JP4602713B2 - Composition for optical material and optical material - Google Patents
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Description
本発明は、例えばカメラ等の撮像光学系、表示デバイス等の投影光学系、画像表示装置等の観察光学系などの光学系に用いる光学素子を形成するに適した光学材料用組成物および光学材料に関するものであり、特に高屈折率、光散乱性、環境特性に優れる光学材料用組成物および光学材料に関するものである。 The present invention relates to an optical material composition and an optical material suitable for forming an optical element used in an optical system such as an imaging optical system such as a camera, a projection optical system such as a display device, and an observation optical system such as an image display device. In particular, the present invention relates to a composition for optical materials and an optical material that are excellent in high refractive index, light scattering properties, and environmental characteristics.
近年、銀塩フィルム用やデジタル用のカメラ、ビデオカメラあるいはカメラ付携帯電話、テレビ電話あるいはカメラ付ドアホンなどに用いられる撮像モジュールなどに用いられる光学系では小型軽量、低コスト化が大きな課題となっている。そこでこれらの光学系では、光学素子の大きさを小さくしやすい高屈折率の光学材料、あるいは成形が簡単で安価な光学材料を多用するようになってきた。 In recent years, small size, light weight, and low cost have become a major issue for optical systems used in silver halide film and digital cameras, video cameras, camera-equipped mobile phones, videophones, camera doorphones, etc. ing. Therefore, in these optical systems, an optical material having a high refractive index that is easy to reduce the size of the optical element or an optical material that is easy to mold and inexpensive has been frequently used.
このような光学材料としては、光学ガラス、熱可塑性光学樹脂、高温で押圧成形し所望の光学素子を得るための低融点ガラス、あるいは成形しつつ熱や光で重合し所望形状の光学素子を得るために熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂等が用いられてきた。 Examples of such an optical material include optical glass, thermoplastic optical resin, low melting point glass for press molding at a high temperature to obtain a desired optical element, or polymerization with heat or light while molding to obtain an optical element of a desired shape. Therefore, thermosetting resins, ultraviolet curable resins and the like have been used.
また近年、光学素子用の光学材料として無機化合物と有機化合物を用いた有機無機複合材料、例えば合成樹脂中に粒子径数ｎｍ〜１５０ｎｍの無機微粒子を均一に分散させた微粒子分散型の光学材料が提案されている。 In recent years, an organic-inorganic composite material using an inorganic compound and an organic compound as an optical material for an optical element, for example, a fine particle-dispersed optical material in which inorganic fine particles having a particle diameter of several to 150 nm are uniformly dispersed in a synthetic resin. Proposed.
このような微粒子分散型の光学材料の場合、光学系の使用波長より小さい粒子等の不均一成分を含んだ有機無機複合材料を用いることによって、粒径が小さい不均一成分は光学性能に影響を与えないと考えられており、それ故に、およそ４００〜８００ｎｍが使用波長域である白色光学系の光学素子の光学材料として、３０ｎｍないし１００ｎｍ程度の不均一成分である微粒子を含む微粒子分散型の光学材料が提案されてきた。 In the case of such a fine particle dispersion type optical material, by using an organic-inorganic composite material containing a non-uniform component such as a particle smaller than the wavelength used for the optical system, the non-uniform component having a small particle size affects the optical performance. Therefore, as an optical material of an optical element of a white optical system whose operating wavelength range is approximately 400 to 800 nm, a fine particle dispersion type optical system including fine particles which are non-uniform components of about 30 nm to 100 nm is used. Materials have been proposed.
例えば、粒径１〜１５０ｎｍのダイヤモンド微粉末を合成樹脂に均一に分散させてなる高屈折率を実現する光学用樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、粒子径５〜１００ｎｍの金属粉末あるいは金属酸化物粉末を有機樹脂中に分散させることで高屈折率を実現する超微粒子分散型光学材料が提案されている（例えば、特許文献２）。
また、チタンとケイ素の複合金属酸化物（Ｓｉx−Ｔｉ(1-x)Ｏ2）の微粒子やＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＩＴＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＢａＴｉＯ3 などの粒径が２〜１００ｎｍの微粒子を熱可塑性の非晶性樹脂に分散させ高分散を実現する光学材料が提案されてきた。（例えば、特許文献３）。
Further, an ultrafine particle dispersion type optical material that realizes a high refractive index by dispersing metal powder or metal oxide powder having a particle diameter of 5 to 100 nm in an organic resin has been proposed (for example, Patent Document 2).
Further, fine particles of titanium and silicon composite metal oxide (Si x —Ti (1-x) O 2 ), TiO 2 , Nb 2 O 5 , ITO, Cr 2 O 3 , BaTiO 3, etc. have a particle size of 2 to 2. An optical material that realizes high dispersion by dispersing 100 nm fine particles in a thermoplastic amorphous resin has been proposed. (For example, patent document 3).
光学有効面を非球面形状とした光学素子は、収差補正性能に優れる等の多くの特徴を有しているが、光学ガラスによって非球面形状とすることは、加工工程が複雑となり、また時間を要するので、大量生産品の製造には問題があった。
また、融点が比較的低いガラスを用いて成形によって光学素子を製造する方法が知られているが、この方法では、所定の形状に加工した成形用の型を用いることによって光学素子の光学有効面を非球面形状に加工することが容易であるが、大口径あるいは大偏肉形状の素子の成形が難しいという問題点、あるいはガラス成形用の金型の寿命等に問題点があった。
An optical element having an aspherical optical effective surface has many features such as excellent aberration correction performance. However, using an optical glass to make an aspherical shape complicates the processing process and reduces time. As a result, there was a problem in manufacturing mass-produced products.
In addition, a method of manufacturing an optical element by molding using a glass having a relatively low melting point is known, but in this method, an optical effective surface of the optical element is obtained by using a molding die processed into a predetermined shape. However, there is a problem that it is difficult to form a large-diameter or large-thickness element, or there is a problem in the life of a mold for glass molding.
また、光学用熱可塑性樹脂および紫外線硬化型樹脂等においては、大口径あるいは複雑形状の素子に成形できるので、成形性や量産性に優れる利点があるものの、光学材料として選択できる屈折率および分散の範囲が狭く、光学系の小型軽量化あるいは高性能化を制限してしまう問題がある。 In addition, optical thermoplastic resins and ultraviolet curable resins can be molded into large-diameter or complex-shaped elements, so that they have the advantage of excellent moldability and mass productivity, but can be selected as an optical material with refractive index and dispersion. There is a problem that the range is narrow and the optical system is limited in size and weight or performance.
一方、近年提案されてきた微粒子分散型の有機無機複合材料は、複雑形状の素子に成形できるという成形性に優れ、また透明性などにも優れ、比較的簡単に量産できる利点はあるものの、高屈折率で低分散を同時に満足するものは得られていない。また微粒子分散型の有機無機複合材料からなる光学素子は、光散乱性が大きいという問題点がある。
光散乱性は、光学素子内部における散乱光の指標であって、光学素子の特性に大きな影響を及ぼす。例えば、散乱光の強度が大きい光学素子では仮にその光学素子の収差が全くないとしても、光学素子を透過した光により形成される像がぼやけてしまい、特性が劣った光学素子となる。
On the other hand, fine-particle dispersed organic-inorganic composite materials that have been proposed in recent years are excellent in moldability that can be formed into complex-shaped elements, are also excellent in transparency, and have the advantage of being relatively easy to mass-produce. No material satisfying both low refractive index and low dispersion has been obtained. Further, an optical element made of a fine particle dispersion type organic-inorganic composite material has a problem of high light scattering.
The light scattering property is an index of scattered light inside the optical element, and greatly affects the characteristics of the optical element. For example, an optical element having a high intensity of scattered light has an inferior characteristic because an image formed by light transmitted through the optical element is blurred even if there is no aberration of the optical element.
