JP2007154159A - Organic inorganic composite material and optical element - Google Patents

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雅子 菊地
Hiroto Ito
博人 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic inorganic composite material having a small change in refractive index with temperature and excellent transparency. <P>SOLUTION: The organic inorganic composite material is an organic inorganic composite material comprising inorganic micro-particles dispersed in a resin. In the organic inorganic composite material, the inorganic micro-particles in a state of primary particles or in an aggregated state of a plurality of primary particles are dispersed in the resin. When the particle diameter of the dispersed particles is D and the intercentral distance of the optional dispersed particles and the dispersed particles adjacent thereto is L, the particle diameter D and the intercentral distance L satisfy both conditions specified by formulas (1) and (2). D<SB>50</SB>&le;30 nm (1) (wherein, D<SB>50</SB>means the particle diameter D so that the cumulative number is 50% of the total number in the number distribution function of the dispersed particles) and Lp&le;30 nm (2) (wherein, Lp means the intercentral distance L in the frequency distribution function of the intercentral distance L). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;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、温度による屈折率の変化率が小さく、かつ透明性に優れた有機無機複合材料及びそれを用いた光学素子に関する。   The present invention relates to an organic-inorganic composite material suitably used as a lens, a filter, a grating, an optical fiber, a flat optical waveguide, etc., having a small refractive index change rate due to temperature and excellent in transparency, and an optical element using the same. .

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なうプレーヤー、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 equipment 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 is 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α−オレフィンの共重合体(例えば、特許文献1)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 copolymer of a cyclic olefin and an α-olefin (for example, Patent Document 1) is known.

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用プラスチック物質は、従来レンズ用プラスチックとして用いられてきたPMMAに比べて吸水率が極めて低く、吸水による屈折率の変化が大幅に改善されている。しかしながら、光学特性の温度依存性については未だ解決されておらず、屈折率の温度依存性は無機ガラスより一桁以上大きいのが現状である。   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, an optical plastic material such as a cyclic olefin has an extremely low water absorption as compared with PMMA that has been used as a conventional plastic for lenses, and the change in refractive index due to water absorption is greatly improved. However, the temperature dependence of the optical properties has not yet been solved, and the temperature dependence of the refractive index is currently one order of magnitude greater than that of inorganic glass.

上記のような光学用プラスチック物質の短所を改善する方法の1つとして、微細粒子充填材を使用する方法が提案されている。例えば特許文献2には、屈折率の温度依存性|dn/dT|を減少する方法として、dn/dT<0であるポリマー状ホスト物質中に、dn/dT>0である微細粒子が分散された光学製品が提案されている。   As one method for improving the disadvantages of the optical plastic material as described above, a method using a fine particle filler has been proposed. For example, in Patent Document 2, as a method for reducing the temperature dependency of refractive index | dn / dT |, fine particles with dn / dT> 0 are dispersed in a polymeric host material with dn / dT <0. Optical products have been proposed.

しかしながら、上述した微細粒子を分散させた光学用プラスチック物質の場合、|dn/dT|を減少するために多量の無機微粒子を混合する必要があり、この場合、無機微粒子が光を散乱することによる光線透過率の低下が予想される。この問題を解決する技術として、特許文献3には、樹脂中での無機微粒子の粒径分布を制御することにより、光線透過率の低下を抑制する技術が提案されている。また、光線透過率の低下を抑えようという目的とは異なるが、特許文献4には、シリカ系無機充填剤を含む熱可塑性樹脂と無機物の複合材料において、シリカ系無機充填剤の粒子あるいは凝集体と、最隣接する粒子あるいは凝集体間の距離が0.1μm以上である独立したシリカ系充填剤が50質量%以下であるような複合材料が提案されている。
特開2002−105131号公報(第4頁) 特開2002−207101号公報(特許請求の範囲) 特開2006−160992号公報(特許請求の範囲) 特開2004−143364号公報(特許請求の範囲)
However, in the case of the above-described optical plastic material in which fine particles are dispersed, it is necessary to mix a large amount of inorganic fine particles in order to reduce | dn / dT |. In this case, the inorganic fine particles are scattered by light. A decrease in light transmittance is expected. As a technique for solving this problem, Patent Document 3 proposes a technique for suppressing a decrease in light transmittance by controlling the particle size distribution of inorganic fine particles in a resin. Further, although different from the purpose of suppressing a decrease in light transmittance, Patent Document 4 discloses silica-based inorganic filler particles or aggregates in a thermoplastic resin-inorganic composite material containing a silica-based inorganic filler. In addition, a composite material in which the distance between the adjacent particles or aggregates is 0.1 μm or more and the independent silica-based filler is 50% by mass or less has been proposed.
JP 2002-105131 A (page 4) JP 2002-207101 A (Claims) JP 2006-160992 A (Claims) JP 2004-143364 A (Claims)

しかしながら、特許文献3に記載の技術は、実用化に耐えうる光線透過率を実現するには不十分であり、未だその問題を解決しているとは言えない。他方、特許文献4に記載の技術においても、凝集体の大きさについてはなんら記載されておらず、高い光線透過率をもつ有機無機複合材料を提供するものではない。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、温度による屈折率の変化率が小さく、透明性に優れた有機無機複合材料および光学素子を提供することである。
However, the technique described in Patent Document 3 is insufficient to realize a light transmittance that can withstand practical use, and it cannot be said that the problem has been solved yet. On the other hand, in the technique described in Patent Document 4, there is no description about the size of the aggregate, and it does not provide an organic-inorganic composite material having a high light transmittance.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an organic-inorganic composite material and an optical element that have a small change in refractive index due to temperature and are excellent in transparency.

上記課題を解決するため第1の発明は、
無機微粒子が樹脂中に分散された有機無機複合材料であって、前記無機微粒子は前記樹脂中に一次粒子の状態で又は一次粒子が複数個凝集した状態で分散されており、これら分散粒子の粒径をDと、任意の前記分散粒子とそれに隣り合う前記分散粒子との中心間距離をLと規定したとき、前記粒径Dと前記中心間距離L
とが下記式(1),(2)で規定する両条件を満たすことを特徴としている。
50≦30nm … (1)
Lp≦30nm … (2)
In order to solve the above problems, the first invention
An organic-inorganic composite material in which inorganic fine particles are dispersed in a resin, wherein the inorganic fine particles are dispersed in the resin in a primary particle state or in a state where a plurality of primary particles are aggregated. When the diameter is defined as D and the center-to-center distance between any of the dispersed particles and the dispersed particles adjacent thereto is defined as L, the particle diameter D and the center-to-center distance L
Satisfying both conditions defined by the following formulas (1) and (2).
D 50 ≦ 30 nm (1)
Lp ≦ 30 nm (2)

ただし、上記式(1)中、「D50」は、前記分散粒子の個数分布関数において、累積個数が全個数の50%となる粒径Dを意味する。上記式(2)中、「Lp」は、中心間距離Lの頻度分布関数におけるピークの中心間距離Lを意味する。 However, in the above formula (1), “D 50 ” means the particle diameter D at which the cumulative number becomes 50% of the total number in the number distribution function of the dispersed particles. In the above equation (2), “Lp” means the peak center distance L in the frequency distribution function of the center distance L.

第1の発明に係る有機無機複合材料においては、
前記中心間距離Lが下記式(3)で規定する条件を満たすのが好ましい。
Lp≦20nm … (3)
In the organic-inorganic composite material according to the first invention,
It is preferable that the center distance L satisfies the condition defined by the following formula (3).
Lp ≦ 20 nm (3)

第1の発明に係る有機無機複合材料においては、
前記中心間距離Lが下記式(4)で規定する条件を満たすのが好ましい。
95≦60nm … (4)
In the organic-inorganic composite material according to the first invention,
The center distance L preferably satisfies the condition defined by the following formula (4).
L 95 ≦ 60 nm (4)

ただし、上記式(4)中、「L95」は、中心間距離Lの頻度分布関数において、累積頻度が全頻度の95%となる中心間距離Lを意味する。 However, in the above formula (4), “L 95 ” means the center distance L at which the cumulative frequency is 95% of the total frequency in the frequency distribution function of the center distance L.

第1の発明に係る有機無機複合材料においては、
当該有機無機複合材料中に占める前記無機微粒子の体積分率をΦと規定したとき、前記体積分率Φが下記式(5)で規定する条件を満たすのが好ましい。
0.2≦Φ≦0.6 … (5)
In the organic-inorganic composite material according to the first invention,
When the volume fraction of the inorganic fine particles in the organic-inorganic composite material is defined as Φ, the volume fraction Φ preferably satisfies the condition defined by the following formula (5).
0.2 ≦ Φ ≦ 0.6 (5)

第1の発明に係る有機無機複合材料においては、
前記無機微粒子が、ケイ素酸化物とケイ素以外の1種類以上の金属酸化物とが複合化した複合酸化物であることが好ましい。
In the organic-inorganic composite material according to the first invention,
The inorganic fine particles are preferably a composite oxide in which a silicon oxide and one or more metal oxides other than silicon are combined.

第2の発明は、
第1の発明に係る有機無機複合材料を用いて成形されたことを特徴とする光学素子である。
The second invention is
An optical element formed using the organic-inorganic composite material according to the first invention.

第1,第2の発明によれば、温度による屈折率の変化率が小さく、透明性に優れた有機無機複合材料および光学素子を提供することができる(下記実施例参照)。   According to the first and second inventions, it is possible to provide an organic-inorganic composite material and an optical element that have a small refractive index change rate due to temperature and are excellent in transparency (see the following examples).

以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明に係る有機無機複合材料は、無機微粒子が樹脂中に分散されたもので、その成形物が対物レンズ等の光学素子に適用されるものである。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
The organic-inorganic composite material according to the present invention is a material in which inorganic fine particles are dispersed in a resin, and the molded product is applied to an optical element such as an objective lens.

本発明に係る有機無機複合材料においては、透明性を確保して光透過率を高く維持するためには、図1(a)に示す通り、無機微粒子が一次粒子(単体)の状態で樹脂中に分散されているのが好ましい。しかしながら、現実には、図1(b)に示す通り、当該無機微粒子は単体でのみ分散しているのではなく、単体が複数個凝集した凝集体の状態でも分散しており、単体と凝集体とが混在した分散粒子として樹脂中に存在している。   In the organic-inorganic composite material according to the present invention, in order to ensure transparency and maintain a high light transmittance, as shown in FIG. It is preferable that it is dispersed. However, in reality, as shown in FIG. 1B, the inorganic fine particles are not dispersed only as a single substance, but are also dispersed in the state of an aggregate in which a plurality of simple substances are aggregated. Are present in the resin as dispersed particles.

そのため、分散粒子(無機微粒子の単体とその凝集体とを含むもの)の粒径をD(図1(b)参照)と、任意の分散粒子とそれに隣り合う分散粒子との中心間距離をL(図1(b)参照)と規定したとき、分散粒子の粒径Dと分散粒子同士の中心間距離Lとのとり得る値の範囲が非常に重要な要素となり、本発明に係る有機無機複合材料では、粒径Dと中心間距離Lとが下記式(1),(2)の両条件を満たすようになっている。そして当該有機無機複合材料では、これら両条件を満たしたときに、透明性に優れ光透過率を高く維持することができるようになっている。
50≦30nm … (1)
Lp≦30nm … (2)
Therefore, the particle diameter of dispersed particles (including inorganic fine particles and aggregates thereof) is set to D (see FIG. 1B), and the center-to-center distance between any dispersed particle and the adjacent dispersed particle is L. (See FIG. 1 (b)), the range of possible values of the particle diameter D of the dispersed particles and the distance L between the centers of the dispersed particles is a very important factor, and the organic-inorganic composite according to the present invention In the material, the particle size D and the center-to-center distance L satisfy both the following formulas (1) and (2). The organic-inorganic composite material is excellent in transparency and can maintain a high light transmittance when both of these conditions are satisfied.
D 50 ≦ 30 nm (1)
Lp ≦ 30 nm (2)

上記式(1)中において、「D50」とは、図2(a)に示す通り、分散粒子の粒径Dとその粒径Dを有する分散粒子の個数との分布を関数として表現した場合に、その個数分布関数において、分散粒子の累積個数が全個数の50%となる粒径Dを意味する。 In the above formula (1), “D 50 ” is a case where the distribution of the particle size D of the dispersed particles and the number of dispersed particles having the particle size D is expressed as a function, as shown in FIG. Furthermore, in the number distribution function, it means the particle diameter D at which the cumulative number of dispersed particles is 50% of the total number.

