JPWO2007055390A1 - 光学素子および色収差補正レンズ - Google Patents
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Abstract
本発明は、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(ビスフェノールAF)に代表される特定のジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位を有し、屈折率nDとアッベ数νDとの関係が下記式(I)nD+0.0076×νD≦ 1.78 (I)を充たす重合体からなり、色収差の補正に用いられることを特徴とする、光学素子および該光学素子を用いた色収差補正レンズに関する。
Description
本発明は光学素子および色収差補正レンズに関する。
光学レンズ(凸レンズ)は、短波長光の方が長波長光よりも屈折率が大きい性質、すなわち軸上色収差を示し、色にじみ(色収差)を発生することが知られている。色収差は使用上問題となるため、光学レンズは通常、色収差補正素子を組み合わせて色収差を補正したレンズ系または積層型レンズとして使用される。
色収差補正素子としては、古くは凹レンズが用いられてきたが、近年フレネルレンズの使用が注目されている(特開平9−127321号、特開平9−127322号、特開2004−78166号および特開2005−107298号参照。)。
色収差の補正のためには、色収差の程度の指標となるアッベ数の差が大きい相異なる材料からなる複数の素子でレンズ系が構成される。レンズの材料としては、従来からガラスが用いられてきた。ガラスはその屈折率が1.46〜1.92程度、アッベ数が25〜80程度であり、かかる極めて広い範囲における光学特性の選択が可能なため、色収差を補正するためのレンズ系のデザインの自由度が高く、多彩なレンズ特性を発揮するには有利な材料である。
上記の如きレンズ系をカメラやビデオカメラ等に適用する場合、レンズ系を小型、軽量化することが求めらている。特にレンズ径の大きい望遠レンズ系や超望遠レンズ系は、従来から重厚長大であり、カメラに装着して用いる際に取り扱いにくく、シャッターチャンスを逃す場合もあることから、レンズ系の軽量化およびレンズ系全長の短縮化が求められている。そのためにはレンズの材料を見直すとともに、色収差補正後の焦点距離を短縮する必要がある。
このような観点から、レンズ材料としてガラスに代えてプラスチック製の材料の使用が望まれている。
今日におけるプラスチックレンズの代表的な材料としてポリメチルメタクリレート(PMMA)およびポリカーボネートが挙げられる。このうちPMMAは、透明性および硬度が高く、耐久性に優れる等の利点を有するほか、アッベ数が57と高く、したがって色収差が小さいことから圧倒的に多く使用されている。
PMMAレンズの色収差の補正のために使用されるプラスチックレンズの材料としては、一般に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)から製造されたポリカーボネート(PC(BIS−A))が用いられている。PC(BIS−A)のアッベ数は32であり、PMMAのアッベ数57との差が大きいため、色収差補正のための要件は一応具備している。しかしながら、PC(BIS−A)の使用によっても色収差補正後の焦点距離は十分に満足できるレベルには至っていない。
ところで、レンズの軽量化の観点からは、レンズ材料の屈折率は高いほど有利であると考えられてきた。すなわち、屈折率が低いと所望の効果を得るためにはレンズのカーブをきつくしなければならないのでレンズ全体を厚くしなければならず、軽量化の要請に反すると考えられていたのである。
従来知られているプラスチックの光学材料は、屈折率とアッベ数とが一定の関係にあることが知られている。図1に、公知文献に見られる汎用の光学用プラスチック材料の屈折率とアッベ数との関係を示した。図1を見ると、プラスチック材料は屈折率が高いほどアッベ数が低くなる傾向を示し、各材料について両者の関係をプロットした点の集合は、極めて幅の狭い領域内に収まっていることが理解されよう。従来の光学素子としてのプラスチック材料の改良の努力は、主としてこの領域を超えて高い屈折率を示す材料の開発に向けられていた(日化協月報,40(8),27(1987)および日化協月報47(2),8(1994)参照。)。
しかしながらレンズ系における色収差補正用として好適であり、且つ色収差補正後の焦点距離が短縮されたレンズ系を構成しうる色収差補正素子として、いかなる材料を適用すればよいかということは未だ知られていない。
なお、ポリカーボネート材料は古くから透明性と耐熱性とを有する材料として知られ、多くの改良検討が行われている。しかしその多くはエンジニアリングプラスチックとしての機械的特性の改良(特開平6−145333および特開平6−200005号参照。)や特殊用途への適用を意図したもの(特開平5−294029号参照)である。光学用途における検討としては、例えば光ファイバー写真コピーの感光体または光ディスクの記録層用といった単一波長のみを対象とする分野における機械特性の改良がほとんどであった(特開平6−347650号、特開平3−61911号、特開平6−282094号および特開昭64−31825号参照。)。わずかに特開昭62−18501号においてポリカーボネート材料をレンズに適用するにあたっての改良検討がなされているが、ここではレンズの耐熱性および表面硬度の向上を目的とした材料検討がなされ、実施例では該材料からなる凸レンズが開示されているにすぎない。
色収差補正素子としては、古くは凹レンズが用いられてきたが、近年フレネルレンズの使用が注目されている(特開平9−127321号、特開平9−127322号、特開2004−78166号および特開2005−107298号参照。)。
色収差の補正のためには、色収差の程度の指標となるアッベ数の差が大きい相異なる材料からなる複数の素子でレンズ系が構成される。レンズの材料としては、従来からガラスが用いられてきた。ガラスはその屈折率が1.46〜1.92程度、アッベ数が25〜80程度であり、かかる極めて広い範囲における光学特性の選択が可能なため、色収差を補正するためのレンズ系のデザインの自由度が高く、多彩なレンズ特性を発揮するには有利な材料である。
上記の如きレンズ系をカメラやビデオカメラ等に適用する場合、レンズ系を小型、軽量化することが求めらている。特にレンズ径の大きい望遠レンズ系や超望遠レンズ系は、従来から重厚長大であり、カメラに装着して用いる際に取り扱いにくく、シャッターチャンスを逃す場合もあることから、レンズ系の軽量化およびレンズ系全長の短縮化が求められている。そのためにはレンズの材料を見直すとともに、色収差補正後の焦点距離を短縮する必要がある。
このような観点から、レンズ材料としてガラスに代えてプラスチック製の材料の使用が望まれている。
今日におけるプラスチックレンズの代表的な材料としてポリメチルメタクリレート(PMMA)およびポリカーボネートが挙げられる。このうちPMMAは、透明性および硬度が高く、耐久性に優れる等の利点を有するほか、アッベ数が57と高く、したがって色収差が小さいことから圧倒的に多く使用されている。
PMMAレンズの色収差の補正のために使用されるプラスチックレンズの材料としては、一般に、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)から製造されたポリカーボネート(PC(BIS−A))が用いられている。PC(BIS−A)のアッベ数は32であり、PMMAのアッベ数57との差が大きいため、色収差補正のための要件は一応具備している。しかしながら、PC(BIS−A)の使用によっても色収差補正後の焦点距離は十分に満足できるレベルには至っていない。
ところで、レンズの軽量化の観点からは、レンズ材料の屈折率は高いほど有利であると考えられてきた。すなわち、屈折率が低いと所望の効果を得るためにはレンズのカーブをきつくしなければならないのでレンズ全体を厚くしなければならず、軽量化の要請に反すると考えられていたのである。
従来知られているプラスチックの光学材料は、屈折率とアッベ数とが一定の関係にあることが知られている。図1に、公知文献に見られる汎用の光学用プラスチック材料の屈折率とアッベ数との関係を示した。図1を見ると、プラスチック材料は屈折率が高いほどアッベ数が低くなる傾向を示し、各材料について両者の関係をプロットした点の集合は、極めて幅の狭い領域内に収まっていることが理解されよう。従来の光学素子としてのプラスチック材料の改良の努力は、主としてこの領域を超えて高い屈折率を示す材料の開発に向けられていた(日化協月報,40(8),27(1987)および日化協月報47(2),8(1994)参照。)。
しかしながらレンズ系における色収差補正用として好適であり、且つ色収差補正後の焦点距離が短縮されたレンズ系を構成しうる色収差補正素子として、いかなる材料を適用すればよいかということは未だ知られていない。
なお、ポリカーボネート材料は古くから透明性と耐熱性とを有する材料として知られ、多くの改良検討が行われている。しかしその多くはエンジニアリングプラスチックとしての機械的特性の改良(特開平6−145333および特開平6−200005号参照。)や特殊用途への適用を意図したもの(特開平5−294029号参照)である。光学用途における検討としては、例えば光ファイバー写真コピーの感光体または光ディスクの記録層用といった単一波長のみを対象とする分野における機械特性の改良がほとんどであった(特開平6−347650号、特開平3−61911号、特開平6−282094号および特開昭64−31825号参照。)。わずかに特開昭62−18501号においてポリカーボネート材料をレンズに適用するにあたっての改良検討がなされているが、ここではレンズの耐熱性および表面硬度の向上を目的とした材料検討がなされ、実施例では該材料からなる凸レンズが開示されているにすぎない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的はレンズ系または積層型レンズの色収差補正用として好適に用いることのできる光学素子および該光学素子を使用した色収差補正レンズを提供することにある。
本発明の光学素子は、例えば凹レンズ、フレネルレンズ、回折格子等の形態とすることができ、他の光学素子(例えば凸レンズ、フレネルレンズ、回折格子等)と組み合わせて色収差補正レンズ系または積層型の色収差補正レンズを構成するために好適に用いることができる。
本発明の上記目的は第一に、
下記一般式(i)で表される構造単位を有し、屈折率nDとアッベ数νDとの関係が下記式(I)
nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I)
を充たす重合体からなり、色収差の補正に用いられることを特徴とする光学素子によって達成される。
(式(i)中、複数あるR1はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜10のアリールオキシ基および炭素数7〜20のアラルキルオキシ基からなる群から選択され、その水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい一価の有機基またはハロゲン原子であり、pおよびqはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、Aは単結合であるか、または下記式(i−1)〜(i−4)から選択される二価の基である。ただし、Aが単結合またはフッ素原子を有さない二価の基である場合には、pおよびqは同時に0であることはなく、式(i)中に存在するR1の少なくとも1つは水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された一価の有機基またはフッ素原子である。)
(式(i−1)中、複数あるR2はそれぞれ独立に水素原子もしくはハロゲン原子であるか、または水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の炭化水素基である。)
