JP2008239923A - 有機無機複合組成物とその製造方法、成形体および光学部品 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた透明性と高い屈折率を有する光学部品を提供する。
【解決手段】無機微粒子と、下記一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを含むことを特徴とする有機無機複合組成物。

（Ａは、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有する置換基；Ｌ¹およびＬ²は単結合または２価の連結基；Ｘは（ｌ＋ｍ）価の連結基；Ｐｏｌｙはビニルモノマーの重合体；ｌおよびｍは１〜１０の整数を表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、高屈折性、透明性、軽量性、加工性に優れる有機無機複合組成物、並びに、これを含んで構成されるレンズ基材（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ピックアップ用レンズ、車載カメラ用レンズ、携帯カメラ用レンズ、デジタルカメラ用レンズ、ＯＨＰ用レンズ、マイクロレンズアレイ等を構成するレンズ）等の光学部品に関する。

近年、光学材料の研究が盛んに行われており、特にレンズ材料の分野においては高屈折性、耐熱性、透明性、易成形性、軽量性、耐薬品性・耐溶剤性等に優れた材料の開発が強く望まれている。

プラスチックレンズは、ガラスなどの無機材料に比べ軽量で割れにくく、様々な形状に加工できるため、眼鏡レンズのみならず近年では携帯カメラ用レンズやピックアップレンズ等の光学材料にも急速に普及しつつある。

それに伴い、レンズの薄肉化や撮像素子の小型化を目的として、素材自体を高屈折率化することが求められるようになっている。例えば、硫黄原子をポリマー中に導入する技術（例えば、特許文献１および２参照）や、ハロゲン原子や芳香環をポリマー中に導入する技術（例えば、特許文献３参照）等が活発に研究されてきた。しかし、屈折率が大きくて良好な透明性を有しており、ガラスの代替となるようなプラスチック材料は未だ開発されるに至っていない。また、光ファイバーや光導波路では、異なる屈折率を有する材料を併用したり、屈折率に分布を有する材料を使用したりする。このように屈折率が部位によって異なる材料を提供するために、屈折率を任意に調節できる技術の開発も望まれている。

有機物のみで屈折率を高めることは難しいことから、高屈折率を有する無機物を樹脂マトリックス中に分散させることによって樹脂を高屈折率化する手法が報告されている（例えば、特許文献４参照）。レイリー散乱による透過光の減衰を低減するためには、粒子サイズが１５ｎｍ以下の無機微粒子を樹脂マトリックス中に均一に分散させることが好ましい。しかし、粒子サイズが１５ｎｍ以下の１次粒子は非常に凝集しやすいために、樹脂マトリックス中に均一に分散させることは極めて難しい。また、レンズの厚みに相当する光路長における透過光の減衰を考慮すると、無機微粒子の添加量を制限せざるを得ない。このため、樹脂の透明性を低下させずに微粒子を高濃度で樹脂マトリックスに分散することはこれまでできなかった。

また、数平均粒子サイズ０．５〜５０ｎｍの超微粒子が分散した熱可塑性樹脂組成物を主体とする成形体であって、光波長１ｍｍ当たりの複屈折率の平均が１０ｎｍ以下である樹脂組成物成形体（例えば、特許文献５参照）や、特定の数式で示される屈折率およびアッベ数を有する熱可塑性樹脂と、特定の平均粒子直径と屈折率とを有する無機微粒子とからなる熱可塑性材料組成物およびこれを用いた光学部品が報告されている（例えば、特許文献６、７参照）。これらも樹脂中に無機微粒子を分散させたものであるが、いずれも樹脂の透明性を低下させずに微粒子を高濃度で樹脂マトリックスに分散するといった観点からは十分な性能を発揮するものではなかった。

一方、有機無機複合組成物としては、例えば、表面有機修飾した無機粒子と、酸性基含有樹脂を溶融混練する方法が報告されているが、無機粒子の添加量は１質量％程度であり、充分とはいえない（特許文献８参照）。また、無機粒子の表面修飾基と樹脂をリンカーを介して結合させる有機無機複合組成物も報告されているが（特許文献９参照）、結合形成に高温を要するなど操作が煩雑であり、ゲル化の懸念もあることから成形加工性の観点から充分な性能を発揮するのもではなかった。また、これらのいずれの特許文献にも、高屈折率のレンズに使用可能な厚い透明成形体に関する記載はない。
特開２００２−１３１５０２号公報 特開平１０−２９８２８７号公報 特開２００４−２４４４４４号公報 特開２００３−７３５５９号公報 特開２００３−１４７０９０号公報 特開２００３−７３５６３号公報 特開２００３−７３５６４号公報 特開２００４−２１７７１４号公報 特表２００４−３５２９７５号公報

高屈折性、透明性および軽量性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に制御できる材料組成物、およびそれを含んで構成される光学部品は未だ見出されておらず、その開発が望まれていた。
本発明は前記実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、微粒子が樹脂マトリックス中に均一に分散され、優れた透明性と高い屈折率を有する有機無機複合組成物、並びに、これを用いたレンズ基材等の光学部品を提供することにある。

本発明者らは前記の目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の屈折率を有する無機微粒子と特定の樹脂とを原料とした有機無機複合組成物が、微粒子の均一分散効果により、高屈折性と優れた透明性とを有することを見出し、以下に記載する本発明の完成に至った。

［１］ 無機微粒子と、下記一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを含むことを特徴とする有機無機複合組成物。
一般式（１）

（一般式（１）中、Ａは、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有する置換基を表し、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立に単結合または２価の連結基を表し、Ｘは（ｌ＋ｍ）価の連結基を表し、Ｐｏｌｙはビニルモノマーの重合体を表し、ｌおよびｍはそれぞれ独立に１〜１０の整数を表す。）

［２］ 前記無機微粒子の数平均粒子サイズが１ｎｍ〜１５ｎｍであることを特徴とする［１］に記載の有機無機複合組成物。
［３］ 前記無機微粒子の屈折率が１．９０〜３．００であることを特徴とする［１］または［２］に記載の有機無機複合組成物。
［４］ 前記無機微粒子としてチタン酸化物かジルコニウム酸化物の少なくとも一方を含むことを特徴とする［１］〜［３］のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
［５］ 前記熱可塑性樹脂の屈折率が１．５０より大きいことを特徴とする［１］〜［４］に記載の有機無機複合組成物。
［６］ 波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が８０％以上であることを特徴とする［１］〜［５］のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
［７］ 熱可塑性であることを特徴とする［１］〜［６］のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
［８］ 溶媒を含まない固体であることを特徴とする［１］〜［７］のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。