分散粒子の個数分布関数を求める方法としては、分散粒子が樹脂中に分散された有機無機複合材料の切片を作製してその透過型電子顕微鏡写真から画像解析を行って求める方法や、光散乱等を利用する方法等が挙げられるが、本実施形態における分散粒子の個数分布関数は、測定対象や粒径Dの範囲等の観点からX線小角散乱法によって求めたものとなっている。具体的には、当該個数分布関数は、測定装置(小角広角X線回折装置)として理学電機株式会社製RINT2500/PCを、その装置から得られたX線小角散乱曲線の解析ソフトとして理学電機株式会社製NANO−solver Ver3.0を用いて算出したものとなっている。   As a method for obtaining the number distribution function of dispersed particles, a method of obtaining a section of an organic-inorganic composite material in which dispersed particles are dispersed in a resin and performing image analysis from the transmission electron micrograph, light scattering, etc. The number distribution function of the dispersed particles in the present embodiment is obtained by the X-ray small angle scattering method from the viewpoint of the object to be measured, the range of the particle diameter D, and the like. Specifically, the number distribution function is RINT2500 / PC manufactured by Rigaku Corporation as a measuring device (small-angle wide-angle X-ray diffractometer), and Rigaku Corporation stock as analysis software for X-ray small-angle scattering curves obtained from that device. It is calculated using NANO-solver Ver3.0 manufactured by the company.

分散粒子の粒径D50は上記式(1)に規定する条件を満たすものとなっているが、当該粒径D50が30nmより大きいと、樹脂中の分散粒子による光の散乱の程度が大きくなり、本発明の目的効果を実現することができなくなる。有機無機複合材料の光線透過率を高めるためには、分散粒子の粒径D50は20nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがさらに好ましい。 The particle diameter D 50 of the dispersed particles satisfies the condition defined in the above formula (1). If the particle diameter D 50 is larger than 30 nm, the degree of light scattering by the dispersed particles in the resin is large. Thus, the object effect of the present invention cannot be realized. In order to increase the light transmittance of the organic-inorganic composite material, the particle diameter D 50 of the dispersed particles is preferably 20 nm or less, and more preferably 10 nm or less.

ここで、無機微粒子の平均一次粒子径をDpと規定したとき、当該平均一次粒子径Dpは、1〜30nmであることが好ましく、1〜20nmであることがより好ましく、1〜10nm以下であることが特に好ましい。無機微粒子の「平均一次粒子径Dp」とは、無機微粒子の単体(凝集体を構成する単体を含む。)を同体積の球に換算したときの直径の平均値を示し、この値は、無機微粒子が樹脂中に分散された有機無機複合材料の切片の透過型電子顕微鏡写真から評価することができる。平均一次粒子径Dpが1nm未満の場合、樹脂に対する無機微粒子の分散が困難になり所望の性能が得られないおそれがあることから、平均一次粒子径Dpは1nm以上であることが好ましい。他方、平均一次粒子径Dpが30nmを超えると、得られる有機無機複合材料が濁るなどして透明性が低下するおそれがあることから、平均一次粒子径Dpは30nm以下であることが好ましい。   Here, when the average primary particle diameter of the inorganic fine particles is defined as Dp, the average primary particle diameter Dp is preferably 1 to 30 nm, more preferably 1 to 20 nm, and 1 to 10 nm or less. It is particularly preferred. The “average primary particle diameter Dp” of the inorganic fine particles indicates the average value of the diameters when the inorganic fine particles (including simple substances constituting the aggregates) are converted into spheres of the same volume. It can be evaluated from a transmission electron micrograph of a section of an organic-inorganic composite material in which fine particles are dispersed in a resin. When the average primary particle diameter Dp is less than 1 nm, it is difficult to disperse the inorganic fine particles in the resin and the desired performance may not be obtained. Therefore, the average primary particle diameter Dp is preferably 1 nm or more. On the other hand, if the average primary particle diameter Dp exceeds 30 nm, the resulting organic-inorganic composite material may become turbid and the transparency may be lowered. Therefore, the average primary particle diameter Dp is preferably 30 nm or less.

なお、分散粒子の上記粒径D50は、無機微粒子の平均一次粒子径Dpとの関係においては、D50≧Dpの条件を満たすのが好ましく、有機無機複合材料の製造上の観点からD50≧Dp+1(nm)の条件を満たすのが更に好ましい。 The above-mentioned particle diameter D 50 of the dispersed particles preferably satisfies the condition of D 50 ≧ Dp in relation to the average primary particle diameter Dp of the inorganic fine particles. From the viewpoint of manufacturing the organic-inorganic composite material, D 50 More preferably, the condition of ≧ Dp + 1 (nm) is satisfied.

上記式(2)中において、「Lp」とは、図2(b)に示す通り、任意の分散粒子同士の中心間距離Lとその中心間距離Lの出現頻度との分布を関数として表現した場合に、その頻度分布関数におけるピークの中心間距離Lを示すものである。   In the above formula (2), “Lp” represents the distribution of the center-to-center distance L between arbitrary dispersed particles and the frequency of appearance of the center-to-center distance L as a function, as shown in FIG. In this case, the peak center distance L in the frequency distribution function is shown.

中心間距離Lの頻度分布関数も、分散粒子の個数分布関数と同様に、X線小角散乱法によって求めたものとなっており、具体的には、測定装置(小角広角X線回折装置)として理学電機株式会社製RINT2500/PCを、その装置から得られたX線小角散乱曲線の解析ソフトとして理学電機株式会社製NANO−solver Ver3.0を用いて算出したものとなっている。   The frequency distribution function of the center-to-center distance L is also obtained by the X-ray small angle scattering method in the same manner as the number distribution function of the dispersed particles. Specifically, as a measuring device (small angle wide angle X-ray diffractometer) RINT2500 / PC manufactured by Rigaku Corporation was calculated using NANO-solver Ver3.0 manufactured by Rigaku Corporation as analysis software for the X-ray small angle scattering curve obtained from the apparatus.

分散粒子同士の中心間距離Lpは上記式(2)に規定する条件を満たすものとなっているが、当該中心間距離Lpが30nmを超えると、分散粒子同士の中心間距離Lが大きくなりすぎることにより、有機無機複合材料の光線透過率の低下が起こる。分散粒子同士の中心間距離Lpは20nm以下であることがより好ましく、15nm以下であることがさらに好ましい。ただし、分散粒子同士の中心間距離Lpは、製造上の観点から、Lp≧Dp+1(nm)を満たすことが更に好ましい。   The center-to-center distance Lp between the dispersed particles satisfies the condition defined in the above formula (2), but if the center-to-center distance Lp exceeds 30 nm, the center-to-center distance L between the dispersed particles becomes too large. As a result, the light transmittance of the organic-inorganic composite material is reduced. The center-to-center distance Lp between the dispersed particles is more preferably 20 nm or less, and further preferably 15 nm or less. However, it is more preferable that the center-to-center distance Lp between dispersed particles satisfies Lp ≧ Dp + 1 (nm) from the viewpoint of manufacturing.

ここで、本発明に係る有機無機複合材料においては、分散粒子同士の中心間距離Lが下記式(4)で規定する条件を満たすのが好ましく、この条件を満たした場合に、さらに高い光線透過率を示すようになっている。
95≦60nm … (4)
Here, in the organic-inorganic composite material according to the present invention, it is preferable that the center-to-center distance L between the dispersed particles satisfies the condition defined by the following formula (4). If this condition is satisfied, higher light transmission is achieved. Shows the rate.
L 95 ≦ 60 nm (4)

上記式(4)中において、「L95」とは、任意の分散粒子同士の中心間距離Lとその中心間距離Lの出現頻度との頻度分布関数(図2(b)参照)において、累積頻度が全頻度の95%となる中心間距離Lを意味する。 In the above formula (4), “L 95 ” is a cumulative value in the frequency distribution function (see FIG. 2B) of the center-to-center distance L between the arbitrary dispersed particles and the appearance frequency of the center-to-center distance L. It means the center-to-center distance L whose frequency is 95% of the total frequency.

分散粒子同士の中心間距離L95は上記式(4)に規定する条件を満たすものであるが、分散粒子同士の中心間距離L95が60nmを超えると、有機無機複合材料の光線透過率の低下が起こりやすくなる。分散粒子同士の中心間距離L95は40nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。 The center-to-center distance L 95 between the dispersed particles satisfies the condition defined in the above formula (4). If the center-to-center distance L 95 between the dispersed particles exceeds 60 nm, the light transmittance of the organic-inorganic composite material is reduced. Decline is likely to occur. The center-to-center distance L 95 between the dispersed particles is more preferably 40 nm or less, and further preferably 30 nm or less.

さらに、本発明に係る有機無機複合材料においては、有機無機複合材料中に占める無機微粒子の体積分率をΦと規定したとき、当該体積分率Φ(=(無機微粒子の占める体積)/(有機無機複合材料の体積))が下記式(5)で規定する条件を満たすのが好ましく、この条件を満たした場合に、温度による屈折率の変化率が小さく、かつ、透明性に優れるようになっている。
0.2≦Φ≦0.6 … (5)
Furthermore, in the organic-inorganic composite material according to the present invention, when the volume fraction of the inorganic fine particles in the organic-inorganic composite material is defined as Φ, the volume fraction Φ (= (volume occupied by the inorganic fine particles) / (organic It is preferable that the volume of the inorganic composite material)) satisfies the condition defined by the following formula (5). When this condition is satisfied, the rate of change of the refractive index with temperature is small and the transparency is improved. ing.
0.2 ≦ Φ ≦ 0.6 (5)

なお、上記体積分率Φは特に断らない限り23℃における体積分率を意味する。無機微粒子の体積分率Φは上記式(5)に規定する条件を満たすものであるが、体積分率Φが0.2以上であることにより、有機無機複合材料においては、実用上より有効な|dn/dT|減少効果が得られ、さらに光線透過率も高くなる。他方、無機微粒子の体積分率Φが0.6より大きくなると、有機無機複合材料が脆くなって実用が困難になる。このことから、無機微粒子の体積分率Φは0.2〜0.6であることが好ましく、0.25〜0.5であることがより好ましく、0.3〜0.5であることがさらに好ましい。   The volume fraction Φ means a volume fraction at 23 ° C. unless otherwise specified. The volume fraction Φ of the inorganic fine particles satisfies the condition defined in the above formula (5). However, when the volume fraction Φ is 0.2 or more, the organic inorganic composite material is more effective in practical use. | Dn / dT | is reduced, and the light transmittance is also increased. On the other hand, when the volume fraction Φ of the inorganic fine particles is larger than 0.6, the organic-inorganic composite material becomes brittle and practical use becomes difficult. Accordingly, the volume fraction Φ of the inorganic fine particles is preferably 0.2 to 0.6, more preferably 0.25 to 0.5, and preferably 0.3 to 0.5. Further preferred.

上記中心間距離Lp,L95が上記式(2),(4)に規定する条件を満たすためには、無機微粒子の平均一次粒子径Dpと体積分率Φとを適当な範囲から選択するとともに、無機微粒子を過剰に凝集させずに樹脂中に均一に分散させることが必要であることから、無機微粒子と樹脂との混合の状態を制御して当該混合時にかかるトルクや混合時間を最適に制御すればよい。 The center distance Lp, L 95 is the formula (2), (4) satisfy the condition for defining the is configured to select an average primary particle diameter Dp and the volume fraction of the inorganic fine particles Φ from the appropriate range Because it is necessary to uniformly disperse the inorganic fine particles in the resin without excessive aggregation, the mixing state of the inorganic fine particles and the resin is controlled to optimally control the torque and mixing time during the mixing. do it.

次いで、本発明に係る有機無機複合材料の種類や製造方法等について説明する。
本発明に係る有機無機複合材料は、上記の通り、樹脂中に無機微粒子が単体又は凝集体の状態で含有・分散されたものであり、以下では、始めに(1)樹脂、(2)無機微粒子及び(3)添加可能な添加剤の種類等についてそれぞれ説明し、その後に当該有機無機複合材料の(4)製造方法及び(5)適用例についてそれぞれ説明する。
Next, the type and manufacturing method of the organic-inorganic composite material according to the present invention will be described.
As described above, the organic-inorganic composite material according to the present invention is one in which inorganic fine particles are contained and dispersed in a resin in the form of a simple substance or an aggregate. In the following, first, (1) resin, (2) inorganic The types of fine particles and (3) additives that can be added will be described, and then (4) production method and (5) application examples of the organic-inorganic composite material will be described.

