0.5〜5.0μmの非晶質アルミシリケート粒子(特許文献7参照)等が知られている。
特開2002−105131号公報 特開2002−207101号公報 特開2002−241592号公報 特許第3559894号公報 特開2004−269773号公報 特開平6−107403号公報 特開平5−17622号公報 C.Becker、他2名、「シリカ微細粒子で修飾された表面を有する熱可塑性微細合成物質における光学的及び熱力学調査」、SPIE Proceedings、第3469巻、1998年7月、88−98ページ B.Braune、他2名、「光学的応用のための酸化タンタルナノマー(Tantalum Oxide Nanomers)」、SPIE Proceedings、第3469巻、1998年7月、124−132ページ
On the other hand, as an amorphous structure containing aluminum, for example, an aluminum phosphate composition having pores (see Patent Document 6) and amorphous aluminum silicate particles having an average particle diameter of 0.5 to 5.0 μm (Patent Document) 7) is known.
JP 2002-105131 A JP 2002-207101 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-241592 Japanese Patent No. 3559894 JP 2004-269773 A JP-A-6-107403 Japanese Patent Laid-Open No. 5-17622 C. Becker, et al., "Optical and thermodynamic investigations in thermoplastic microsynthetic materials with surfaces modified with silica microparticles", SPIE Proceedings, 3469, July 1998, pages 88-98. B. Braune, et al., "Tantalum Oxide Nanomers for Optical Applications", SPIE Processings, 3469, July 1998, pages 124-132.

しかしながら、特許文献1〜特許文献5の樹脂組成物では、その製造時に結晶性微粒子またはコロイダルシリカの様な非晶質シリカ粒子を用い、粒子とホスト樹脂材料の架橋反応により生じる立体構造により、樹脂組成物の強度および剛性を上げているため流動性が低く、成形性に問題がある。特に、微粒子の体積分率を上げると流動性が大幅に低下するとともに透明性の低下を生じやすいために、これらの方法で得られた樹脂組成物では光学素子として使用するための十分な光線透過率を得ることができない。
また、特許文献6のリン酸アルミニウム組成物や特許文献7の非晶質アルミシリケート粒子でも光学的特性を向上させるには、不十分であった。
However, in the resin compositions of Patent Document 1 to Patent Document 5, amorphous silica particles such as crystalline fine particles or colloidal silica are used at the time of production, and the resin has a three-dimensional structure generated by a crosslinking reaction between the particles and the host resin material. Since the strength and rigidity of the composition are increased, the fluidity is low and there is a problem in moldability. In particular, if the volume fraction of the fine particles is increased, the fluidity is greatly reduced and the transparency is liable to decrease. Therefore, the resin composition obtained by these methods has sufficient light transmission for use as an optical element. Can't get rate.
Further, the aluminum phosphate composition of Patent Document 6 and the amorphous aluminum silicate particles of Patent Document 7 are insufficient to improve the optical characteristics.

本発明は、前記した点に鑑みてなされたものであり、温度に対する屈折率変化を極めて小さくすることが可能な樹脂組成物である熱可塑性複合材料とそれを用いた光学素子、熱可塑性複合材料の製造方法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 is a thermoplastic composite material that is a resin composition capable of extremely reducing a change in refractive index with respect to temperature, an optical element using the same, and a thermoplastic composite material. It aims at providing the manufacturing method of.

以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
有機重合体からなる熱可塑性樹脂中に、平均粒子径が、1nm以上、50nm以下である微粒子が分散された透明な熱可塑性複合材料であって、前記微粒子がアルミニウムを含有する非晶質無機微粒子であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
A transparent thermoplastic composite material in which fine particles having an average particle diameter of 1 nm or more and 50 nm or less are dispersed in a thermoplastic resin made of an organic polymer, wherein the fine particles contain amorphous inorganic fine particles It is characterized by being.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記非晶質無機微粒子が、液相中で形成されることを特徴とする。
Invention of Claim 2 is the thermoplastic composite material of Claim 1, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles are formed in a liquid phase.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記非晶質無機微粒子が、アルミニウムに対するリンのモル比が0.9以上1.1以下である非晶質リン酸アルミニウム微粒子であることを特徴とする。
Invention of Claim 3 is the thermoplastic composite material of Claim 1 or Claim 2, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles are amorphous aluminum phosphate fine particles having a molar ratio of phosphorus to aluminum of 0.9 to 1.1.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子が、アルミニウム塩溶液及びリン酸塩溶液の混合により形成されることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the thermoplastic composite material according to claim 3,
The amorphous aluminum phosphate fine particles are formed by mixing an aluminum salt solution and a phosphate solution.

請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子が、硝酸アルミニウム水溶液及びリン酸アンモニウム水溶液の混合により形成されることを特徴とする。
Invention of Claim 5 is the thermoplastic composite material of Claim 3, Comprising:
The amorphous aluminum phosphate fine particles are formed by mixing an aluminum nitrate aqueous solution and an ammonium phosphate aqueous solution.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記非晶質無機微粒子が、有機シラン化合物により粒子表面の改質がなされていることを特徴とする。
Invention of Claim 6 is the thermoplastic composite material as described in any one of Claims 1-5, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles are characterized in that the surface of the particles is modified with an organosilane compound.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記非晶質無機微粒子の体積分率が、20%以上、60%以下であることを特徴とする。
Invention of Claim 7 is a thermoplastic composite material as described in any one of Claims 1-6, Comprising:
The volume fraction of the amorphous inorganic fine particles is 20% or more and 60% or less.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料であって、
前記熱可塑性樹脂が、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、ポリイミド樹脂のうち少なくとも一種類を含むことを特徴とする。
Invention of Claim 8 is a thermoplastic composite material as described in any one of Claims 1-7, Comprising:
The thermoplastic resin includes at least one of acrylic resin, cyclic olefin resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, and polyimide resin.

請求項9に記載の発明は、光学素子であって、
請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料を用いて成型されていることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is an optical element,
It is shape | molded using the thermoplastic composite material as described in any one of Claims 1-8.

請求項10に記載の発明は、透明な熱可塑性複合材料の製造方法であって、
有機重合体からなる熱可塑性樹脂中に、平均粒子径が、1nm以上、50nm以下である微粒子を分散する工程を備えており、前記微粒子がアルミニウムを含有する非晶質無機微粒子を用いて形成されることを特徴とする。
The invention according to claim 10 is a method for producing a transparent thermoplastic composite material,
The method comprises a step of dispersing fine particles having an average particle diameter of 1 nm or more and 50 nm or less in a thermoplastic resin made of an organic polymer, and the fine particles are formed using amorphous inorganic fine particles containing aluminum. It is characterized by that.

請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の熱可塑性複合材料の製造方法であって、
前記非晶質無機微粒子が、液相中で形成される工程を備えることを特徴とする。
Invention of Claim 11 is a manufacturing method of the thermoplastic composite material of Claim 10, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles include a step of forming in a liquid phase.

請求項12に記載の発明は、請求項10または請求項11に記載の熱可塑性複合材料の製造方法であって、
前記非晶質無機微粒子が、非晶質リン酸アルミニウム微粒子であり、前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子は、アルミニウム塩溶液及びリン酸塩溶液を混合する工程を経て形成されることを特徴とする。
Invention of Claim 12 is a manufacturing method of the thermoplastic composite material of Claim 10 or Claim 11, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles are amorphous aluminum phosphate fine particles, and the amorphous aluminum phosphate fine particles are formed through a step of mixing an aluminum salt solution and a phosphate solution. .

請求項13に記載の発明は、請求項10または請求項11に記載の熱可塑性複合材料の製造方法であって、
前記非晶質無機微粒子は、非晶質リン酸アルミニウム微粒子であり、前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子は、硝酸アルミニウム水溶液及びリン酸アンモニウム水溶液を混合する工程を経て形成されることを特徴とする。
Invention of Claim 13 is a manufacturing method of the thermoplastic composite material of Claim 10 or Claim 11, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles are amorphous aluminum phosphate fine particles, and the amorphous aluminum phosphate fine particles are formed through a process of mixing an aluminum nitrate aqueous solution and an ammonium phosphate aqueous solution. .

請求項14に記載の発明は、請求項10〜請求項13のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料の製造方法であって、
前記非晶質無機微粒子に対し、有機シラン化合物による粒子表面を改質する工程を備えることを特徴とする。
Invention of Claim 14 is a manufacturing method of the thermoplastic composite material as described in any one of Claims 10-13, Comprising:
The amorphous inorganic fine particles have a step of modifying the particle surface with an organosilane compound.

本発明によれば、温度に対する屈折率変化の極めて小さく、かつ光線透過率の高い熱可塑性樹脂材料及びそれを用いた光学素子並びに熱可塑性樹脂材料の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a thermoplastic resin material having a very small change in refractive index with respect to temperature and a high light transmittance, an optical element using the same, and a method for producing a thermoplastic resin material.

以下、本発明の詳細について説明する。   Details of the present invention will be described below.

本発明の熱可塑性複合材料は、熱可塑性樹脂中に無機微粒子が分散されたものである。熱可塑性複合材料を構成する材料を順に説明していく。   The thermoplastic composite material of the present invention is obtained by dispersing inorganic fine particles in a thermoplastic resin. The material which comprises a thermoplastic composite material is demonstrated in order.