光散乱性は、光学素子を構成する材料自身に起因するもので、光学素子内部が光学的に均一でない、すなわち、屈折率、透過率が均一でない場合に光が散乱してしまうことによる。光学系の使用波長より小さい微粒子を含有した有機無機複合材料のように不均一成分が多量に光学素子内部に存在すると、プリズムあるいは導波路など光学素子単体内での光路長が長い光学素子、あるいは顕微鏡や高精細デジタルカメラなど光学素子自身に高度な光学性能が要求される光学系用の光学素子においては、散乱光の大きさが問題になってしまう。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、従来の屈折率、分散性、光散乱性も含めた光学特性、および成形性に優れた光学素子を形成するため光学材料用組成物および光学材料を提供するものである。
The light scattering property is caused by the material constituting the optical element itself, and the light is scattered when the inside of the optical element is not optically uniform, that is, when the refractive index and transmittance are not uniform. An optical element having a long optical path length within a single optical element such as a prism or a waveguide, such as an organic-inorganic composite material containing fine particles smaller than the wavelength used for the optical system, In an optical element for an optical system that requires high optical performance of an optical element itself such as a microscope or a high-definition digital camera, the size of scattered light becomes a problem.
The present invention has been made in view of such conventional problems, and is a composition for optical materials in order to form an optical element excellent in conventional optical properties including refractive index, dispersibility, and light scattering properties, and moldability. Objects and optical materials.
本発明は、有機成分と無機成分からなる光学材料用組成物において、有機成分と無機成分からなる光学材料用組成物において、アルミニウム酸化物からなる無機粒子成分、及び化学式１で表される金属アルコキシドあるいはその誘導体から得られる少なくとも１種類からなる無機成分Ｍから構成される無機成分と、重合性官能基を有する有機成分と、重合開始剤もしくは硬化剤と、を含むこ光学材料用組成物である。
化学式１
Ｒ 1 a Ｒ 2 b Ｍ（ＯＲ 3 ） c
（Ｒ 1 およびＲ 2 は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ 3 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、Ｍは、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０から２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。）
前記無機粒子成分の含有量が、前記光学材料用組成物の総質量に対する酸化アルミニウム換算で５〜７０質量％である光学材料用組成物である。
The present invention relates to an optical material composition comprising an organic component and an inorganic component, an optical material composition comprising an organic component and an inorganic component, an inorganic particle component comprising an aluminum oxide, and a metal alkoxide represented by
R 1 a R 2 b M (OR 3 ) c
(R 1 and R 2 are the same or in different organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, R 3 is C 1-6 alkyl group or aryl group, M is from the group consisting of Be, Cu, Ge, Hf, La, Mg, Nb, Sc, Si, Ta, Ti, V, W, Y, Zn, Zr (At least one selected metal element, a and b are 0 to 2, the valence m of the metal element M, and c = m− (a + b).)
It is a composition for optical materials whose content of the said inorganic particle component is 5-70 mass% in conversion of the aluminum oxide with respect to the total mass of the said composition for optical materials.
前記無機成分Ｍの酸化物換算モル量が前記アルミニウム酸化物からなる無機粒子成分のモル数の２倍以下であり、前記無機粒子成分及び前記無機成分Ｍから構成される無機成分の総量が光学材料の総質量に対する酸化物換算で７０質量％を超えない前記の光学材料である。
化学式１において、金属元素ＭがＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種である前記の光学材料用組成物である。
The molar amount of the inorganic component M in terms of oxide is not more than twice the number of moles of the inorganic particle component made of the aluminum oxide, and the total amount of the inorganic component composed of the inorganic particle component and the inorganic component M is an optical material. The optical material does not exceed 70% by mass in terms of oxide with respect to the total mass.
In the
前記無機粒子成分が、下記の化学式２で表されるアルミニウムアルコキシドあるいはその加水分解物を重合させたものから調製された前記の光学材料用組成物である。
化学式２ Ｒ4 dＡｌ（ＯＲ5）3-d
（Ｒ4 は、有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ5は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ｄは０ないし１）
前記無機粒子成分が、平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍの酸化アルミニウム粒子ある前記の光学材料用組成物である。
前記有機成分がメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル、エポキシ化合物、含硫黄有機化合物から選ばれる少なくとも１種を有する前記の光学材料用組成物である。
In the optical material composition, the inorganic particle component is prepared by polymerizing an aluminum alkoxide represented by the following chemical formula 2 or a hydrolyzate thereof.
Chemical formula 2 R 4 d Al (OR 5 ) 3-d
(R 4 is an organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, and R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group or an aryl group, d is 0 to 1)
In the composition for an optical material, the inorganic particle component is an aluminum oxide particle having an average particle size of 20 nm or less and a 90% particle size of 30 nm.
In the composition for an optical material, the organic component has at least one selected from methacrylic acid, acrylic acid, methacrylic acid ester or acrylic acid ester, an epoxy compound, and a sulfur-containing organic compound.
有機成分と無機成分からなる光学材料において、アルミニウム酸化物からなる無機粒子成分、及び化学式１で表される金属アルコキシドあるいはその誘導体から得られる少なくとも１種類からなる無機成分Ｍから構成される無機成分と、重合性官能基を有する有機成分と、重合開始剤もしくは硬化剤と、を含む組成物を重合した光学材料である。
化学式１
Ｒ 1 a Ｒ 2 b Ｍ（ＯＲ 3 ） c
（Ｒ 1 およびＲ 2 は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ 3 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、Ｍは、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０から２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。）
前記無機粒子成分の含有量が、総質量に対する酸化アルミニウム換算で５〜７０質量％である前記の光学材料である。
In an optical material composed of an organic component and an inorganic component, an inorganic component composed of an inorganic particle component composed of aluminum oxide, and an inorganic component M composed of at least one kind obtained from a metal alkoxide represented by
R 1 a R 2 b M (OR 3 ) c
(R 1 and R 2 are the same or in different organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, R 3 is C 1-6 alkyl group or aryl group, M is from the group consisting of Be, Cu, Ge, Hf, La, Mg, Nb, Sc, Si, Ta, Ti, V, W, Y, Zn, Zr (At least one selected metal element, a and b are 0 to 2, the valence m of the metal element M, and c = m− (a + b).)
It is the said optical material whose content of the said inorganic particle component is 5-70 mass% in conversion of the aluminum oxide with respect to the total mass.
前記無機成分Ｍの酸化物換算モル量が前記アルミニウム酸化物からなる無機粒子成分のモル数の２倍以下であり、前記無機粒子成分及び前記無機成分Ｍから構成される無機成分の総量が光学材料の総質量に対する酸化物換算で７０質量％を超えない前記の光学材料である。
化学式１において、前記金属元素Ｍが、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種である前記の光学材料である。
The molar amount of the inorganic component M in terms of oxide is not more than twice the number of moles of the inorganic particle component made of the aluminum oxide, and the total amount of the inorganic component composed of the inorganic particle component and the inorganic component M is an optical material. The optical material does not exceed 70% by mass in terms of oxide with respect to the total mass.
In the
無機粒子成分が、下記の化学式２で表されるアルミニウムアルコキシドあるいはその加水分解物を重合させたものから調製された前記の光学材料である。
化学式２ Ｒ4 dＡｌ（ＯＲ5）3-d
（Ｒ4 は、有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ5は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ｄは０ないし１）
前記無機粒子成分が、平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍの酸化アルミニウム粒子ある前記の光学材料である。
前記有機成分がメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル、エポキシ化合物、含硫黄有機化合物から選ばれる少なくとも１種を有する前記の光学材料である。
In the above-described optical material, the inorganic particle component is prepared by polymerizing an aluminum alkoxide represented by the following chemical formula 2 or a hydrolyzate thereof.
Chemical formula 2 R 4 d Al (OR 5 ) 3-d
(R 4 is an organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, and R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group or an aryl group, d is 0 to 1)
In the optical material, the inorganic particle component is an aluminum oxide particle having an average particle diameter of 20 nm or less and a 90% particle diameter of 30 nm.
In the above optical material, the organic component has at least one selected from methacrylic acid, acrylic acid, methacrylic acid ester or acrylic acid ester, an epoxy compound, and a sulfur-containing organic compound.
本発明の光学材料用組成物または光学材料によって作製した光学素子は、高屈折率かつ低分散であるので、光学素子の大きさを小さくし、また収差も効率よく取り除くことができるとともに、光散乱性、耐環境性に優れている。また、光学材料用組成物は常温付近で液状であるので、高温や高い圧力を加えることなく複雑形状の光学素子を短時間で製造できる高い加工性を有しており、光学系の小型軽量化、製造効率の改善等の効果が得られる。 Since the optical element composition or the optical element produced by the optical material of the present invention has a high refractive index and low dispersion, the size of the optical element can be reduced, aberrations can be efficiently removed, and light scattering can be achieved. Excellent in environmental and environmental resistance. In addition, since the composition for optical materials is liquid around room temperature, it has high processability that can produce optical elements with complex shapes in a short time without applying high temperature or high pressure, making the optical system smaller and lighter. Thus, effects such as improvement in production efficiency can be obtained.