(1)樹脂
本発明における樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など、光学材料として一般的に用いられる透明樹脂であれば、特に限定されることなく用いることができる。
(1) Resin The resin in the present invention is not particularly limited as long as it is a transparent resin generally used as an optical material, such as a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photocurable resin. .

(1.1)熱可塑性樹脂
本発明において用いられる熱可塑性樹脂としては、光学素子としての加工性の観点から、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂又はポリイミド樹脂であることが好ましく、環状オレフィンであることが特に好ましい。具体例として、特開2003−73559号公報に記載の化合物を挙げることができ、その好ましい化合物を下記表1に示す。

Figure 2007154159
(1.1) Thermoplastic resin The thermoplastic resin used in the present invention is an acrylic resin, a cyclic olefin resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, a polyether resin, a polyamide resin, or a polyimide from the viewpoint of processability as an optical element. A resin is preferable, and a cyclic olefin is particularly preferable. Specific examples include compounds described in JP-A-2003-73559, and preferred compounds are shown in Table 1 below.
Figure 2007154159

なお、上述した熱可塑性樹脂は、光学材料としての寸法安定性の観点から、吸湿率が0.2%以下であることが望ましいため、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン)、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、テフロン(登録商標)AF:デュポン社製)、環状オレフィン樹脂(日本ゼオン製:ZEONEX、三井化学製:APEL、JSR製:アートン、チコナ製:TOPAS)、インデン/スチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が好適に用いられる。   The above-mentioned thermoplastic resin desirably has a moisture absorption rate of 0.2% or less from the viewpoint of dimensional stability as an optical material. Therefore, polyolefin resin (polyethylene, polypropylene), fluororesin (polytetrafluoroethylene) , Teflon (registered trademark) AF: manufactured by DuPont), cyclic olefin resin (manufactured by Nippon Zeon: ZEONEX, manufactured by Mitsui Chemicals: APEL, manufactured by JSR: Arton, manufactured by Ticona: TOPAS), indene / styrene resin, polycarbonate resin, etc. Preferably used.

(1.2)硬化性樹脂(熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂)
本発明で用いられる硬化性樹脂としては、紫外線及び電子線照射、あるいは加熱処理の何れかの操作によって硬化し得るもので、無機微粒子と未硬化の状態で混合させた後、硬化させることによって透明な樹脂組成物を形成する物であれば特に制限なく使用でき、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、シリコーン樹脂等が好ましく用いられる。一例として、以下にエポキシ樹脂とその構成組成物について説明するが、これらに限定される物ではない。
(1.2) Curable resin (thermosetting resin or photocurable resin)
As the curable resin used in the present invention, it can be cured by any of ultraviolet and electron beam irradiation or heat treatment, and after being mixed with inorganic fine particles in an uncured state, it is transparent by curing. Any resin composition can be used without particular limitation, and epoxy resins, vinyl ester resins, silicone resins and the like are preferably used. As an example, an epoxy resin and its constituent composition will be described below, but the present invention is not limited to these.

(1.2.1)水素化エポキシ樹脂
本発明に用いられる硬化性樹脂として水素化エポキシ樹脂が挙げられるが、好ましく使用されるのは芳香族エポキシ樹脂を水素化したエポキシ樹脂である。このエポキシ樹脂の例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、3、3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂又は4,4’−ビフェノール型エポキシ樹脂のようなビフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、トリスフェニロールメタン型エポキシ樹脂、テトラキスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、及びフェノールジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂の芳香環を水素化したエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中で、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂及びビフェノール型エポキシ樹脂の芳香環を直接水添した水素化エポキシ樹脂が、高水添率のエポキシ樹脂が得られるという点で特に好ましい。
(1.2.1) Hydrogenated Epoxy Resin As the curable resin used in the present invention, a hydrogenated epoxy resin can be mentioned, and an epoxy resin obtained by hydrogenating an aromatic epoxy resin is preferably used. Examples of this epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, 3,3 ′, 5,5′-tetramethyl-4,4′-biphenol type epoxy resin, or 4,4′-biphenol type. Biphenol type epoxy resin such as epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, naphthalenediol type epoxy resin, trisphenylol methane type epoxy resin, tetrakisphenylol ethane type epoxy resin And an epoxy resin obtained by hydrogenating an aromatic ring of a phenol dicyclopentadiene novolac type epoxy resin. Among these, hydrogenated epoxy resins obtained by directly hydrogenating the aromatic rings of bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin and biphenol type epoxy resin are particularly preferable in that an epoxy resin having a high hydrogenation rate can be obtained.

また、脂環式オレフィンをエポキシ化して得られる脂環式エポキシ樹脂を水素化エポキシ樹脂中に5〜50質量%添加し併用することができる。特に好ましい脂環式エポキシ樹脂は3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートであり、この脂環式エポキシ樹脂を配合すると、エポキシ樹脂組成物の配合粘度を低下でき作業性を向上させることができる。   Moreover, 5-50 mass% of alicyclic epoxy resins obtained by epoxidizing alicyclic olefins can be added to the hydrogenated epoxy resin and used in combination. A particularly preferred alicyclic epoxy resin is 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexanecarboxylate. When this alicyclic epoxy resin is blended, the blending viscosity of the epoxy resin composition can be lowered. Can be improved.

(1.2.2)酸無水物硬化剤
本発明のエポキシ樹脂組成物中における酸無水物硬化剤は、分子中に炭素−炭素の二重結合を持たない酸無水物硬化剤が好ましい。具体的には、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、水添無水ナジック酸、水添無水メチルナジック酸、水添無水トリアルキルヘキサヒドロフタル酸、無水2,4−ジエチルグルタル酸等が挙げられる。これらの中で、無水ヘキサヒドロフタル酸又は/及び無水メチルヘキサヒドロフタル酸が耐熱性に優れ、無色の硬化物が得られる点で特に好ましい。
(1.2.2) Acid anhydride curing agent The acid anhydride curing agent in the epoxy resin composition of the present invention is preferably an acid anhydride curing agent having no carbon-carbon double bond in the molecule. Specifically, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hydrogenated nadic anhydride, hydrogenated methyl nadic anhydride, hydrogenated trialkylhexahydrophthalic anhydride, 2,4-diethylglutaric anhydride, etc. Is mentioned. Among these, hexahydrophthalic anhydride and / or methyl hexahydrophthalic anhydride are particularly preferable in that they are excellent in heat resistance and a colorless cured product can be obtained.

酸無水物硬化剤の添加割合はエポキシ樹脂のエポキシ当量により異なるが、好ましくはエポキシ樹脂100質量部に対し、40〜200質量部の範囲内で配合される。   The addition ratio of the acid anhydride curing agent varies depending on the epoxy equivalent of the epoxy resin, but is preferably blended within a range of 40 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.

(1.2.3)硬化促進剤
本発明のエポキシ樹脂組成物中へ、エポキシ樹脂と酸無水物の硬化反応を促進する目的で硬化促進剤を使用することができる。硬化促進剤の例としては、3級アミン類及びその塩類、イミダゾール類及びその塩類、有機ホスフィン化合物類、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ等の有機酸金属塩類が挙げられ、特に好ましい硬化促進剤は、有機ホスフィン化合物類である。添加する硬化促進剤の配合割合は、水素化酸無水物硬化剤100質量部に対し、0.01〜10質量部の範囲内である。この範囲を外れると、エポキシ樹脂硬化物の耐熱性及び耐湿性のバランスが悪くなるため好ましくない。
(1.2.3) Curing accelerator A curing accelerator can be used in the epoxy resin composition of the present invention for the purpose of accelerating the curing reaction between the epoxy resin and the acid anhydride. Examples of curing accelerators include tertiary amines and salts thereof, imidazoles and salts thereof, organic phosphine compounds, zinc octylates, tin octylates and other organic acid metal salts, and particularly preferred curing accelerators are Organic phosphine compounds. The mixing ratio of the curing accelerator to be added is in the range of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the hydrogenated anhydride curing agent. Outside this range, the balance of heat resistance and moisture resistance of the cured epoxy resin is deteriorated, which is not preferable.

(2)無機微粒子
本発明における無機微粒子としては、酸化物微粒子、金属塩微粒子、半導体微粒子などが挙げられ、この中から、光学素子として使用する波長領域において吸収、発光、蛍光等が生じないものを適宜選択して使用することができる。
(2) Inorganic fine particles Examples of the inorganic fine particles in the present invention include oxide fine particles, metal salt fine particles, and semiconductor fine particles. Among these, those that do not cause absorption, light emission, fluorescence, etc. in the wavelength region used as an optical element. Can be appropriately selected and used.

酸化物微粒子としては、金属酸化物を構成する金属が、Li、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Nb、Zr、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Ta、Hf、W、Ir、Tl、Pb、Bi及び希土類金属からなる群より選ばれる1種または2種以上の金属である金属酸化物を用いることができ、具体的には、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、アルミニウム・マグネシウム酸
化物(MgAl24)等が挙げられる。
As oxide fine particles, the metal constituting the metal oxide is Li, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Rb. 1 selected from the group consisting of Sr, Y, Nb, Zr, Mo, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ta, Hf, W, Ir, Tl, Pb, Bi and rare earth metals A metal oxide that is a seed or two or more metals can be used. Specifically, for example, silicon oxide, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, oxide Magnesium, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, indium oxide, tin oxide, lead oxide, double oxides composed of these oxides, lithium niobate and potassium niobate , Lithium tantalate, the aluminum magnesium oxide (MgAl 2 O 4), and the like.

その他の酸化物微粒子として希土類酸化物を用いることもでき、具体的には酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等も挙げられる。金属塩微粒子としては、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩などが挙げられ、具体的には炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。   Rare earth oxide can also be used as other oxide fine particles, specifically scandium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, oxide Examples also include dysprosium, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, ytterbium oxide, and lutetium oxide. Examples of the metal salt fine particles include carbonates, phosphates, sulfates, and the like, specifically, calcium carbonate, aluminum phosphate, and the like.