［９］ 無機微粒子と、一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを有機溶媒中で混合する工程を含むことを特徴とする有機無機複合組成物の製造方法。
［１０］ 水、アルコール、または水とアルコールの混合物中において無機微粒子を表面処理剤の存在下で表面処理する工程と、表面処理された無機微粒子を有機溶媒中に抽出する工程と、抽出した該無機微粒子を一般式（１）で表される熱可塑性樹脂と混合する工程とを含むことを特徴とする［９］に記載の有機無機複合組成物の製造方法。
［１１］ 無機微粒子の有機溶媒分散物と、一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを混合する工程と、該混合液から溶剤を留去する工程とを含むことを特徴とする［９］または［１０］に記載の有機無機複合組成物の製造方法。
［１２］ 無機微粒子の有機溶媒分散物と、一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを混合する工程と、該混合液を再沈澱させる工程とを含むことを特徴とする［９］または［１０］に記載の有機無機複合組成物の製造方法。

［１３］ ［９］〜［１２］のいずれか一項に記載の製造方法により製造される有機無機複合組成物。
［１４］ 最大厚みが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする［１］〜［８］または［１３］のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物を含む成形体。
［１５］ 波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が７０％以上であり、屈折率が１．６３以上であることを特徴とする［１４］に記載の成形体。
［１６］ ［１４］または［１５］に記載の成形体からなることを特徴とする光学部品。
［１７］ レンズ基材であることを特徴とする［１６］に記載の光学部品。

本発明によれば優れた透明性と高い屈折率とを併せもつ有機無機複合組成物、およびこれを用いた光学部品を提供することができる。また、本発明によれば、機械的強度や耐熱性が良好な光学部品を提供しやすい。

以下において、本発明の有機無機複合組成物およびそれを含んで構成されるレンズ基材等の光学部品について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

［有機無機複合組成物］
本発明の有機無機複合組成物は、無機微粒子と、特定の構造を有する熱可塑性樹脂とを含むことを特徴とする。本発明の有機無機複合組成物では、熱可塑性樹脂に無機微粒子が分散している。

本発明の有機無機複合組成物は、固体であることが好ましい。溶媒含有量は２５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましく、溶媒を含まないことが最も好ましい。

本発明の有機無機複合組成物の屈折率は波長５８９ｎｍにおいて１．６０以上であることが好ましく、１．６３以上であることがより好ましく、１．６５以上であることがさらに好ましく、１．６７以上であることが特に好ましい。

本発明の有機無機複合組成物の光線透過率は、波長５８９ｎｍにおいて厚さ１ｍｍ換算で７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。また波長４０５ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率は６０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが特に好ましい。波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が７０％以上であればより好ましい性質を有するレンズ基材を得やすい。なお、本発明における厚さ１ｍｍ換算の光線透過率は、有機無機複合組成物を成形して厚さ１．０ｍｍの基板を作製し、紫外可視吸収スペクトル測定用装置（ＵＶ−３１００、（株）島津製作所製)で測定した値である。

本発明の有機無機複合組成物は、ガラス転移温度が１００℃〜４００℃であることが好ましく、１３０℃〜３８０℃であることがより好ましい。ガラス転移温度が１００℃以上であれば十分な耐熱性が得られやすく、ガラス転移温度が４００℃以下であれば成形加工を行いやすくなる傾向がある。

以下において、本発明の有機無機複合組成物の必須構成成分である熱可塑性樹脂と無機微粒子について順に説明する。本発明の有機無機複合組成物には、これらの必須構成成分以外に、本発明の条件を満たさない樹脂、分散剤、可塑剤、離型剤等の添加剤を含んでいてもよい。

［熱可塑性樹脂］
本発明の有機無機複合組成物は、下記一般式（１）で表される熱可塑性樹脂を含む。
一般式（１）

一般式（１）中、Ａは、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有する置換基を表し、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立に単結合または２価の連結基を表し、Ｘは（ｌ＋ｍ）価の連結基を表し、Ｐｏｌｙはビニルモノマーの重合体を表し、ｌおよびｍはそれぞれ独立に１〜１０の整数を表す。

一般式（１）中、Ａは、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有する置換基を表す。ここで、「化学結合」とは、例えば、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合等が挙げられ、官能基が複数存在する場合は、それぞれが無機微粒子と異なる化学結合を形成しうるものであってもよい。化学結合を形成しうるか否かは、後述する実施例に記載されるような有機溶媒中において熱可塑性樹脂と無機微粒子とを混合したときに、熱可塑性樹脂の官能基が無機微粒子と化学結合を形成しうるか否かで判定する。本発明の有機無機複合組成物中において、熱可塑性樹脂の官能基は、そのすべてが無機微粒子と化学結合を形成していてもよいし、一部が無機微粒子と化学結合を形成していてもよい。

無機微粒子と化学結合を形成しうる官能基は、無機微粒子と化学結合を形成しうるものであればその構造に特に制限されないが、

−ＳＯ₃Ｈ、−ＯＳＯ₃Ｈ、−ＣＯ₂Ｈ、および、−Ｓｉ（ＯＲ⁵）_mＲ⁶ _3-mからなる群より選ばれる官能基またはその塩であることが好ましい。前記官能基またはその塩としては、

−ＳＯ₃Ｈ、−ＣＯ₂Ｈ、および、−Ｓｉ（ＯＲ⁵）_mＲ⁶ _3-mからなる群より選ばれる官能基またはその塩が好ましく、

−ＳＯ₃Ｈ、−ＣＯ₂Ｈ、またはこれらの塩がより好ましく、

−ＳＯ₃Ｈ、またはこれらの塩がさらに好ましい。

前記Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶はそれぞれ独立に水素原子、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアルケニル基、置換または無置換のアルキニル基、あるいは置換または無置換のフェニル基を表し、好ましくは水素原子あるいは置換または無置換のアルキル基である。ｍは１〜３の整数を表し、好ましくは３である。