《無機微粒子》
本発明に係る無機微粒子はアルミニウムを含有する非晶質無機微粒子であり、平均粒子径が1nm以上、50nm以下が好ましく、1nm以上、30nm以下がより好ましく、さらに好ましくは1nm以上、20nm以下である。平均粒子径が1nm未満であると、無機微粒子の分散が困難であるため所望の性能が得られない恐れがあり、また平均粒子径が50nmを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明性が低下し、光線透過率が70%未満となる恐れがある。ここで、平均粒子径とは、粒子と同体積の球に換算した時の直径をいい、非晶質とは、非結晶性を示す性質であり、X線回折、または電子線回折において明確な結晶構造が確認できない状態をいう。
<Inorganic fine particles>
The inorganic fine particles according to the present invention are amorphous inorganic fine particles containing aluminum, and the average particle size is preferably 1 nm or more and 50 nm or less, more preferably 1 nm or more and 30 nm or less, and further preferably 1 nm or more and 20 nm or less. . If the average particle size is less than 1 nm, it is difficult to disperse the inorganic fine particles, so that the desired performance may not be obtained. If the average particle size exceeds 50 nm, the resulting thermoplastic material composition becomes turbid. As a result, the transparency is lowered and the light transmittance may be less than 70%. Here, the average particle diameter means a diameter when converted to a sphere having the same volume as the particle, and the amorphous is a property indicating non-crystallinity, and is clear in X-ray diffraction or electron diffraction. A state in which the crystal structure cannot be confirmed.

無機微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、好適には球状の微粒子が用いられる。また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を持つものが好適に用いられる。具体的には、変動係数(測定値のばらつきの指標として標準偏差を平均で割った値、無次元数)±30が好ましく、±10がより好ましい。   The shape of the inorganic fine particles is not particularly limited, but preferably spherical fine particles are used. Further, the particle size distribution is not particularly limited, but in order to achieve the effect of the present invention more efficiently, a particle having a relatively narrow distribution is preferably used rather than a particle having a wide distribution. Used. Specifically, a coefficient of variation (a value obtained by dividing a standard deviation by an average as an index of variation in measurement values, a dimensionless number) is preferably ± 30, and more preferably ± 10.

かかる無機微粒子としては、例えば、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、リン酸アルミニウム、アルミノケイ酸塩、アルミノホウ酸塩、アルミン酸カリウム、アルミン酸ナトリウム等が挙げられる。また、これらの化合物中に他の金属元素が一部混入した化合物等も好ましく用いられる。   Examples of such inorganic fine particles include aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum phosphate, aluminosilicate, aluminoborate, potassium aluminate, sodium aluminate and the like. Further, compounds in which other metal elements are partially mixed in these compounds are also preferably used.

さらに無機微粒子の屈折率の温度依存性の物性値であるdn/dT値が0以上であることが好ましく、さらに無機微粒子のdn/dT値が0以上、0.01以下であることが好ましく、特に好ましくは5×10-5以上、5×10-3以下である。 Furthermore, the dn / dT value, which is a temperature-dependent physical property value of the refractive index of the inorganic fine particles, is preferably 0 or more, and the dn / dT value of the inorganic fine particles is preferably 0 or more and 0.01 or less, Particularly preferably, it is 5 × 10 −5 or more and 5 × 10 −3 or less.

本発明において好ましく用いられる無機微粒子としては、非結晶性かつdn/dT値が0以上であると同時に、樹脂との混合等に使用される際の加熱等のプロセスにおいて、凝集や分解を生じず特性が変化しないことが好ましい。   The inorganic fine particles preferably used in the present invention are non-crystalline and have a dn / dT value of 0 or more, and do not cause aggregation or decomposition in a process such as heating when used for mixing with a resin. It is preferable that the characteristics do not change.

以上の点を考慮して本発明に好ましく用いられる無機微粒子としては、アルミニウムとリンをモル比で0.9〜1.1の範囲内で含有するリン酸アルミニウム組成が特に好ましく挙げられる。   In view of the above points, the inorganic fine particles preferably used in the present invention particularly preferably include an aluminum phosphate composition containing aluminum and phosphorus in a molar ratio of 0.9 to 1.1.

《無機微粒子の形成方法、表面改質》
本発明に係る無機微粒子の形成方法は、小粒径で単分散な非結晶性粒子を形成するために、水またはアルコール等の溶液中で形成することが好ましい。粒子形成方法としては、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、ハロゲン化金属やアルコキシ金属を原料に用い、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などを併用する方法も用いられる。また、2種以上の溶液の混合により粒子を析出させる反応晶析法や、pH変化による析出を利用した均一沈殿法(尿素法)等も好ましく利用できる。特に水またはアルコール中で、2種または3種の可溶性塩溶液を混合する反応晶析法により形成されることが好ましい。
<Formation method of inorganic fine particles, surface modification>
The method for forming inorganic fine particles according to the present invention is preferably formed in a solution such as water or alcohol in order to form monodisperse amorphous particles having a small particle diameter. Any known method can be used as the particle forming method. For example, desired oxide fine particles can be obtained by using a metal halide or an alkoxy metal as a raw material and hydrolyzing in a reaction system containing water. 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. Further, a reaction crystallization method in which particles are precipitated by mixing two or more kinds of solutions, a uniform precipitation method (urea method) using precipitation due to pH change, and the like can be preferably used. In particular, it is preferably formed by a reaction crystallization method in which two or three soluble salt solutions are mixed in water or alcohol.

本発明においては、水またはアルコール中でこれらの方法により粒子形成を行うことにより非結晶性の無機微粒子を形成した後、さらに粒子表面を改質することができる。
表面改質する方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、水が存在する条件下で加水分解により微粒子の表面に修飾する方法が挙げられる。無機微粒子の表面処理に用いられる表面修飾剤としては、シラン系カップリング剤を始め、シリコーンオイル、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。これらは特に限定されず、無機微粒子および無機微粒子を分散する熱可塑性樹脂の種類により適宜選択することが可能である。また、各種表面処理を二つ以上同時又は異なる時に行っても良い。この方法では、酸またはアルカリなどの触媒が好適に用いられ、微粒子表面の水酸基と、表面修飾剤が加水分解して生じる水酸基とが、脱水して結合を形成することが一般に考えられている。
In the present invention, the surface of the particles can be further modified after the formation of particles by these methods in water or alcohol to form amorphous inorganic fine particles.
The method for modifying the surface is not particularly limited, and any known method can be used. For example, there is a method of modifying the surface of the fine particles by hydrolysis under conditions where water is present. Examples of the surface modifier used for the surface treatment of inorganic fine particles include silane coupling agents, silicone oil, titanate, aluminate and zirconate coupling agents. These are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the type of inorganic fine particles and the thermoplastic resin in which the inorganic fine particles are dispersed. Further, two or more surface treatments may be performed simultaneously or at different times. In this method, a catalyst such as an acid or an alkali is preferably used, and it is generally considered that a hydroxyl group on the surface of fine particles and a hydroxyl group generated by hydrolysis of a surface modifier dehydrate to form a bond.

本発明において、無機微粒子の表面改質に用いる表面修飾剤としては、一般にシラン系カップリング剤と呼ばれる有機シラン化合物が好ましく用いられる。有機シラン化合物としては、例えば、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などが挙げられる。   In the present invention, an organic silane compound generally called a silane coupling agent is preferably used as the surface modifier used for surface modification of the inorganic fine particles. Examples of the organic silane compound include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetraphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriphenoxysilane, Ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, 3-methylphenyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiphenoxysilane, trimethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, triphenylmethoxysilane, tri Examples include phenylphenoxysilane.

また、例えば分散剤を粒子表面に存在する酸性基、あるいは塩基性基に吸着させることにより粒子表面を改質する方法も有効である。特に、塩基性基に吸着するカルボン酸基および/または無水カルボン酸基を有する化合物が好ましく用いられる。カルボン酸基を有する化合物としては特に限定はされず、例えば、ステアリン酸等の直鎖カルボン酸、環状構造を持つシクロヘキサンカルボン酸、マレイン酸等のジカルボン酸やそれらにメルカプト基やアミド基の様な置換基を有するもの等の比較的分子量の小さいものから、高分子化合物の主鎖や側鎖にカルボキシル基を持つもの等、混合する樹脂の種類に適した化合物を選択できる。また、無水コハク酸、無水マレイン酸等のカルボン酸無水物や高分子鎖に無水マレイン酸を反応させた酸変性物等も好ましく用いられる。   Further, for example, a method of modifying the particle surface by adsorbing the dispersant to an acidic group or basic group present on the particle surface is also effective. In particular, a compound having a carboxylic acid group and / or a carboxylic anhydride group adsorbed on a basic group is preferably used. The compound having a carboxylic acid group is not particularly limited, and examples thereof include linear carboxylic acids such as stearic acid, dicarboxylic acids such as cyclohexane carboxylic acid and maleic acid having a cyclic structure, and mercapto groups and amide groups. A compound suitable for the type of resin to be mixed can be selected from those having a relatively small molecular weight, such as those having a substituent, and those having a carboxyl group in the main chain or side chain of the polymer compound. In addition, carboxylic acid anhydrides such as succinic anhydride and maleic anhydride, and acid-modified products obtained by reacting maleic anhydride with polymer chains are also preferably used.

これらの化合物は、反応速度などの特性が異なり、表面修飾の条件などに適した化合物を用いることができる。また、1種類のみを用いても、複数種類を併用してもよい。さらに、用いる化合物によって得られる表面修飾微粒子の性状は異なることがあり、材料組成物を得るにあたって用いる熱可塑性樹脂との親和性を、表面修飾する際に用いる化合物を選ぶことによって図ることも可能である。   These compounds have different characteristics such as reaction rate, and compounds suitable for surface modification conditions can be used. Moreover, you may use only one type or may use multiple types together. Furthermore, the properties of the surface-modified fine particles obtained may vary depending on the compound used, and the affinity with the thermoplastic resin used to obtain the material composition can be achieved by selecting the compound used for the surface modification. is there.

表面修飾の割合は特に限定されるものではないが、表面修飾後の微粒子に対して、表面修飾剤の割合が10〜99質量%であることが好ましく、30〜98質量%であることがより好ましい。   The ratio of the surface modification is not particularly limited, but the ratio of the surface modifier is preferably 10 to 99% by mass and more preferably 30 to 98% by mass with respect to the fine particles after the surface modification. preferable.