本発明は、酸化アルミニウムからなる無機粒子成分と、重合性官能基を有する有機成分を含む光学材料用組成物からなることを特徴としており、酸化アルミニウムからなる無機粒子成分を含むことによって、低分散が実現できることを見出したものである。
酸化アルミニウムの添加量は、光学材料用組成物の総質量に対する酸化物換算で５質量％以上７０質量％以下が好ましい。５質量％未満では酸化アルミニウムを添加した効果が小さく、７０質量％を越えると光散乱性が悪化したり、所望の形状に成形すること難しいなど問題が発生する。より好ましくは１０質量％以上５０質量％以下である。
アルミナ無機粒子成分は、下記の化学式３で表されるアルミニウムアルコキシドまたはその誘導体から製造したものを用いることができる。
化学式３
Ｒ4 dＡｌ（ＯＲ5）3-d
（Ｒ4 は有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、あるいはシクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ5 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ｄは０ないし１）。
The present invention is characterized by comprising a composition for an optical material containing an inorganic particle component made of aluminum oxide and an organic component having a polymerizable functional group. It has been found that can be realized.
The addition amount of aluminum oxide is preferably 5% by mass or more and 70% by mass or less in terms of oxide with respect to the total mass of the composition for optical materials. If the amount is less than 5% by mass, the effect of adding aluminum oxide is small. If the amount exceeds 70% by mass, the light scattering property is deteriorated, and it is difficult to form a desired shape. More preferably, it is 10 mass% or more and 50 mass% or less.
As the alumina inorganic particle component, one produced from an aluminum alkoxide represented by the following chemical formula 3 or a derivative thereof can be used.
Chemical formula 3
R 4 d Al (OR 5 ) 3-d
(R 4 is an organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogenated aryl group, or a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, and R 5 is a C 1-6 carbon atom. An alkyl group or an aryl group, d is 0 to 1).
アルキル基としてはメチル基、エチル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基などを挙げることができる。ハロゲン化アルキル基としては、トリクロロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタクロロエチル基などを挙げることができる。アリール基としてはフェニル基、スチリル基などを挙げることができる。好ましくはメチル基、フェニル基である。
アルミニウムアルコキシドあるいはその加水分解物の具体例は、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリブトキシド、アルミニウムメチルジメトキシド、アルミニウムメチルジエトキシド、アルミニウムメチルジブトキシド、アルミニウムフェニルジメトキシド、アルミニウムフェニルジエトキシドアルミニウムあるいはそれらの加水分解物などを挙げることができる。
アルミニウムアルコキシドまたはその誘導体から製造する無機粒子成分を用いる場合、アルミニウムアルコキシドの縮重合反応における希釈溶剤の種類や量、触媒の種類や量、反応温度、時間を適宜調整することで、粒子径にかかわる分子量や、屈折率および分散にかかわる結晶性や密度も調整可能となる。
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a normal butyl group, and an isobutyl group. Examples of the halogenated alkyl group include a trichloromethyl group, a trifluoromethyl group, and a pentachloroethyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group and a styryl group. A methyl group and a phenyl group are preferable.
Specific examples of aluminum alkoxide or a hydrolyzate thereof are aluminum trimethoxide, aluminum triethoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum tributoxide, aluminum methyl dimethoxide, aluminum methyl diethoxide, aluminum methyl dibutoxide, aluminum phenyl Examples thereof include dimethoxide, aluminum phenyldiethoxide aluminum, and a hydrolyzate thereof.
When inorganic particle components produced from aluminum alkoxide or its derivatives are used, the particle size is affected by appropriately adjusting the type and amount of diluent solvent, the type and amount of catalyst, the reaction temperature, and the time in the condensation polymerization reaction of aluminum alkoxide. The molecular weight, refractive index, and crystallinity and density related to dispersion can be adjusted.
また、酸化アルミニウムを砕いて粉末化し微粒子にしたもの、気相酸化法、ジュールクエンチ法、あるいは熱プラズマ法などで製造された微粒子を、水やアルコールなどの各種有機溶剤から選ばれる分散媒に均一に分散させたものを用いることができる。このような酸化アルミニウム微粒子を無機粒子成分として用いる場合、酸化アルミニウム微粒子の大きさは平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは平均粒子径が１５ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が２０ｎｍ以下である。ここで粒子径は動的光散乱法よって求めたもので平均粒子径とは粒子径分布の中心値を、また９０％粒子径とは全粒子の９０％が含まれる範囲の粒子径のことを言う。いずれの粒子径より大きい場合は透過率や光散乱が大きくなってしまう。つまり、たとえ平均粒子径が２０ｎｍ以下で小さくても、粒子径分布の幅が広く３０ｎｍより大きな粒子径の粒子が全粒子の１０％を超えた割合で存在してしまうと、透過率は悪化しないが光散乱が大きくなってしまうことになる。 In addition, fine particles produced by pulverizing aluminum oxide into fine particles, vapor phase oxidation method, Joule quench method, thermal plasma method, etc. are uniformly distributed in a dispersion medium selected from various organic solvents such as water and alcohol. What was dispersed in can be used. When such aluminum oxide fine particles are used as the inorganic particle component, it is preferable that the aluminum oxide fine particles have an average particle size of 20 nm or less and a 90% particle size of 30 nm or less. More preferably, the average particle size is 15 nm or less and the 90% particle size is 20 nm or less. Here, the particle diameter is determined by a dynamic light scattering method. The average particle diameter is a central value of the particle diameter distribution, and the 90% particle diameter is a particle diameter in a range including 90% of all particles. To tell. If it is larger than any particle size, the transmittance and light scattering become large. That is, even if the average particle size is smaller than 20 nm, the transmittance does not deteriorate if particles having a wide particle size distribution and a particle size larger than 30 nm are present in a proportion exceeding 10% of the total particles. However, light scattering will increase.
酸化アルミニウム粒子成分と、重合性官能基を有する有機成分以外にも、下記の化学式４で表される金属アルコキシドまたはそのキレート化合物、あるいはその加水分解物から選ばれる少なくても１種類からなる無機成分を用いることができる。
化学式４
Ｒ1 aＲ2 bＭ（ＯＲ3）c
Ｒ1およびＲ2は同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有した有機基である。具体例としてはメチル基、エチル基、イソブチル基、トリフルオルメチル基、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、フェニル基、スチリル基、エポキシプロピル基、オキセタニル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基などがあげられる。
特に好ましくはメチル基、エチル基、イソブチル基、フェニル基、エポキシ基、オキセタニル基、グリシジル基、アクリロイル基、メタクロイル基があげられる。また、キレート化合物としては、例えばケト酸エステルであり、具体的には、アセチルアセトネート、エチルアセトネートなどが挙げられる。
Ｒ3 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、Ｍは、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくても１種の金属元素、ａおよびｂは０ないし２、ｃは金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）から計算される正の整数である。
In addition to the aluminum oxide particle component and the organic component having a polymerizable functional group, an inorganic component consisting of at least one selected from a metal alkoxide represented by the following chemical formula 4 or a chelate compound thereof, or a hydrolyzate thereof: Can be used.
Chemical formula 4
R 1 a R 2 b M (OR 3 ) c
R 1 and R 2 are the same or different organic groups, and are organic groups containing an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group, or an epoxy group. Specific examples include methyl group, ethyl group, isobutyl group, trifluoromethyl group, vinyl group, acryloyl group, methacryloyl group, phenyl group, styryl group, epoxypropyl group, oxetanyl group, cyclohexyl group, norbornyl group and the like.
Particularly preferred are methyl group, ethyl group, isobutyl group, phenyl group, epoxy group, oxetanyl group, glycidyl group, acryloyl group and methacryloyl group. Moreover, as a chelate compound, it is a keto acid ester, for example, and specifically, acetylacetonate, ethylacetonate, etc. are mentioned.
R 3 is an alkyl or aryl group having 1 to 6 carbon atoms, M is Al, Be, Cu, Ge, Hf, La, Mg, Nb, Sc, Si, Ta, Ti, V, W, Y, Zn, At least one metal element selected from the group consisting of Zr, a and b are 0 to 2, c is a valence m of the metal element M, and is a positive integer calculated from c = m− (a + b) It is.