前記置換基Ａとして、例えば以下の構造を挙げることができる。

一般式（１）中、Ｘは（ｌ＋ｍ）価の連結基を表し、好ましくは２価〜２０価、より好ましくは２価〜１０価の連結基である。Ｘが２価の連結基であるとき、例えば、置換または無置換のアルキレン基、エーテル基、置換または無置換のアリーレン基、またはこれらの２つ以上を連結させた基を挙げることができる。アルキレン基の炭素数は１〜２０が好ましく、１〜１０がより好ましく、１〜５がさらに好ましい。アリーレン基の炭素数は６〜２０が好ましく、６〜１２がより好ましい。アルキレン基やアリーレン基の置換基としては、アルキル基やアリール基を挙げることができる。
Ｘが３価以上の連結基であるとき、例えば上記２価の連結基のうち、いずれかの芳香環または非芳香族炭素原子で枝分かれした構造を挙げることができる。Ｘの具体例として例えば以下の構造を挙げることができるが、一般式（１）のＸとして採用することができる連結基はこれらに限定されるものではない。

一般式（１）中、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立に、Ｘと硫黄原子とを結合する単結合、もしくはＸと硫黄原子とを連結する２価の連結基である。２価の連結基として、例えば、置換または無置換のアルキレン基、カルボニル基、置換または無置換のイミノ基、またはこれらの２つ以上を連結させた基を挙げることができる。アルキレン基の炭素数は１〜２０が好ましく、１〜１０がより好ましく、１〜５がさらに好ましい。アルキレン基やイミノ基の置換基としては、アルキル基を挙げることができる。２価の連結基の具体例としては例えば以下の構造を挙げることができるが、一般式（１）のＬ¹およびＬ²として採用することができる連結基はこれらに限定されるものではない。

一般式（１）中、Ｐｏｌｙはビニルモノマーの重合体を表す。該ビニルモノマーとしては、例えばPolymer Handbook 2nd ed., J. Brandrup, Wiley lnterscience (1975) Chapter 2 Page 1〜483に記載のものを挙げることができる。具体的には、例えば、スチレン誘導体、１−ビニルナフタレン、２−ビニルナフタレン、ビニルカルバゾール、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、イタコン酸ジアルキル類、前記フマール酸のジアルキルエステル類またはモノアルキルエステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を１個有する化合物等を挙げることができる。

前記スチレン誘導体としては、スチレン、２，４，６−トリブロモスチレン、２−フェニルスチレン等が挙げられる。

前記アクリル酸エステル類としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、クロロエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、メトキシベンジルアクリレート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、アクリル酸２-フェニルフェニル等が挙げられる。

前記メタクリル酸エステル類としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、クロロエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタクリレート、ベンジルメタクリレート、メトキシベンジルメタクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、メタクリル酸２-フェニルフェニル等が挙げられる。

前記アクリルアミド類としては、アクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜６のもの）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルアクリルアミド等が挙げられる。

前記メタクリルアミド類としては、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜３のもの、例えばメチル基、エチル基、プロピル基）、Ｎ，Ｎ−ジアルキルメタクリルアミド（アルキル基としては炭素数１〜６のもの）、Ｎ−ヒドロキシエチル−Ｎ−メチルメタクリルアミド、Ｎ−２−アセトアミドエチル−Ｎ−アセチルメタクリルアミド等が挙げられる。

前記アリル化合物としては、アリルエステル類（例えば酢酸アリル、カプロン酸アリル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、アセト酢酸アリル、乳酸アリルなど）、アリルオキシエタノール等が挙げられる。

前記ビニルエーテル類としては、アルキルビニルエーテル（アルキル基としては炭素数１〜１０のもの、例えば、ヘキシルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、クロロエチルビニルエーテル、１−メチル−２，２−ジメチルプロピルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエチルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒドロフルフリルビニルエーテル等が挙げられる。

前記ビニルエステル類としては、ビニルブチレート、ビニルイソブチレート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチルアセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビニルクロロアセテート、ビニルジクロロアセテート、ビニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、ビニルシクロヘキシルカルボキシレート等が挙げられる。

前記イタコン酸ジアルキル類としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル等が挙げられ、前記フマール酸のジアルキルエステル類またはモノアルキルエステル類としては、ジブチルフマレート等が挙げられる。

その他、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイロニトリル、マレイミド（Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド）等も挙げることができる。

Ｐｏｌｙで表されるビニルモノマー重合体として好ましいのは、アクリレートもしくはメタアクリレートの重合体である。
前記Ｐｏｌｙで表されるビニルモノマー重合体は単独重合体でも、２種類以上のモノマーからなる共重合体でもよい。

Ｐｏｌｙの具体例としては例えば以下の構造を挙げることができるが、一般式（１）のＰｏｌｙとして採用することができる基はこれらに限定されるものではない。［ ］内の構造は繰り返し単位を表し、繰り返し単位の添え数字は共重合比（ｍｏｌ比）を表す。

一般式（１）中、ｌは１〜１０の整数を表し、好ましくは１〜５の整数である。ｍは１〜１０の整数を表し、好ましくは１〜５の整数である。ｌとｍの大小関係は、ｌ≧ｍであることが好ましい。

一般式（１）において、ｌが２以上であるとき、ｌ個のＡはそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、また、ｌ個のＬ¹はそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。同様に、ｍが２以上であるとき、ｍ個のＬ²はそれぞれ同一であっても異なっていてもよいし、ｍ個のＰｏｌｙはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。好ましいのは、いずれも同一である場合である。

本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、屈折率が１．５０より大きいことが好ましく、１．５５より大きいことがより好ましく、１．６０より大きいことがさらに好ましい。なお、本発明における屈折率は、アッベ屈折計（アタゴ社製、「ＤＲ−Ｍ４」）にて波長５８９ｎｍの光について測定した値である。

本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が５０℃〜４００℃であることが好ましく、８０℃〜３８０℃であることがより好ましい。ガラス転移温度が５０℃以上の樹脂を用いれば十分な耐熱性を有する光学部品が得られやすくなり、また、ガラス転移温度が４００℃以下の樹脂を用いれば成形加工が行いやすくなる傾向がある。

また、本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。

本発明で用いられる熱可塑性樹脂の数平均分子量は１，０００〜５００，０００である。熱可塑性樹脂の数平均分子量は３，０００〜３００，０００であることが好ましく、５，０００〜２００，０００であることがさらに好ましく、１０，０００〜１００，０００であることが特に好ましい。熱可塑性樹脂の数平均分子量が１，０００未満の場合は充分な力学強度のある有機無機複合組成物を得ることができない。一方、前記樹脂の数平均分子量が５００，０００を超えると成形加工が難しくなる。

一般式（１）で表される熱可塑性樹脂は、例えば、新高分子実験学４ 高分子の合成・反応（１）付加系高分子の合成（高分子学会編）」第１章、１０９項〜１１２項に記載のように、下記一般式（２）で表されるチオール誘導体とビニルモノマーの共存下、ラジカル重合を行うことにより合成することができる。
一般式（２）