(式(i−2)〜(i−4)中、複数あるR3、R4およびR5はそれぞれ独立に水素原子もしくはハロゲン原子であるか、または水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4の炭化水素基であり、式(i−3)におけるrは4〜11の整数である。)
本発明の上記目的は第二に、
アッベ数νDが50〜60であり、屈折率nDが1.48〜1.55である材料からなる光学素子および上記の光学素子からなることを特徴とする色収差補正レンズによって達成される。
本発明の光学素子を用いた本発明の色収差補正レンズは、軽量であり、しかも色収差補正後の焦点距離が短いものであり、アナログまたはデジタルのカメラやビデオカメラ等の望遠レンズ系や超望遠レンズ系に好適に使用することができる。
本発明の光学素子は、例えば凹レンズ、フレネルレンズ、回折格子等の形態とすることができ、他の光学素子(例えば凸レンズ、フレネルレンズ、回折格子等)と組み合わせて色収差補正レンズ系または積層型の色収差補正レンズを構成するために好適に用いることができる。
本発明の上記目的は第一に、
下記一般式(i)で表される構造単位を有し、屈折率nDとアッベ数νDとの関係が下記式(I)
nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I)
を充たす重合体からなり、色収差の補正に用いられることを特徴とする光学素子によって達成される。
(式(i)中、複数あるR1はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜10のアリールオキシ基および炭素数7〜20のアラルキルオキシ基からなる群から選択され、その水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい一価の有機基またはハロゲン原子であり、pおよびqはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、Aは単結合であるか、または下記式(i−1)〜(i−4)から選択される二価の基である。ただし、Aが単結合またはフッ素原子を有さない二価の基である場合には、pおよびqは同時に0であることはなく、式(i)中に存在するR1の少なくとも1つは水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された一価の有機基またはフッ素原子である。)
(式(i−1)中、複数あるR2はそれぞれ独立に水素原子もしくはハロゲン原子であるか、または水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の炭化水素基である。)
(式(i−2)〜(i−4)中、複数あるR3、R4およびR5はそれぞれ独立に水素原子もしくはハロゲン原子であるか、または水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4の炭化水素基であり、式(i−3)におけるrは4〜11の整数である。)
本発明の上記目的は第二に、
アッベ数νDが50〜60であり、屈折率nDが1.48〜1.55である材料からなる光学素子および上記の光学素子からなることを特徴とする色収差補正レンズによって達成される。
本発明の光学素子を用いた本発明の色収差補正レンズは、軽量であり、しかも色収差補正後の焦点距離が短いものであり、アナログまたはデジタルのカメラやビデオカメラ等の望遠レンズ系や超望遠レンズ系に好適に使用することができる。
本発明の光学素子は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体からなる。
上記式(i)で表される構造単位におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、これらのうちフッ素原子が好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが単結合のときのR1としては、フッ素原子であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−1)で表される二価の基であるときのR2としては、水素原子、フッ素原子、メチル基、ジフルオロメチル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、フェニル基、フルオロフェニル基またはパーフルオロフェニル基であることが好ましい。上記炭素数1〜10のパーフルオロメチル基としては、例えばトリフルオロメチル基、パーフルオロ−n−プロピル基、パーフルオロ−n−ノニル基等を挙げることができ、特にトリフルオロメチル基が好ましい。2つあるR2がともに水素原子、メチル基およびフェニル基から選択されるいずれかの基であるときはpおよびqのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR1のうちの少なくとも1つはフッ素原子またはトリフルオロメチル基であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−2)で表される二価の基であるときのR3としては、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましく、特にトリフルオロメチル基が好ましい。Aが上記式(i−2)で表される二価の基であるときは、pおよびqはともに0であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−3)で表される二価の基であるときのR4としては水素原子またはフッ素原子が好ましく、rとしては4、5または11が好ましい。2つあるR4がともに水素原子であるときは、pおよびqのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR1のうちの少なくとも1つはフッ素原子であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−4)で表される二価の基であるときのR5としては水素原子が好ましく、pおよびqのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR1のうちの少なくとも1つはフッ素原子または炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。ここで、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基として特にトリフルオロメチル基が好ましい。
上記式(i)で表される構造単位中のフッ素含有重量比率FMは0.22〜0.63であることが好ましく、0.25〜0.55であることがより好ましい。ここでフッ素含有重量比率FMとは、構造単位(i)中に含有されるフッ素原子の重量を構造単位(i)の重量で除した値をいう。
上記式(i)で表される構造単位を有する重合体は、所望の構造単位に対応するジヒドロキシ化合物、すなわち下記式(i’)
(式(i’)中、R1、p、qおよびAは、上記式(i)におけるのと同じ意味である。)
で表される化合物とカーボネート前駆体とを、界面重合法もしくは溶液重合法または溶融重合法で反応させて得ることができる。この場合、上記式(i)で表される構造単位は上記式(i’)で表される化合物から誘導される。
以下、上記式(i)で表される構造単位の具体例につき、該構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)の具体例に基づいて説明する。特定のジヒドロキシ化合物(i’)をカーボネート前駆体と反応させると、当該ジヒドロキシ化合物の構造に対応する構造単位(i)を有する重合体が得られることは、当業者には容易に理解できるであろう。
上記式(i)におけるAが単結合である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、例えばオクタフルオロ−4,4’−ビフェノール、3,3’−ジフルオロ−4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール、2,2’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−1)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i)としては、例えば1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジフルオロエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2,2−トリフルオロエタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(当業者間で「ビスフェノールAF」と称される。)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(2−プロピル)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロオクタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルフルオロメタン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)−1−フェニルメタン、ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−2)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−3)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、例えば1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロドデカン等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−4)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、例えば9,9−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)フルオレン等が挙げられる。
これらのうち、上述した上記式(i)で表される構造単位中のフッ素含有重量比率FMの好ましい値を実現するため、使用されるジヒドロキシ化合物(i’)としては、当該ジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位中のフッ素含有重量比率FMが0.22〜0.63であるものが好ましく、0.25〜0.55であることがより好ましい。かかる観点から選択される好ましいジヒドロキシ化合物(i’)の具体例を下記に列挙する。なお、下記の例示中、[ ]内の数値は、各好ましいジヒドロキシ化合物(i’)から誘導される構造単位(i)中のフッ素含有重量比率FMである。
Aが単結合のものとして、例えばオクタフルオロ−4,4’−ビフェノール[0.43]、3,3’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール[0.27]および2,2’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール[0.27];