半導体微粒子とは、半導体結晶組成の微粒子を意味し、該半導体結晶組成の具体的な組成例としては、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表第14族元素の単体、リン(黒リン)等の周期表第15族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第16族元素の単体、炭化ケイ素(SiC)等の複数の周期表第14族元素からなる化合物、酸化錫(IV)(SnO2)、硫化錫(II,IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、硫化錫(IV)(SnS2)、硫化錫(II)(SnS)、セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(SnTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化鉛(II)(PbSe)、テルル化鉛(II)(PbTe)等の周期表第14族元素と周期表第16族元素との化合物、窒化ホウ素(BN)、リン化ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、窒化ガリウム(GaN)、リン化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム(GaAs)、アンチモン化ガリウム(GaSb)、窒化インジウム(InN)、リン化インジウム(InP)、砒化インジウム(InAs)、アンチモン化インジウム(InSb)等の周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物(あるいはIII−V族化合物半導体)、硫化アルミニウム(Al23)、セレン化アルミニウム(Al2Se3)、硫化ガリウム(Ga23)、セレン化ガリウム(Ga2Se3)、テルル化ガリウム(Ga2Te3)、酸化インジウム(In23)、硫化インジウム(In23)、セレン化インジウム(In2Se3)、テルル化インジウム(In2Te3)等の周期表第13族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化タリウム(I)(TlCl)、臭化タリウム(I)(TlBr)、ヨウ化タリウム(I)(TlI)等の周期表第13族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム(CdO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)、テルル化水銀(HgTe)等の周期表第12族元素と周期表第16族元素との化合物(あるいはII−VI族化合物半導体)、硫化砒素(III)(As23)、セレン化砒素(III)(As2Se3)、テルル化砒素(III)(As2Te3)、硫化アンチモン(III)(Sb23)、セレン化アンチモン(III)(Sb2Se3)、テルル化アンチモン(III)(Sb2Te3)、硫化ビスマス(III)(Bi23)、セレン化ビスマス(III)(Bi2Se3)、テルル化ビスマス(III)(Bi2Te3)等の周期表第15族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化銅(I)(Cu2O)、セレン化銅(I)(Cu2Se)等の周期表第11族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化銅(I)(CuCl)、臭化銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、塩化銀(AgCl)、臭化銀(AgBr)等の周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化ニッケル(II)(NiO)等の周期表第10族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化コバルト(II)(CoO)、硫化コバルト(II)(CoS)等の周期表第9族元素と周期表第16族元素との化合物、四酸化三鉄(Fe34)、硫化鉄(II)(FeS)等の周期表第8族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化マンガン(II)(MnO)等の周期表第7族元素と周期表第16族元素との化合物、硫化モリブデン(IV)(MoS2)、酸化タングステン(IV)(WO2)等の周期表第6族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化バナジウム(II)(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO2)、酸化タンタル(V)(Ta25)等の周期表第5族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化チタン(TiO2、Ti25、Ti23、Ti59等)等の周期表第4族元素と周期表第16族元素との化合物、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マグネシウム(MgSe)等の周期表第2族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr24)、セレン化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr2Se4)、硫化銅(II)クロム(III)(CuCr24)、セレン化水銀(II)クロム(III)(HgCr2Se4)等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート(BaTiO3)等が挙げられる。なお、G.Schmidら;Adv.Mater.,4巻,494頁(1991)に報告されている(BN)75(BF1515や、D.Fenskeら;Angew.Chem.Int.Ed.Engl.,29巻,1452頁(1990)に報告されているCu146Se73(トリエチルホスフィン)22のように構造の確定されている半導体クラスターも同様に例示される。 The semiconductor fine particles mean fine particles having a semiconductor crystal composition. Specific examples of the semiconductor crystal composition include simple elements of Group 14 elements of the periodic table such as carbon, silicon, germanium, tin, and phosphorus (black phosphorus). A group consisting of a group 15 element such as selenium and tellurium, a compound composed of a group 14 element such as silicon carbide (SiC), tin oxide (IV) ( SnO 2 ), tin sulfide (II, IV) (Sn (II) Sn (IV) S 3 ), tin sulfide (IV) (SnS 2 ), tin sulfide (II) (SnS), tin selenide (II) ( SnSe), tin telluride (II) (SnTe), lead (II) sulfide (PbS), lead selenide (II) (PbSe), lead telluride (II) (PbTe) group 14 elements Compounds with Group 16 elements of the periodic table, boron nitride (BN), boron phosphide (BP), boron arsenide BAs), aluminum nitride (AlN), aluminum phosphide (AlP), aluminum arsenide (AlAs), aluminum antimonide (AlSb), gallium nitride (GaN), gallium phosphide (GaP), gallium arsenide (GaAs), antimony Compound of periodic table group 13 element and periodic table group 15 element such as gallium (GaSb), indium nitride (InN), indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), indium antimonide (InSb) (or the like) III-V group compound semiconductor), aluminum sulfide (Al 2 S 3 ), aluminum selenide (Al 2 Se 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), gallium selenide (Ga 2 Se 3 ), gallium telluride ( Ga 2 Te 3 ), indium oxide (In 2 O 3 ), indium sulfide (In 2 S 3 ), indium selenide (In 2 Se 3 ), indium telluride (In 2 Te 3 ) and other compounds of group 13 elements of the periodic table and group 16 elements of the periodic table, thallium chloride (I) (TlCl) , Thallium bromide (I) (TlBr), thallium iodide (I) (TlI) compounds such as Group 13 elements and Periodic Table Group 17 elements, zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS) , Zinc selenide (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), cadmium oxide (CdO), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), mercury sulfide (HgS), mercury selenide (HgSe), mercury telluride (HgTe) periodic table group 12 element and the periodic table compound of group 16 element such as (or II-VI compound semiconductor), arsenic sulfide (III) (as 2 3), selenium arsenic (III) (As 2 Se 3 ), telluride arsenic (III) (As 2 Te 3 ), antimony sulfide (III) (Sb 2 S 3 ), selenium antimony (III) (Sb 2 Se 3 ), antimony telluride (III) (Sb 2 Te 3 ), bismuth sulfide (III) (Bi 2 S 3 ), bismuth selenide (III) (Bi 2 Se 3 ), bismuth telluride (III) (Bi) 2 Te 3 ) periodic table group 15 element and periodic group 16 element compound, copper oxide (I) (Cu 2 O), copper selenide (Cu 2 Se) periodic table Compounds of Group 11 elements and Group 16 elements of the periodic table, copper chloride (I) (CuCl), copper bromide (I) (CuBr), copper iodide (I) (CuI), silver chloride (AgCl), odor Compounds of Group 11 elements of the periodic table and elements of Group 17 of the periodic table, such as silver halide (AgBr), nickel oxide (II) (N O) and other periodic table group 10 elements and periodic table group 16 elements, cobalt oxide (II) (CoO), cobalt sulfide (II) (CoS) and other periodic table group 9 elements and periodic table Compounds with Group 16 elements, compounds of Group 8 elements of the periodic table such as triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), iron sulfide (II) (FeS), and Group 16 elements of the periodic table, manganese (II) oxide A compound of a periodic table group 7 element such as (MnO) and a periodic table group 16 element, a periodic table group 6 element such as molybdenum sulfide (IV) (MoS 2 ), tungsten oxide (IV) (WO 2 ), etc. Periodic table Group 15 elements such as compounds with Group 16 elements of the periodic table, vanadium oxide (II) (VO), vanadium oxide (IV) (VO 2 ), tantalum oxide (V) (Ta 2 O 5 ), etc. Table compound of group 16 element, titanium oxide (TiO 2, Ti 2 O 5 , Ti 2 O 3, Ti 5 O 9 , etc. A compound of a periodic table group 4 element such as a periodic table group 16 element, a compound of a periodic table group 2 element such as magnesium sulfide (MgS) and magnesium selenide (MgSe), and a periodic table group 16 element, Cadmium oxide (II) chromium (III) (CdCr 2 O 4 ), cadmium selenide (II) chromium (III) (CdCr 2 Se 4 ), copper sulfide (II) chromium (III) (CuCr 2 S 4 ), selenium Examples thereof include chalcogen spinels such as mercury (II) chromium (III) (HgCr 2 Se 4 ), barium titanate (BaTiO 3 ), and the like. In addition, G. Schmid et al .; Adv. Mater. 4, 494 (1991) (BN) 75 (BF 2 ) 15 F 15 and D. Fenske et al .; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 29, page 1452 (1990), a semiconductor cluster having a fixed structure such as Cu 146 Se 73 (triethylphosphine) 22 reported in the same manner is also exemplified.

上記の無機微粒子の中でも、光学材料として用いられる樹脂の屈折率が1.4〜1.7程度である場合が多いことから、これに近い屈折率をもつ酸化物微粒子が、本発明において好ましく用いられる。具体的には、シリカ(酸化ケイ素)、炭酸カルシウム、リン酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミニウム・マグネシウム酸化物などが挙げられる。任意に屈折率を調節できるという観点から、SiとSi以外の金属元素を含む複合酸化物微粒子(ケイ素酸化物とケイ素以外の1種類以上の金属酸化物とが複合化した複合酸化物)がさらに好ましく用いられる。   Among the above inorganic fine particles, since the refractive index of the resin used as the optical material is often about 1.4 to 1.7, oxide fine particles having a refractive index close to this are preferably used in the present invention. It is done. Specific examples include silica (silicon oxide), calcium carbonate, aluminum phosphate, aluminum oxide, magnesium oxide, and aluminum / magnesium oxide. From the standpoint that the refractive index can be arbitrarily adjusted, composite oxide fine particles (a composite oxide in which silicon oxide and one or more metal oxides other than silicon are combined) containing Si and a metal element other than Si are further provided. Preferably used.

本発明において好ましく用いられる複合酸化物微粒子の組成分布は特に限定されず、シリカと他の金属酸化物が、ほぼ均一に分散していても、コアシェルを形成していても良い。また、本発明で好ましく用いられる複合酸化物を構成する、シリカおよび他の金属酸化物はそれぞれ、結晶として存在していても良いし、非晶質であっても良い。また、本発明で好ましく用いられる複合酸化物において、シリカとシリカ以外の金属酸化物の含有比は、金属酸化物の種類や作製する無機微粒子の屈折率値により任意に決めることができる。   The composition distribution of the composite oxide fine particles preferably used in the present invention is not particularly limited, and silica and other metal oxides may be dispersed substantially uniformly or may form a core shell. In addition, each of silica and other metal oxides constituting the composite oxide preferably used in the present invention may exist as crystals or may be amorphous. In the composite oxide preferably used in the present invention, the content ratio of silica and a metal oxide other than silica can be arbitrarily determined depending on the type of metal oxide and the refractive index value of the inorganic fine particles to be produced.

本発明で用いられる複合酸化物微粒子がコアシェル構造を有する場合、内部コア粒子としては酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛などが、比較的微細な粒子を形成できることから、好ましく用いられる。内部コアを覆うシェル層を酸化ケイ素とすることにより、金属酸化物微粒子全体の屈折率を所望の屈折率に調整できるとともに、粒子表面を有機化合物により改質することが容易になり、粒子の吸湿抑制、および樹脂への良好な分散性を達成することができる。シェル層厚としては1nm以上5nm以下であり、1.5nm以上4nm以下が好ましい。1nm未満では、内部コア粒子を完全に被覆することができないため、粒子の表面改質が十分にできず、5nmを越えると、シェル形成時の原料濃度が高くなるため、粒子間の凝集が生じたり、シェル層厚の粒子間変動が大きくなるため屈折率分布が大きくなることから好ましくない。   When the composite oxide fine particles used in the present invention have a core-shell structure, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, zinc oxide and the like are preferably used as the inner core particles because relatively fine particles can be formed. By using silicon oxide as the shell layer that covers the inner core, the refractive index of the entire metal oxide fine particles can be adjusted to a desired refractive index, and the particle surface can be easily modified with an organic compound, thereby absorbing moisture of the particles. Suppression and good dispersibility in the resin can be achieved. The shell layer thickness is 1 nm or more and 5 nm or less, and preferably 1.5 nm or more and 4 nm or less. If the thickness is less than 1 nm, the inner core particles cannot be completely coated, so that the surface modification of the particles cannot be sufficiently performed. If the thickness exceeds 5 nm, the concentration of the raw material at the time of shell formation becomes high, causing aggregation between the particles. Moreover, since the inter-particle variation of the shell layer thickness is increased, the refractive index distribution is increased, which is not preferable.

本発明において樹脂中に分散する無機微粒子は、光線透過率を劣化させない範囲であれば、1種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。異なる性質を有する複数種類の微粒子を用いることで、必要とされる特性を更に効率よく向上させることもできる。   In the present invention, the inorganic fine particles dispersed in the resin may be one kind of inorganic fine particles or a combination of plural kinds of inorganic fine particles as long as the light transmittance is not deteriorated. By using a plurality of types of fine particles having different properties, the required characteristics can be improved more efficiently.

無機微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、球状の微粒子が好適に用いられる。具体的には、粒子の最小径(微粒子の外周に接する2本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最小値)/最大径(微粒子の外周に接する2本の接線を引く場合における当該接線間の距離の最大値)が0.5〜1.0であることが好ましく、0.7〜1.0であることが更に好ましい。   The shape of the inorganic fine particles is not particularly limited, but spherical fine particles are preferably used. Specifically, the minimum diameter of the particle (minimum value of the distance between the tangents when drawing two tangents in contact with the outer periphery of the fine particle) / maximum diameter (the value in drawing two tangents in contact with the outer periphery of the fine particle The maximum value of the distance between tangents) is preferably 0.5 to 1.0, and more preferably 0.7 to 1.0.

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。   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.

さらに、無機微粒子は、表面処理が施されていることが好ましい。無機微粒子の表面処理の方法としては、カップリング剤等の表面修飾剤による表面処理、ポリマーグラフト、メカノケミカルによる表面処理などが挙げられる。   Furthermore, the inorganic fine particles are preferably subjected to a surface treatment. Examples of the surface treatment method for the inorganic fine particles include surface treatment with a surface modifier such as a coupling agent, polymer graft, and surface treatment with mechanochemical.

また、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るものではないが、無機微粒子および無機微粒子を分散する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よい。   Examples of the surface modifier used for the surface treatment of the inorganic fine particles include silane coupling agents, silicone oil, titanate, aluminate and zirconate coupling agents. These are not particularly limited, but can be appropriately selected depending on the kind of the inorganic fine particles and the resin in which the inorganic fine particles are dispersed. Further, two or more surface treatments may be performed simultaneously or at different times.

シラン系の表面処理剤としては、ビニルシラザントリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられ、微粒子の表面を広く覆うためにヘキサメチルジシラザン等が好適に用いられる。   Examples of silane-based surface treatment agents include vinylsilazane trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, trimethylalkoxysilane, dimethyldialkoxysilane, methyltrialkoxysilane, and hexamethyldisilazane. For covering, hexamethyldisilazane or the like is preferably used.