一般式（２）中、Ａ、Ｌ¹、Ｌ²、Ｘ、Ｐｏｌｙ、ｌ、ｍは、一般式（１）のそれらと同義である。

一般式（２）で表されるチオール誘導体は、多価チオール化合物の求核置換反応、求核付加反応、ラジカル付加反応など公知の方法で容易に合成できる。該チオール誘導体はクロマトグラフィーなどの手法で単離精製して次工程に用いても良いし、反応混合物のまま次工程に用いてもよい。反応混合物のｌ、ｍは混合物の平均値となり、これは¹Ｈ ＮＭＲなどで容易に導くことができる。

以下に本発明で使用することができる熱可塑性樹脂の好ましい具体例（例示化合物Ｊ−１〜Ｊ−１３）を挙げるが、本発明で用いることができる熱可塑性樹脂はこれらに限定されるものではない。

これらの熱可塑性樹脂は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱可塑性樹脂は、他の共重合成分を含んでもよい。
本発明の有機無機複合組成物には、本発明の条件を満たす熱可塑性樹脂とともに、本発明の条件を満たさない樹脂を含有させてもよい。例えば、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有さない樹脂と本発明の条件を満たす熱可塑性樹脂を混合して使用してもよい。無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有さない樹脂の種類に特に制限はないが、前記で挙げた光学物性、熱物性、分子量を満たすものが好ましい。

［無機微粒子］
本発明で用いられる無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子等が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛微粒子、酸化ジルコニウム微粒子、酸化錫微粒子、硫化亜鉛微粒子、チタン酸バリウム微粒子等を挙げることができ、好ましくは酸化チタン微粒子、酸化ジルコニウム微粒子、硫化亜鉛微粒子、チタン酸バリウム微粒子であり、より好ましくは酸化チタンおよび／または酸化ジルコニウムを含む微粒子である。ただし、本発明で用いることができる無機微粒子は、ここに例示した材料に限定されるものではない。

本発明では、１種類の無機微粒子を単独で用いてもよいし、複数種の無機微粒子を併用してもよい。また、屈折率や透明性や安定性の観点から、これらの無機物の複合物として用いてもよい。またこれらの微粒子は光触媒活性低減、吸水率低減など種々の目的から、異種元素をドーピングしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤などで表面修飾した微粒子であってもよい。

本発明で用いられる無機微粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、ハロゲン化金属やアルコキシ金属を原料に用い、水を含有する反応系において加水分解することにより、所望の酸化物微粒子を得ることができる。
具体的には、酸化チタンナノ粒子の合成原料としては硫酸チタニルが例示され、酸化亜鉛ナノ粒子の合成原料としては酢酸亜鉛や硝酸亜鉛等の亜鉛塩が例示される。テトラエトキシシランやチタニウムテトライソプロポキサイド等の金属アルコキシド類も無機微粒子の原料として好適である。このような無機微粒子の合成方法としては、例えば、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス第３７巻４６０３〜４６０８頁（１９９８年）、あるいは、ラングミュア第１６巻第１号２４１〜２４６頁（２０００年）に記載の方法を挙げることができる。

特にゾル生成法により酸化物ナノ粒子を合成する場合においては、例えば硫酸チタニルを原料として用いる酸化チタンナノ粒子の合成のように、水酸化物等の前駆体を経由し、次いで酸やアルカリによりこれを脱水縮合または解膠してヒドロゾルを生成させる手順も可能である。かかる前駆体を経由する手順では、該前駆体を、濾過や遠心分離等の任意の方法で単離精製することが最終製品の純度の点で好適である。得られたヒドロゾルにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（略称ＤＢＳ）やジアルキルスルホスクシネートモノナトリウム塩（三洋化成工業（株）製、商標名「エレミノールＪＳ−２」）等の適当な界面活性剤を加えて、ゾル粒子を非水溶化させて単離してもよく、例えば、「色材」５７巻６号，３０５〜３０８頁（１９８４）に記載の公知の方法を用いることができる。

また、水中で加水分解させる方法以外の方法として、有機溶媒中で無機微粒子を作製する方法も挙げることができる。このとき、有機溶媒中には、本発明で用いる熱可塑性樹脂が溶解していてもよい。
これらの方法に用いられる溶媒としては、アセトン、２−ブタノン、ジクロロメタン、クロロホルム、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサノン、アニソール等が例として挙げられる。これらは、１種類を単独で使用してもよく、また複数種を混合して使用してもよい。

本発明で用いられる無機微粒子の数平均粒子サイズは、小さすぎると該微粒子を構成する物質固有の特性が変化する場合があり、逆に大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となり、有機無機複合組成物の透明性が極端に低下する場合がある。従って、本発明で用いられる無機微粒子の数平均粒子サイズの下限値は、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは２ｎｍ以上、さらに好ましくは３ｎｍ以上であり、上限値は好ましくは１５ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。すなわち、本発明における無機微粒子の数平均粒子サイズとしては、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍがさらに好ましく、３ｎｍ〜５ｎｍが特に好ましい。
ここで、上述の数平均粒子サイズは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で測定することができる。

本発明で用いられる無機微粒子の屈折率の範囲は、２２℃で５８９ｎｍの波長において１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることがより好ましく、２．００〜２．７０であることがさらに好ましい。本発明における無機微粒子の屈折率が１．９０以上であれば、屈折率が１．８０より大きい有機無機複合組成物を製造しやすい。一方、屈折率が３．００以下であれば、透過率が８０％以上の有機無機複合組成物を製造しやすい。

無機微粒子の屈折率は、例えば本発明で用いられる熱可塑性樹脂と複合化した複合物を透明フィルムとして、アッベ屈折計（例えば、アタゴ社製「ＤＭ−Ｍ４」）で屈折率を測定し、別途測定した樹脂成分のみの屈折率とから換算する方法、あるいは濃度の異なる微粒子分散液の屈折率を測定することにより微粒子の屈折率を算出する方法などによって見積もることができる。

本発明の有機無機複合組成物における無機微粒子の含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、２０〜９５質量％が好ましく、２５〜７０質量％がさらに好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。また、本発明における前記無機微粒子と熱可塑性樹脂（分散ポリマー）との質量比は、分散性の点から、１：０．０１〜１：１００が好ましく、１：０．０５〜１：１０がさらに好ましく、１：０．０５〜１：５が特に好ましい。