前記無機成分は、アルミニウム酸化物粒子成分の粒子表面を修飾して、アルミニウム酸化物粒子からなる無機成分と、重合性官能基を有する有機成分との相溶性や分散性を調整し、アルミニウム酸化物粒子同士の凝集を防止して、粒子径が３０ｎｍより大きくならないように、透過率や光散乱性の低下を防ぐとともに、Ｒ1およびＲ2の有機基としてビニル基、アクリロイル基、メタクロイル基、エポキシ基、オキセタン基などの重合性有機基を有する金属アルコキシドを用いると、有機成分と無機成分の間に強固な共有結合ができるので、相溶性および結合性が向上して、より環境安定性や光散乱性を向上させることができ、さらに機械的強度も向上できる。 The inorganic component modifies the particle surface of the aluminum oxide particle component to adjust the compatibility and dispersibility of the inorganic component composed of the aluminum oxide particles and the organic component having a polymerizable functional group. Prevents aggregation of particles and prevents a decrease in transmittance and light scattering properties so that the particle diameter does not become larger than 30 nm, and as an organic group of R 1 and R 2 , vinyl group, acryloyl group, methacryloyl group, epoxy When a metal alkoxide having a polymerizable organic group such as an oxetane group or an oxetane group is used, a strong covalent bond can be formed between the organic component and the inorganic component, so that compatibility and bondability are improved, and environmental stability and light are further improved. Scatterability can be improved, and mechanical strength can also be improved.
金属アルコキシドあるいはその加水分解物の具体例は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ビニルエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリス（ビニルジメチルシロキシ）シラン、ペンタエトキシタンタル、ペンタメトキシタンタル、チタニウムイソプロポキシド、チタニウムメタクリレートトリイソプロポキシド、テトラエトキシゲルマニウム、エチルトリエトキシゲルマニウム、ハフニウムノルマルブトキシド、ランタニウムイソプロポキシドあるいはそれらの加水分解物などを挙げることができる。 Specific examples of metal alkoxides or hydrolysates thereof include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltributoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyl Tributoxysilane, vinylethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltris (vinyldimethylsiloxy) silane, pentaethoxytantalum, pentamethoxytantalum, titanium isopropoxide, titanium methacrylate triisopropoxide, tetraethoxy Germanium, ethyltriethoxygermanium, hafnium normal butoxide, lanthanum isopropoxide or their addition Or the like can be mentioned the decomposition products.
さらに金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる無機成分は、単独であるいは複数種類の混合物として用いることができる。このため、光学設計上で求められる屈折率や分散、透過率などの光学特性にあわせて、混合する数種類の無機成分の組成比を決めることができる。 Furthermore, the inorganic component chosen from a metal alkoxide or its hydrolyzate can be used individually or as a mixture of multiple types. For this reason, the composition ratio of several kinds of inorganic components to be mixed can be determined in accordance with optical characteristics such as refractive index, dispersion, and transmittance required in optical design.
金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる無機成分の添加量は、その含有量が酸化アルミニウム粒子に対する重量比で５０％以下であることが望ましい。酸化アルミニウム粒子成分のモル数に対して１／５以上１／３以下が好ましい。他成分の添加量を多くすると、酸化アルミニウムの含有量が相対的に少なくなるため、得られた材料の光学特性において、低分散化しにくくなる。
重合性官能基を有する有機成分としては、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリ酸エステルあるいはアクリル酸エステル（以下、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステルの少なくともいずれか一方を含むものを（メタ）アクリレートと称す）、エポキシ化合物、含硫黄有機化合物を用いることができる。
As for the addition amount of the inorganic component chosen from a metal alkoxide or its hydrolyzate, it is desirable that the content is 50% or less by weight ratio with respect to an aluminum oxide particle. 1/5 or more and 1/3 or less are preferable with respect to the mole number of an aluminum oxide particle component. When the addition amount of the other component is increased, the content of aluminum oxide is relatively decreased, so that it is difficult to achieve low dispersion in the optical characteristics of the obtained material.
Examples of the organic component having a polymerizable functional group include methacrylic acid, acrylic acid, methacrylic acid ester or acrylic acid ester (hereinafter referred to as (meth) acrylate containing at least one of methacrylic acid ester or acrylic acid ester). Epoxy compounds and sulfur-containing organic compounds can be used.
具体例としては、メタクリル酸、アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、トリメチルプロパントリ（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシナネート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどを挙げることができる。また、モノマーのまま用いても良いし、モノマーをいくらか重合させたオリゴマーとしたものを用いても良い。
重合性官能基を有する有機成分としては、他の成分と相溶するものであれば、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、イミド樹脂、エステル樹脂、ノルボルネン系樹脂などを挙げることができる。
Specific examples include methacrylic acid, acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, and nonyl. Phenyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane dimethacrylate, isobornyl methacrylate, trimethylpropane tri (meth) acrylate, nonylphenyl (meth) acrylate, cyclohexyl ( (Meth) acrylate, bisphenol A di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 2-methacryloyloxyethyl isocyaninate, Urethane acrylate, epoxy acrylate or the like can be mentioned. Further, the monomer may be used as it is, or an oligomer obtained by polymerizing some monomer may be used.
Examples of the organic component having a polymerizable functional group include a urethane resin, a fluororesin, a silicone resin, an imide resin, an ester resin, and a norbornene resin as long as they are compatible with other components.
本発明の光学材料用組成物は、アルミニウム酸化物粒子成分、有機成分および無機成分、重合開始剤、硬化剤以外に、その他の成分として、光増感剤、連鎖移動剤、酸化防止剤などが添加される。重合開始剤としては、光重合開始剤あるいは熱重合開始剤が挙げられ、具体的には有機成分が（メタ）アクリレートの場合および無機成分の金属アルコキシドの有機基Ｒ1あるいはＲ2がビニル基、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基である場合は、熱重合開始剤としては過酸化ベンゾイル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスカルボアミド、イソプロピルヒドロペルオキシド、第３ブチルヒドロペルオキシド、クミルヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ビスヘキサンなどを挙げることができる。
また、光重合開始剤としてはベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オンなどを挙げることができる。
In addition to the aluminum oxide particle component, the organic component and the inorganic component, the polymerization initiator, and the curing agent, the optical material composition of the present invention includes other components such as a photosensitizer, a chain transfer agent, and an antioxidant. Added. Examples of the polymerization initiator include a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator. Specifically, when the organic component is (meth) acrylate and the organic group R 1 or R 2 of the metal alkoxide as an inorganic component is a vinyl group, In the case of an acryloyl group or a methacryloyl group, benzoyl peroxide, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis-2,4-dimethyl are used as thermal polymerization initiators. Examples thereof include valeronitrile, azobiscarboxamide, isopropyl hydroperoxide, tert-butyl hydroperoxide, cumyl hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-bishexane and the like.
Further, as photopolymerization initiators, benzophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl -Propan-1-one, 2,2-dimethoxy-1, 2-diphenylethane-1-one, etc. can be mentioned.
また、本発明における重合性官能基とは、有機成分中の高分子化反応し得る原子、原子団であり、具体的には、炭素−炭素二重結合や三重結合を含む不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、エポキシ基、エピチオ基を挙げることができる。また、重合性官能基を有する有機成分とは、ラジカル重合、縮合重合、付加重合等のいずれかの重合系で用いられるモノマーを意味し、例えばラジカル重合の場合はビニル系化合物等のモノマー、縮合重合の場合は多価アルコール化合物、ジカルボン酸化合物等、付加重合の場合はエポキシ化合物等を含む。 Further, the polymerizable functional group in the present invention is an atom or atomic group capable of polymerizing reaction in an organic component, specifically, an unsaturated hydrocarbon group containing a carbon-carbon double bond or triple bond. , Hydroxyl group, aldehyde group, carbonyl group, carboxyl group, amino group, nitro group, epoxy group, and epithio group. The organic component having a polymerizable functional group means a monomer used in any polymerization system such as radical polymerization, condensation polymerization, and addition polymerization. For example, in the case of radical polymerization, monomers such as vinyl compounds, condensation In the case of polymerization, a polyhydric alcohol compound, a dicarboxylic acid compound and the like are included, and in the case of addition polymerization, an epoxy compound and the like are included.