本発明においては、無機微粒子を前述のように表面改質を行った後に非極性溶媒中に分散して使用することができる。ここでいう非極性溶媒とは、水、アルコール等の極性基を有する溶媒の含有率が20%以下、好ましくは0〜10%である溶媒を指す。該非極性溶媒の種類は、その後のプロセスである樹脂との混合に適したものを選択することが好ましく、樹脂の溶解が可能な、例えばトルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン(THF)等が好ましく使用できる。   In the present invention, inorganic fine particles can be used after being surface-modified as described above and dispersed in a nonpolar solvent. A nonpolar solvent here refers to the solvent whose content rate of solvents which have polar groups, such as water and alcohol, is 20% or less, Preferably it is 0 to 10%. The kind of the nonpolar solvent is preferably selected from those suitable for mixing with the resin which is the subsequent process. For example, toluene, xylene, hexane, cyclohexane, tetrahydrofuran (THF) and the like that can dissolve the resin are preferable. Can be used.

《有機重合体からなる熱可塑性樹脂》
次いで、本発明の熱可塑性樹脂材料を構成する有機重合体からなる熱可塑性樹脂について説明する。
<< Thermoplastic resin made of organic polymer >>
Next, a thermoplastic resin composed of an organic polymer constituting the thermoplastic resin material of the present invention will be described.

本発明に係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材料であれば特に制限はないが、光学素子としての加工性を考慮すると、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、またはポリイミド樹脂であることが好ましく、例えば、特開2003−73559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表1に示す。   The thermoplastic resin according to the present invention is not particularly limited as long as it is a transparent thermoplastic resin material that is generally used as an optical material. However, in consideration of processability as an optical element, an acrylic resin, a cyclic olefin resin, A polycarbonate resin, a polyester resin, a polyether resin, a polyamide resin, or a polyimide resin is preferable. For example, compounds described in JP-A-2003-73559 can be given, and the preferable compounds are shown in Table 1.

Figure 2007138041
Figure 2007138041

熱可塑性複合材料においては、有機重合体からなる熱可塑性樹脂が、炭素原子数が2〜20のα−オレフィンと、環状オレフィンとの共重合体を水素添加処理して得られる環状構造を有するオレフィン系重合体である、特開平7−145213号公報の段落番号〔0032〕〜同〔0054〕に示されて居る化合物や、脂環式構造を有する繰り返し単位からなる脂環式炭化水素系共重合体であることが好ましい。本発明に好ましく用いられる環状オレフィン樹脂としては、ZEONEX(日本ゼオン)、APEL(三井化学)、アートン(JSR)、TOPAS(チコナ)などが挙げられるが、これらに限るものではない。   In a thermoplastic composite material, an organic polymer thermoplastic resin is an olefin having a cyclic structure obtained by hydrogenating a copolymer of an α-olefin having 2 to 20 carbon atoms and a cyclic olefin. And alicyclic hydrocarbon-based copolymer composed of a repeating unit having an alicyclic structure or a compound shown in paragraphs [0032] to [0054] of JP-A-7-145213 It is preferably a coalescence. Examples of the cyclic olefin resin preferably used in the present invention include, but are not limited to, ZEONEX (Nippon Zeon), APEL (Mitsui Chemicals), Arton (JSR), TOPAS (Chicona) and the like.

《その他の配合剤》
本発明の熱可塑性複合材料の調製時や熱可塑性複合材料(樹脂組成物)の成型工程においては、必要に応じて各種添加剤(配合剤ともいう)を添加することができる。添加剤については、格別限定はないが、酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤;滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤;軟質重合体、アルコール性化合物等の白濁防止剤;染料や顔料などの着色剤;帯電防止剤、難燃剤、フィラーなどが挙げられる。これらの配合剤は、単独で、あるいは2種以上を組み合せて用いることができ、その配合量は本発明に記載の効果を損なわない範囲で適宜選択される。本発明においては、特に、重合体が少なくとも可塑剤または酸化防止剤を含有することが好ましい。
<Other ingredients>
In preparing the thermoplastic composite material of the present invention and in the molding process of the thermoplastic composite material (resin composition), various additives (also referred to as compounding agents) can be added as necessary. There are no particular restrictions on the additives, but stabilizers such as antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, weather stabilizers, UV absorbers and near infrared absorbers; resin modifiers such as lubricants and plasticizers An anti-clouding agent such as a soft polymer or an alcohol compound; a colorant such as a dye or a pigment; an antistatic agent, a flame retardant, or a filler. These compounding agents can be used alone or in combination of two or more, and the compounding amount is appropriately selected within a range not impairing the effects described in the present invention. In the present invention, it is particularly preferable that the polymer contains at least a plasticizer or an antioxidant.

〔可塑剤〕
可塑剤としては、特に限定はないが、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等を挙げることができる。
[Plasticizer]
The plasticizer is not particularly limited, however, phosphate ester plasticizer, phthalate ester plasticizer, trimellitic ester plasticizer, pyromellitic acid plasticizer, glycolate plasticizer, citrate ester A plasticizer, a polyester plasticizer, etc. can be mentioned.

リン酸エステル系可塑剤では、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系可塑剤では、例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジフェニルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等、トリメリット酸系可塑剤では、例えば、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等、ピロメリット酸エステル系可塑剤では、例えば、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等、グリコレート系可塑剤では、例えば、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等、クエン酸エステル系可塑剤では、例えば、トリエチルシトレート、トリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−n−ブチルシトレート、アセチルトリ−n−(2−エチルヘキシル)シトレート等を挙げることができる。   In the phosphate ester plasticizer, for example, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, diphenyl biphenyl phosphate, trioctyl phosphate, tributyl phosphate, etc. Trimellitic plasticizers such as diethyl phthalate, dimethoxyethyl phthalate, dimethyl phthalate, dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, butyl benzyl phthalate, diphenyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, etc. For pyromellitic acid ester plasticizers such as phenyl trimellitate, triethyl trimellitate, etc. Examples of glycolate plasticizers such as tilpyromelitate, tetraphenylpyromellitate, and tetraethylpyromellitate include triacetin, tributyrin, ethylphthalylethyl glycolate, methylphthalylethyl glycolate, and butylphthalylbutyl glycolate. In the citrate plasticizer, for example, triethyl citrate, tri-n-butyl citrate, acetyl triethyl citrate, acetyl tri-n-butyl citrate, acetyl tri-n- (2-ethylhexyl) citrate, etc. Can be mentioned.

〔酸化防止剤〕
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。
〔Antioxidant〕
Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, etc. Among them, phenolic antioxidants, particularly alkyl-substituted phenolic antioxidants are preferable. 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. These 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, but the polymer 100 according to the present invention. Preferably it is 0.001-5 mass parts with respect to a mass part, More preferably, it is 0.01-1 mass part.

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[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)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。   A conventionally well-known thing can be used as a phenolic antioxidant, for example, 2-t-butyl-6- (3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2 , 4-di-t-amyl-6- (1- (3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl) ethyl) phenyl acrylate and the like, and JP-A Nos. 63-179953 and 1-168643. Acrylate compounds described in Japanese Patent Publication No. 1; octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol) ), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5 Di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis (methylene-3- (3 ', 5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenylpropionate)) methane [i.e. pentaerythrmethyl- Tetrakis (3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionate))], triethylene glycol bis (3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate) Alkyl-substituted phenolic compounds such as 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) -1,3,5-tria Triazine group-containing phenol compounds such emissions; and the like.

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。   The phosphorus antioxidant is not particularly limited as long as it is 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 Monophosphite compounds such as -dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide; 4,4'-butylidene-bis (3-methyl-6-tert-butylphenyl-di-tridecyl phosphite ), 4,4'-isopropylidene-bis (phenyl-di-alkyl (C12-C15) phosphite) Like diphosphite compounds such as. 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.

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]ウンデカンなどが挙げられる。   Examples of the sulfur-based antioxidant include dilauryl 3,3-thiodipropionate, dimyristyl 3,3′-thiodipropionate, distearyl 3,3-thiodipropionate, lauryl stearyl 3,3-thiodiprote. Pionate, pentaerythritol-tetrakis- (β-lauryl-thio-propionate), 3,9-bis (2-dodecylthioethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane, etc. Can be mentioned.

〔耐光安定剤〕
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ともいう)の中でも、テトラヒドロフラン(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1,000〜10,000であるものが好ましく、2,000〜5,000であるものがより好ましく、2,800〜3,800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。したがって、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。
(Light stabilizer)
Examples of the light-resistant stabilizer include benzophenone-based light-resistant stabilizer, benzotriazole-based light-resistant stabilizer, hindered amine-based light-resistant stabilizer, etc., but in the present invention, from the viewpoint of lens transparency, color resistance, etc., hindered amine-based It is preferable to use a light-resistant stabilizer. Among hindered amine light-resistant stabilizers (hereinafter also referred to as HALS), those having a polystyrene-equivalent Mn of 1,000 to 10,000 as measured by GPC using tetrahydrofuran (THF) as a solvent are preferable, and 2,000 to What is 5,000 is more preferable, and what is 2,800-3,800 is especially preferable. If Mn is too small, when HALS is blended by heat-melting and kneading into a block copolymer, a predetermined amount cannot be blended due to volatilization, foaming or silver streak occurs during heat-melt molding such as injection molding, etc. Processing stability decreases. Further, when the lens is used for a long time with the lamp turned on, a volatile component is generated as a gas from the lens. Conversely, if Mn is too large, the dispersibility in the block copolymer is lowered, the transparency of the lens is lowered, and the effect of improving light resistance is reduced. Therefore, in the present invention, a lens having excellent processing stability, low gas generation and transparency can be obtained by setting the HALS Mn within the above range.