Aが式(i−1)のものとして、例えば1,1−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン[0.25]、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン[0.23]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)プロパン[0.29]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン[0.28]、ビスフェノールAF[0.31]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.29]、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.27]、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.38]、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.44]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.53]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.22]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(2−プロピル)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.26]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロブタン[0.37]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロオクタン[0.51]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロデカン[0.54]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロメフェニル)メタン[0.24]および1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン[0.23];
Aが式(i−2)のものとして、例えばα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン[0.39]およびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン[0.39];
Aが式(i−3)のものとして、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロペンタン[0.35]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロヘキサン[0.39]および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロドデカン[0.54];
Aが式(i−4)のものとして、例えば9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)フルオレン[0.22]が、それぞれ挙げられる。
上記式(i)で表される構造単位の有するフッ素原子は、パーフルオロアルキル基に由来するものであることが、容易に構造単位中のフッ素含有重量比率FMを高くすることができる点で好ましい。
かかる観点から、上記式(i)で表される構造単位のAは、上記式(i−1)または(i−2)で表される二価の基であることが好ましく、Aが上記式(i−1)で表される二価の基である場合には構造単位(i)が有するR2のうちの少なくとも1つは炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、また、Aが上記式(i−2)で表される二価の基である場合には構造単位(i)が有するR3のうちの少なくとも1つは炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
このような構造単位(i)を誘導するより好ましいジヒドロキシ化合物(i’)としては、Aが式(i−1)のものとして、ビスフェノールAF、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(2−プロピル)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロオクタンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロデカンを挙げることができ、
Aが式(i−2)のものとしては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンを挙げることができる。
これらの中でも特にビスフェノールAFが、その入手が容易であり且つ取り扱いも容易であることから好ましい。
これらのジヒドロキシ化合物(i’)は単独で使用することができ、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用される重合体は、上記式(i)で表される構造単位とともに他の構造単位を有していてもよい。重合体に含有される構造単位(i)の含有量は、上記式(i)で表される構造単位と他の構造単位との合計に対して好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは75モル%以上であり、更に好ましくは75〜99モル%であり、特に75〜95モル%であることが好ましい。
本発明に使用される重合体に上記式(i)で表される構造単位とともに含有される他の構造単位は、好ましくは上記式(i’)で表される化合物以外のジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位であり、その例として下記式(ii)または(iii)で表される構造単位を挙げることができる。
(式(ii)中、複数あるR6はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜10のアリールオキシ基および炭素数7〜20のアラルキルオキシ基からなる群から選択され、その水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい一価の有機基またはフッ素原子以外のハロゲン原子であり、sおよびtはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、Bは単結合であるか、または下記式(ii−1)〜(ii−8)
(式(ii−1)中、複数あるR7はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜6の炭化水素基である。)
(式(ii−2)および(ii−3)中、複数あるR8およびR9はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜4の炭化水素基であり、uは4〜6の整数である。)
から選択される二価の基である。)
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが単結合のときは、sおよびtはともに0または1であることが好ましい。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−1)で表される二価の基であるときのR7としては水素原子、炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。上記炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ヘキシル基等を挙げることができる。Bが上記式(ii−1)で表される二価の基であるときは、sおよびtはともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR6が炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルキル基もしくは炭素数6〜20のアリール基であるかもしくはフッ素原子以外のハロゲン原子であることが好ましい。sおよびtのうちの少なくとも1つが0ではないときのR6としては、メチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、塩素原子または臭素原子が好ましい。Bが上記式(ii−1)で表される二価の基であるときの特に好ましい構造単位としては、sおよびtがそれぞれ独立に0または1であってR6およびR7がメチル基である構造単位を挙げることができる。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−2)で表される二価の基であるときのR8としては、炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、特にメチル基であることが好ましい。Bが上記式(ii−2)で表される二価の基であるときは、sおよびtがともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR6が炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。上記R6の炭素数1〜10のアルキル基としてはメチル基が好ましい。Bが上記式(ii−2)で表される二価の基であるときの特に好ましい構造単位としては、sおよびtがそれぞれ独立に0または1であってR6およびR8がメチル基である構造単位を挙げることができる。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−3)で表される二価の基であるときのR9としては水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、特に水素原子、メチル基またはイソプロピル基が好ましく、uとしては4または5であることが好ましい。Bが上記式(ii−3)で表される二価の基であるときは、sおよびtがともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つが0ではなく且つR6がシクロヘキシル基であることが好ましい。Bが上記式(ii−3)で表される二価の基であるときの特に好ましい構造単位としては、sおよびtがそれぞれ独立に0または1であってR6がシクロヘキシル基であり、R9がメチル基であり、uが5である構造単位を挙げることができる。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−4)〜(ii−8)のいずれかで表される二価の基であるときは、sおよびtがともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つが0ではなく且つR6が炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基であることが好ましい。sおよびtのうちの少なくとも1つが0ではないときのR6としては、メチル基またはフェニル基が好ましい。
上記式(ii)で表される構造単位におけるフッ素原子以外のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子を挙げることができる。
上記式(i)で表される構造単位ならびに上記式(ii)もしくは(iii)で表される構造単位を有する重合体は、上記式(i’)で表されるジヒドロキシ化合物とともに、所望の構造単位(ii)または(iii)に対応するジヒドロキシ化合物、すなわち下記式(ii’)
(式(ii’)中、R6、s、tおよびBは、上記式(ii)におけるのと同じ意味である。)
で表される化合物または下記式(iii’)
で表される化合物を用いてカーボネート前駆体との反応を行うことにより得ることができる。
以下、上記式(ii)で表される構造単位の具体例につき、該構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(ii’)の具体例に基づいて説明する。特定のジヒドロキシ化合物(ii’)をジヒドロキシ化合物(i’)とともにカーボネート前駆体と反応させると、構造単位(i)のほかに当該ジヒドロキシ化合物(ii’)の構造に対応する構造単位(ii)を有する重合体が得られることは、当業者には容易に理解できるであろう。