また有機成分がエポキシ樹脂の場合および無機成分の金属アルコキシドの有機基Ｒ1 あるいはＲ2 がエポキシ基あるいはオキセタニル基である場合は、触媒型硬化剤として芳香族系３級アミン類、イミダゾール類、ルイス酸類などを挙げることができ、重付加型硬化剤としては、ポリアミン系硬化剤、変性ポリアミン系硬化剤、カルボン酸無水物系硬化剤、ポリフェノール系硬化剤、硫黄含有化合物系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ポリエステル系硬化剤などを挙げることができる。
本発明の光学材料用組成物において、硬化した光学材料の屈折率および分散(アッベ数)の調整は、アルミニウム酸化物粒子成分の添加量、分子量、結晶性および密度、重合性官能基を有する有機成分の種類と添加量、無機成分の種類と添加量、および硬化条件で行うことができる。
これらの条件を適切に組み合わせることにより、本発明の光学材料用組成物から得られた光学材料の屈折率、および分散（アッベ数）は、光学材料のｄ線の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合に、（ｎｄ，νｄ）が、（１．４７，５８）、（１．６０，２０）、（１．８０、２２）、（１．７５、５０）、（１．５１、８６）で囲まれた領域内の値に調節可能である。
When the organic component is an epoxy resin and when the organic group R 1 or R 2 of the inorganic metal alkoxide is an epoxy group or an oxetanyl group, aromatic tertiary amines, imidazoles, Lewis Examples of polyaddition type curing agents include polyamine curing agents, modified polyamine curing agents, carboxylic acid anhydride curing agents, polyphenol curing agents, sulfur-containing compound curing agents, and isocyanate curing agents. Agents, polyester curing agents and the like.
In the composition for an optical material of the present invention, the refractive index and dispersion (Abbe number) of the cured optical material are adjusted by adding the aluminum oxide particle component, molecular weight, crystallinity and density, and organic having a polymerizable functional group. It can carry out with the kind and addition amount of a component, the kind and addition amount of an inorganic component, and curing conditions.
By appropriately combining these conditions, the refractive index and dispersion (Abbe number) of the optical material obtained from the composition for optical materials of the present invention can be obtained by changing the refractive index nd and Abbe number νd of the d-line of the optical material. When shown on the vertical axis and the horizontal axis, (nd, νd) is (1.47, 58), (1.60, 20), (1.80, 22), (1.75, 50), respectively. ), (1.51, 86).
アルミニウム酸化物微粒子の添加量を増大させることにより、重合性官能基を有する有機成分のみを重合することにより得られる樹脂と比べて、アッベ数を大きくことができる。
また有機成分の種類により、得られる光学材料の特性を変えることができる。例えば、ｄ線の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示し、無機成分を除いて重合した場合の光学材料の座標を（ｎｄ0，νｄ0）で表した場合には、本発明の光学材料用組成物の重合によって得られた光学材料は、 （ｎｄ0，νｄ0）、（ｎｄ0＋０．１５，νｄ0＋１２）、（ｎｄ0＋０．０８，νｄ0＋２０）、（ｎｄ0−０．１５，νｄ0＋１５）で囲まれた領域と、（１．４７，５８）、（１．６０，２０）、（１．８０，２２）、（１．７５，５０）、（１．５１，８６）で囲まれた領域との共通の領域の値を実現することが可能である。
By increasing the addition amount of the aluminum oxide fine particles, the Abbe number can be increased as compared with a resin obtained by polymerizing only an organic component having a polymerizable functional group.
The characteristics of the obtained optical material can be changed depending on the type of the organic component. For example, when the refractive index nd and Abbe number νd of the d-line are shown on the vertical axis and the horizontal axis, respectively, and the coordinates of the optical material when polymerized excluding the inorganic component are represented by (nd 0 , νd 0 ) The optical materials obtained by polymerization of the composition for optical materials of the present invention are (nd 0 , νd 0 ), (nd 0 +0.15, νd 0 +12), (nd 0 +0.08, νd 0 +20). , (Nd 0 −0.15, νd 0 +15), and (1.47,58), (1.60,20), (1.80,22), (1.75,50) ) And (1.51, 86), it is possible to realize a common area value.
また、光学材料のｄ線の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合に、光学材料用組成物から無機成分を除いて形成した光学材料の屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄをそれぞれ、ｎｄ0およびνｄ0とした場合に、（ｎｄ0，νｄ0）、（ｎｄ0＋０．１、νｄ0）、（ｎｄ0＋０．１，νｄ0＋１８），（ｎｄ0−０．１５，νｄ0＋１５）で囲まれた領域と、（１．４７，５８）、（１．６０，２０）、（１．８０，２２）、（１．７５，５０）、（１．５１，８６）で囲まれた領域の共通する領域の値を実現することが可能である。
Further, when the refractive index nd and Abbe number νd of the d-line of the optical material are shown on the vertical axis and the horizontal axis, respectively, the refractive index nd and Abbe of the optical material formed by removing inorganic components from the optical material composition. each number [nu] d, in the case where a nd 0 and νd 0, (nd 0, νd 0), (
以下に、アルミニウム酸化物の添加量と屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄの関係を、具体例を挙げて説明する。
アルミニウム酸化物粒子成分としてアルミニウムジイソプロポキシアセチルアセトネートをイソプロパノールを希釈溶剤として加水分解反応と縮重合反応を行いポリスチレン換算分子量２０００〜１００００００程度まで高分子量化させたものを用い、また重合性官能基を有する有機成分としてメチルメタクリレートを用い、またその他の成分としてベンゾフェノンを含む紫外線硬化剤を用いた光学材料用組成物において、光学材料用組成物の全体に含まれるアルミニウム酸化物の割合を、質量基準で１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％まで変化させたものを重合し、得られた光学材料のｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図１の曲線Ａに示す。
メチルメタクリレート単体では、（ｎｄ，νｄ）＝（１．４９２，５８）あるが、アルミニウム酸化物の割合を増加させると高屈折率高分散の方向に変化し、アルミニウム酸化物の割合を質量基準で、７０％まで増加させると（ｎｄ，νｄ）＝（１．４９７，７０．４）まで低分散化することができる。
Hereinafter, the relationship between the amount of aluminum oxide added, the refractive index nd, and the Abbe number νd will be described with specific examples.
As the aluminum oxide particle component, a compound obtained by subjecting aluminum diisopropoxyacetylacetonate to isopropanol as a diluting solvent to carry out a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction to increase the molecular weight to a polystyrene equivalent molecular weight of about 2,000 to 1,000,000 is used. In the composition for optical materials using methyl methacrylate as the organic component having benzene and an ultraviolet curing agent containing benzophenone as the other components, the proportion of aluminum oxide contained in the entire composition for optical materials is expressed on a mass basis. Of 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, and 70% are polymerized, and the obtained optical material has a refractive index nd of d-line and an Abbe number νd representing dispersion. The change in the measurement point is shown by curve A in FIG.
In the case of methyl methacrylate alone, (nd, νd) = (1.492, 58), but when the proportion of aluminum oxide is increased, it changes in the direction of high refractive index and high dispersion, and the proportion of aluminum oxide is based on mass. , 70%, the dispersion can be reduced to (nd, νd) = (1.497, 70.4).
また、無機成分として、アルミニウム酸化物のほかにシリカ成分を添加した場合の光学特性の変化を以下に説明する。
アルミニウム酸化物の合成過程において、アルミニウムジイソプロポキシアセチルアセトネートの加水分解縮重合反応により得られた粒子と、更に化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分として、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランとを用い、またその他の成分としてベンゾフェノンを含む紫外線硬化剤を用いた場合の光学材料用組成物において、アルミニウムジイソプロポキシアセチルアセトネートと３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの割合を、酸化アルミニウム：Ａｌ2Ｏ3、酸化ケイ素：ＳｉＯ2に換算した時の質量比Ａｌ2Ｏ3：ＳｉＯ2で５：１として、光学材料用組成物全体に含まれる酸化アルミニウムと酸化ケイ素に換算した無機成分の総含有量を１０〜７０質量％まで変化させて重合した際の光学材料のｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化は図１の曲線Ｂに示すものとなる。
Moreover, the change of the optical characteristic at the time of adding a silica component other than an aluminum oxide as an inorganic component is demonstrated below.