シリコーンオイル系処理剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル等のストレートシリコーンオイルや、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有変性シリコーンオイル及びフッ素変性シリコーンオ
イル等の変性シリコーンオイルを用いることが可能である。
Examples of silicone oil processing agents include straight silicone oils such as dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and methylhydrogen silicone oil, amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, Methacryl-modified silicone oil, mercapto-modified silicone oil, phenol-modified silicone oil, one-end reactive modified silicone oil, heterogeneous functional group-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, methylstyryl-modified silicone oil, alkyl-modified silicone oil, higher fatty acid ester Modified silicone oil, hydrophilic special modified silicone oil, higher alkoxy modified silicone oil, higher fat It is possible to use the content-modified silicone oil and modified silicone oil and fluorine-modified silicone oil.

またこれらの処理剤はヘキサン、トルエン、メタノール、エタノール、アセトン水等で適宜希釈して用いられてもよい。   These treatment agents may be used after appropriately diluted with hexane, toluene, methanol, ethanol, acetone water or the like.

表面修飾剤による表面処理の方法としては、湿式加熱法、湿式濾過法、乾式攪拌法、インテグルブレンド法、造粒法等が挙げられる。100nm以下の表面改質を行う場合、乾式攪拌法が粒子凝集抑制の観点から好適に用いられるが、これに限定されるものではない。   Examples of the surface treatment method using the surface modifier include a wet heating method, a wet filtration method, a dry stirring method, an integral blend method, and a granulation method. When surface modification of 100 nm or less is performed, the dry stirring method is preferably used from the viewpoint of suppressing particle aggregation, but is not limited thereto.

これらの表面修飾剤は、1種類のみを用いてもよく、複数種類を併用してもよい。また、用いる表面修飾剤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、有機無機複合材料を得るにあたって用いる樹脂との親和性を、表面修飾剤を選ぶことによって図ることも可能である。表面修飾の割合は、特に限定されるものではないが、表面修飾後の無機微粒子に対して、表面修飾剤の割合が10〜99質量%の範囲であることが好ましく、30〜98質量%の範囲であることがより好ましい。   These surface modifiers may be used alone or in combination. In addition, the properties of the surface-modified fine particles obtained may vary depending on the surface modifier used, and the affinity with the resin used in obtaining the organic-inorganic composite material can be achieved by selecting the surface modifier. The ratio of the surface modification is not particularly limited, but the ratio of the surface modifier is preferably in the range of 10 to 99% by mass with respect to the inorganic fine particles after the surface modification, and is preferably 30 to 98% by mass. A range is more preferable.

(3)添加剤
有機無機複合材料の製造工程及び成形工程においては、必要に応じて各種添加剤(以下、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、主には、可塑剤、酸化防止剤、耐光安定剤等が挙げられ、それ以外にも、熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の安定剤;滑剤等の樹脂改質剤;軟質重合体、アルコール性化合物等の白濁防止剤;染料や顔料等の着色剤;帯電防止剤、難燃剤、フィラー等が挙げられる。これらの配合剤は、単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることが可能であり、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。特に、重合体が少なくとも可塑剤又は酸化防止剤が含有されていることが好ましい。
(3) Additives In the manufacturing process and molding process of the organic-inorganic composite material, various additives (hereinafter, also referred to as compounding agents) can be added as necessary. The additives are not particularly limited, but mainly include plasticizers, antioxidants, light stabilizers, etc. Other than these, heat stabilizers, weather stabilizers, ultraviolet absorbers, near infrared absorption Stabilizers such as agents; resin modifiers such as lubricants; anti-clouding agents such as soft polymers and alcoholic compounds; colorants such as dyes and pigments; antistatic agents, flame retardants and fillers. These compounding agents can be used alone or in combination of two or more thereof, and the compounding amount is appropriately selected within a range not impairing the effects described in the present invention. In particular, the polymer preferably contains at least a plasticizer or an antioxidant.

(3.1)可塑剤
可塑剤としては、特に限定されるものではないが、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が挙げられる。
(3.1) Plasticizer The plasticizer is not particularly limited, but is a phosphate ester plasticizer, a phthalate ester plasticizer, a trimellitic ester plasticizer, a pyromellitic acid plasticizer, Examples include glycolate plasticizers, citrate ester plasticizers, and polyester plasticizers.

リン酸エステル系可塑剤としては、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、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、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、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、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、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)シトレート等が挙げられる。   As the phosphate ester plasticizer, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, diphenyl biphenyl phosphate, trioctyl phosphate, tributyl phosphate, etc., phthalate ester plasticizer, 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 triethyl trimellitate, tetrabutyl pyromellitate, tetra Examples of glycolate plasticizers such as phenyl pyromellitate and tetraethyl pyromellitate include triacetin, tributyrin, ethylphthalylethyl glycolate, methylphthalylethyl glycolate, butylphthalylbutyl glycolate, and citrate plasticizers. Examples thereof include triethyl citrate, tri-n-butyl citrate, acetyl triethyl citrate, acetyl tri-n-butyl citrate, and acetyl tri-n- (2-ethylhexyl) citrate.

(3.2)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等が挙げられ、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、成形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。また、酸化防止剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、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、樹脂100質量部に対して、0.001〜10質量部の範囲であることが好ましく、0.01〜1質量部の範囲であることがより好ましい。
(3.2) Antioxidants Examples of antioxidants include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, etc. Among them, phenolic antioxidants, particularly alkyl-substituted phenolic compounds. Antioxidants are preferred. By blending these antioxidants, it is possible to prevent lens coloring and strength reduction due to oxidative degradation during molding without reducing transparency, heat resistance and the like. Further, the 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 with respect to 100 parts by mass of the resin. The range is preferably 0.001 to 10 parts by mass, and more preferably 0.01 to 1 part by mass.

フェノール系酸化防止剤としては、従来公知のものが適用可能であり、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2,4−ジ−t−アミル−6−(1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニルアクリレート等の特開昭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)等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−トリアジン等のトリアジン基含有フェノール系化合物等が挙げられる。   A conventionally well-known thing is applicable as a phenolic antioxidant, 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-tert-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. pentaerythrimethyl-tetrakis ( 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenylpropionate))], triethylene glycol bis (3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate) and the like Alkyl substituted phenol compounds; 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-triazine, etc. Triazine group-containing phenol compounds, and the like.

リン系酸化防止剤としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、10−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド等のモノホスファイト系化合物;4,4′−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−t−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト)、4,4′−イソプロピリデン−ビス(フェニル−ジ−アルキル(C12〜C15)ホスファイト)等のジホスファイト系化合物等が挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリス(ジノニルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等が特に好ましい。   Phosphorous antioxidants include triphenyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, phenyl diisodecyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, tris (dinonylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-t -Butylphenyl) phosphite, monophosphites such as 10- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -9,10-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) And diphosphite compounds such as) phosphite). 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、ジラウリル3,3−チオジプロピオネート、ジミリスチル3,3′−チオジプロピピオネート、ジステアリル3,3−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−(β−ラウリル−チオ−プロピオネート)、3,9−ビス(2−ドデシルチオエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等が挙げられる。   Sulfur-based antioxidants include dilauryl 3,3-thiodipropionate, dimyristyl 3,3′-thiodipropionate, distearyl 3,3-thiodipropionate, lauryl stearyl 3,3-thiodipropionate Pentaerythritol-tetrakis- (β-lauryl-thio-propionate), 3,9-bis (2-dodecylthioethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane and the like. .

(3.3)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等が挙げられるが、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)の中でも、テトラヒドロフランを溶媒として用いた液体クロマトグラフィーによるポリスチレン換算の分子量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、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い、または、射出成形等の加熱溶融成形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といった問題が生じるからである。
(3.3) Light Stabilizer Examples of the light stabilizer include a benzophenone light stabilizer, a benzotriazole light stabilizer, a hindered amine light stabilizer, etc. From the viewpoint of properties and the like, it is preferable to use a hindered amine light-resistant stabilizer. Among hindered amine light-resistant stabilizers (hereinafter referred to as HALS), those having a molecular weight Mn in terms of polystyrene by liquid chromatography using tetrahydrofuran as a solvent are preferably 1,000 to 10,000, and preferably 2,000 to 5,000. Some are more preferred, with 2,800-3,800 being particularly preferred. When Mn is too small, when HALS is blended by heating and kneading into a block copolymer, a predetermined amount cannot be blended due to volatilization, or foaming or silver streak occurs during heat melting molding such as injection molding. This is because there arises a problem that the stability is lowered.

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は、レンズから揮発性成分がガスとなって発生する。このため、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、HALSのMnを上述した範囲とすることにより、加工安定性、低ガス発生性及び透明性に優れたレンズが得られる。   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. For this reason, when Mn is too large, the dispersibility to a block copolymer will fall, the transparency of a lens will fall, and the effect of light resistance improvement will reduce. Therefore, by setting the HALS Mn within the above-described range, a lens excellent in processing stability, low gas generation property, and transparency can be obtained.

上述したHALS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〕等のピペリジン環が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等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。   The HALS mentioned above includes N, N ′, N ″, N ′ ″-tetrakis- [4,6-bis- {butyl- (N-methyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl]. ) Amino} -triazin-2-yl] -4,7-diazadecane-1,10-diamine, dibutylamine and 1,3,5-triazine, N, N'-bis (2,2,6,6- Polycondensate with 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-4-pipe Di) 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 lyazine skeleton. Molecular weight HALS; polymer of dimethyl succinate and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidineethanol, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, 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 S Piperidine ring, such as Le compound is bound high molecular weight HALS, and the like via an ester bond.

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等のMnが2,000〜5,000の範囲であるものが好ましい。   Among these, a polycondensate 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}], dimethyl succinate and 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidineethanol, etc. Is preferably in the range of 2,000 to 5,000.

(3.4)配合量等
有機無機複合材料に対する上述した各種添加剤の配合量は、重合体100質量部に対して、0.01〜20質量部の範囲であることが好ましく、0.02〜15質量部の範囲であることがより好ましく、0.05〜10質量部であることが特に好ましい。これは、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ないため、レンズ等の光学素子として使用する場合、レーザ等の照射によって着色が生じてしまい、HALSの配合量が多すぎると、その一部がガスとなって発生するとともに、樹脂への分散性が低下するため、レンズの透明性が低下するからである。
(3.4) Blending amount etc. The blending amount of the various additives described above with respect to the organic-inorganic composite material is preferably in the range of 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer, and 0.02 More preferably, it is the range of -15 mass parts, and it is especially preferable that it is 0.05-10 mass parts. This is because if the addition amount is too small, the effect of improving the light resistance cannot be sufficiently obtained. Therefore, when used as an optical element such as a lens, coloring occurs due to irradiation with a laser or the like, and the HALS content is too large. This is because a part of the gas is generated as a gas and the dispersibility in the resin is lowered, so that the transparency of the lens is lowered.

また、有機無機複合材料に加え、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が好ましい。これによって、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からである。   Moreover, it is preferable to mix | blend the compound whose lowest glass transition temperature is 30 degrees C or less in addition to an organic inorganic composite material. This is because white turbidity in a high temperature and high humidity environment for a long time can be prevented without degrading various properties such as transparency, heat resistance and mechanical strength.

(4)製造方法
本発明に係る有機無機複合材料は、上述したように樹脂及び無機微粒子からなるが、その製造方法は、特に限定されるものではない。
樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合には、無機微粒子存在下で熱可塑性樹脂を重合させることで複合化する方法、熱可塑性樹脂の存在下で無機微粒子を形成し複合化する方法、無機微粒子を熱可塑性樹脂の溶媒になる液中に分散液とし、その後溶媒を除去することで複合化する方法、無機微粒子と熱可塑性樹脂を別々に用意し、溶融混練、溶媒を含んだ状態での溶融混練などで複合化する方法等、何れの方法によっても製造することができる。各種添加剤はこのような複合化の過程のどの工程で加えても良いが、複合化に支障のない添加タイミングを選択できる。
(4) Manufacturing Method The organic-inorganic composite material according to the present invention is composed of a resin and inorganic fine particles as described above, but the manufacturing method is not particularly limited.
When a thermoplastic resin is used as the resin, a method of forming a composite by polymerizing a thermoplastic resin in the presence of inorganic fine particles, a method of forming and combining inorganic fine particles in the presence of a thermoplastic resin, A method of forming a dispersion in a liquid that becomes a solvent for a plastic resin and then compounding by removing the solvent, preparing inorganic fine particles and a thermoplastic resin separately, melt-kneading, melt-kneading in a state containing a solvent, etc. It can be produced by any method such as a method of compounding with the above. Various additives may be added at any step of the compounding process, but the addition timing that does not hinder the compounding can be selected.