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2,000〜5,000のものが好ましい。
Specific examples of such HALS include N, N ′, N ″, N ′ ″-tetrakis- [4,6-bis- {butyl- (N-methyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine. -4-yl) amino} -triazin-2-yl] -4,7-diazadecane-1,10-diamine, dibutylamine and 1,3,5-triazine and N, N'-bis (2,2,6 , 6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamine, poly [{(1,1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} { (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], 1,6-hexanediamine-N, N'-bis (2,2,6,6-tetramethyl- Polypiperidyl) and morpholine-2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine, poly [(6-morpholino-s-triazine-2,4-diyl) (2,2, 6,6, -tetramethyl-4-piperidyl) imino] -hexamethylene [(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino] and other piperidine rings are bonded via a triazine skeleton. High molecular weight HALS; polymer of dimethyl succinate and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidineethanol, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 1,2,2 , 6,6-pentamethyl-4-piperidinol and 3,9-bis (2-hydroxy-1,1-dimethylethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane Such engagement ester, piperidine ring linked to a high molecular weight HALS, and the like via an ester bond.
Among these, polycondensates of dibutylamine, 1,3,5-triazine and N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamine, poly [{(1, 1,3,3-tetramethylbutyl) amino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} {(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino} hexamethylene {(2 , 2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], a polymer of dimethyl succinate and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidineethanol and the like. 5,000 to 5,000 are preferred.

熱可塑性複合材料に対する上記耐光安定剤の配合量は、重合体100質量部に対して、好ましくは0.01〜20質量部、より好ましくは0.02〜15質量部、特に好ましくは0.05〜10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。
また、熱可塑性複合材料に、更に最も低いガラス転移温度が30℃以下である化合物を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。
The blending amount of the light-resistant stabilizer with respect to the thermoplastic composite material is preferably 0.01 to 20 parts by mass, more preferably 0.02 to 15 parts by mass, and particularly preferably 0.05 to 100 parts by mass of the polymer. -10 parts by mass. If the amount added is too small, the effect of improving light resistance cannot be obtained sufficiently, and coloring occurs when used outdoors for a long time. On the other hand, when the blending amount of HALS is too large, a part of the HALS is generated as a gas, or the dispersibility in the resin is lowered, so that the transparency of the lens is lowered.
In addition, by blending a thermoplastic composite material with a compound having the lowest glass transition temperature of 30 ° C. or less, it can be used for a long period of time without deteriorating various properties such as transparency, heat resistance, and mechanical strength. Can prevent white turbidity in high humidity environment.

《熱可塑性複合材料の製造方法》
熱可塑性複合材料は、ホスト材料である前述の熱可塑性樹脂と無機微粒子の混合させることで形成可能であるが、その方法は特に限定されるものではない。すなわち、熱可塑性樹脂と無機微粒子をそれぞれ独立して作製し、その後に両者を混合させる方法、予め作製した無機微粒子が存在する条件で熱可塑性樹脂を作製する方法、予め作製した熱可塑性樹脂が存在する条件で無機微粒子を作製する方法、熱可塑性樹脂と無機微粒子の両者を同時に作製させる方法など、いずれの方法をも採用できる。具体的には、例えば、熱可塑性樹脂が溶解した溶液と、無機微粒子が均一に分散した分散液の二液を均一に混合し、熱可塑性樹脂に対して溶解性が乏しい溶液中に打ち合わせることにより、目的とする材料組成物を得る方法を好適に挙げることができるが、これに限定されるものではない。
<< Method for producing thermoplastic composite material >>
The thermoplastic composite material can be formed by mixing the aforementioned thermoplastic resin as a host material and inorganic fine particles, but the method is not particularly limited. That is, a method in which a thermoplastic resin and inorganic fine particles are separately produced and then mixed together, a method in which a thermoplastic resin is produced under conditions in which pre-made inorganic fine particles exist, and a pre-made thermoplastic resin exists. Any method can be employed, such as a method for producing inorganic fine particles under the conditions to be prepared, a method for producing both thermoplastic resin and inorganic fine particles simultaneously. Specifically, for example, two solutions of a solution in which a thermoplastic resin is dissolved and a dispersion in which inorganic fine particles are uniformly dispersed are uniformly mixed, and the resulting solution is arranged in a solution having poor solubility in the thermoplastic resin. Thus, a method for obtaining a target material composition can be preferably mentioned, but the method is not limited thereto.

熱可塑性複合材料において、熱可塑性樹脂と無機微粒子の混合の程度は特に限定されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、均一に混合していることが望ましい。混合の程度が不十分の場合には、特に屈折率やアッベ数、光線透過率などの光学特性に影響を及ぼすことが懸念され、また熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性にも悪影響する恐れがある。混合の程度は、その作製方法に影響されることが考えられ、用いる熱可塑性樹脂及び無機微粒子の特性を十分に勘案して、方法を選択することが重要である。熱可塑性樹脂と無機微粒子の両者がより均一に混合するために、熱可塑性樹脂と無機微粒子を直接結合させる方法等も、本発明において好適に用いることができる。   In the thermoplastic composite material, the degree of mixing of the thermoplastic resin and the inorganic fine particles is not particularly limited, but it is desirable that they are uniformly mixed in order to achieve the effect of the present invention more efficiently. If the degree of mixing is insufficient, there is a concern that it may affect the optical properties such as refractive index, Abbe number, and light transmittance, and it will also adversely affect resin processability such as thermoplasticity and melt moldability. There is a fear. The degree of mixing is considered to be affected by the production method, and it is important to select a method in consideration of the characteristics of the thermoplastic resin and inorganic fine particles used. In order to more uniformly mix both the thermoplastic resin and the inorganic fine particles, a method of directly bonding the thermoplastic resin and the inorganic fine particles can be suitably used in the present invention.

無機微粒子の含有量は、本発明の効果を発揮できる範囲であれば特に限定されず、熱可塑性樹脂と無機微粒子の種類により任意に決めることができる。無機微粒子の総含有量は、作製される熱可塑性複合材料の全体積に対する無機微粒子の体積分率が20%以上60%以下であることが好ましく、20%以上、50%以下であることがより好ましく、30%以上、50%以下であることがさらに好ましい。ここでいう無機微粒子の体積分率は、無機微粒子の比重をa、含有量をxグラム、作製された熱可塑性複合材料の全体積樹脂をYミリリットルとした時に式(x/a)/Y×100で求められる。無機微粒子の含有量の定量は、透過型電子顕微鏡(TEM)による粒子像の観察(EDX等の局所元素分析により組成に関する情報も得ることが可能)、あるいは与えられた樹脂組成物が含有する灰分の元素分析により求まる所定粒子組成の含有重量と該粒子組成の比重とから算出可能である。   The content of the inorganic fine particles is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be exhibited, and can be arbitrarily determined depending on the types of the thermoplastic resin and the inorganic fine particles. The total content of the inorganic fine particles is preferably such that the volume fraction of the inorganic fine particles relative to the total volume of the thermoplastic composite material to be produced is 20% or more and 60% or less, more preferably 20% or more and 50% or less. Preferably, it is 30% or more and 50% or less. The volume fraction of inorganic fine particles here is expressed by the formula (x / a) / Y × where the specific gravity of the inorganic fine particles is a, the content is x grams, and the total volume of the resin of the produced thermoplastic composite material is Y milliliters. 100 is required. The content of inorganic fine particles can be determined by observing particle images with a transmission electron microscope (TEM) (information on the composition can also be obtained by local elemental analysis such as EDX), or the ash content contained in a given resin composition It can be calculated from the content weight of the predetermined particle composition obtained by the elemental analysis and the specific gravity of the particle composition.

さらに、熱可塑性樹脂と無機微粒子を混合する際には、微粒子の結晶化が生じない条件で行うことが好ましい。   Furthermore, when mixing the thermoplastic resin and the inorganic fine particles, it is preferable to carry out the conditions under which the fine particles do not crystallize.

《熱可塑性複合材料の特性》
本発明の熱可塑性複合材料は、母材となる熱可塑性樹脂に比べて屈折率の温度変化率(dn/dT)が小さいことを特徴とする。
ここでいう屈折率nの温度Tに対する変化率の指標であるdn/dTとは、材料の屈折率(n)が温度(T)の変化に対しdn/dTの割合で変化することを示している。dn/dTの値は、各温度で樹脂材料の屈折率を測定し、屈折率の温度変化率を読みとることで求めることができる。
屈折率の測定方法としては、例えば、エリプソメトリ、分光反射率法、光導波路法、Abbe法、最小偏角法等から熱可塑性複合材料の形態に応じて好ましい方法を選択することができる。
<Characteristics of thermoplastic composite material>
The thermoplastic composite material of the present invention is characterized in that the temperature change rate (dn / dT) of the refractive index is smaller than that of the thermoplastic resin as the base material.
Here, dn / dT, which is an index of the rate of change of refractive index n with respect to temperature T, indicates that the refractive index (n) of the material changes at a rate of dn / dT with respect to the change in temperature (T). Yes. The value of dn / dT can be obtained by measuring the refractive index of the resin material at each temperature and reading the temperature change rate of the refractive index.
As a method for measuring the refractive index, a preferable method can be selected according to the form of the thermoplastic composite material, for example, ellipsometry, spectral reflectance method, optical waveguide method, Abbe method, minimum deviation method, and the like.