In the process of synthesizing aluminum oxide, 3-methacryloxypropyltrimethoxy is an inorganic component composed of particles obtained by hydrolysis condensation polymerization reaction of aluminum diisopropoxyacetylacetonate and a metal alkoxide represented by chemical formula 4. In the composition for optical materials using silane and an ultraviolet curing agent containing benzophenone as another component, the proportion of aluminum diisopropoxyacetylacetonate and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane is changed to aluminum oxide. : Al 2 O 3 , silicon oxide: Inorganic component converted to silicon oxide: SiO 2 in terms of mass ratio Al 2 O 3 : SiO 2 of 5: 1 and converted to aluminum oxide and silicon oxide contained in the entire optical material composition By changing the total content of 10 to 70% by mass The change in the measurement point of the refractive index nd of the d-line and the Abbe number νd representing the dispersion of the optical material when combined is shown by the curve B in FIG.
メチルメタクリレート単体では（ｎｄ，νｄ）は（１．４９２，５８）であるが、アルミニウム酸化物の割合を増加させるとともに低分散の方向に変化し、酸化アルミニウム、酸化ケイ素に換算した無機成分の総含有量を、７０質量％まで増加させると（ｎｄ，νｄ）＝（１．４９２，６７）まで低分散化することができる。 In the case of methyl methacrylate alone, (nd, νd) is (1.492, 58), but as the proportion of aluminum oxide is increased, it changes in the direction of low dispersion, and the total of inorganic components converted to aluminum oxide and silicon oxide. When the content is increased to 70% by mass, the dispersion can be reduced to (nd, νd) = (1.492, 67).
次に、無機成分として酸化アルミニウム微粒子を使用し、本発明の方法により得られる光学材料用組成物とそれから得られる光学材料について述べる。
酸化アルミニウム粒子として平均粒子径が９ｎｍで、９０％粒子径が２０ｎｍの酸化アルミニウム粒子を水分散させたものを用い、重合性官能基を有する有機成分としてメチルメタクリレートを用い、金属アルコキシドからなる無機成分としてフェニルトリメトキシシランを、その他の成分としてベンゾフェノンを含む紫外線硬化剤を用いた場合の光学材料において、水分散アルミナ粒子とフェニルトリメトキシシランの割合をそれぞれの酸化アルミニウム、酸化ケイ素に換算した時の質量比Ａｌ2Ｏ3：酸化ケイ素で５：１として、光学材料全体に含まれる酸化アルミニウムと酸化ケイ素に換算した無機成分の総含有量を０〜７０質量％でまで変化させたときの、光学材料のｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化は図１の曲線Ｃに示す。
Next, an optical material composition obtained by the method of the present invention using aluminum oxide fine particles as an inorganic component and an optical material obtained therefrom will be described.
An inorganic component composed of metal alkoxide, using aluminum oxide particles having an average particle size of 9 nm and 90% particle size of 20 nm dispersed in water as the aluminum oxide particles, using methyl methacrylate as the organic component having a polymerizable functional group As an optical material using an ultraviolet curing agent containing phenyltrimethoxysilane as the other component and benzophenone as the other component, the ratio of water-dispersed alumina particles and phenyltrimethoxysilane when converted to the respective aluminum oxide and silicon oxide Optical when the total content of inorganic components converted to aluminum oxide and silicon oxide contained in the entire optical material is changed to 0 to 70% by mass with a mass ratio of Al 2 O 3 : silicon oxide of 5: 1. The change in the measurement point of the refractive index nd of the d-line of the material and the Abbe number νd representing dispersion is shown in FIG. It is shown in the curve C.
メチルメタクリレート単体では（ｎｄ，νｄ）が（１．４９２，５８）であったものが、酸化アルミニウムの割合を増加させると低分散かつ高屈折率の方向に変化し、酸化アルミニウムと酸化ケイ素に換算した無機成分の総含有量を７０％質量％でまで増加させると（ｎｄ，νｄ）＝（１．５６３，６４）まで高屈折率化および低分散化することができる。 In the case of methyl methacrylate alone, (nd, νd) was (1.492, 58), but when the proportion of aluminum oxide was increased, it changed in the direction of low dispersion and high refractive index and converted to aluminum oxide and silicon oxide. When the total content of the inorganic components is increased to 70% by mass, the refractive index and dispersion can be increased to (nd, νd) = (1.563, 64).
また、上記と同様の手法によりＡｌ2Ｏ3とＳｉＯ2に換算した無機成分の総含有量が７０％であるときに光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．５６０，７５）である光学材料が得られ、アルミナの添加量を調整することによりメチルメタクリレート単体の（ｎｄ，νｄ）＝（１．４９２，５８）から上記の（１．５６０，７５）を結ぶ曲線Ｄ上の光学恒数を持つ光学材料を得ることができる。
このように、単にアルミナ成分の添加量だけでなく、添加するアルミナ粒子の違いによっても、屈折率への影響が異なるものとなる。
したがって、使用する有機成分を重合させた樹脂の光学恒数を基準とすれば、そこに添加するアルミナ粒子の含有量、結晶性、他の無機成分の量を調整することにより、所望の特性を有する光学材料用組成物および光学材料を得ることができる。
An optical constant (nd, νd) = (1.560,75) when the total content of inorganic components converted to Al 2 O 3 and SiO 2 by the same method as described above is 70%. An optical constant on curve D connecting the above (1.560, 75) from (nd, νd) = (1.492, 58) of methyl methacrylate alone by adjusting the amount of alumina added. Can be obtained.
Thus, not only the addition amount of the alumina component but also the difference in the added alumina particles has a different influence on the refractive index.
Therefore, based on the optical constant of the resin obtained by polymerizing the organic component used, the desired properties can be obtained by adjusting the content of alumina particles, crystallinity, and the amount of other inorganic components added thereto. The composition for optical materials and the optical material can be obtained.
また、重合性官能基を有する有機成分を重合させて得られる樹脂成分のｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄ光学恒数は、図１に示されるような範囲に分布しており、前記重合性官能基を有する有機成分として、これらの有機成分から１つまたは複数選択することで前記光学材料は、（ｎｄ，νｄ）は、（１．４７，５８）、（１．６０，２０）、（１．８０，２２）、（１．７５，５０）、（１．５１，８６）で囲まれた範囲の値をとることができる。 Further, the d-line refractive index nd and the Abbe number νd optical constant representing dispersion of the resin component obtained by polymerizing the organic component having a polymerizable functional group are distributed in the range shown in FIG. By selecting one or more of these organic components as the organic component having a polymerizable functional group, (nd, νd) is (1.47, 58), (1.60, 20), (1.80, 22), (1.75, 50), and (1.51, 86).
また、重合性官能基を有する有機成分として下記化学式５に示されるアクリレートに変更し、光学材料全体に含まれる酸化アルミニウムの割合を７０質量％まで変化させたときの光学材料の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの変化は図１の曲線Ｅに示す。 Further, the refractive index nd and dispersion of the optical material when the ratio of aluminum oxide contained in the entire optical material is changed to 70% by mass is changed to an acrylate represented by the following chemical formula 5 as an organic component having a polymerizable functional group. The change in the Abbe number νd representing is shown by a curve E in FIG.
化学式５に示されるアクリレート単体の（ｎｄ，νｄ）は、（１．６３１，２４）であるが、酸化アルミニウムを増加させた場合には、屈折率はそれほど変化せずに低分散の方向に変化し、酸化アルミニウムの割合を７０質量％まで増加させると（ｎｄ，νｄ）は、（１．５７７，３４）まで、低分散化することができる。 (Nd, νd) of the acrylate simple substance represented by the chemical formula 5 is (1.631, 24), but when the aluminum oxide is increased, the refractive index does not change so much and changes in the direction of low dispersion. When the proportion of aluminum oxide is increased to 70% by mass, (nd, νd) can be reduced to (1.577, 34).
また、酸化アルミニウム粒子成分として結晶性のもの用いた場合、添加量に応じて、アクリレート単体の（ｎｄ，νｄ）＝（１．６３１，２４）から（１．６４７，３６）を結ぶ曲線Ｆ上の光学恒数や、（ｎｄ，νｄ）＝（１．６３１，２４）から（１．６９１，３５）を結ぶ曲線Ｇ上の光学恒数をもつ光学材料を得ることができる。またこれらの曲線にはさまれた範囲の光学恒数についても、粒子の処理温度、製造条件等を変えたり、製造条件の異なる微粒子をブレンドして用いることにより達成できる。粒子による光学恒数制御の本質的な部分について、詳細には解明できていない部分もあるが、粒子の処理温度、製造条件等によって光学恒数が変化していることから、粒子の結晶性や密度により得られる光学恒数が変化できると考えられる。 When a crystalline material is used as the aluminum oxide particle component, on the curve F connecting (nd, νd) = (1.631, 24) to (1.647, 36) of the acrylate alone, depending on the amount added. And an optical material having an optical constant on the curve G connecting (nd, νd) = (1.631, 24) to (1.691, 35) can be obtained. Also, the optical constants in the range between these curves can be achieved by changing the processing temperature of the particles, production conditions, etc., or blending and using fine particles having different production conditions. Although there are parts that cannot be elucidated in detail about the essential parts of optical constant control by particles, the optical constants vary depending on the processing temperature, manufacturing conditions, etc. of the particles. It is considered that the optical constant obtained by the density can be changed.