これらの中で、無機微粒子と熱可塑性樹脂を別々に用意し、溶融混練で複合化する方法は、簡便で製造コストを抑えることが可能なことから、好ましく用いられる。溶融混練に用いることのできる装置としては、ラボプラストミル、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等のような密閉式混練装置またはバッチ式混練装置を挙げることができる。また、単軸押出機、二軸押出機等のように連続式の溶融混練装置を用いて製造することもできる。   Among these, the method of preparing the inorganic fine particles and the thermoplastic resin separately and combining them by melt-kneading is preferably used because it is simple and can suppress the manufacturing cost. As an apparatus which can be used for melt kneading, a closed kneading apparatus or a batch kneading apparatus such as a lab plast mill, a Brabender, a Banbury mixer, a kneader, a roll, and the like can be given. Moreover, it can also manufacture using a continuous melt-kneading apparatus like a single screw extruder, a twin screw extruder, etc.

有機無機複合材料の製造方法において、溶融混練を用いる場合、熱可塑性樹脂と無機微粒子を一括で添加し混練してもよいし、段階的に分割添加して混練してもよい。この場合、押出機などの溶融混練装置では、段階的に添加する成分をシリンダーの途中から添加することも可能である。また、予め混練後、熱可塑性樹脂以外の成分で予め添加しなかった成分を添加して更に溶融混練する際も、これらを一括で添加して、混練してもよいし、段階的に分割添加して混練してもよい。分割して添加する方法も、一成分を数回に分けて添加する方法も採用でき、一成分は一括で添加し、異なる成分を段階的に添加する方法も採用でき、そのいずれをも合わせた方法でも良い。   When melt kneading is used in the method for producing an organic-inorganic composite material, the thermoplastic resin and the inorganic fine particles may be added and kneaded all at once, or may be added in stages and kneaded. In this case, in a melt-kneading apparatus such as an extruder, it is possible to add the components to be added step by step from the middle of the cylinder. In addition, after kneading in advance, when components other than thermoplastic resin that have not been added in advance are added and further melt-kneaded, these may be added all at once and kneaded, or added in stages. And may be kneaded. The method of adding in a divided manner or the method of adding one component in several batches can be adopted, the method of adding one component at a time and the method of adding different components in stages can also be adopted, both of which are combined The method is fine.

溶融混練による複合化を行う場合、無機微粒子は粉体ないし凝集状態のまま添加することが可能である。あるいは、液中に分散した状態で添加することも可能である。液中に分散した状態で添加する場合は、混練後に脱揮を行うことが好ましい。   In the case of compounding by melt kneading, the inorganic fine particles can be added in a powder or agglomerated state. Or it is also possible to add in the state disperse | distributed in the liquid. When adding in the state disperse | distributed in the liquid, it is preferable to perform devolatilization after kneading | mixing.

液中に分散した状態で添加する場合、あらかじめ凝集粒子を一次粒子に分散して添加することが好ましい。分散には各種分散機が使用可能であるが、特にビーズミルが好ましい。ビーズは各種の素材があるがその大きさは小さいものが好ましく、特に直径0.1mm以下、0.001mm以上のものが好ましい。   When adding in the state disperse | distributed in a liquid, it is preferable to disperse | distribute aggregated particles to a primary particle beforehand, and to add. Various dispersing machines can be used for dispersion, but a bead mill is particularly preferable. There are various kinds of beads, but those having a small size are preferable, and those having a diameter of 0.1 mm or less and 0.001 mm or more are particularly preferable.

本発明の有機無機複合材料において、樹脂として硬化性樹脂を用いる場合、硬化性樹脂のモノマー、硬化剤、硬化促進剤、各種添加剤を、表面処理を適宜施した無機微粒子と混合し、紫外線及び電子線照射、あるいは加熱処理の何れかの操作によって硬化させることによって得ることができる。   In the organic-inorganic composite material of the present invention, when a curable resin is used as the resin, a monomer of the curable resin, a curing agent, a curing accelerator, and various additives are mixed with inorganic fine particles appropriately subjected to surface treatment, ultraviolet rays and It can be obtained by curing by either electron beam irradiation or heat treatment.

有機無機複合材料における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、有機無機複合材料中の無機微粒子の粒径分布が、本発明で規定する条件を満たすことが困難になることが懸念される。樹脂中の無機微粒子の粒径分布は、その作製方法に大きく影響されることから、用いられる樹脂及び無機微粒子の特性を十分に勘案して、最適な方法を選択することが重要である。   The degree of mixing of the resin and the inorganic fine particles in the organic-inorganic composite material is not particularly limited, but it is desirable that the resin is uniformly mixed in order to achieve the effect of the present invention more efficiently. When the degree of mixing is insufficient, there is a concern that the particle size distribution of the inorganic fine particles in the organic-inorganic composite material may be difficult to satisfy the conditions defined in the present invention. Since the particle size distribution of the inorganic fine particles in the resin is greatly influenced by the production method thereof, it is important to select an optimal method in consideration of the characteristics of the resin and the inorganic fine particles used.

以上のような有機無機複合材料を成形することにより、各種成形材料を得ることができるが、その成形方法は特に限定されない。樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、低複屈折性、機械強度、寸法精度等の特性に優れた成形物を得るために、溶融成形法が好ましく用いられ、溶融成形法としては、市販のプレス成形、市販の押し出し成形、市販の射出成形等が挙げられる。この中でも成形性及び生産性の観点から、射出成形が好ましく用いられる。   Various molding materials can be obtained by molding the organic-inorganic composite material as described above, but the molding method is not particularly limited. When a thermoplastic resin is used as the resin, a melt molding method is preferably used in order to obtain a molded product having excellent characteristics such as low birefringence, mechanical strength, and dimensional accuracy, and a commercially available press molding is used as the melt molding method. , Commercially available extrusion molding, and commercially available injection molding. Among these, injection molding is preferably used from the viewpoint of moldability and productivity.

一方、樹脂として硬化性樹脂を用いた場合、硬化性樹脂のモノマー、硬化剤などの樹脂組成物と無機微粒子の混合物を、硬化性樹脂が紫外線及び電子線硬化性樹脂の場合は、透光性の所定形状の金型等に樹脂組成物を充填、あるいは基板上に塗布した後、紫外線及び電子線を照射して硬化させればよく、一方、硬化性樹脂が熱硬化性樹脂の場合は、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等により硬化成形することができる。   On the other hand, when a curable resin is used as the resin, a mixture of a resin composition such as a curable resin monomer and a curing agent and inorganic fine particles is used. The resin composition is filled into a predetermined shape mold or the like, or applied onto a substrate and then cured by irradiation with ultraviolet rays and an electron beam. On the other hand, when the curable resin is a thermosetting resin, It can be cured by compression molding, transfer molding, injection molding or the like.

(5)適用例
上記有機無機複合材料はその成形物が光学素子等に適用可能である。成形物としては、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、低複屈折性、透明性、機械強度、耐熱性、低吸水性に優れるため、各種光学素子への適用が好適である。
(5) Application Example The molded product of the organic-inorganic composite material can be applied to an optical element or the like. The molded product can be used in various forms such as spherical, rod-shaped, plate-shaped, cylindrical, cylindrical, tube-shaped, fibrous, film or sheet-shaped, and has low birefringence, transparency, machine Since it is excellent in strength, heat resistance and low water absorption, application to various optical elements is suitable.

具体的な適用例としては、光学レンズや、光学プリズムとしては、カメラの撮像系レンズ;顕微鏡、内視鏡、望遠鏡レンズ等のレンズ;眼鏡レンズ等の全光線透過型レンズ;CD、CD−ROM、WORM(追記型光ディスク)、MO(書き変え可能な光ディスク;光磁気ディスク)、MD(ミニディスク)、DVD(デジタルビデオディスク)等の光ディスクのピックアップレンズ;レーザビームプリンターのfθレンズ、センサー用レンズ等のレーザ走査系レンズ;カメラのファインダー系のプリズムレンズ等が挙げられる。   As a specific application example, as an optical lens or an optical prism, an imaging lens of a camera; a lens such as a microscope, an endoscope or a telescope lens; an all-light transmission lens such as a spectacle lens; a CD or a CD-ROM , WORM (recordable optical disc), MO (rewritable optical disc; magneto-optical disc), MD (mini disc), DVD (digital video disc) and other optical disc pickup lens; laser beam printer fθ lens, sensor lens And a laser scanning system lens such as a camera finder system prism lens.

その他の光学用途としては、液晶ディスプレイなどの導光板;偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルム等の光学フィルム;光拡散板;光カード;液晶表示素子基板等が挙げられる。   Other optical applications include light guide plates such as liquid crystal displays; optical films such as polarizing films, retardation films and light diffusion films; light diffusion plates; optical cards; liquid crystal display element substrates.

上述した成形物の中でも、低複屈折性が要求されるピックアップレンズや、レーザ走査系レンズ等の光学素子として用いられるのが好適である。   Among the above-mentioned molded products, it is preferable to be used as an optical element such as a pickup lens that requires low birefringence or a laser scanning lens.

以下、図3を参照しながら、上記有機無機複合材料によって成形された光学素子が用いられた光ピックアップ装置1について説明する。   Hereinafter, an optical pickup device 1 using an optical element formed of the organic-inorganic composite material will be described with reference to FIG.

図3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。
本実施形態における光ピックアップ装置1には、図3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。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the internal structure of the optical pickup device 1.
As shown in FIG. 3, 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.

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。   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3に示すように、光線L1となって、コリメータ3を透過して無限平行光にコリメートされた後、ビームスプリッタ4を透過して、1/4波長板5を透過する。さらに、絞り6及び対物レンズ7を透過した後、光ディスクDの保護基板D1を介して情報記録面D2に集光スポットを形成する。
Next, the operation of the optical pickup device 1 will be described.
The optical pickup device 1 in the present embodiment emits blue light from the semiconductor laser oscillator 2 at the time of recording information on the optical disc D or at the time of reproducing information recorded on the optical disc D. As shown in FIG. 3, the emitted blue light becomes a light ray L1, is collimated to infinite parallel light through the collimator 3, and then is transmitted through the beam splitter 4 to pass through the quarter wavelength plate 5. To Penetrate. Further, after passing through the diaphragm 6 and the objective lens 7, a condensed spot is formed on the information recording surface D 2 via the protective substrate D 1 of the optical disc D.

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

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

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.

[実施例1]
(1)無機微粒子の準備・調製
(1.1)無機微粒子Aの準備
シリカ(日本アエロジル社製:RX300、平均一次粒子径7nm)を「無機微粒子A」として準備した。
(1.2)無機微粒子Bの準備
シリカ(日本アエロジル社製:RX200、平均一次粒子径12nm)を「無機微粒子B」として準備した。
[Example 1]
(1) Preparation and preparation of inorganic fine particles (1.1) Preparation of inorganic fine particles A Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: RX300, average primary particle diameter 7 nm) was prepared as “inorganic fine particles A”.
(1.2) Preparation of inorganic fine particles B Silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: RX200, average primary particle size 12 nm) was prepared as “inorganic fine particles B”.

(1.3)無機微粒子Cの調製
純水160cc、エタノール560cc、アンモニア水(25%)30ccの混合溶液に酸化アルミニウム(日本アエロジル社製Aluminium Oxide C)を10g加えて作製した懸濁液を、ウルトラアペックスミル(壽工業株式会社)を用いて分散し、アルミナ粒子の分散液を得た。次に、この分散液を撹拌しながら、当該分散液に対し、テトラエトキシシラン(信越化学製LS-2430)50cc、水16cc、エタノール56ccの混合溶液を8時間かけて滴下した。さらにその分散液を1時間撹拌し続けたところで、アンモニア水を用いてその分散液のpHを10.4まで上げ、その分散液を室温で15時間撹拌した。その後、遠心分離を用いて分散液中から粒子を分離し、その液を190℃で5時間加熱して乾燥させ、白色粉末状の「無機微粒子C」を得た。得られた無機微粒子Cの平均一次粒子径Dpを透過型電子顕微鏡で評価したところ、Dp=17nmであった。
(1.3) Preparation of inorganic fine particles C A suspension prepared by adding 10 g of aluminum oxide (Aluminium Oxide C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) to a mixed solution of pure water 160 cc, ethanol 560 cc, and ammonia water (25%) 30 cc, Dispersion was performed using an ultra apex mill (Sakai Industry Co., Ltd.) to obtain a dispersion of alumina particles. Next, while stirring this dispersion, a mixed solution of 50 cc of tetraethoxysilane (LS-2430 manufactured by Shin-Etsu Chemical), 16 cc of water, and 56 cc of ethanol was added dropwise to the dispersion over 8 hours. When the dispersion was further stirred for 1 hour, the pH of the dispersion was raised to 10.4 using aqueous ammonia, and the dispersion was stirred at room temperature for 15 hours. Thereafter, the particles were separated from the dispersion liquid using centrifugal separation, and the liquid was heated at 190 ° C. for 5 hours and dried to obtain “inorganic fine particles C” in the form of white powder. When the average primary particle diameter Dp of the obtained inorganic fine particles C was evaluated with a transmission electron microscope, it was Dp = 17 nm.