上記式(ii)におけるBが単結合であるときの化合物として、例えば4,4’−ビフェノール等が好ましい。
Bが式(ii−1)であるときの好ましい化合物としては、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(当業者に「ビスフェノールA」と呼ばれている。)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(当業者に「ビスフェノールC」と呼ばれている。)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
Bが式(ii−2)であるときの好ましい化合物としては、例えばα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン(当業者に「ビスフェノールM」と称される。)、α,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン等が挙げられる。
Bが式(ii−3)であるときの好ましい化合物としては、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタンが挙げられる。
Bが式(ii−4)〜(ii−8)のいずれかであるときの好ましい化合物としては、例えばビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)エーテル、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルホンおよびビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)スルホンが挙げられる。
これらのうち、Bが式(ii−1)、(ii−2)、(ii−3)または(ii−6)で表される化合物がより好ましく、特に好ましい化合物としてBが(ii−1)で表される化合物のうちの2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(「ビスフェノールA」)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(「ビスフェノールC」)および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
Bが式(ii−2)で表される化合物のうちのα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、
Bが式(ii−3)で表される化合物のうちの1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ならびに
Bが式(ii−6)で表される化合物のうちのビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィドを挙げることができる。
本発明に使用される重合体としては、上記式(i)において、pおよびqが0であり、Aが上記式(i−1)で表される2価の基であってR2がトリフルオロメチル基であり、
上記式(ii)において、Bが上記式(ii−1)、(ii−2)または(ii−3)で表される2価の基であり、
Bが上記式(ii−1)で表される2価の基であるときにはsおよびtはともに0または1であり、R6およびR7はメチル基であり、
Bが上記式(ii−2)または(ii−3)で表される2価の基であるときにはsおよびtはともに0であり、R8はメチル基であり、R9は水素原子であってuは5であることが好ましい。
このような重合体の具体例としては、例えばビスフェノールAF単独重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン共重合体、ビスフェノールAF/2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン共重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン共重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン共重合体、ビスフェノールAF/9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン共重合体、ビスフェノールAF/α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン共重合体、ビスフェノールAF/2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン共重合体等を挙げることができる。
本発明に使用される重合体のフッ素含有重量比率FP(重合体中に含有されるフッ素原子の重量を重合体の重量で除した値)は、好ましくは0.15〜0.60であり、より好ましくは0.16〜0.55であり、さらに0.17〜0.50であることが好ましい。したがって、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを反応させる際、製造される重合体中のフッ素含有重量比率FPが上記の範囲となるようにジヒドロキシ化合物(i’)ならびにジヒドロキシ化合物(ii’)もしくは(iii’)の使用割合を調整して使用することが好ましい。より好適には、重合体中の構造単位(i)の存在割合が、構造単位(i)ならびに構造単位(ii)もしくは(iii)の合計に対して好ましくは50モル%以上、より好ましくは75モル%以上、更に好ましくは75〜99モル%、特に好ましくは75〜90モル%となるように、ジヒドロキシ化合物(i’)ならびにジヒドロキシ化合物(ii’)もしくは(iii’)の使用割合を調整することが望まれる。
カーボネート前駆体との反応に使用するジヒドロキシ化合物は純度が高いものであることが好ましく、ハーゼン単位式数として50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましい。ジヒドロキシ化合物のハーゼン単位色素は、ジヒドロキシ化合物の濃度20重量%の溶液を資料としてJIS K0071−1に準拠して温度25℃に於ける比色法により測定することができる。
上記の如きジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを界面重合法もしくは溶液重合法または溶融重合法で反応させて、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体を得るにあたって使用できるカーボネート前駆体としては、例えばカルボニルハライド、カーボネートエステル等が挙げられる。
上記界面重合法は、ジヒドロキシ化合物と、カルボニルハライド、好ましくはホスゲンとを、酸結合剤および好ましくは触媒の存在下に有機溶媒中で反応させることにより行うことができる。上記酸結合剤としては例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が好ましく用いられる。有機溶媒としては、例えば塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられる。任意的に用いられる触媒としては、第三級アミン、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩等を挙げることができ、その具体例として例えばトリエチルアミン、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド等を挙げることができる。反応温度は0〜40℃、反応時間は数分〜5時間であることが好ましく、反応中のpHは9以上に保つことが好ましい。
溶液重合法は、ジヒドロキシ化合物と、カルボニルハライド、好ましくはホスゲンとを有機溶媒中で反応させることにより行われる。ここで使用される酸結合剤としては芳香族第三級アミンが好ましく、その具体例としてピリジン、キノリン、イソキノリン、ジメチルアニリン等を挙げることができ、特にピリジンが好ましく用いられる。有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素等が好ましく、特に塩化メチレンが好ましい。酸結合剤の使用量は、カルボニルハライド1当量に対して2〜100当量とすることが好ましく、より好ましくは2〜50当量である。反応温度は0〜40℃であることが好ましく、反応時間は数分〜数日間であることが好ましく、より好ましくは10分〜5時間である。
上記溶融重合法は通常、ジヒドロキシ化合物とカーボネートエステルとのエステル交換反応であり、不活性ガスの存在下にジヒドロキシ化合物とカーボネートエステルとを加熱しながら混合して、生成するアルコールまたはフェノールを留出させる方法が好ましく行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノールの沸点等により異なるが、好ましくは120〜350℃の範囲である。反応時間は、1〜10時間程度とすることが好ましい。反応の後期には反応系を10〜1,300Pa程度に減圧して生成するアルコールまたはフェノールの留出を容易にすることが好ましい。溶融重合法に好ましく使用できるカーボネートエステルとしては、カーボネートと、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数1〜4のアルキル基等とのエステルが挙げられる。これらのアリール基、アラルキル基、アルキル基は、その有する水素原子の一部または全部が水酸基、ハロゲン原子等により置換されていてもよい。このようなカーボネートエステルの具体例としては、例えばジフェニルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられ、なかでもジフェニルカーボネートが好ましい。
溶融重合法においては、重合速度を速めるために重合触媒を用いることができる。かかる重合触媒としては、通常のエステル化反応、エステル交換反応に使用される触媒を好適に用いることができ、その例としては例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、二価フェノールのナトリウム塩、二価フェノールのカリウム塩等のアルカリ金属化合物;水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属化合物;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の含窒素塩基性化合物;アルカリ金属やアルカリ土類金属のアルコキシド;アルカリ金属やアルカリ土類金属の有機酸塩のほか、亜鉛化合物、ホウ素化合物、アルミニウム化合物、珪素化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、鉛化合物、オスミウム化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等を挙げることができる。これらの触媒は単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの重合触媒の使用量は、原料のジヒドロキシ化合物に対して好ましくは1×10−9〜1×10−2当量、より好ましくは1×10−8〜5×10−3当量の範囲で選ばれる。