また、化学式６で示される１，２：６，７−ジエピジチオ−４−チアヘプタンである含硫黄有機化合物の（ｎｄ，νｄ）＝（１．７１，３６）の含硫黄有機化合物および化学式７で示される（ｎｄ，νｄ）＝（１．７４，２５）の含硫黄有機化合物について、各種の酸化アルミニウムを添加したときのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの変化について、それぞれ図１の曲線Ｈ、Ｉ、Ｊ、および曲線Ｋ、Ｌ、Ｍに示した。 In addition, the sulfur-containing organic compound (nd, νd) = (1.71,36) of the sulfur-containing organic compound which is 1,2: 6,7-diepidithio-4-thiaheptane represented by the chemical formula 6 and the chemical formula 7 With respect to the sulfur-containing organic compound of (nd, νd) = (1.74, 25), the changes in the refractive index nd of d-line and the Abbe number νd representing dispersion when various aluminum oxides are added are shown in FIG. Curve H, I, J and curves K, L, M.
また、別の有機モノマーとしてジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレートを用いて、有機モノマーのみを重合した場合には、（ｎｄ，νｄ）は、（１．５３５，５２）であるが、各種のアルミニウム酸化物を添加したときには、添加量に応じて、図１の曲線Ｏ，Ｐ，Ｑ上を変化することになる。
いずれの場合にも、アルミニウム酸化物粒子の物性等によって左右されるので、異なる特性を有する微粒子を混合することにより所望の特性の光学材料を製造することができる。
以上のように、アルミニウム酸化物粒子の添加量、種類、重合性官能基を有する有機成分の種類と添加量、その他の無機成分の種類と添加量、および硬化条件を調整することで、高屈折率低分散である所望の特性の光学材料を提供することが可能となる。
以下、本発明によって作製した光学材料を実施例を示して説明する。
Further, when dimethylroll tricyclodecane dimethacrylate is used as another organic monomer and only the organic monomer is polymerized, (nd, νd) is (1.535, 52). When an object is added, the curves O, P, and Q in FIG. 1 change according to the amount added.
In any case, since it depends on the physical properties of the aluminum oxide particles, an optical material having desired characteristics can be produced by mixing fine particles having different characteristics.
As described above, by adjusting the addition amount and type of aluminum oxide particles, the type and addition amount of organic components having a polymerizable functional group, the type and addition amount of other inorganic components, and the curing conditions, high refraction is achieved. It is possible to provide an optical material having desired characteristics that is low in dispersion.
Examples of the optical material produced according to the present invention will be described below.
（アルミナゾルの調製）
アルミニウムジイソプロポキシドアセチルアセトネート１２ｇ、イソプロパノール６５ｇ、０．１Ｎ塩酸０．２ｇとを混合し、２５℃にて１時間撹拌し、アルミニウムイソプロピレートを加水分解縮重合反応させて酸化アルミニウムからなる高分子量のアルミナゾルを調製した。
(Preparation of alumina sol)
Aluminum diisopropoxide acetylacetonate (12 g), isopropanol (65 g), 0.1N hydrochloric acid (0.2 g) are mixed and stirred at 25 ° C. for 1 hour to cause aluminum isopropylate to undergo a hydrolytic condensation polymerization reaction. A molecular weight alumina sol was prepared.
（アルミナ−シリカゾルの調製）
得られたアルミナゾルを、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３．１ｇ、水０．６ｇを混合して２５℃にて１２時間撹拌した混合溶液に添加して、さらに２５℃において８時間撹拌した後、水、プロパノールおよび副生成物を５０℃での蒸発操作で取り除きアルミナ−シリカゾルを得た。
(Preparation of alumina-silica sol)
The obtained alumina sol was added to a mixed solution in which 3.1 g of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane and 0.6 g of water were mixed and stirred at 25 ° C. for 12 hours, and further stirred at 25 ° C. for 8 hours. Water, propanol and by-products were removed by evaporation at 50 ° C. to obtain an alumina-silica sol.
（光学材料の作製と評価）
光学材料用組成物に占めるアルミナの割合が、１０質量％となるように、アルミナ−シリカゾル２０ｇ、メチルメタクリレート７４ｇ、光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 イルガキュア５００）を０．１ｇ混合して光学材料用組成物を得た。
得られた光学材料用組成物を紫外線照射によって硬化させたところ、形成された光学材料はｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄは、（ｎｄ，νｄ）＝（１．４９３，５９）であった。
また、アルミナ−シリカゾルとメチルメタクリレートとの混合比を調整し、光学材料中のアルミナの割合を０〜７０質量％まで変化させた光学材料用を同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を表１および図２に示した。
図２では、横軸を光学材料に占めるＡｌ2Ｏ3換算のアルミナ粒子成分の含有量を質量％で示した。低屈折領域で、低分散化した光学材料を得ることができる。
(Production and evaluation of optical materials)
0.1 g of alumina-silica sol 20 g, methyl methacrylate 74 g, and photopolymerization initiator (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) were mixed so that the ratio of alumina in the optical material composition was 10% by mass. Thus, a composition for optical materials was obtained.
When the obtained optical material composition was cured by ultraviolet irradiation, the formed optical material had a refractive index nd of d-line and an Abbe number νd representing dispersion of (nd, νd) = (1.493, 59 )Met.
Further, the refractive index nd and dispersion νd when an optical material for which the mixing ratio of alumina-silica sol and methyl methacrylate was adjusted and the ratio of alumina in the optical material was changed from 0 to 70% by mass were similarly cured. These changes are shown in Table 1 and FIG.
In FIG. 2, the content of the alumina particle component in terms of Al 2 O 3 occupying the optical material on the horizontal axis is indicated by mass%. An optical material with low dispersion in a low refractive region can be obtained.
表１
アルミナ
含有量（質量％） 屈折率ｎｄ アッベ数νd
０ １．４９２ ５８
１０ １．４９８ ５９
２０ １．５０４ ６０
３０ １．５１１ ６２
４０ １．５２０ ６４
５０ １．５３１ ６７
６０ １．５４５ ７０
７０ １．５６２ ７５
Table 1
alumina
Content (mass%) Refractive index nd Abbe number νd
0 1.492 58
10 1.498 59
20 1.504 60
30 1.511 62
40 1.520 64
50 1.531 67
60 1.545 70
70 1.562 75
（アルミナ−シリカゾルの調製）
Ａｌ2Ｏ3換算でアルミナを３７質量％含有しているアルミナ粒子酢酸水溶液４０ｇとエタノール８ｇを混合した溶液に、フェニルトリメトキシシラン３．５ｇを添加して、２５℃で２４時間撹拌してアルミナ粒子表面を表面処理したアルミナ−シリカゾルを調製した。
(Preparation of alumina-silica sol)
3.5 g of phenyltrimethoxysilane was added to a solution obtained by mixing 40 g of an alumina particle acetic acid aqueous solution containing 37% by mass of alumina in terms of Al 2 O 3 and 8 g of ethanol, and stirred at 25 ° C. for 24 hours to obtain alumina. An alumina-silica sol having a surface-treated particle surface was prepared.
（光学材料の作製と評価）
アルミナ−シリカゾル４０ｇにメチルメタクリレート５７ｇ、光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 イルガキュア５００）を０．１ｇを混合して１時間撹拌した後、水、メタノールおよび副生成物を５０℃での蒸発操作で取り除き光学材料用組成物を調製した。
次いで、紫外線照射によって硬化させたところ、ｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄは、（ｎｄ，νｄ）＝（１．５０４，５９）であった。
アルミナ−シリカゾルとメチルメタクリレートとの混合比を調整し、Ａｌ2Ｏ3換算したアルミナの割合を７０質量％まで変化させた光学材料用組成物を同様に硬化させた時に得られた光学材料の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を表２および図３に示した。
高屈折率化とともに低分散化した光学材料を得ることができた。
(Production and evaluation of optical materials)
Alumina-silica sol 40 g was mixed with 57 g of methyl methacrylate and 0.1 g of photopolymerization initiator (Irgacure 500 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) and stirred for 1 hour, and then water, methanol and by-products were mixed at 50 ° C. The composition for optical material was prepared by removing by evaporation.