本発明の熱可塑性複合材料においては、このdn/dTの絶対値である|dn/dT|が0以上、9.0×10-5以下であることが好ましく、さらに|dn/dT|が0以上、5.0×10-5以下であることが好ましい。このdn/dTが全ての波長領域で上記の範囲であることが好ましいが、光学素子として使用する際に用いられる波長領域で上記の範囲であれば、従来よりも温度安定性に優れた光学素子を提供することができるため好ましい。 In the thermoplastic composite material of the present invention, it is preferable that | dn / dT | which is the absolute value of dn / dT is 0 or more and 9.0 × 10 −5 or less, and | dn / dT | is 0. As described above, it is preferably 5.0 × 10 −5 or less. This dn / dT is preferably in the above-mentioned range in all wavelength regions, but if it is in the above-mentioned range in the wavelength region used when used as an optical element, an optical element having superior temperature stability than the conventional one Is preferable.

本発明の熱可塑性複合材料は、可視領域波長における透明性を有すことが好ましい。本発明の熱可塑性複合材料の透明性は、可視領域波長での光線透過率が光路長3mmにおいて70%以上となるのが好ましく、更に好ましくは80%以上、最も好ましくは90%以上であるのが望ましい。かかる測定は、例えばASTM D−1003(3mm厚)規格での試験により行われる。ここでいう可視領域とは、400〜650nmの波長領域を意味する。   The thermoplastic composite material of the present invention preferably has transparency in the visible region wavelength. The transparency of the thermoplastic composite material of the present invention is such that the light transmittance in the visible region wavelength is preferably 70% or more at an optical path length of 3 mm, more preferably 80% or more, and most preferably 90% or more. Is desirable. Such measurement is performed, for example, by a test according to ASTM D-1003 (3 mm thickness) standard. The visible region here means a wavelength region of 400 to 650 nm.

また、本発明の熱可塑性複合材料の屈折率は、熱可塑性樹脂と無機微粒子の組み合わせにより決まるが、通常は熱可塑性樹脂より屈折率の高い無機微粒子を選択することにより熱可塑性樹脂より高くすることが好ましい。具体的には、1.45〜2.0程度の範囲が好ましく、更に好ましくは1.49〜1.7である。   In addition, the refractive index of the thermoplastic composite material of the present invention is determined by the combination of the thermoplastic resin and inorganic fine particles, but it is usually higher than the thermoplastic resin by selecting inorganic fine particles having a higher refractive index than the thermoplastic resin. Is preferred. Specifically, the range of about 1.45 to 2.0 is preferable, and more preferably 1.49 to 1.7.

本発明の熱可塑性複合材料は、屈折率の温度依存性が小さく、かつ透明度が高く、光学的に優れた材料組成物であり、さらには熱可塑性及び/または射出成形性を有するために、成形加工性に非常に優れた熱可塑性材料である。この優れた光学特性と成形加工性を併せ持った材料は、これまでに開示されている材料では達成することができなかった特性であり、特定の熱可塑性樹脂と特定の無機微粒子から成ることが、この特性に寄与していることが考えられる。   The thermoplastic composite material of the present invention is a material composition that has a low refractive index temperature dependency, high transparency, and excellent optical properties, and further has thermoplasticity and / or injection moldability. It is a thermoplastic material with excellent processability. This material having both excellent optical properties and moldability is a property that has not been achieved with the materials disclosed so far, and is composed of a specific thermoplastic resin and specific inorganic fine particles. It is thought that it contributes to this characteristic.

《光学素子》
次いで、本発明の熱可塑性複合材料を用いて成形される成形物の一例として光学素子について説明する。
<< Optical element >>
Next, an optical element will be described as an example of a molded article formed using the thermoplastic composite material of the present invention.

本発明に係る光学素子としては、光学レンズや光学プリズムに応用可能な光学用樹脂レンズが挙げられるが、光学用樹脂レンズの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。   Examples of the optical element according to the present invention include optical resin lenses applicable to optical lenses and optical prisms. Specific examples of application of optical resin lenses to optical components are as follows.

例えば、光学樹脂用レンズとしては、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。
For example, as an optical resin lens, an imaging system lens of a camera; a lens such as a microscope, an endoscope, a telescope lens; an all-light transmission lens such as a spectacle lens; a CD, a CD-ROM, a WORM (recordable optical disk), MO (rewritable optical disc; magneto-optical disc), MD (mini disc), optical disc pick-up lens such as DVD (digital video disc); laser beam printer fθ lens, laser scanning lens such as sensor lens; camera Finder type prism lenses.
Examples of optical disc applications include CD, CD-ROM, WORM (recordable optical disc), MO (rewritable optical disc; magneto-optical disc), MD (mini disc), DVD (digital video disc), and the like. Other optical applications include light guide plates such as liquid crystal displays; optical films such as polarizing films, retardation films and light diffusing films; light diffusing plates; optical cards;

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。   Among these, it is suitable as a pickup lens or a laser scanning system lens that requires low birefringence, and is most suitably used for a pickup lens.

《光学素子(光学用樹脂レンズ)の製造方法》
次いで、本実施形態における光学素子(光学用樹脂レンズ)の製造方法について説明する。
<< Method for Manufacturing Optical Element (Optical Resin Lens) >>
Next, a method for manufacturing the optical element (optical resin lens) in the present embodiment will be described.

光学用樹脂レンズは、まず、熱可塑性複合材料である樹脂組成物(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経て形成される。つまり、本発明の熱可塑性複合材料の成型物は、前記樹脂組成物を成型して得られる。   An optical resin lens is prepared by first preparing a resin composition (a resin alone or a mixture of a resin and an additive) that is a thermoplastic composite material, and then obtaining the resin composition obtained. It is formed through a process of molding. That is, the molded product of the thermoplastic composite material of the present invention is obtained by molding the resin composition.

成型方法としては、格別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。   The molding method is not particularly limited, but melt molding is preferable in order to obtain a molded product having excellent characteristics such as low birefringence, mechanical strength, and dimensional accuracy. Examples of the melt molding method include commercially available press molding, commercially available extrusion molding, and commercially available injection molding, and injection molding is preferred from the viewpoints of moldability and productivity.

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。   The molding conditions are appropriately selected depending on the purpose of use or molding method. For example, the temperature of the resin composition in injection molding (in the case of a resin alone or in a mixture of both a resin and an additive) is appropriate at the time of molding. 150 ° C. to 400 ° C. from the viewpoint of imparting fluidity to the resin to prevent sink marks and distortion of the molded product, preventing the occurrence of silver streak due to thermal decomposition of the resin, and effectively preventing yellowing of the molded product. The range of ° C is preferred, more preferably in the range of 200 ° C to 350 ° C, and particularly preferably in the range of 200 ° C to 330 ° C.

本発明に係る成型物は、球状、棒状、板状、円柱状、筒状、チューブ状、繊維状、フィルムまたはシート形状など種々の形態で使用することができ、また、光学素子に適用させた場合には、低複屈折性、透明性、機械強度、耐熱性、低吸水性を向上させることが可能となる。   The molded product according to the present invention can be used in various forms such as a spherical shape, a rod shape, a plate shape, a cylindrical shape, a tubular shape, a tubular shape, a fibrous shape, a film shape or a sheet shape, and is applied to an optical element. In this case, low birefringence, transparency, mechanical strength, heat resistance, and low water absorption can be improved.

《光ピックアップ装置》
以下、図1を参照しながら、熱可塑性樹脂複合体材料の成形物である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。
<Optical pickup device>
Hereinafter, an optical pickup device 1 using an optical element that is a molded product of a thermoplastic resin composite material will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing the internal structure of the optical pickup device 1.

なお、本実施形態では、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おり、この光ディスクの有する保護基板厚は、0.1mmであり、記憶容量は約30GBである。   In this embodiment, the target is a “high-density optical disk” using a so-called blue-violet laser light source having a used wavelength of 405 nm, the protective substrate thickness of this optical disk is 0.1 mm, and the storage capacity is about 30 GB.

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を順次透過した後、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 ray L 1 , is collimated to infinite parallel light through the collimator 3, and then is transmitted through the beam splitter 4 to be a quarter wavelength plate 5. Transparent. Furthermore, after sequentially passing through the aperture 6 and the objective lens 7 to form a converged spot on the information recording surface D 2 through 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、光線L2となって、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 becomes a light beam L 2 , is sequentially transmitted through the objective lens 7 and the diaphragm 6, is changed in polarization direction by the quarter wavelength plate 5, and 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.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

〔無機微粒子1の調製〕
0.027モルのリン酸水素二ナトリウムを含有する水溶液3リットルに、7.06モルの硝酸アルミニウム水溶液と、7.06モルのリン酸水素二ナトリウム水溶液のそれぞれ2リットルを、ダブルジェット法で10分間かけて添加した。微粒子形成中のpHは硫酸を用いて3.0に、温度は30℃に制御した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%のリン酸アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析を行ったところ、アルミニウムに対するリンのモル比が1.05であるナトリウムを少量含有するリン酸アルミニウムであった。また、X線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質粒子であることを確認した。さらに、この分散液100gに、メタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとシクロペンチルトリメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌して表面処理を行った。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約45nmであり、これを無機微粒子1とした。
[Preparation of inorganic fine particles 1]
2 liters each of 7.06 mole aqueous solution of aluminum nitrate and 7.06 mole aqueous solution of disodium hydrogenphosphate were added to 3 liters of an aqueous solution containing 0.027 moles of disodium hydrogen phosphate, and 10 liters by double jet method. Added over a minute. During the fine particle formation, the pH was controlled to 3.0 using sulfuric acid, and the temperature was controlled to 30 ° C. After the addition, soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum phosphate dispersion. When the composition analysis of the obtained particle was performed, it was aluminum phosphate containing a small amount of sodium having a molar ratio of phosphorus to aluminum of 1.05. Further, as a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles were amorphous particles having no clear crystal structure. Furthermore, 300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added to 100 g of this dispersion. While this solution was stirred at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of cyclopentyltrimethoxysilane was added over 60 minutes, and then the mixture was further stirred for 24 hours for surface treatment. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle size of about 45 nm, and this was designated as inorganic fine particles 1.