溶融重合法において重合触媒を使用した場合、反応後期に触媒失活剤を添加してもよい。ここで触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が好適に使用されるが、好ましい触媒失活剤は使用する重合触媒に応じて選択される。例えば重合触媒としてアルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物から選択された1種以上を使用する場合の触媒失活剤としては、例えばスルホン酸のアンモニウム塩またはホスホニウム塩が好ましく、更にドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のドデシルベンゼンスルホン酸塩やパラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸塩が好ましい。またスルホン酸のエステルとしてベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等が好ましく用いられ、その中でも、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩が最も好ましく使用される。これらの触媒失活剤の使用量は、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物より選ばれた重合触媒1モル当たり0.5〜50モルの割合が好ましく、より好ましくは0.5〜10モルの割合であり、更に好ましくは0.8〜5モルの割合で使用することができる。溶融重合に際しては、更に必要に応じて分子量調節剤、酸化防止剤等を加えてもよい。
上記のジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体との反応に際しては、末端停止剤を使用することができる。かかる末端停止剤としては、ポリカーボネートの重合反応において末端停止剤として好適に使用されている単官能フェノール、酸塩化物等を挙げることができる。上記単官能フェノールとしては、例えばフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−クミルフェノール、3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェノール、ペンタフルオロフェノール、4−トリフルオロメチル−2,3,5,6−テトラフルオロフェノール、フルオロフェノール、ジフルオロフェノール、トリフルオロフェノール、テトラフルオロフェノール、トリフルオロメチルフルオロフェノール、イソオクチルフェノール、長鎖のアルキル基を置換基として有するフェノール、脂肪族ポリエステル基を置換基として有するフェノール等を挙げることができる。上記酸塩化物としては、例えば安息香酸クロライド、安息香酸クロライドの誘導体、長鎖のアルキルカルボン酸クロライドを挙げることができる。これらの末端停止剤は単独で使用することができ、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。特にカーボネート前駆体としてカルボニルハライド、好ましくはホスゲンを用いた場合、これらの末端停止剤を使用して得られた重合体はその末端が末端停止剤に由来する基によって封止されるので、熱安定性により優れることとなる。
重合体の製造方法が界面重合法または溶液重合法である場合、重合後の溶液状態において濾過処理を行い、不純物や異物を除去することが好ましい。重合体の製造方法が溶融重合法である場合であっても、得られた重合体を適当な溶媒に溶解して濾過処理を行った後にあらためて重合体を単離して、本発明の光学素子の製造に供してもよい。
かくして得られる上記式(i)で表される構造単位を有する重合体は、塩化メチレン中、20℃において0.7g/100mLの濃度で測定した比粘度が、好ましくは0.1〜2.0の範囲であり、より好ましくは0.1〜0.5の範囲であり、更に好ましくは0.15〜0.3の範囲である。
上記重合体は、屈折率nDとアッベ数νDとの関係が下記式(I)
nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I)
を充たす。上記重合体は、上記式(I)を満足する特性を持つことにより、色収差補正用の光学素子の原料として好適に使用することができる。上記式(I)を満足するということは、図1に示した汎用の光学用プラスチック材料の屈折率とアッベ数との一般的な関係よりも屈折率が有意に低いことを表しており、従来の光学用プラスチック材料の開発が目的としてきた屈折率の高い材料とは逆の特性を示すことを意味する。また、上記重合体がかかる光学特性を有することは従来知られておらず、したがって上記の如き重合体を色収差補正に用いるための光学素子に適用することは、当業者に想定されたことすらなかった。屈折率nDとアッベ数νDとの関係は、更に下記式(I’)
1.65≦nD+0.0076×νD (I’)
を充たすことが好ましく、特に下記式(I”)
1.73≦nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I”)
を充たすことが好ましい。
上記屈折率nDは、D線(波長587.56nm)における屈折率であり、好ましくは1.48〜1.58であり、より好ましくは1.50〜1.57であり、更に1.50〜1.54であることが好ましい。
上記のアッベ数νDは、下記式(II)
νD=(nD−1)/(nF−nC) (II)
(式(II)中、nDはD線(波長587.56nm)における屈折率であり、nFはF線(波長486.13nm)における屈折率であり、nCはC線(波長656.27nm)における屈折率である。)
で表され、好ましくは22〜35であり、より好ましくは24〜34であり、更に好ましくは27〜33であり、特に32〜33であることが好ましい。
本発明の光学素子は、上記の如き重合体からなるが、必要に応じて任意的に添加剤を含有していてもよい。
上記任意的添加剤としては、例えば熱安定剤、離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、蛍光性色素、その他の色素、帯電防止剤等を挙げることができる。
上記の重合体は熱安定性に優れるが、より微細な表面凹凸形状を有し、且つより良好な光学特性を有する光学素子を安定して製造するため、その熱安定性が更に改良されることが好ましく、上記熱安定剤はかかる目的のために添加することができる。熱安定剤としては、光学素子製造工程中の重合体の分子量低下の抑制および色相変化の抑制が効果的に行える観点から、リン系の熱安定剤が好ましい。
かかるリン系安定剤としては、ホスファイト化合物、ホスフェート化合物、ホスホナイト化合物、ホスホネート化合物およびこれらのエステルならびに第3級ホスフィン等が例示される。
具体的にはホスファイト化合物としては、例えばトリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−iso−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス{2,4−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル}ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイト等のほか、二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物を挙げることができる。二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物としては、例えば2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト等が例示される。
ホスフェート化合物としては、例えばトリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート等を挙げることができ、好ましくはトリフェニルホスフェートまたはトリメチルホスフェートである。
ホスホナイト化合物としては、例えばテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト等が挙げられ、これらのうちテトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイトまたはビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイトまたはビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。かかるホスホナイト化合物は上記ホスファイト化合物のうち、アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物と併用可能であり好ましい。
ホスホネート化合物としては、例えばベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
第3級ホスフィンとしては、例えばトリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリナフチルホスフィン、ジフェニルベンジルホスフィン等が例示される。特に好ましい第3級ホスフィンは、トリフェニルホスフィンである。
上記熱安定剤は、1種のみならず2種以上を混合して用いることができる。かかる熱安定剤の使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して好ましくは0.15重量部以下であり、より好ましくは0.001〜0.15重量部であり、更に好ましくは0.003〜0.1重量部であり、特に好ましくは0.005〜0.05重量部である。
一般に光学素子においては、成形時の歪みが極力低減されることが好ましい。本発明の光学素子も、表面形状の正確な転写が必要とされる場合があることから、成形時の歪みの低減がきわめて重要である。かかる観点から、上記重合体に離型剤を添加することが好ましい。
かかる離型剤としては、ポリカーボネート樹脂の離型剤として好適に利用されている各種の離型剤を用いることができるが、本発明において特に好適であるのは、ナトリウム含有量が1ppm以下である高級脂肪酸エステル化合物からなる離型剤である。かかる離型剤は、上記重合体に配合され、高温の条件下で成形された場合であっても、良好な色相が維持される。これにより、より高温の条件で成形することが可能となり、金型の微細な凹凸形状を正確に転写することが可能となる。その結果、表面形状および色相のいずれの点でも良好であり、設計された機能を正確に発揮する光学素子が得られることとなる。なお、上記ナトリウム含有量は、離型剤5gを塩化メチレン50mLに溶解し、純水80mLを添加して攪拌し、その結果純水に溶解したナトリウムの量をイオンクロマトグラフ法より定量することにより、測定することができる。
高級脂肪酸エステル化合物は、例えばアルコールと高級脂肪酸とを反応触媒としての水酸化ナトリウムの存在下において反応することにより製造することができ、反応生成物を水およびアルコールのうちの少なくとも1種によって十分に洗浄することにより、ナトリウム含有量が十分に低減された高級脂肪酸エステルを得ることができる。
高級脂肪酸エステル化合物としては、一価または多価アルコールと高級脂肪酸とのエステル化合物が挙げられ、炭素原子数1〜20の一価または多価アルコールと炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルが好ましい。このような高級脂肪酸エステル化合物としては、例えばステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ベヘン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられ、中でもステアリン酸モノグリセリドまたはペンタエリスリトールテトラステアレートが好ましい。上記例示においては、いずれも単一の化合物を例示したが、これらは通常、例示された化合物を主成分とする混合物の形態で利用される。これは、第1に高級脂肪酸エステルの原料となる高級脂肪酸が、通常動物性油脂(牛脂および豚脂等)や植物性油脂(パーム油等)等の天然油脂類から製造されるため、炭素原子数の異なる他の脂肪酸を含む混合物となっていること、第2に合成された高級脂肪酸エステルは少なからず遊離の高級脂肪酸を含有すること、第3に合成された高級脂肪酸エステル中には少なからず未反応のアルコール性水酸基が存在すること等による。