［添加剤］
本発明の有機無機複合組成物には、上記の熱可塑性樹脂や無機微粒子以外に、均一分散性、成形時の流動性、離型性、耐候性等観点から適宜各種添加剤を配合してもよい。
これら添加剤の配合割合は目的に応じて異なるが、前記無機微粒子および熱可塑性樹脂の合計量に対して、０〜５０質量％であることが好ましく、０〜３０質量％であることがより好ましく、０〜２０質量％であることが特に好ましい。

＜表面処理剤＞
本発明では、後述するように水中またはアルコール溶媒中に分散された無機微粒子を熱可塑性樹脂と混合する際に、有機溶媒への抽出性または置換性を高める目的、熱可塑性樹脂への均一分散性を高める目的、微粒子の吸水性を下げる目的、あるいは耐候性を高める目的など種々目的に応じて、上記熱可塑性樹脂以外の微粒子表面修飾剤を添加してもよい。該表面処理剤の重量平均分子量は５０〜５０，０００であることが好ましく、より好ましくは１００〜２０，０００、さらに好ましくは２００〜１０，０００である。

前記表面処理剤としては、下記一般式（３）で表される構造を有するものが好ましい。
一般式（３）
Ａ−Ｂ

一般式（３）中、Ａは本発明で用いられる無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を表し、Ｂは本発明で用いられる熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂マトリックスに対する相溶性または反応性を有する炭素数１〜３０の１価の基またはポリマーを表す。ここで、「化学結合」とは、例えば、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合等をいう。

Ａで表わされる基の好ましい例は、本発明で用いられる熱可塑性樹脂の官能基として前記したものと同じである。
一方、Ｂで表される基の化学構造は、相溶性の観点から該樹脂マトリックスの主体である熱可塑性樹脂の化学構造と同一または類似するものであることが好ましい。本発明では特に高屈折率化の観点から、前記熱可塑性樹脂とともにＢの化学構造が芳香環を有していることが好ましい。

本発明で好ましく用いられる、表面処理剤の例としては例えば、ｐ−オクチル安息香酸、ｐ−プロピル安息香酸、酢酸、プロピオン酸、シクロペンタンカルボン酸、燐酸ジベンジル、燐酸モノベンジル、燐酸ジフェニル、燐酸ジ-α-ナフチル、フェニルホスホン酸、フェニルホスホン酸モノフェニルエステル、ＫＡＹＡＭＥＲ ＰＭ−２１（商品名；日本化薬社製）、ＫＡＹＡＭＥＲ ＰＭ−２（商品名；日本化薬社製）、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、パラオクチルベンゼンスルホン酸、あるいは特開平５−２２１６４０号、特開平９−１００１１１号、特開２００２−１８７９２１号各公報記載のシランカップリング剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

これらの表面処理剤は１種類を単独で用いてもよく、また複数種を併用してもよい。
これら表面処理剤の添加量の総量は無機微粒子に対して、質量換算で０．０１〜２倍であることが好ましく、０．０３〜１倍であることがより好ましく、０．０５〜０．５倍であることが特に好ましい。

＜可塑剤＞
本発明で用いられる熱可塑性樹脂のガラス転移温度が高い場合、組成物の成形が必ずしも容易ではないことがある。このため、本発明の組成物の成形温度を下げるために可塑剤を使用してもよい。可塑化剤を添加する場合の添加量は有機無機複合組成物の総量の１〜５０質量％であることが好ましく、２〜３０質量％であることがより好ましく、３〜２０質量％であることが特に好ましい。
本発明で使用する可塑剤は、樹脂との相溶性、耐候性、可塑化効果などを総合的に勘案して決定する必要があり、最適な材料は他の組成物に依存するため一概には言えないが、屈折率の観点からは芳香環を有するものが好ましく、代表的な例として下記一般式（４）で表される構造を有するものを挙げることができる。

（式中、Ｂ¹およびＢ²は炭素数６〜１８のアルキル基または炭素数６〜１８のアリールアルキル基を表し、ｍは０または１を表し、Ｘは

のうちのいずれかであり、Ｒ¹¹ およびＲ¹² はそれぞれ独立に水素原子または炭素数４以下のアルキル基を示す。）

また、一般式（４）で表される化合物において、Ｂ¹，Ｂ²は炭素数６〜１８の範囲内において任意のアルキル基またはアリールアルキル基を選ぶことができる。炭素数が６未満では、分子量が低すぎてポリマーの溶融温度で沸騰し、気泡を生じたりする場合がある。また、炭素数が１８を超えると、ポリマーとの相溶性が悪くなる場合があり添加効果が不十分となることがある。

前記Ｂ¹，Ｂ²としては、具体的に、ｎ−ヘキシル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−オクタデシル基等の直鎖アルキル基や、２−ヘキシルデシル基、メチル分岐オクタデシル基等の分岐アルキル基、またはベンジル基、２−フェニルエチル基等のアリールアルキル基が挙げられる。また、前記一般式（４）で表される化合物の具体例としては、次に示すものが挙げられ、中でも、Ｗ−１（花王株式会社製の商品名「ＫＰ−Ｌ１５５」）が好ましい。

＜その他の添加剤＞
上記成分以外に、成形性を改良する目的で変性シリコーンオイル等の公知の離型剤を添加したり、耐光性や熱劣化を改良したりする目的で、ヒンダードフェノール系、アミン系、リン系、チオエーテル系等の公知の劣化防止剤を適宜添加してもよい。これらを配合する場合は、有機無機複合組成物の全固形分に対して０．１〜５質量％程度とすることが好ましい。

［有機無機複合組成物の製造方法］
本発明に用いられる無機微粒子は、少なくとも一方の高分子鎖末端に前記官能基を有する熱可塑性樹脂と化学結合して樹脂中に分散される。
本発明に用いられる無機微粒子は粒子サイズが小さく、表面エネルギーが高いため、固体で単離すると再分散させることが難しい。よって、無機微粒子は溶液中に分散された状態で熱可塑性樹脂と混合し安定分散物とすることが好ましい。複合物の好ましい製造方法としては、（１）無機粒子を上記表面処理剤の存在下に表面処理を行い、表面処理された無機微粒子を有機溶媒中に抽出し、抽出した該無機微粒子を前記熱可塑性樹脂と均一混合して無機微粒子と熱可塑性樹脂の複合物を製造する方法、（２）無機微粒子と熱可塑性樹脂の両者を均一に分散あるいは溶解できる溶媒を用いて両者を均一混合して無機微粒子と熱可塑性樹脂の複合物を製造する方法が挙げられる。