〔無機微粒子2の調製〕
0.027モルのリン酸水素二ナトリウムを含有する水溶液3リットルに、7.06モルの硝酸アルミニウム水溶液と、10.59モルのリン酸水素二ナトリウム水溶液のそれぞれ2リットルを、ダブルジェット法で10分間かけて添加した。微粒子形成中のpHは硫酸を用いて6.0に、温度は30℃に制御した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%のリン酸アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析を行ったところ、アルミニウムに対するリンのモル比が1.15であるナトリウムを少量含有するリン酸アルミニウムであった。また、X線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質粒子であることを確認した。さらに、この分散液100gに、メタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとトリメチルメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌して表面処理を行った。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約45nmであり、これを無機微粒子2とした。
[Preparation of inorganic fine particles 2]
Two liters of 7.06 mol of aluminum nitrate aqueous solution and 10.59 mol of disodium hydrogen phosphate aqueous solution were added to 3 liters of an aqueous solution containing 0.027 mol of disodium hydrogen phosphate, and 10 l by double jet method. Added over a minute. During the formation of the fine particles, the pH was controlled at 6.0 using sulfuric acid, and the temperature was controlled at 30 ° C. After the addition, soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum phosphate dispersion. When the composition analysis of the obtained particle was conducted, it was aluminum phosphate containing a small amount of sodium having a phosphorus to aluminum molar ratio of 1.15. Further, as a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles were amorphous particles having no clear crystal structure. Furthermore, 300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added to 100 g of this dispersion. While this solution was stirred at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of trimethylmethoxysilane was added over 60 minutes, and then the mixture was further stirred for 24 hours for surface treatment. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle size of about 45 nm, and this was designated as inorganic fine particles 2.

〔無機微粒子3の調製〕
0.027モルのリン酸三アンモニウムを含有する水溶液3リットルに、7.06モルの硝酸アルミニウム水溶液と、10.59モルのリン酸三アンモニウム水溶液のそれぞれ2リットルを、ダブルジェット法で8分間かけて添加した。微粒子形成中のpHは硫酸を用いて6.5に、温度は25℃に制御した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%のリン酸アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析を行ったところ、アルミニウムに対するリンのモル比が1.08であるリン酸アルミニウムであった。また、X線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質粒子であることを確認した。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約20nmであり、これを無機微粒子3とした。
[Preparation of inorganic fine particles 3]
Two liters of 7.06 mol of aluminum nitrate aqueous solution and 10.59 mol of triammonium phosphate aqueous solution were added to 3 liter of an aqueous solution containing 0.027 mol of triammonium phosphate for 8 minutes by the double jet method. Added. During the fine particle formation, the pH was controlled to 6.5 with sulfuric acid, and the temperature was controlled to 25 ° C. After the addition, soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum phosphate dispersion. When the composition analysis of the obtained particle was performed, it was aluminum phosphate whose molar ratio of phosphorus to aluminum was 1.08. Further, as a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles were amorphous particles having no clear crystal structure. According to TEM observation, this powder had an average particle diameter of about 20 nm, and this was designated as inorganic fine particles 3.

〔無機微粒子4の調製〕
上記〔無機微粒子3の調製〕で得られた無機微粒子3の分散液100gに、メタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとトリメチルメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌して表面処理を行った。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させた後、遠心分離を行い有機シラン化合物により表面改質されたリン酸アルミニウムの白色微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約20nmであり、これを無機微粒子4とした。
[Preparation of inorganic fine particles 4]
To 100 g of the dispersion of inorganic fine particles 3 obtained in [Preparation of inorganic fine particles 3], 300 g of methanol and a 1 mol% aqueous nitric acid solution were added. While this solution was stirred at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of trimethylmethoxysilane was added over 60 minutes, and then the mixture was further stirred for 24 hours for surface treatment. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and then centrifuged to obtain a white fine powder of aluminum phosphate surface-modified with an organosilane compound. According to TEM observation, this powder had an average particle diameter of about 20 nm, and this was designated as inorganic fine particles 4.

〔無機微粒子5の調製〕
0.027モルのリン酸三アンモニウムを含有する水溶液3リットルに、7.06モルの硝酸アルミニウム水溶液と、7.06モルのリン酸三アンモニウム水溶液のそれぞれ2リットルを、ダブルジェット法で8分間かけて添加した。微粒子形成中のpHは硫酸を用いて4.5に、温度は25℃に制御した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%のリン酸アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析を行ったところ、アルミニウムに対するリンのモル比が1.01であるリン酸アルミニウムであった。また、X線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質粒子であることを確認した。この分散液100gに、メタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとトリメチルメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌して表面処理を行った。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約25nmであり、これを無機微粒子5とした。
[Preparation of inorganic fine particles 5]
Two liters of 7.06 mol of aluminum nitrate aqueous solution and 7.06 mol of triammonium phosphate aqueous solution were added to 3 liters of an aqueous solution containing 0.027 mol of triammonium phosphate for 8 minutes by the double jet method. Added. During the fine particle formation, the pH was controlled to 4.5 using sulfuric acid, and the temperature was controlled to 25 ° C. After the addition, soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum phosphate dispersion. When the composition analysis of the obtained particle | grains was conducted, it was aluminum phosphate whose molar ratio of phosphorus with respect to aluminum is 1.01. Further, as a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles were amorphous particles having no clear crystal structure. To 100 g of this dispersion, 300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added. While this solution was stirred at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of trimethylmethoxysilane was added over 60 minutes, and then the mixture was further stirred for 24 hours for surface treatment. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle diameter of about 25 nm, and this was designated as inorganic fine particles 5.

〔無機微粒子6の調製〕
0.027モルのリン酸三アンモニウムを含有する水溶液3リットルに、7.06モルの硝酸アルミニウム水溶液と、6.3モルのリン酸三アンモニウム水溶液のそれぞれ2リットルを、ダブルジェット法で8分間かけて添加した。微粒子形成中のpHは硫酸を用いて4.5に、温度は25℃に制御した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%のリン酸アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析を行ったところ、アルミニウムに対するリンのモル比が0.92であるリン酸アルミニウムであった。また、X線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質粒子であることを確認した。この分散液100gに、メタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとトリメチルメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌して表面処理を行った。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約25nmであり、これを無機微粒子6とした。
[Preparation of inorganic fine particles 6]
3 liters of an aqueous solution containing 0.027 moles of triammonium phosphate and 2 liters each of 7.06 moles of aluminum nitrate aqueous solution and 6.3 moles of triammonium phosphate aqueous solution were applied for 8 minutes by the double jet method. Added. During the fine particle formation, the pH was controlled to 4.5 using sulfuric acid, and the temperature was controlled to 25 ° C. After the addition, soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum phosphate dispersion. The composition analysis of the obtained particles revealed that the aluminum phosphate had a molar ratio of phosphorus to aluminum of 0.92. Further, as a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles were amorphous particles having no clear crystal structure. To 100 g of this dispersion, 300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added. While this solution was stirred at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of trimethylmethoxysilane was added over 60 minutes, and then the mixture was further stirred for 24 hours for surface treatment. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle size of about 25 nm, and this was designated as inorganic fine particles 6.

〔無機微粒子7の調製〕
0.027モルのリン酸三アンモニウムを含有する水溶液3リットルに、7.06モルの硝酸アルミニウム水溶液と、10.59モルのリン酸三アンモニウム水溶液のそれぞれ2リットルを、ダブルジェット法で20分間かけて添加した。微粒子形成中のpHは硫酸を用いて6.5に、温度は40℃に制御した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%のリン酸アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析を行ったところ、アルミニウムに対するリンのモル比が1.06であるリン酸アルミニウムであった。また、X線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質粒子であることを確認した。この分散液100gに、メタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとトリメチルメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌して表面処理を行った。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約60nmであり、これを無機微粒子7とした。
[Preparation of inorganic fine particles 7]
3 liters of an aqueous solution containing 0.027 moles of triammonium phosphate and 2 liters of each of 7.06 moles of aluminum nitrate aqueous solution and 10.59 moles of triammonium phosphate aqueous solution were applied for 20 minutes by the double jet method. Added. During the fine particle formation, the pH was controlled to 6.5 with sulfuric acid, and the temperature was controlled to 40 ° C. After the addition, soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum phosphate dispersion. When the composition analysis of the obtained particle was performed, it was aluminum phosphate whose molar ratio of phosphorus to aluminum was 1.06. Further, as a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles were amorphous particles having no clear crystal structure. To 100 g of this dispersion, 300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added. While this solution was stirred at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of trimethylmethoxysilane was added over 60 minutes, and then the mixture was further stirred for 24 hours for surface treatment. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle diameter of about 60 nm, and this was designated as inorganic fine particles 7.

〔無機微粒子8の調製〕
水3リットル中に、0.6モルの硝酸アルミニウムを含有する水溶液3リットルと、3.45モルの炭酸ナトリウムを含有する水溶液3リットルを、ダブルジェット法で10分間かけて添加した。添加終了後、限外濾過法により可溶性塩類を脱塩除去し、10質量%の水酸化アルミニウム分散液を得た。得られた粒子の組成分析およびX線回折の結果、明確な結晶構造がない非晶質水酸化アルミニウム粒子であることを確認した。
この粒子に無機微粒子4の調製と同様の方法で表面改質を行い、白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約30nmであり、これを無機微粒子8とした。
[Preparation of inorganic fine particles 8]
In 3 liters of water, 3 liters of an aqueous solution containing 0.6 mol of aluminum nitrate and 3 liters of an aqueous solution containing 3.45 mol of sodium carbonate were added over 10 minutes by the double jet method. After the addition was completed, the soluble salts were desalted and removed by ultrafiltration to obtain a 10% by mass aluminum hydroxide dispersion. As a result of composition analysis and X-ray diffraction of the obtained particles, it was confirmed that the particles were amorphous aluminum hydroxide particles having no clear crystal structure.
The particles were subjected to surface modification in the same manner as in the preparation of the inorganic fine particles 4 to obtain white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle size of about 30 nm, and this was designated as inorganic fine particles 8.