高級脂肪酸エステル化合物は、その酸価が20以下(実質的に0を取り得る。)であり、ヨウ素価は10以下(実質的に0を取り得る。)であることが好ましい。これらの特性はJIS K0070に規定された方法により求めることができる。
上記離型剤は、単独で使用することができ、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
離型剤の使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して、好ましくは0.5重量部以下であり、より好ましくは0.001〜0.5重量部であり、更に好ましくは0.005〜0.1重量部である。使用量がこの範囲内であれば離型性に優れ、また離型剤による金型汚染や、成形品の色相悪化等の悪影響も生じないため好ましい。
上記酸化防止剤は、本発明の光学素子の酸化防止のために添加することができる。酸化防止剤の例としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、ラクトン系安定剤等を挙げることができる。
上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えばトリエチレングリコール−ビス(3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]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。これらヒンダードフェノール系酸化防止剤の好ましい使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して、好ましくは0.3重量部以下であり、より好ましくは0.0001〜0.3重量部であり、更に好ましくは0.001〜0.1重量部である。
上記ラクトン系安定剤としては、例えば3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物等を挙げることができる。かかるラクトン系安定剤の詳細は特開平7−233160号公報に記載されている。ラクトン系安定剤の使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して好ましくは0.05重量部以下であり、より好ましくは0.0005〜0.05重量部であり、更に好ましくは0.001〜0.03重量部である。
なお、ラクトン系安定剤と各種のホスファイト化合物およびヒンダードフェノール化合物を混合した安定剤が市販されており、その好適な例として例えばCIBA SPECIALTY CHEMICALS社製のIrganox HP−2921を挙げることができる。
上記紫外線吸収剤は、本発明の光学素子の耐候性を向上し、有害な紫外線をカットする目的で添加することができる。
かかる紫外線吸収剤としては、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンに代表されるベンゾフェノン系紫外線吸収剤、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノールに代表されるトリアジン系紫外線吸収剤、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ペンチルフェノール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−tert−ブチルフェノール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−2,4−tert−ブチルフェノール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]等に代表されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)に代表される環状イミノエステル系紫外線吸収剤、1,3−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル]プロパンに代表されるシアノアクリレート系紫外線吸収剤等を挙げることができ、更にビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート等に代表されるヒンダードアミン系光安定剤も紫外線吸収剤として使用することが可能である。これらの紫外線吸収剤または光安定剤は、単独で用いても二種類以上を併用してもよい。
かかる紫外線吸収剤または光安定剤の配合量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して好ましくは5重量部以下であり、より好ましくは0.01〜5重量部であり、更に好ましくは0.05〜1重量部である。紫外線吸収剤または光安定剤を上記の範囲で使用することにより、光学素子に必要とされる良好な色相ならびに良好な紫外線吸収および遮蔽性能が達成される。
上記ブルーイング剤は、重合体や添加剤成分、特に紫外線吸収剤に起因する光学素子の黄色味を打ち消すために添加することができる。ブルーイング剤としてはポリカーボネート樹脂に通常使用されるものであれば特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。その含有量は、重合体および全添加剤の合計に対して好ましくは3ppm以下であり、より好ましくは0.1〜3ppmであり、更に好ましくは0.3〜1.5ppmであり、特に好ましくは0.3〜1.2ppmである。
上記蛍光性色素は、可視光以外の波長の光を可視光として利用し、本発明の色収差補正素子の透過光を制御するために添加することができる。かかる蛍光性色素としては、例えばスチルベン化合物、ベンズイミダゾール化合物、ナフタルイミド化合物、ローダミン化合物、クマリン化合物、オキサジン化合物等が挙げられる。
上記その他の色素は、本発明の光学素子を着色し、透過光を制御するために添加することができる。
本発明の光学素子は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体からなり、必要に応じて上記の如き任意的添加剤を含有する。本発明の光学素子は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体または該重合体と添加剤との混合物から、好ましくは溶融成形法により製造することができる。
溶融成形法による場合には、好ましくは熱安定剤および離型剤を添加した重合体を、溶融混練機に供給して溶融混練し、得られたストランドをペレット化したうえで溶融成形を行うことが好ましい。ペレットの形状は、円柱状、楕円柱状、角柱状、球状等の適宜の形状を取り得るが、好ましくは円柱状または楕円柱状である。円柱の直径または楕円柱の長径は好ましくは1〜5mmであり、より好ましくは1.4〜4mmであり、更に2〜3.3mmであることが好ましい。ペレットが楕円柱状である場合、長径に対する短径の割合は、好ましくは60%以上であり、より好ましくは65%以上である。円柱または楕円柱の長さは好ましくは1〜30mmであり、より好ましくは2〜5mmであり、更に好ましくは2.5〜3.5mmである。ペレットは、カット屑の割合が低減されたものであることが好ましい。カット屑の割合としては、目開き1mmの標準ふるい(16メッシュ)を通過するカット屑の含有量として、好ましくは200ppm以下であり、より好ましくは100ppm以下であり、更に好ましくは80ppm以下である。
添加剤は、光学素子の製造に使用するペレットの全部に均等に添加してもよく、あるいは全部または一部の添加剤を高濃度で含有するマスターペレットを作ったうえで光学素子の製造に際して添加剤を含有しない重合体のペレットとブレンドして用いてもよい。添加剤は、ペレット化に先立って予め重合体と予備混合してもよく、重合体と添加剤とを各別に溶融混練機に添加してもよい。重合体と添加剤とを予備混合する場合には、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機等を利用することができ、予備混合物は押出造粒機やブリケッティングマシーン等により造粒したのちに使用してもよい。重合体と添加剤とを各別に溶融混練機に添加する際、添加剤に液状のものがある場合には、溶融押出機へのこれら添加剤の供給にあたっていわゆる液注装置ないし液添装置を使用することができる。
溶融混練機としては、押出機が好適である。押出機としては、原料中の水分や溶融混練樹脂から発生する揮発成分を脱気できるベントを有する押出機が好ましく使用でき、ベントには水分や揮発成分を押出機外へ効率よく排出するための真空ポンプが設置されていることが好ましい。水分および揮発成分の排出を促進するため、押出機の途中で水、希ガス、窒素ガス、炭酸ガス等を注入し、溶融樹脂と混合した後に脱気する方法も利用できる。ここで注入されるガスは、超臨界状態であってもよい。溶融混練に際して、溶融樹脂は、焼結金属フィルターを通す等して異物を除去することが好ましい。フィルターは、濾過精度10μm以下のものが好ましく使用される。溶融混練の際の温度は、使用する重合体のガラス転移温度をTg(℃)としたとき、好ましくはTg+50℃〜Tg+250℃であり、より好ましくはTg+80℃〜Tg+200℃の範囲である。
得られたストランドをペレット化するにあたっては、ペレタイザー等の機器を使用することができる。
上記の如き好ましいカット屑の割合を実現するためには、得られたペレットを分級する方法によってもよいが、ペレタイズ時にストランドの温度を制御する方法によることが好ましい。すなわち、深さ/径の比が1.5程度であり容積が1リットル以上のステンレス製の容器を準備し、ペレタイザーから排出されるペレットを該容器に約2分間で一杯となるように受け、その直後に容器の中心部に熱電対を挿入して測定したペレット温度が、使用した重合体のガラス転移温度をTg(℃)としたときに、Tg−30℃〜Tg−15℃、好ましくはTg−27℃〜Tg−18℃となるように、ストランドの温度を制御することが好ましい。この温度がTg−15℃を上回る場合にはペレット同士の癒着が生じる場合があり、一方Tg−30℃を下回る場合にはカット屑の割合が増加し易くなる場合がある。
重合体または重合体に上記の任意的添加剤を添加した組成物のペレット化にあたっては、異物や不純物を可及的に低減するために、溶融混練機やペレタイザー等の製造装置は清浄な空気の雰囲気下に設置することが好ましく、冷却バス用の冷却水を異物量の少ないものにすることが好ましく、更に原料供給ホッパー、原料供給流路、ペレット貯蔵タンク等を清浄な空気で充たすことが好ましい。例えば特開平11−21357号公報に提案されている方法も好ましく採用することができる。また、製造装置内に窒素ガス等の不活性ガスを流し込み、酸素を遮断する方法も、得られる光学素子の色相を改善する手段として好適に利用できる。
上記の如くして得られたペレットは、密閉容器中に保管され、溶融成形に供されることが好ましい。
得られたペレットは、次いで溶融成形法により賦形されて本発明の光学素子とされる。溶融成形法としては、例えば射出成形法、押出成形法等を挙げることができる。
上記射出成形法は、流動射出成形(Flow−Moulding)と呼ばれる充填方法を含む概念であり、通常の成形方法のほか、目的に応じて射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体の注入によるものを含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形、超高速射出成形等の技術を適宜に用いてもよい。また、素成形品を製造した後、再度加圧成形して微細凹凸を形成する方法や、成形後キャビティを形成する入れ子を取り出し、該入れ子内でアニール処理を行い成形品を取り出す方法等も利用することができる。射出成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれを採用してもよい。上記射出成形において、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体のガラス転移温度をTg(℃)としたとき、シリンダー温度として好ましくはTg+80℃〜Tg+250℃、より好ましくはTg+100℃〜Tg+220℃の範囲であり、金型温度として好ましくはTg−100℃〜Tg−5℃、より好ましくはTg−60℃〜Tg−15℃の範囲である。