上記（１）の方法によって無機微粒子と熱可塑性樹脂の複合物を製造する場合には、有機溶媒としてトルエン、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、メトキシベンゼン等の非水溶性の溶媒が用いられる。微粒子の有機溶剤への抽出に用いられる表面処理剤と前記熱可塑性樹脂は同種のものであっても異種のものであってもよいが、好ましく用いられる表面処理剤については、前述＜表面処理剤＞の欄で述べたものが挙げられる。
有機溶媒中に抽出された無機微粒子と熱可塑性樹脂を混合する際に、可塑化剤、離型剤、あるいは別種のポリマー等の添加剤を必要に応じて添加してもよい。

上記（２）の方法を採用する場合は、溶剤として、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、１−メトキシー２−プロパノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、酢酸、プロピオン酸等の親水的な極性溶媒の単独または混合溶媒、あるいはクロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、クロロベンゼン、メトキシベンゼン等の非水溶性溶媒と上記極性溶媒との混合溶媒が好ましく用いられる。この際、前述の熱可塑性樹脂とは別に分散剤、可塑化剤、離型剤、あるいは別種のポリマーを必要に応じて添加してもよい。水／メタノールに分散された微粒子を用いる際には、水／メタノールより高沸点で熱可塑性樹脂を溶解する親水的な溶媒を添加した後、水／メタノールを濃縮留去することによって、微粒子の分散液を極性有機溶媒に置換した後、樹脂と混合することが好ましい。このとき、前記表面処理剤を添加してもよい。

上記（１）、（２）の方法によって得られた有機無機複合組成物の溶液は、そのままキャスト成形して成形体とすることもできるが、本発明では特に、該溶液を濃縮、凍結乾燥、あるいは適当な貧溶媒から再沈澱させる等の手法により溶剤を除去した後、粉体化した固形分を射出成形、圧縮成形等の手法によって成形することが好ましい。

［成形体］
本発明の有機無機複合組成物を成形することにより、本発明の成形体を製造することができる。本発明の成形体は、有機無機複合組成物の説明の欄で前記した屈折率と光学特性を示すものが有用である。中でも、波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が７０％以上であり、屈折率が１．６３以上である成形体が有用である。

また本発明の成形体は最大厚みが０．１ｍｍ以上であることが好ましい。最大厚みは、好ましくは０．１〜５ｍｍであり、さらに好ましくは１〜３ｍｍである。これらの厚みを有する成形体は、高屈折率の光学部品として特に有用である。このような厚い成形体は、溶液キャスト法で製造しようとしても溶剤が抜けにくいため一般に容易ではない。しかしながら、本発明の有機無機複合組成物を用いれば成形が容易で非球面などの複雑な形状も容易に実現することができる。このように、本発明によれば、微粒子の高い屈折率特性を利用しながら良好な透明性を有する成形体を得ることができる。

［光学部品］
本発明の成形体は、高屈折性、光線透過性、軽量性を併せ持ち、光学特性に優れた成形体である。本発明の光学部品は、このような成形体からなるものである。本発明の光学部品の種類は、特に制限されない。特に、有機無機複合組成物の優れた光学特性を利用した光学部品、特に光を透過する光学部品（いわゆるパッシブ光学部品）として好適に利用することができる。かかる光学部品を備えた光学機能装置としては、例えば、各種ディスプレイ装置（液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等）、各種プロジェクタ装置（ＯＨＰ、液晶プロジェクタ等）、光ファイバー通信装置（光導波路、光増幅器等）、カメラやビデオ等の撮影装置等が例示される。

また、光学機能装置に用いられる前記パッシブ光学部品としては、例えば、レンズ、プリズム、プリズムシート、パネル（板状成形体）、フィルム、光導波路（フィルム状やファイバー状等）、光ディスク、ＬＥＤの封止剤等が例示される。かかるパッシブ光学部品には、必要に応じて任意の被覆層、例えば摩擦や摩耗による塗布面の機械的損傷を防止する保護層、無機粒子や基材等の劣化原因となる望ましくない波長の光線を吸収する光線吸収層、水分や酸素ガス等の反応性低分子の透過を抑制あるいは防止する透過遮蔽層、防眩層、反射防止層、低屈折率層等や、任意の付加機能層を設けて多層構造としてもよい。かかる任意の被覆層の具体例としては、無機酸化物コーティング層からなる透明導電膜やガスバリア膜、有機物コーティング層からなるガスバリア膜やハードコート等が挙げられ、そのコーティング法としては真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、ディップコート法、スピンコート法等公知のコーティング法を用いることができる。

本発明の有機無機複合組成物を用いた光学部品は、特にレンズ基材に好適である。本発明の有機無機複合組成物を用いて製造されたレンズ基材は、高屈折性、光線透過性、軽量性を併せ持ち、光学特性に優れている。また、有機無機複合組成物を構成するモノマーの種類や分散させる無機微粒子の量を適宜調節することにより、レンズ基材の屈折率を任意に調節することが可能である。
本発明における「レンズ基材」とは、レンズ機能を発揮することができる単一部材を意味する。レンズ基材の表面や周囲には、レンズの使用環境や用途に応じて膜や部材を設けることができる。例えば、レンズ基材の表面には、保護膜、反射防止膜、ハードコート膜等を形成することができる。また、レンズ基材の周囲を基材保持枠などに嵌入して固定することもできる。ただし、これらの膜や枠などは、本発明でいうレンズ基材に付加される部材であり、本発明でいうレンズ基材そのものとは区別される。

本発明におけるレンズ基材をレンズとして利用するに際しては、本発明のレンズ基材そのものを単独でレンズとして用いてもよいし、前記のように膜や枠などを付加してレンズとして用いてもよい。本発明のレンズ基材を用いたレンズの種類や形状は、特に制限されない。本発明のレンズ基材は、例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ピックアップ用レンズ、車載カメラ用レンズ、携帯カメラ用レンズ、デジタルカメラ用レンズ、ＯＨＰ用レンズ、マイクロレンズアレイ等）に使用される。

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

［分析および評価方法］
（１）透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察
日立製作所（株）社製「Ｈ−９０００ＵＨＲ型透過型電子顕微鏡」（加速電圧２００ｋＶ、観察時の真空度約７．６×１０^-9Ｐａ）にて行った。

（２）光線透過率測定
測定する試料を成形して厚さ１．０ｍｍの基板を作製し、紫外可視吸収スペクトル測定用装置「ＵＶ−３１００」（（株）島津製作所製）を用いて波長５８９ｎｍの光で測定した。