Next, when cured by ultraviolet irradiation, the refractive index nd of d-line and the Abbe number νd representing dispersion were (nd, νd) = (1.504, 59).
Refraction of optical material obtained by adjusting the mixing ratio of alumina-silica sol and methyl methacrylate and curing the composition for optical material in which the proportion of alumina converted to Al 2 O 3 was changed to 70% by mass. Changes in the rate nd and the dispersion νd are shown in Table 2 and FIG.
An optical material with a high refractive index and a low dispersion could be obtained.
表２
アルミナ
含有量（質量％） 屈折率ｎｄ アッベ数νd
０ １．４９２ ５８
１０ １．４９８ ５８
２０ １．５０４ ５９
３０ １．５１１ ６０
４０ １．５２０ ６０
５０ １．５３１ ６１
６０ １．５４５ ６３
７０ １．５６３ ６４
Table 2
alumina
Content (mass%) Refractive index nd Abbe number νd
0 1.492 58
10 1.498 58
20 1.504 59
30 1.511 60
40 1.520 60
50 1.531 61
60 1.545 63
70 1.563 64
（アルミナゾルの調製）
平均粒子径が７ｎｍで、９０％粒子径が１５ｎｍのアルミナ粒子をベンゼンに分散させたＡｌ2Ｏ3換算でアルミナを２０質量％含有しているアルミナ粒子分散ベンゼン分散液６３ｇに、アルミニウムイソプロポキシドをベンゼンに溶解した溶液を２．８ｇ添加し、４０℃で８時間撹拌してアルミナ粒子表面を表面処理したアルミナゾルを調製した。
(Preparation of alumina sol)
Aluminum isopropoxide was added to 63 g of an alumina particle-dispersed benzene dispersion containing 20% by mass of alumina in terms of Al 2 O 3 in which alumina particles having an average particle size of 7 nm and a 90% particle size of 15 nm were dispersed in benzene. 2.8 g of a solution in which benzene was dissolved was added and stirred at 40 ° C. for 8 hours to prepare an alumina sol having a surface-treated alumina particle surface.
（光学材料の作製と評価）
得られたアルミナゾル２０ｇにスチレン５７ｇと重合開始剤２，２−アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）を０．１ｇを混合して１時間撹拌した後、ベンゼンおよびアルコール等の副生成物を５０℃での蒸発操作で取り除き、紫外線照射によって硬化させたところ、ｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄは、（ｎｄ，νｄ）＝（１．６６７，４７）であった。
また、アルミナゾル溶液とスチレンとの混合比を調整し、Ａｌ2Ｏ3換算の割合を６０質量％まで変化させた光学材料用組成物を、実施例１と同様に硬化させた時に得られた光学材料の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を表３および図４に示した。
(Production and evaluation of optical materials)
20 g of the obtained alumina sol was mixed with 57 g of styrene and 0.1 g of a polymerization initiator 2,2-azobisisobutyronitrile (AIBN) and stirred for 1 hour, and then by-products such as benzene and alcohol were mixed at 50 ° C. When it was removed by the evaporation operation in FIG. 5 and cured by ultraviolet irradiation, the Abbe number νd representing the refractive index nd and dispersion of the d line was (nd, νd) = (1.667, 47).
Further, an optical material obtained when a composition for an optical material in which the mixing ratio of the alumina sol solution and styrene was adjusted and the Al 2 O 3 conversion ratio was changed to 60% by mass was cured in the same manner as in Example 1. Changes in the refractive index nd and dispersion νd of the material are shown in Table 3 and FIG.
表３
アルミナ
含有量（質量％） 屈折率ｎｄ アッベ数νd
０ １．５７３ ３４
１０ １．５９９ ３７
２０ １．６２３ ４０
３０ １．６４６ ４４
４０ １．６６７ ４７
５０ １．６８６ ５１
６０ １．７０５ ５５
Table 3
alumina
Content (mass%) Refractive index nd Abbe number νd
0 1.573 34
10 1.599 37
20 1.623 40
30 1.646 44
40 1.667 47
50 1.686 51
60 1.705 55
本発明の光学材料用組成物は、高屈折率かつ低分散であるので得られた光学素子の大きさを小さくでき、収差も効率よく取り除くことができるとともに、光散乱性、耐環境性に優れ、常温付近で液状であるので、高温や高い圧力をかけることなく複雑形状の光学素子を短時間で製造できる高い加工性を有しているので、光学系の小型軽量化、製造効率の改善等に貢献でき、産業上も極めて有効である。 The composition for optical materials of the present invention has a high refractive index and low dispersion, so that the size of the obtained optical element can be reduced, aberrations can be removed efficiently, and light scattering and environmental resistance are excellent. Because it is liquid near normal temperature, it has high processability that can produce optical elements with complex shapes in a short time without applying high temperature or high pressure, so the optical system can be reduced in size and weight, and manufacturing efficiency can be improved. It is extremely effective for industry.
Claims (14)
化学式１
Ｒ 1 a Ｒ 2 b Ｍ（ＯＲ 3 ） c
（Ｒ 1 およびＲ 2 は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ 3 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、Ｍは、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０から２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。） The composition for an optical material composed of an organic component and an inorganic component is composed of an inorganic particle component composed of an aluminum oxide and an inorganic component M composed of at least one kind obtained from a metal alkoxide represented by the chemical formula 1 or a derivative thereof. and inorganic component, the organic component having a polymerizable functional group, a polymerization initiator or a composition for optical materials which comprises a curing agent.
Chemical formula 1
R 1 a R 2 b M (OR 3 ) c
(R 1 and R 2 are the same or in different organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, R 3 is C 1-6 alkyl group or aryl group, M is from the group consisting of Be, Cu, Ge, Hf, La, Mg, Nb, Sc, Si, Ta, Ti, V, W, Y, Zn, Zr (At least one selected metal element, a and b are 0 to 2, the valence m of the metal element M, and c = m− (a + b).)
化学式２ Ｒ4 dＡｌ（ＯＲ5）3-d
（Ｒ4 は、有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ5は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ｄは０または１） The optical material according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic particle component is prepared from a polymer obtained by polymerizing an aluminum alkoxide represented by the following chemical formula 2 or a hydrolyzate thereof. Composition.
Chemical formula 2 R 4 d Al (OR 5 ) 3-d
(R 4 is an organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, and R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Alkyl group or aryl group, d is 0 or 1)
化学式１
Ｒ 1 a Ｒ 2 b Ｍ（ＯＲ 3 ） c
（Ｒ 1 およびＲ 2 は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ 3 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、Ｍは、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０から２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。） In an optical material composed of an organic component and an inorganic component, an inorganic component composed of an inorganic particle component composed of aluminum oxide, and an inorganic component M composed of at least one kind obtained from a metal alkoxide represented by Chemical Formula 1 or a derivative thereof; , optical material, characterized in that the organic component having a polymerizable functional group, a polymerization initiator or curing agent is obtained by polymerizing a composition comprising a.
Chemical formula 1
R 1 a R 2 b M (OR 3 ) c
(R 1 and R 2 are the same or in different organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, R 3 is C 1-6 alkyl group or aryl group, M is from the group consisting of Be, Cu, Ge, Hf, La, Mg, Nb, Sc, Si, Ta, Ti, V, W, Y, Zn, Zr (At least one selected metal element, a and b are 0 to 2, the valence m of the metal element M, and c = m− (a + b).)
化学式２ Ｒ4 dＡｌ（ＯＲ5）3-d
（Ｒ4 は、有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ5は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ｄは０ないし１） The optical material according to any one of claims 8 to 11, wherein the inorganic particle component is prepared from a polymer obtained by polymerizing an aluminum alkoxide represented by the following chemical formula 2 or a hydrolyzate thereof. .
Chemical formula 2 R 4 d Al (OR 5 ) 3-d
(R 4 is an organic group, an alkyl group, a halogenated alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a halogenated aryl group, a cycloalkyl group, an acyl group or an epoxy group-containing organic group, and R 5 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group or an aryl group, d is 0 to 1)
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