上記押出成形法としては従来より公知の方法が利用できる。成形品表面に凹凸形状を付与する場合には、ダイス形状により付与する方法、冷却ロールにより付与する方法、得られた押出成形品に加圧成形する方法等を採用することができる。
本発明の光学素子は、必要に応じてその表面にハードコート、反射防止コート、防曇コート等の適宜の表面処理を施した後に使用してもよい。
かくして得られる本発明の光学素子は、第一面およびこれの裏面である第二面ならびにこれらの面の最大径に比べて十分小さい厚みを有する成形体である。第一面および第二面の形状としては例えば円形、3〜20の頂点を有する多角形等を挙げることができる。上記面の最大径とは、面の形状が円形である場合にはその直径をいい、面の形状が多角形である場合にはその対角線のうちの最大のものをいう。本発明の光学素子の厚みは、面の最大径に対して好ましくは0.001〜0.2であり、より好ましくは0.01〜0.1である。
本発明の光学素子の有する第一面および第二面のうちの少なくとも1つは非平面であり、例えば一定の曲率半径を有する単一の曲面(球面の一部)もしくは複数の曲面の組み合わせまたは規則的な凹凸もしくは階段形状を有する面であることができる。
上記面の最大径は、用途に応じて適宜に設定されるが、例えば0.1〜1,000mmとすることができ、更に1〜100mmとすることができる。
本発明の光学素子は、複数の光学素子(レンズ)からなる色収差補正レンズ系または色収差補正レンズにおける色収差の補正に用いられる。本発明の光学素子と組み合わせて用いられる他の光学素子のうちの少なくとも1つは、アッベ数νDが50〜60であり、屈折率nDが1.48〜1.55である材料からなるものが好ましい。このような光学素子としては、例えばガラス、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂および紫外線硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる光学素子を挙げることができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシアクリレート等を;上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ環状オレフィン等を、それぞれ挙げることができる。ポリ環状オレフィンの市販品としては、例えばゼオネックス(ZEONEX、日本ゼオン(株)製)、アートン(ARTON、JSR(株)製)、アペル(APEL、三井化学(株)製)等を好適な例として挙げることができる。これらのうち、本発明の光学素子と組み合わせて用いられる他の光学素子の材料としては、熱可塑性樹脂が好ましく、特にポリメチルメタクリレート樹脂が好ましい。
色収差補正レンズ系または色収差補正レンズは、本発明の光学素子および上記の如き他の光学素子からなる。ここで他の光学素子は、例えば凸レンズ、フレネルレンズ、回折格子等であることができる。凸レンズとしては、球面レンズでも非球面レンズでもよく、両凸レンズでも片凸レンズでもよい。上記の如き他の光学素子と組み合わせて使用される本発明の光学素子は、例えば凹レンズ、フレネルレンズ、回折格子等であることができる。凹レンズとしては、球面レンズでも非球面レンズでもよく、両凹レンズでも片凹レンズでもよい。
本発明の光学素子が適用される色収差補正レンズ系としては離隔した複数の光学素子からなる色収差補正レンズ系等を、色収差補正レンズとしては積層型色収差補正レンズ等を挙げることができる。
上記離隔した複数の光学素子からなる色収差補正レンズ系としては、例えば凸レンズと凹レンズとからなる色収差補正レンズ系を挙げることができる。このような色収差補正レンズ系の一例を図2に示した。図2の色収差補正レンズ系は、凸レンズである他の光学素子1と凹レンズである本発明の光学素子2からなる。両レンズは、好ましくはその中心を同軸として適当な間隔を持って離隔して設置され、使用される。光は凸レンズ側から入射し、凹レンズの更に右側において結像することになる。
上記積層型色収差補正レンズとしては、アクロマートレンズ、積層型回折レンズ等を挙げることができる。
アクロマートレンズは、クラウンと呼ばれる凸レンズ形状の光学素子とこれと契合する面を持つフリントと呼ばれる光学素子とを積層してなる色収差補正レンズである。アクロマートレンズの好ましい一例を図3に示した。図3のアクロマートレンズは、クラウンである他の光学素子3とフリントである本発明の光学素子4とが積層してなるものである。この場合、光はクラウン3側から入射し、フリント4の更に右側において結像することになる。
積層型回折レンズは、本発明の光学素子と上記の如き材料からなる他の光学素子とを積層してなるものであり、その界面が微細な立体形状を形成しているものをいう。かかる立体形状としては、例えば階段形状、キノフォーム形状、鋸歯状のレリーフパターン等を挙げることができる。本発明の色収差補正レンズ系を積層型回折レンズとすることにより、色収差の補正が非常に効率的に行えることとなり、色収差補正後の焦点距離を従来知られている色収差補正レンズ系に比べて極めて短くすることが可能となる。本発明の光学素子を好適に適用することのできる積層回折レンズとしては、例えば特開2003−315524号、特開2004−212495号等に記載されている如きものを挙げることができる。
好ましい積層回折レンズの一例を図4に示した。図4の積層回折レンズは、本発明の光学素子5および他の光学素子6を積層してなり、その界面は階段形状をなしている。図4の積層回折レンズの界面の階段形状は、レンズの中心から周辺まで5段程度の階段をなしているがこれは概略図であり、実際の積層回折レンズにおいては階段の周期は1〜300μm程度であることが好ましく、階段の段数は上記の周期とレンズの直径とから算出される段数であると理解されるべきである。
本発明の光学素子を適用した上記の如き色収差補正レンズ系または色収差補正レンズは、重量が軽量であり、且つ焦点距離が短縮されたものであり、特にアナログまたはデジタルのカメラやビデオカメラ等の望遠レンズ系や超望遠レンズ系に組み込んで好適に使用することができる。
上記式(i)で表される構造単位におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子が挙げられ、これらのうちフッ素原子が好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが単結合のときのR1としては、フッ素原子であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−1)で表される二価の基であるときのR2としては、水素原子、フッ素原子、メチル基、ジフルオロメチル基、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基、フェニル基、フルオロフェニル基またはパーフルオロフェニル基であることが好ましい。上記炭素数1〜10のパーフルオロメチル基としては、例えばトリフルオロメチル基、パーフルオロ−n−プロピル基、パーフルオロ−n−ノニル基等を挙げることができ、特にトリフルオロメチル基が好ましい。2つあるR2がともに水素原子、メチル基およびフェニル基から選択されるいずれかの基であるときはpおよびqのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR1のうちの少なくとも1つはフッ素原子またはトリフルオロメチル基であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−2)で表される二価の基であるときのR3としては、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましく、特にトリフルオロメチル基が好ましい。Aが上記式(i−2)で表される二価の基であるときは、pおよびqはともに0であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−3)で表される二価の基であるときのR4としては水素原子またはフッ素原子が好ましく、rとしては4、5または11が好ましい。2つあるR4がともに水素原子であるときは、pおよびqのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR1のうちの少なくとも1つはフッ素原子であることが好ましい。
上記式(i)で表される構造単位において、Aが上記式(i−4)で表される二価の基であるときのR5としては水素原子が好ましく、pおよびqのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR1のうちの少なくとも1つはフッ素原子または炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。ここで、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基として特にトリフルオロメチル基が好ましい。
上記式(i)で表される構造単位中のフッ素含有重量比率FMは0.22〜0.63であることが好ましく、0.25〜0.55であることがより好ましい。ここでフッ素含有重量比率FMとは、構造単位(i)中に含有されるフッ素原子の重量を構造単位(i)の重量で除した値をいう。
上記式(i)で表される構造単位を有する重合体は、所望の構造単位に対応するジヒドロキシ化合物、すなわち下記式(i’)
(式(i’)中、R1、p、qおよびAは、上記式(i)におけるのと同じ意味である。)
で表される化合物とカーボネート前駆体とを、界面重合法もしくは溶液重合法または溶融重合法で反応させて得ることができる。この場合、上記式(i)で表される構造単位は上記式(i’)で表される化合物から誘導される。
以下、上記式(i)で表される構造単位の具体例につき、該構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)の具体例に基づいて説明する。特定のジヒドロキシ化合物(i’)をカーボネート前駆体と反応させると、当該ジヒドロキシ化合物の構造に対応する構造単位(i)を有する重合体が得られることは、当業者には容易に理解できるであろう。
上記式(i)におけるAが単結合である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、例えばオクタフルオロ−4,4’−ビフェノール、3,3’−ジフルオロ−4,4’−ビフェノール、3,3’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール、2,2’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−1)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i)としては、例えば1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2−ジフルオロエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2,2,2−トリフルオロエタン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1−トリフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(当業者間で「ビスフェノールAF」と称される。)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(2−プロピル)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロオクタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロデカン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニル−2,2,2−トリフルオロエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルフルオロメタン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)−1−フェニルメタン、ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−2)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−3)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、例えば1,1−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロペンタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロドデカン等が挙げられる。