（３）屈折率測定
アッベ屈折計（アタゴ社製「ＤＲ−Ｍ４」）にて、波長５８９ｎｍの光について行った。

（４）Ｘ線回折（ＸＲＤ）スペクトル測定
リガク（株）製「ＲＩＮＴ１５００」（Ｘ線源：銅Ｋα線、波長１．５４１８Å）を用いて、２３℃で測定した。

（５）分子量測定
数平均分子量、重量平均分子量は、「ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＨｘＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ４０００ＨｘＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２０００ＨｘＬ」（何れも、東ソー（株）製の商品名）のカラムを使用したＧＰＣ分析装置により、溶媒テトラハイドロフラン、示差屈折計検出によるポリスチレン換算で表した分子量である。

［有機無機複合組成物の合成］
（１）酸化チタン微粒子の合成
特開２００３−７３５５９号公報の合成例９に記載の方法に従い、酸化チタン微粒子を合成した。ＸＲＤとＴＥＭより、アナタ―ス型酸化チタン微粒子（数平均粒子サイズは約５ｎｍ）の生成を確認した。

（２）酸化ジルコニウム微粒子の合成
５０ｇ／Ｌの濃度のオキシ塩化ジルコニウム溶液を４８％水酸化ナトリウム水溶液で中和し、水和ジルコニウム懸濁液を得た。この懸濁液をろ過した後、イオン交換水で洗浄し、水和ジルコニウムケーキを得た。このケーキを、イオン交換水で溶媒として酸化ジルコニウム換算で濃度１５質量％に調整して、オートクレーブに入れ、圧力１５０気圧、１５０℃で２４時間水熱処理して酸化ジルコニウム微粒子懸濁液を得た。ＴＥＭより数平均粒子サイズが５ｎｍの酸化ジルコニウム微粒子の生成を確認した。

（３）酸化ジルコニウム微粒子トルエン分散液（１）の合成
前記（２）で合成した酸化ジルコニウム微粒子懸濁液と日本化薬製の「ＫＡＹＡＭＥＲ ＰＭ−２１」を溶解させたトルエン溶液を混合し、５０℃で８時間攪拌した後、トルエン溶液を抽出して酸化ジルコニウム微粒子トルエン分散液を作製した。

（４）酸化ジルコニウムジメチルアセトアミド分散物（２）の調製
前記（１）で調製した酸化ジルコニウム分散物（１５質量％水分散物）５００ｇに５００ｇのＮ，Ｎ'−ジメチルアセトアミドを加え約５００ｇ以下になるまで減圧濃縮して溶媒置換を行った後、Ｎ，Ｎ'−ジメチルアセトアミドの添加で濃度調整をすることによって１５質量％の酸化ジルコニウムジメチルアセトアミド分散物（２）を得た。

（５）チオール誘導体Ａの合成
還流冷却器およびガス導入コックを付した３００ｍｌの三口フラスコに、ジペンタエリスリトールヘキサ（３−メルカプトプロピオネート）３９．２ｇ（５０ｍｍｏｌ）、イタコン酸３２．５ｇ（２５０ｍｍｏｌ）、１−メトキシ−２−プロパノール１２７．３ｇを仕込み、窒素気流下、９０℃に加熱した。ジメチル２，２−アゾビスイソブチレート２８８ｍｇを１−メトキシ−２−プロパノール２０ｇに溶解し添加した。９０℃で２時間反応させた後、さらにジメチル２，２−アゾビスイソブチレート２８８ｍｇを１−メトキシ−２−プロパノール２０ｇに溶解し添加した。９０℃で２時間反応させて後、１００℃に昇温しさらに１時間反応させ、チオール誘導体Ａの３０質量％溶液を得た。反応液を¹Ｈ ＮＭＲで解析し、ｌ／ｍ＝５／１であることを確認した。

（６）例示化合物Ｊ−１の合成
還流冷却器およびガス導入コックを付した３００ｍｌの三口フラスコに、チオール誘導体Ａの３０質量％１−メトキシ−２−プロパノール溶液４．７８ｇ（１ｍｍｏｌ）、２−フェニルフェノキシアクリレート４４．９ｇ（０．２０ｍｏｌ）、ＴＨＦ２０ｍｌを仕込み、窒素気流下８０℃に加熱した。ジメチル２，２−アゾビスイソブチレート９２ｍｇをＴＨＦ１ｍｌに溶解して添加した。８０℃で２時間反応させた後、ジメチル２，２−アゾビスイソブチレート４６ｍｇをＴＨＦ２０ｍｌに溶解して添加した。さらに８０℃で２時間反応させた後、酢酸エチルで適度に希釈し、大量のメタノールに投入し沈殿させた。沈殿を濾取した後、大量のメタノールで洗浄し、５０℃で１２時間真空乾燥して例示化合物Ｊ−１を得た（収率８４％）。数平均分子量は３６，８００、重量平均分子量は５９．０００であった。

（７）例示化合物Ｊ−５の合成
還流冷却器およびガス導入コックを付した３００ｍｌの三口フラスコに、チオール誘導体Ａの３０質量％の１−メトキシ−２−プロパノール溶液４．７８ｇ（１ｍｍｏｌ）、ベンジルメタクリレート３５．２ｇ（０．２０ｍｏｌ）、ＴＨＦ１４．１ｍｌを仕込み、窒素気流下８０℃に加熱した。ジメチル２，２−アゾビスイソブチレート９２ｍｇをＴＨＦ１ｍｌに溶解して添加した。８０℃で２時間反応させた後、ジメチル２，２−アゾビスイソブチレート４６ｍｇをＴＨＦ２０ｍｌに溶解して添加した。さらに８０℃で２時間反応させた後、酢酸エチルで適度に希釈し、大量のメタノールに投入し沈殿させた。沈殿を濾取した後、大量のメタノールで洗浄し、５０℃で１２時間真空乾燥して例示化合物Ｊ−５を得た（収率８１％）。数平均分子量は２９，１００、重量平均分子量は４９，２００であった。

（８）ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）の合成
メタクリル酸メチル５．００ｇ、アゾビスイソブチロ二トリル０．２５ｇを２−ブタノン中に加え、窒素下７０℃で重合を行い、ＰＭＭＡを合成した。重量平均分子量は１００，０００であった。