〔無機微粒子9の調製〕
γ型の結晶粒子である日本アエロジル社製のAluminium Oxide C(平均粒径約13nm)微粒子5gにメタノール300gと1モル%の硝酸水溶液を添加した。この液を50℃で撹拌しながら、メタノール100gとシクロペンチルトリメトキシシラン6gの混合液を60分かけて添加し、その後さらに24時間撹拌した。得られた透明な分散液を酢酸エチルに懸濁させ、遠心分離を行い白色の微粒粉末を得た。TEM観察によればこの粉末は平均粒径約15nmであり、これを無機微粒子9とした。
[Preparation of inorganic fine particles 9]
300 g of methanol and a 1 mol% nitric acid aqueous solution were added to 5 g of aluminum oxide C (average particle size: about 13 nm) fine particles manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., which are γ-type crystal particles. While stirring this solution at 50 ° C., a mixed solution of 100 g of methanol and 6 g of cyclopentyltrimethoxysilane was added over 60 minutes, and then further stirred for 24 hours. The obtained transparent dispersion was suspended in ethyl acetate and centrifuged to obtain a white fine powder. According to TEM observation, this powder had an average particle diameter of about 15 nm.

《熱可塑性複合材料の作製》
後述する熱可塑性複合材料1〜15の作製にあたり、使用される樹脂として下記表2に記載される熱可塑性樹脂(環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂)をそれぞれ用意する。また、用意された熱可塑性樹脂中に無機微粒子を混練する前の準備として、各樹脂について80℃で8時間乾燥させるとともに、熱可塑性複合材料1〜14の作製で使用する無機微粒子1〜9及び熱可塑性複合材料15の作製で使用するAluminium Oxide Cの微粒子についてはそれぞれ200℃で4時間乾燥させる。
<< Production of thermoplastic composite material >>
In the production of the thermoplastic composite materials 1 to 15 described later, thermoplastic resins (cyclic olefin resin and acrylic resin) described in Table 2 below are prepared as the resins used. Further, as preparation before kneading inorganic fine particles in the prepared thermoplastic resin, each resin is dried at 80 ° C. for 8 hours, and the inorganic fine particles 1 to 9 used for producing the thermoplastic composite materials 1 to 14 and The fine particles of Aluminum Oxide C used in the production of the thermoplastic composite material 15 are each dried at 200 ° C. for 4 hours.

〔熱可塑性複合材料1の作製〕
40gの無機微粒子1粉体を、溶融した35gの日本ゼオン製の環状オレフィン樹脂 ZEONEX340Rに添加し、溶融混練により無機微粒子を分散した熱可塑性複合材料1を作製した。混練条件は、HAAKE社製混練装置を用いて設定温度200℃、30rpmで粉体の添加終了後5分間の混練とした。
[Preparation of thermoplastic composite material 1]
40 g of inorganic fine particle 1 powder was added to 35 g of molten ZEONEX 340R made by Nippon Zeon, and thermoplastic composite material 1 in which the inorganic fine particles were dispersed was prepared by melt kneading. The kneading conditions were as follows: using a kneader manufactured by HAAKE, kneading for 5 minutes after the addition of the powder was completed at a preset temperature of 200 ° C. and 30 rpm.

〔熱可塑性複合材料2の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子2を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料2とした。
[Production of thermoplastic composite material 2]
An inorganic fine particle 2 is used in place of the inorganic fine particle 1, and the inorganic fine particle 2 is adjusted so that the added amount of the inorganic fine particle and the content of the inorganic fine particle contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was prepared in the same manner as the preparation of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the thermoplastic composite material obtained was used as the thermoplastic composite material 2.

〔熱可塑性複合材料3〜6の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子4を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料3〜6とした。
[Production of thermoplastic composite materials 3 to 6]
The inorganic fine particles 4 are used in place of the inorganic fine particles 1 and the inorganic fine particles 4 are adjusted so that the added amount of the inorganic fine particles and the content of the inorganic fine particles contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was produced in the same manner as the production of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the obtained thermoplastic composite materials were designated as thermoplastic composite materials 3 to 6.

〔熱可塑性複合材料7の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子5を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料7とした。
[Preparation of thermoplastic composite material 7]
The inorganic fine particles 5 are used instead of the inorganic fine particles 1, and the inorganic fine particles 5 are adjusted so that the added amount of the inorganic fine particles and the content of the inorganic fine particles contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was produced in the same manner as the production of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the resulting thermoplastic composite material was used as the thermoplastic composite material 7.

〔熱可塑性複合材料8の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子6を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料8とした。
[Preparation of thermoplastic composite material 8]
The inorganic fine particles 6 are used instead of the inorganic fine particles 1 and the inorganic fine particles 6 are adjusted so that the added amount of the inorganic fine particles and the content of the inorganic fine particles contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was prepared in the same manner as the preparation of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the resulting thermoplastic composite material was used as the thermoplastic composite material 8.

〔熱可塑性複合材料9の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子7を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料9とした。
[Preparation of thermoplastic composite material 9]
An inorganic fine particle 7 is used in place of the inorganic fine particle 1, and the inorganic fine particle 7 is adjusted so that the added amount of the inorganic fine particle and the content of the inorganic fine particle contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was produced in the same manner as the production of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the resulting thermoplastic composite material was used as the thermoplastic composite material 9.

〔熱可塑性複合材料10の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子8を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料10とした。
[Production of thermoplastic composite material 10]
An inorganic fine particle 8 is used instead of the inorganic fine particle 1 and the inorganic fine particle 8 is adjusted so that the added amount of the inorganic fine particle and the content of the inorganic fine particle contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was prepared in the same manner as the preparation of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the resulting thermoplastic composite material was used as the thermoplastic composite material 10.

〔熱可塑性複合材料11の作製〕
無機微粒子1の代わりに無機微粒子9を用い、無機微粒子の添加量および熱可塑性複合材料中に含まれる無機微粒子の含有率が表2に記載の量となるように調整して熱可塑性樹脂に無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料1の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料11とした。
[Production of thermoplastic composite material 11]
Inorganic fine particles 9 are used in place of the inorganic fine particles 1, and the inorganic fine particles 9 are adjusted so that the added amount of the inorganic fine particles and the content of the inorganic fine particles contained in the thermoplastic composite material are the amounts shown in Table 2. A thermoplastic composite material was prepared in the same manner as the preparation of the thermoplastic composite material 1 except that the fine particles were dispersed, and the resulting thermoplastic composite material was used as the thermoplastic composite material 11.

〔熱可塑性複合材料12の作製〕
熱可塑性樹脂に三井化学社製の環状オレフィン樹脂 APL5014DPを用いる以外は、熱可塑性複合材料5の作製と同様の方法で無機微粒子を分散し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料12とした。
[Production of thermoplastic composite material 12]
Except using Mitsui Chemicals' cyclic olefin resin APL5014DP for the thermoplastic resin, inorganic fine particles are dispersed by the same method as the production of the thermoplastic composite material 5, and the resulting thermoplastic composite material is used as the thermoplastic composite material 12. .

〔熱可塑性複合材料13の作製〕
無機微粒子4の代わりに無機微粒子5を用いて無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料12の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料13とした。
[Preparation of thermoplastic composite material 13]
A thermoplastic composite material is produced in the same manner as the production of the thermoplastic composite material 12 except that the inorganic fine particles 5 are dispersed in place of the inorganic fine particles 4, and the resulting thermoplastic composite material is thermoplastic composite. Material 13 was obtained.

〔熱可塑性複合材料14の作製〕
40gの無機微粒子3粉体を、溶融した42gの三菱レイヨン社製のアクリル樹脂 アクリペットVHに添加し、溶融混練により無機微粒子を分散した熱可塑性複合材料14を作製した。混練条件は、HAAKE社製混練装置を用いて設定温度180℃、30rpmで粉体の添加終了後5分間の混練とした。
[Production of Thermoplastic Composite Material 14]
40 g of inorganic fine particle 3 powder was added to 42 g of melted acrylic resin Acrypet VH manufactured by Mitsubishi Rayon Co., and a thermoplastic composite material 14 in which inorganic fine particles were dispersed was prepared by melt kneading. The kneading conditions were as follows: using a kneader manufactured by HAAKE, at a preset temperature of 180 ° C. and 30 rpm for 5 minutes after completion of the powder addition.

〔熱可塑性複合材料15の作製〕
無機微粒子3の代わりに日本アエロジル社製のAluminium Oxide C(平均粒径約13nm)微粒子を用いて無機微粒子を分散する以外は、熱可塑性複合材料14の作製と同様の方法で熱可塑性複合材料を作製し、得られる熱可塑性複合材料を熱可塑性複合材料15とした。
[Production of thermoplastic composite material 15]
A thermoplastic composite material was prepared in the same manner as the production of the thermoplastic composite material 14 except that the inorganic fine particles were dispersed using aluminum oxide C (average particle size: about 13 nm) fine particles manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. instead of the inorganic fine particles 3. The thermoplastic composite material produced and obtained was designated as thermoplastic composite material 15.