(1.4)無機微粒子Dの調製
酸化ジルコニア10wt%分散液(住友大阪セメント(株)製)100gを純水135ccで希釈し、その分散液に対して3−アミノプロピルトリメトキシシラン3.7gを室温でゆっくりと滴下した後、この溶液を60℃で10時間撹拌した。その溶液を室温まで冷却し、その溶液に対しエタノール680cc、アンモニア水(28%関東化学)230ccを加えた。その後、その溶液を撹拌しながら、その溶液に対し、テトラエトキシシラン(信越化学)15gとエタノール200cc、水100ccの混合溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらにその溶液を12時間撹拌した。撹拌終了後、溶液中から粒子を遠心分離し、当該粒子をエタノールで洗浄した。洗浄後の粒子を90℃で乾燥させてエタノールを取り除き、その後に当該粒子を450℃で焼成して白色粉末状の「無機微粒子D」を得た。得られた無機微粒子Dの平均一次粒子径Dpを透過型電子顕微鏡で評価したところ、Dp=7nmであった。
(1.4) Preparation of inorganic fine particles D 100 g of zirconia oxide 10 wt% dispersion (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) was diluted with 135 cc of pure water, and 3.7 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane was added to the dispersion. Was slowly added dropwise at room temperature, and the solution was stirred at 60 ° C. for 10 hours. The solution was cooled to room temperature, and 680 cc of ethanol and 230 cc of aqueous ammonia (28% Kanto Chemical) were added to the solution. Thereafter, while stirring the solution, a mixed solution of 15 g of tetraethoxysilane (Shin-Etsu Chemical), 200 cc of ethanol and 100 cc of water was dropped into the solution over 6 hours. After completion of the dropwise addition, the solution was further stirred for 12 hours. After completion of the stirring, the particles were centrifuged from the solution, and the particles were washed with ethanol. The washed particles were dried at 90 ° C. to remove ethanol, and then the particles were fired at 450 ° C. to obtain “inorganic fine particles D” in the form of white powder. When the average primary particle diameter Dp of the obtained inorganic fine particles D was evaluated with a transmission electron microscope, it was Dp = 7 nm.

(2)試料の作製
(2.1)1〜4の作製
熱可塑性樹脂として表1記載の化学式2の樹脂を、無機微粒子として無機微粒子Aを用い、溶融混練法により「試料1〜4」を作製した。詳しくは、混練装置として、東洋精機製作所製のラボプラストミルμを用い、セグメントミキサーKF6を装着し、上記熱可塑性樹脂と無機微粒子Aとをミキサーに投入し、混練時間を1〜30分の間で適宜変化させて混練を行い、試料1〜4を作製した。混練中は、サンプル投入口からNガスを系内に導入し、空気の混入を抑えた。熱可塑性樹脂に対する無機微粒子Aの体積分率Φを、試料1〜3についてはΦ=0.3と、試料4についてはΦ=0.2となるようにした。
(2) Preparation of Sample (2.1) Preparation of 1-4 Using the resin of Chemical Formula 2 listed in Table 1 as the thermoplastic resin and the inorganic fine particles A as the inorganic fine particles, “Samples 1 to 4” were prepared by melt kneading. Produced. Specifically, as a kneading apparatus, a lab plast mill μ manufactured by Toyo Seiki Seisakusho is used, a segment mixer KF6 is mounted, the thermoplastic resin and the inorganic fine particles A are charged into the mixer, and the kneading time is 1 to 30 minutes. The samples 1 to 4 were prepared by kneading with appropriate changes. During the kneading, N 2 gas was introduced into the system from the sample inlet to suppress air contamination. The volume fraction Φ of the inorganic fine particles A with respect to the thermoplastic resin was set to be Φ = 0.3 for the samples 1 to 3 and Φ = 0.2 for the sample 4.

(2.2)試料5〜8の作製
熱可塑性樹脂と混練装置は上記(2.1)の項目で記載したのと同様のものを適用し、無機微粒子Aを無機微粒子Bに変更して、混練時間を上記と同じ範囲内で変化させて熱可塑性樹脂と無機微粒子Bとを混練し、「試料5〜8」を作製した。このとき、熱可塑性樹脂に対する無機微粒子Bの体積分率Φを、試料5についてはΦ=0.3と、試料6,7についてはΦ=0.2と、試料8についてはΦ=0.4となるようにした。
(2.2) Preparation of Samples 5 to 8 The thermoplastic resin and the kneading apparatus are the same as those described in the item (2.1) above, and the inorganic fine particles A are changed to the inorganic fine particles B. The thermoplastic resin and the inorganic fine particles B were kneaded while changing the kneading time within the same range as described above to produce “Samples 5 to 8”. At this time, the volume fraction Φ of the inorganic fine particles B with respect to the thermoplastic resin is Φ = 0.3 for the sample 5, Φ = 0.2 for the samples 6 and 7, and Φ = 0.4 for the sample 8. It was made to become.

(2.3)試料9〜11の作製
熱可塑性樹脂と混練装置は上記(2.1)の項目で記載したのと同様のものを適用し、無機微粒子Aを無機微粒子Cに変更して、混練時間を上記と同じ範囲内で変化させて熱可塑性樹脂と無機微粒子Cとを混練し、「試料9〜11」を作製した。このとき、熱可塑性樹脂に対する無機微粒子Cの体積分率Φを、すべてΦ=0.3となるようにした。
(2.3) Preparation of Samples 9 to 11 The thermoplastic resin and the kneading apparatus are the same as those described in the item (2.1) above, and the inorganic fine particles A are changed to the inorganic fine particles C. The thermoplastic resin and the inorganic fine particles C were kneaded while changing the kneading time within the same range as described above to produce “Samples 9 to 11”. At this time, the volume fraction Φ of the inorganic fine particles C with respect to the thermoplastic resin was all set to Φ = 0.3.

(2.4)試料12〜14の作製
熱可塑性樹脂と混練装置は上記(2.1)の項目で記載したのと同様のものを適用し、無機微粒子Aを無機微粒子Dに変更して、混練時間を上記と同じ範囲内で変化させて熱可塑性樹脂と無機微粒子Dとを混練し、「試料12〜14」を作製した。このとき、熱可塑性樹脂に対する無機微粒子Cの体積分率Φを、すべてΦ=0.3となるようにした。
(2.4) Preparation of Samples 12 to 14 The thermoplastic resin and the kneading apparatus are the same as those described in the item (2.1) above, and the inorganic fine particles A are changed to the inorganic fine particles D. The thermoplastic resin and the inorganic fine particles D were kneaded while changing the kneading time within the same range as described above to produce “Samples 12 to 14”. At this time, the volume fraction Φ of the inorganic fine particles C with respect to the thermoplastic resin was all set to Φ = 0.3.

(3)試料の評価
(3.1)無機微粒子の粒径分布及び中心間距離分布の測定
小角広角X線回折装置(理学電機株式会社製:RINT2500/PC)を用いてX線小角散乱測定を行い、各試料1〜14における熱可塑性樹脂中の無機微粒子A,B,C,Dの分散粒子の粒径分布及び中心間距離分布を求めた。測定は、以下の測定条件による透過法で行った。このとき、各試料1〜14の厚さを1/μ(μは各試料1〜14の質量吸収係数)となるように調整した。
(3) Evaluation of sample (3.1) Measurement of particle size distribution and center-to-center distance distribution of inorganic fine particles X-ray small angle scattering measurement was performed using a small angle wide angle X-ray diffractometer (RINT2500 / PC, manufactured by Rigaku Corporation). Then, the particle size distribution and the center-to-center distance distribution of the inorganic fine particles A, B, C, and D in the thermoplastic resin in each of the samples 1 to 14 were obtained. The measurement was performed by the transmission method under the following measurement conditions. At this time, the thickness of each sample 1-14 was adjusted to 1 / μ (μ is the mass absorption coefficient of each sample 1-14).

ターゲット:銅
出力:40kV−200mA
1stスリット:0.04mm
2ndスリット:0.03mm
受光スリット:0.1mm
散乱スリット:0.2mm
測定法:2θ FTスキャン法
測定範囲:0.1〜6°
サンプリング:0.04°
計数時間:30秒
Target: Copper Output: 40kV-200mA
1st slit: 0.04mm
2nd slit: 0.03 mm
Light receiving slit: 0.1 mm
Scattering slit: 0.2 mm
Measurement method: 2θ FT scan method Measurement range: 0.1 to 6 °
Sampling: 0.04 °
Counting time: 30 seconds

その後、得られた散乱パターンに基づいて、解析ソフト(理学電機株式会社製:NANO−solver Ver3.0)を用いて各試料1〜14の解析を行った。ここで、解析に必要なブランクデータは、測定用の各試料1〜14を受光スリットボックスの入射側に設置して、同条件で測定することによって得た。   Then, based on the obtained scattering pattern, each sample 1-14 was analyzed using the analysis software (Rigaku Denki Co., Ltd. product: NANO-solver Ver3.0). Here, the blank data necessary for the analysis was obtained by setting each sample for measurement 1 to 14 on the incident side of the light receiving slit box and measuring under the same conditions.

解析は、ブランクデータの除去、スリット補正を行った後、フィッティングを行い、無機微粒子A,B,C,Dの分散粒子の粒径分布及び中心間距離分布を求めた。得られた粒径分布に基づいてD50の数値を計算し、得られた中心間距離分布に基づいてLp及びL95の数値を算出した。これらの算出結果を下記表2に示した。 In the analysis, blank data was removed and slit correction was performed, and fitting was performed to determine the particle size distribution and the center-to-center distance distribution of the dispersed particles of the inorganic fine particles A, B, C, and D. A numerical value of D 50 was calculated based on the obtained particle size distribution, and numerical values of Lp and L 95 were calculated based on the obtained center-to-center distance distribution. These calculation results are shown in Table 2 below.

(3.2)光線透過率の測定
各試料1〜14を加熱溶融した後、それら各試料1〜14を厚さ寸法が3mmのプレート状に成型した。得られたプレート状の各試料1〜14について、分光光度計(株式会社島津製作所製:UV−3150)により、波長588nmにおける厚さ方向の透過率を測定した。その測定結果を下記表2に示した。
(3.2) Measurement of light transmittance After each sample 1-14 was heated and melted, each sample 1-14 was molded into a plate having a thickness of 3 mm. About each of the obtained plate-shaped samples 1-14, the transmittance | permeability of the thickness direction in wavelength 588nm was measured with the spectrophotometer (Shimadzu Corporation make: UV-3150). The measurement results are shown in Table 2 below.

(3.3)dn/dT変化率の算出
自動屈折計(カルニュー光学工業製:KPR−200)を用いて、各試料1〜14の温度を10℃から60℃まで変化させ、波長588nmにおける屈折率を測定し、各試料1〜14におけるdn/dTを算出した。併せて、無機微粒子A,B,C,Dのいずれも添加されていない熱可塑性樹脂(表1記載の化学式2の樹脂)についても、同様の方法により、当該熱可塑性樹脂におけるdn/dTを算出した。これら算出結果に基づいて、下記式により、各試料1〜14のdn/dTの変化率を算出した。その算出結果を下記表2に示した。
(3.3) Calculation of rate of change of dn / dT Using an automatic refractometer (Kalnew Optical Industry Co., Ltd .: KPR-200), the temperature of each sample 1-14 was changed from 10 ° C. to 60 ° C., and the refraction at a wavelength of 588 nm. The rate was measured and dn / dT in each sample 1-14 was calculated. In addition, the dn / dT in the thermoplastic resin is calculated by the same method for the thermoplastic resin to which none of the inorganic fine particles A, B, C, and D are added (the resin of the chemical formula 2 described in Table 1). did. Based on these calculation results, the change rate of dn / dT of each sample 1-14 was calculated by the following formula. The calculation results are shown in Table 2 below.

dn/dT変化率=(熱可塑性樹脂におけるdn/dT−各試料1〜14におけるdn/dT)/(熱可塑性樹脂におけるdn/dT)×100   dn / dT change rate = (dn / dT in the thermoplastic resin−dn / dT in each sample 1 to 14) / (dn / dT in the thermoplastic resin) × 100

Figure 2007154159
Figure 2007154159

(4)まとめ
表2に示すように、前記式(1)及び(2)で規定する条件を満たす試料1,2,5〜10,12,13は、その条件を満たさない試料3,4,11,14に対し、光線透過率が高く、dn/dT変化率が大きいことから、屈折率の温度依存性が小さく、かつ透明度が高い、光学的に優れた有機無機複合材料であることが判明した。
(4) Summary As shown in Table 2, Samples 1, 2, 5 to 10, 12, and 13 that satisfy the conditions defined by the above formulas (1) and (2) are Samples 3, 4, and 4 that do not satisfy the conditions. 11 and 14, the light transmittance is high and the dn / dT change rate is large. Therefore, it is proved that the temperature dependence of the refractive index is small and the transparency is high and the optically excellent organic-inorganic composite material. did.