［有機無機複合組成物の調製および成形体の作製］
（１）実施例１〜４、比較例１〜４
実施例１〜４と比較例１〜４の各レンズを以下の手順で製造した。以下の手順において使用した熱可塑性樹脂の種類と無機微粒子の種類と使用量とは下記表１に示す通りとし、熱可塑性樹脂と無機微粒子の屈折率も併記した。表１において、無機微粒子の添加量は、製造される成形体の質量を基準として表示している。なお、比較例１、２では無機微粒子を添加せず熱可塑性樹脂のみを成形した。
トルエンに分散させた酸化チタン微粒子もしくは酸化ジルコニウム微粒子を、熱可塑性樹脂のアニソール溶液に５分間かけて滴下し、得られた混合物を１時間攪拌した後、溶媒を濃縮留去した。得られた有機無機複合組成物を加熱圧縮成形し（温度１８０℃、圧力１３．７ＭＰａ、時間２分）、厚さ１ｍｍのレンズ用成形体を作製した。成形体を切削し、断面をＴＥＭで観察して、無機微粒子が熱可塑性樹脂中に均一に分散しているか否かを確認した。さらに光線透過率測定と屈折率測定を行った。これらの結果を下記表１に示す。その後、レンズ用成形体をレンズの形状に成形して、光学部品であるレンズを得た。

（２）実施例５
前記酸化ジルコニウムジメチルアセトアミド分散液に熱可塑性樹脂Ｊ−１、ｎ−オクチル安息香酸、および可塑化剤としてＫＰ−Ｌ１５５（商品名；花王株式会社製）を質量比が、ＺｒＯ₂固形分／Ｊ−１／ｎ−オクチル安息香酸／ＫＰ−Ｌ１５５＝３５．７／４２．９／７．１／１４．３の比率になるように添加して均一に攪拌混合した後、加熱減圧下ジメチルアセトアミド溶媒を濃縮した。該濃縮残渣を実施例１と同様の条件で加熱圧縮成形して透明成形体（レンズ基材）を作成した。実施例５で得られた成形体を切削し、断面をＴＥＭで観察した。また、光線透過率測定および屈折率測定を行った。結果を下記表１に示す。

（３）実施例６
実施例５における熱可塑性樹脂Ｊ−１をＪ−５に変更した以外は実施例５と同様にして実施例６の透明成形体（レンズ基材）を作成した。実施例６で得られた成形体をそれぞれ切削し、断面をＴＥＭで観察した。また、光線透過率測定および屈折率測定を行った。結果を下記表１に示す。

（４）実施例７
実施例５に記載した有機無機複合組成物の濃縮前のジメチルアセトアミド溶液を大過剰の水に投入して得られた沈澱を濾過、乾燥することにより実施例７の有機無機複合組成物を得た。該有機無機複合組成物を実施例１と同様にして実施例７の透明成形体（レンズ基材）を得た。実施例７で得られた透明成形体を切削し、断面をＴＥＭで観察した。また、光線透過率測定および屈折率測定を行なった。結果を下記表１に示す。

表１から、本発明の微粒子含有透明性成形体は高い屈折率を有するとともに、１ｍｍの厚い成形体でも良好な透明性を示しており、光学用途に好適に使用できることが分る。
また熱可塑性樹脂を主体とした本発明の有機無機複合組成物は、生産性よくかつ型の形状に合わせて正確にレンズ形状を形成することができることを確認した。

本発明の光学部品は、高屈折性、光線透過性、軽量性を併せ持つ有機無機複合組成物を含むものである。本発明によれば、屈折率を任意に調節した光学部品を比較的容易に提供することができる。また、機械的強度や耐熱性が良好な光学部品も提供しやすい。このため、本発明は、高屈折レンズ等の広範な光学部品の提供に有用であり、産業上の利用可能性が高い。

Claims (17)

1. 無機微粒子と、下記一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを含むことを特徴とする有機無機複合組成物。
   一般式（１）
   

   

   （一般式（１）中、Ａは、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有する置換基を表し、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立に単結合または２価の連結基を表し、Ｘは（ｌ＋ｍ）価の連結基を表し、Ｐｏｌｙはビニルモノマーの重合体を表し、ｌおよびｍはそれぞれ独立に１〜１０の整数を表す。）
2. 前記無機微粒子の数平均粒子サイズが１ｎｍ〜１５ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の有機無機複合組成物。
3. 前記無機微粒子の屈折率が１．９０〜３．００であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機無機複合組成物。
4. 前記無機微粒子としてチタン酸化物かジルコニウム酸化物の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
5. 前記熱可塑性樹脂の屈折率が１．５０より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
6. 波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
7. 熱可塑性であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
8. 溶媒を含まない固体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物。
9. 無機微粒子と、下記一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを有機溶媒中で混合する工程を含むことを特徴とする有機無機複合組成物の製造方法。
   一般式（１）
   

   

   （一般式（１）中、Ａは、無機微粒子の表面と化学結合を形成しうる官能基を有する置換基を表し、Ｌ¹およびＬ²はそれぞれ独立に単結合または２価の連結基を表し、Ｘは（ｌ＋ｍ）価の連結基を表し、Ｐｏｌｙはビニルモノマーの重合体を表し、ｌおよびｍはそれぞれ独立に１〜１０の整数を表す。）
10. 水、アルコール、または水とアルコールの混合物中において無機微粒子を表面処理剤の存在下で表面処理する工程と、表面処理された無機微粒子を有機溶媒中に抽出する工程と、抽出した該無機微粒子を一般式（１）で表される熱可塑性樹脂と混合する工程とを含むことを特徴とする請求項９に記載の有機無機複合組成物の製造方法。
11. 無機微粒子の有機溶媒分散物と、一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを混合する工程と、該混合液から溶剤を留去する工程とを含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の有機無機複合組成物の製造方法。
12. 無機微粒子の有機溶媒分散物と、一般式（１）で表される熱可塑性樹脂とを混合する工程と、該混合液を再沈澱させる工程とを含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の有機無機複合組成物の製造方法。
13. 請求項９〜１２のいずれか一項に記載の製造方法により製造される有機無機複合組成物。
14. 最大厚みが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜８または１３のいずれか一項に記載の有機無機複合組成物を含む成形体。
15. 波長５８９ｎｍにおける厚さ１ｍｍ換算の光線透過率が７０％以上であり、屈折率が１．６３以上であることを特徴とする請求項１４に記載の成形体。
16. 請求項１４または１５に記載の成形体からなることを特徴とする光学部品。
17. レンズ基材であることを特徴とする請求項１６に記載の光学部品。