《熱可塑性複合材料の評価》
〔屈折率の評価〕
熱可塑性複合材料1〜15を溶融し、加熱成型することにより厚さ3mmの試験用プレートをそれぞれ作製し、カルニュー光学工業(株)製の自動屈折計KPR−200を用いて、波長588nmの屈折率を、試料温度を10℃から60℃まで変化させて測定した。25℃での屈折率をnd25、10℃から60℃での屈折率の温度変化率をdn/dTとし、得られた結果を表2に示す。
<Evaluation of thermoplastic composite material>
(Evaluation of refractive index)
Each of the thermoplastic composite materials 1 to 15 was melted and heat-molded to prepare a test plate having a thickness of 3 mm, and the refraction at a wavelength of 588 nm was performed using an automatic refractometer KPR-200 manufactured by Kalnew Optical Industry Co., Ltd. The rate was measured by changing the sample temperature from 10 ° C to 60 ° C. The refractive index at 25 ° C. is nd 25, the temperature change rate of the refractive index from 10 ° C. to 60 ° C. is dn / dT, and the obtained results are shown in Table 2.

〔透過率の測定〕
上記調製した熱可塑性複合材料1〜15を溶融し、加熱成型することにより厚さ3.0mmの各試験用プレートを作製し、それぞれについて、直ちにASTM D1003に準拠した方法で、東京電色(株)製のTURBIDITY METER T−2600DAを用いて光線透過率を測定し、この測定した光線透過率を透過率A(%)とした。次いで、上記各試験用プレートを、65℃の環境下で48時間放置した後、上記と同様の方法で、強制劣化処理後の光線透過率を測定し、これを透過率B(%)とした。
なお、測定した光線透過率が70%以下では、透明度に乏しく、光学素子に適さないと判定した。
(Measurement of transmittance)
Each of the prepared thermoplastic composite materials 1 to 15 was melted and heat-molded to prepare each test plate having a thickness of 3.0 mm. Each of the plates was immediately subjected to a method in accordance with ASTM D1003 by Tokyo Denshoku Co., Ltd. ) The light transmittance was measured using TURBIDITY METER T-2600DA manufactured by this company, and the measured light transmittance was defined as transmittance A (%). Next, each test plate was allowed to stand for 48 hours in an environment of 65 ° C., and then the light transmittance after the forced deterioration treatment was measured by the same method as described above, and this was defined as transmittance B (%). .
In addition, when the measured light transmittance was 70% or less, it was determined that the transparency was poor and it was not suitable for an optical element.

以上により得られた結果を、表2に示す。

Figure 2007138041
The results obtained as described above are shown in Table 2.
Figure 2007138041

表2に記載の結果より明らかなように、本発明の熱可塑性複合材料(熱可塑性複合材料1〜8、11,12,15)は、比較例の熱可塑性複合材料(熱可塑性複合材料9,10,13,14)に対し、屈折率の温度依存性が小さく、かつ透明性が高いことが分かる。更に、強制劣化処理を行った後でも、透明性の低下幅が極めて小さく、光学素子に使用する樹脂材料として極めて有用であることがわかる。
さらに、上記熱可塑性複合材料を用いてプラスチック製光学素子を作製して評価した結果、本発明の光学素子は、良好な光学特性を持ち、かつBlu−ray DiscやHD DVDといった高密度記録媒体の記録、再生に用いられる青色レーザを長時間照射しても、白濁化等の材料変質耐性に優れていることを確認することができた。
As is apparent from the results shown in Table 2, the thermoplastic composite material of the present invention (thermoplastic composite materials 1-8, 11, 12, 15) is a thermoplastic composite material of the comparative example (thermoplastic composite material 9, 10, 13, and 14), it can be seen that the temperature dependence of the refractive index is small and the transparency is high. Furthermore, even after the forced deterioration treatment is performed, it can be seen that the degree of decrease in transparency is extremely small, and it is extremely useful as a resin material used for optical elements.
Furthermore, as a result of producing and evaluating a plastic optical element using the thermoplastic composite material, the optical element of the present invention has good optical characteristics and is a high-density recording medium such as Blu-ray Disc or HD DVD. Even when irradiated with a blue laser used for recording and reproduction for a long time, it was confirmed that the material was excellent in material alteration resistance such as white turbidity.

本発明に係る光学素子である対物レンズが具備された光ピックアップ装置の内部構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure of the optical pick-up apparatus provided with the objective lens which is the optical element which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光ピックアップ装置
2 半導体レーザ発振器
3 コリメータ
4 ビームスプリッタ
5 1/4波長板
6 絞り
7 対物レンズ(光学素子)
8 センサーレンズ群
9 センサー
10 2次元アクチュエータ
D 光ディスク
1 保護基板
2 情報記録面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical pick-up apparatus 2 Semiconductor laser oscillator 3 Collimator 4 Beam splitter 5 1/4 wavelength plate 6 Aperture 7 Objective lens (optical element)
8 Sensor lens group 9 Sensor 10 Two-dimensional actuator D Optical disk D 1 Protective substrate D 2 Information recording surface

Claims (14)

有機重合体からなる熱可塑性樹脂中に、平均粒子径が、1nm以上、50nm以下である微粒子が分散された透明な熱可塑性複合材料であって、前記微粒子がアルミニウムを含有する非晶質無機微粒子であることを特徴とする熱可塑性複合材料。   A transparent thermoplastic composite material in which fine particles having an average particle diameter of 1 nm or more and 50 nm or less are dispersed in a thermoplastic resin made of an organic polymer, wherein the fine particles contain amorphous inorganic fine particles A thermoplastic composite material characterized in that 前記非晶質無機微粒子が、液相中で形成されることを特徴とする請求項1に記載の熱可塑性複合材料。   The thermoplastic composite material according to claim 1, wherein the amorphous inorganic fine particles are formed in a liquid phase. 前記非晶質無機微粒子が、アルミニウムに対するリンのモル比が0.9以上1.1以下である非晶質リン酸アルミニウム微粒子であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱可塑性複合材料。   The heat according to claim 1 or 2, wherein the amorphous inorganic fine particles are amorphous aluminum phosphate fine particles having a molar ratio of phosphorus to aluminum of 0.9 or more and 1.1 or less. Plastic composite material. 前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子が、アルミニウム塩溶液及びリン酸塩溶液の混合により形成されることを特徴とする請求項3に記載の熱可塑性複合材料。   The thermoplastic composite material according to claim 3, wherein the amorphous aluminum phosphate fine particles are formed by mixing an aluminum salt solution and a phosphate solution. 前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子が、硝酸アルミニウム水溶液及びリン酸アンモニウム水溶液の混合により形成されることを特徴とする請求項3に記載の熱可塑性複合材料。   The thermoplastic composite material according to claim 3, wherein the amorphous aluminum phosphate fine particles are formed by mixing an aluminum nitrate aqueous solution and an ammonium phosphate aqueous solution. 前記非晶質無機微粒子が、有機シラン化合物により粒子表面の改質がなされていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料。   The thermoplastic composite material according to any one of claims 1 to 5, wherein the amorphous inorganic fine particles have a particle surface modified with an organosilane compound. 前記非晶質無機微粒子の体積分率が、20%以上、60%以下であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料。   The thermoplastic composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the volume fraction of the amorphous inorganic fine particles is 20% or more and 60% or less. 前記熱可塑性樹脂が、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、ポリイミド樹脂のうち少なくとも一種類を含むことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料。   The thermoplastic resin includes at least one of acrylic resin, cyclic olefin resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyether resin, polyamide resin, and polyimide resin. The thermoplastic composite material according to one item. 請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料を用いて成型されていることを特徴とする光学素子。   An optical element formed by using the thermoplastic composite material according to any one of claims 1 to 8. 透明な熱可塑性複合材料の製造方法であって、
有機重合体からなる熱可塑性樹脂中に、平均粒子径が、1nm以上、50nm以下である微粒子を分散する工程を備えており、前記微粒子がアルミニウムを含有する非晶質無機微粒子を用いて形成されることを特徴とする熱可塑性複合材料の製造方法。
A method for producing a transparent thermoplastic composite material, comprising:
The method comprises a step of dispersing fine particles having an average particle diameter of 1 nm or more and 50 nm or less in a thermoplastic resin made of an organic polymer, and the fine particles are formed using amorphous inorganic fine particles containing aluminum. A method for producing a thermoplastic composite material.
前記非晶質無機微粒子は、液相中で形成される工程を備えることを特徴とする請求項10に記載の熱可塑性複合材料の製造方法。   The method for producing a thermoplastic composite material according to claim 10, wherein the amorphous inorganic fine particles include a step of forming in the liquid phase. 前記非晶質無機微粒子が、非晶質リン酸アルミニウム微粒子であり、前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子は、アルミニウム塩溶液及びリン酸塩溶液を混合する工程を経て形成されることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の熱可塑性複合材料の製造方法。   The amorphous inorganic fine particles are amorphous aluminum phosphate fine particles, and the amorphous aluminum phosphate fine particles are formed through a step of mixing an aluminum salt solution and a phosphate solution. The manufacturing method of the thermoplastic composite material of Claim 10 or Claim 11. 前記非晶質無機微粒子は、非晶質リン酸アルミニウム微粒子であり、前記非晶質リン酸アルミニウム微粒子は、硝酸アルミニウム水溶液及びリン酸アンモニウム水溶液を混合する工程を経て形成されることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の熱可塑性複合材料の製造方法。   The amorphous inorganic fine particles are amorphous aluminum phosphate fine particles, and the amorphous aluminum phosphate fine particles are formed through a process of mixing an aluminum nitrate aqueous solution and an ammonium phosphate aqueous solution. The manufacturing method of the thermoplastic composite material of Claim 10 or Claim 11. 前記非晶質無機微粒子に対し、有機シラン化合物による粒子表面を改質する工程を備えることを特徴とする請求項10〜請求項13のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料の製造方法。   The method for producing a thermoplastic composite material according to any one of claims 10 to 13, further comprising a step of modifying a particle surface with an organosilane compound with respect to the amorphous inorganic fine particles.
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