[実施例2]
(1)無機微粒子の準備・調製
実施例1と同様にして「無機微粒子A,B,C,D」を準備・調製した。
[Example 2]
(1) Preparation and Preparation of Inorganic Fine Particles “Inorganic fine particles A, B, C, D” were prepared and prepared in the same manner as in Example 1.

(2)試料の作製
(2.1)試料15〜18の作製
硬化性樹脂としての3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート(ダイセル化学工業社製セロキサイド2021)100質量部と、硬化剤としてのメチルヘキサヒドロ無水フタル酸(大日本インキ化学工業社製エピクロンB-650)100質量部と、硬化促進剤としての2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製2E4MZ)3質量部と、安定剤としてのフェノール系酸化防止剤(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)0.1質量部及びリン系安定剤(2,2’−メチレンビス(4,6ジ−第三ブチルフェニル)−2−エチルヘキシルホスファイト)0.1質量部と、の混合物に対し、無機微粒子Aを加えて混合し、卓上型3本ロール式ミル((株)入江商会製RM-1)を用いて分散した。
(2) Preparation of sample (2.1) Preparation of samples 15-18 3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ′, 4′-epoxycyclohexene carboxylate as a curable resin (Celoxide 2021 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 100 parts by mass, 100 parts by mass of methylhexahydrophthalic anhydride as a curing agent (Epiclon B-650 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), and 2-ethyl-4-methylimidazole (Shikoku Chemical Industries, Ltd.) as a curing accelerator 2E4MZ (made by company) and phenolic antioxidant (tetrakis (methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenylpropionate) methane) as a stabilizer. 1 part by mass and 0.1 parts by mass of a phosphorus stabilizer (2,2′-methylenebis (4,6di-tert-butylphenyl) -2-ethylhexyl phosphite); Relative mixture is mixed with inorganic fine particles A, and dispersed using a tabletop 3-roll mill (Co. Irie Shokai Ltd. RM-1).

得られた分散物から自動公転方式のミキサー((株)シンキー製あわとり練太郎AR-100)で脱泡し、脱泡後の分散物を型の中に流し込み、100℃で3時間、さらに140℃で3時間オーブン中にて硬化させ、無色透明な硬化物を得た。このとき、ロールミルによる処理回数を1〜10回の間で変化させ、分散の程度の異なる「試料15〜18」を作製した。なお、硬化性樹脂に対する無機微粒子Aの体積分率Φを、試料15〜17についてはΦ=0.3と、試料18についてはΦ=0.2となるようにした。   The obtained dispersion is defoamed with an automatic revolution mixer (Shinky Awatori Nertaro AR-100), and the defoamed dispersion is poured into a mold at 100 ° C. for 3 hours. Curing was performed in an oven at 140 ° C. for 3 hours to obtain a colorless and transparent cured product. At this time, the number of treatments by the roll mill was changed between 1 and 10 to produce “Samples 15 to 18” having different degrees of dispersion. The volume fraction Φ of the inorganic fine particles A with respect to the curable resin was set to be Φ = 0.3 for the samples 15 to 17 and Φ = 0.2 for the sample 18.

(2.2)試料19〜22の作製
無機微粒子Aを無機微粒子Bに変更した以外は、上記(2.1)と同じ方法で「試料19〜22」を作製した。このとき、硬化性樹脂に対する無機微粒子Bの体積分率Φを、試料19についてはΦ=0.3と、試料20についてはΦ=0.2と、試料21についてはΦ=0.4と、試料22についてはΦ=0.5となるようにした。
(2.2) Production of Samples 19 to 22 “Samples 19 to 22” were produced in the same manner as in (2.1) above, except that the inorganic fine particles A were changed to the inorganic fine particles B. At this time, the volume fraction Φ of the inorganic fine particles B with respect to the curable resin, Φ = 0.3 for the sample 19, Φ = 0.2 for the sample 20, and Φ = 0.4 for the sample 21, For Sample 22, Φ = 0.5.

(2.3)試料23〜25の作製
無機微粒子Aを無機微粒子Cに変更した以外は、上記(2.1)と同じ方法で「試料23〜25」を作製した。このとき、硬化性樹脂に対する無機微粒子Cの体積分率Φを、すべてΦ=0.4となるようにした。
(2.3) Production of Samples 23 to 25 “Samples 23 to 25” were produced in the same manner as in (2.1) above, except that the inorganic fine particles A were changed to the inorganic fine particles C. At this time, all the volume fractions Φ of the inorganic fine particles C with respect to the curable resin were set to Φ = 0.4.

(2.4)試料26〜28の作製
無機微粒子Aを無機微粒子Dに変更した以外は、上記(2.1)と同じ方法で「試料26〜28」を作製した。このとき、硬化性樹脂に対する無機微粒子Dの体積分率Φを、すべてΦ=0.3となるようにした。
(2.4) Preparation of Samples 26 to 28 “Samples 26 to 28” were prepared in the same manner as in (2.1) above, except that the inorganic fine particles A were changed to the inorganic fine particles D. At this time, all the volume fractions Φ of the inorganic fine particles D with respect to the curable resin were set to Φ = 0.3.

(3)試料の評価
実施例1と同様の方法により、各試料15〜28の評価を行い、その評価結果を下記表3に示した。
なお、光線透過率の測定は、各試料15〜28を厚さ寸法が3mmのプレート上に切り出し加工して行った。dn/dT変化率については、無機微粒子A,B,C,Dのいずれも添加せずに硬化させた硬化物に対するdn/dT変化率とした。
(3) Evaluation of Samples Samples 15 to 28 were evaluated in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 3 below.
The light transmittance was measured by cutting each sample 15 to 28 on a plate having a thickness of 3 mm. About the dn / dT change rate, it was set as the dn / dT change rate with respect to the hardened | cured material hardened without adding any of inorganic fine particles A, B, C, and D.

Figure 2007154159
Figure 2007154159

(4)まとめ
表3に示すように、前記式(1)及び(2)で規定する条件を満たす試料15,16,19〜24,26,27は、その条件を満たさない試料17,18,25,28に対し、光線透過率が高く、dn/dT変化率が大きいことから、屈折率の温度依存性が小さく、かつ透明度が高い、光学的に優れた有機無機複合材料であることが判明した。
(4) Summary As shown in Table 3, the samples 15, 16, 19 to 24, 26, 27 satisfying the conditions defined by the above formulas (1) and (2) are the samples 17, 18, 19 that do not satisfy the conditions. 25 and 28 have a high light transmittance and a large dn / dT change rate, so that it was found to be an optically superior organic-inorganic composite material with a low temperature dependence of refractive index and high transparency. did.

(a)無機微粒子が単体で樹脂中に分散した状態を示す模式図であり、(b)無機微粒子が単体とその凝集体とで樹脂中に分散した状態を示す模式図である。(A) It is a schematic diagram which shows the state which the inorganic fine particle disperse | distributed in resin alone, (b) It is a schematic diagram which shows the state in which the inorganic fine particle was disperse | distributed in resin with the simple substance and its aggregate. (a)分散粒子の粒径Dとその粒径Dを有する分散粒子の個数との個数分布関数を示す概略図であり、(b)任意の分散粒子同士の中心間距離Lとその中心間距離Lの出現頻度との頻度分布関数を示す概略図である。(A) It is the schematic which shows the number distribution function of the particle size D of a dispersed particle, and the number of the dispersed particles which have the particle size D, (b) The distance L between centers of arbitrary dispersed particles, and the distance between the centers. It is the schematic which shows the frequency distribution function with the appearance frequency of L. 光ピックアップ装置1の内部構造を示す模式図である。2 is a schematic diagram showing an internal structure of the optical pickup device 1. FIG.

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 Protection substrate D 2 Information recording surface

Claims (6)

無機微粒子が樹脂中に分散された有機無機複合材料であって、
前記無機微粒子は前記樹脂中に一次粒子の状態で又は一次粒子が複数個凝集した状態で分散されており、これら分散粒子の粒径をDと、任意の前記分散粒子とそれに隣り合う前記分散粒子との中心間距離をLと規定したとき、前記粒径Dと前記中心間距離Lとが下記式(1),(2)で規定する両条件を満たすことを特徴とする有機無機複合材料。
50≦30nm … (1)
Lp≦30nm … (2)
(上記式(1)中、「D50」は、前記分散粒子の個数分布関数において、累積個数が全個数の50%となる粒径Dを意味する。上記式(2)中、「Lp」は、中心間距離Lの頻度分布関数におけるピークの中心間距離Lを意味する。)
An organic-inorganic composite material in which inorganic fine particles are dispersed in a resin,
The inorganic fine particles are dispersed in the resin in a state of primary particles or in a state where a plurality of primary particles are aggregated, and the particle size of these dispersed particles is D, and the dispersed particles adjacent to any of the dispersed particles. An organic-inorganic composite material characterized in that when the center-to-center distance is defined as L, the particle diameter D and the center-to-center distance L satisfy both conditions defined by the following formulas (1) and (2).
D 50 ≦ 30 nm (1)
Lp ≦ 30 nm (2)
(In the above formula (1), “D 50 ” means the particle size D in which the cumulative number is 50% of the total number in the number distribution function of the dispersed particles. In the above formula (2), “Lp”. Means the center distance L of the peak in the frequency distribution function of the center distance L.)
請求項1に記載の有機無機複合材料において、
前記中心間距離Lが下記式(3)で規定する条件を満たすことを特徴とする有機無機複合材料。
Lp≦20nm … (3)
The organic-inorganic composite material according to claim 1,
An organic-inorganic composite material, wherein the center-to-center distance L satisfies a condition defined by the following formula (3).
Lp ≦ 20 nm (3)
請求項1又は2に記載の有機無機複合材料において、
前記中心間距離Lが下記式(4)で規定する条件を満たすことを特徴とする有機無機複合材料。
95≦60nm … (4)
(上記式(4)中、「L95」は、中心間距離Lの頻度分布関数において、累積頻度が全頻度の95%となる中心間距離Lを意味する。)
The organic-inorganic composite material according to claim 1 or 2,
An organic-inorganic composite material, wherein the center-to-center distance L satisfies a condition defined by the following formula (4).
L 95 ≦ 60 nm (4)
(In the above formula (4), “L 95 ” means the center distance L at which the cumulative frequency is 95% of the total frequency in the frequency distribution function of the center distance L.)
請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機無機複合材料において、
当該有機無機複合材料中に占める前記無機微粒子の体積分率をΦと規定したとき、前記体積分率Φが下記式(5)で規定する条件を満たすことを特徴とする有機無機複合材料。
0.2≦Φ≦0.6 … (5)
In the organic-inorganic composite material according to any one of claims 1 to 3,
An organic-inorganic composite material, wherein the volume fraction of the inorganic fine particles in the organic-inorganic composite material is defined as Φ, and the volume fraction Φ satisfies a condition defined by the following formula (5).
0.2 ≦ Φ ≦ 0.6 (5)
請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機無機複合材料において、
前記無機微粒子が、ケイ素酸化物とケイ素以外の1種類以上の金属酸化物とが複合化した複合酸化物であることを特徴とする有機無機複合材料。
In the organic-inorganic composite material according to any one of claims 1 to 4,
An organic-inorganic composite material, wherein the inorganic fine particle is a composite oxide in which a silicon oxide and one or more kinds of metal oxides other than silicon are combined.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の有機無機複合材料を用いて成形されたことを特徴とする光学素子。   An optical element formed using the organic-inorganic composite material according to claim 1.
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