上記式(i)におけるAが式(i−4)である構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(i’)としては、例えば9,9−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)フルオレン等が挙げられる。
これらのうち、上述した上記式(i)で表される構造単位中のフッ素含有重量比率FMの好ましい値を実現するため、使用されるジヒドロキシ化合物(i’)としては、当該ジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位中のフッ素含有重量比率FMが0.22〜0.63であるものが好ましく、0.25〜0.55であることがより好ましい。かかる観点から選択される好ましいジヒドロキシ化合物(i’)の具体例を下記に列挙する。なお、下記の例示中、[ ]内の数値は、各好ましいジヒドロキシ化合物(i’)から誘導される構造単位(i)中のフッ素含有重量比率FMである。
Aが単結合のものとして、例えばオクタフルオロ−4,4’−ビフェノール[0.43]、3,3’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール[0.27]および2,2’,5,5’−テトラフルオロ−4,4’−ビフェノール[0.27];
Aが式(i−1)のものとして、例えば1,1−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)メタン[0.25]、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン[0.23]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)プロパン[0.29]、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン[0.28]、ビスフェノールAF[0.31]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.29]、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.27]、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.38]、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.44]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.53]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.22]、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(2−プロピル)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[0.26]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロブタン[0.37]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロオクタン[0.51]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロデカン[0.54]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロメフェニル)メタン[0.24]および1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジフルオロフェニル)−1−(4−フルオロフェニル)エタン[0.23];
Aが式(i−2)のものとして、例えばα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン[0.39]およびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼン[0.39];
Aが式(i−3)のものとして、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロペンタン[0.35]、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロヘキサン[0.39]および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロシクロドデカン[0.54];
Aが式(i−4)のものとして、例えば9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−トリフルオロメチルフェニル)フルオレン[0.22]が、それぞれ挙げられる。
上記式(i)で表される構造単位の有するフッ素原子は、パーフルオロアルキル基に由来するものであることが、容易に構造単位中のフッ素含有重量比率FMを高くすることができる点で好ましい。
かかる観点から、上記式(i)で表される構造単位のAは、上記式(i−1)または(i−2)で表される二価の基であることが好ましく、Aが上記式(i−1)で表される二価の基である場合には構造単位(i)が有するR2のうちの少なくとも1つは炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基であることが好ましく、また、Aが上記式(i−2)で表される二価の基である場合には構造単位(i)が有するR3のうちの少なくとも1つは炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
このような構造単位(i)を誘導するより好ましいジヒドロキシ化合物(i’)としては、Aが式(i−1)のものとして、ビスフェノールAF、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3−フルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(3,5−ジフルオロ−4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−2,3,5,6−テトラフルオロフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−(2−プロピル)フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロオクタンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−パーフルオロデカンを挙げることができ、
Aが式(i−2)のものとしては、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ビス(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル)ベンゼンを挙げることができる。
これらの中でも特にビスフェノールAFが、その入手が容易であり且つ取り扱いも容易であることから好ましい。
これらのジヒドロキシ化合物(i’)は単独で使用することができ、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明に使用される重合体は、上記式(i)で表される構造単位とともに他の構造単位を有していてもよい。重合体に含有される構造単位(i)の含有量は、上記式(i)で表される構造単位と他の構造単位との合計に対して好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは75モル%以上であり、更に好ましくは75〜99モル%であり、特に75〜95モル%であることが好ましい。
本発明に使用される重合体に上記式(i)で表される構造単位とともに含有される他の構造単位は、好ましくは上記式(i’)で表される化合物以外のジヒドロキシ化合物から誘導される構造単位であり、その例として下記式(ii)または(iii)で表される構造単位を挙げることができる。
(式(ii)中、複数あるR6はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜10のアリールオキシ基および炭素数7〜20のアラルキルオキシ基からなる群から選択され、その水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい一価の有機基またはフッ素原子以外のハロゲン原子であり、sおよびtはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、Bは単結合であるか、または下記式(ii−1)〜(ii−8)
(式(ii−1)中、複数あるR7はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜6の炭化水素基である。)
(式(ii−2)および(ii−3)中、複数あるR8およびR9はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜4の炭化水素基であり、uは4〜6の整数である。)
から選択される二価の基である。)
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが単結合のときは、sおよびtはともに0または1であることが好ましい。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−1)で表される二価の基であるときのR7としては水素原子、炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基であることが好ましい。上記炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ヘキシル基等を挙げることができる。Bが上記式(ii−1)で表される二価の基であるときは、sおよびtはともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR6が炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルキル基もしくは炭素数6〜20のアリール基であるかもしくはフッ素原子以外のハロゲン原子であることが好ましい。sおよびtのうちの少なくとも1つが0ではないときのR6としては、メチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、塩素原子または臭素原子が好ましい。Bが上記式(ii−1)で表される二価の基であるときの特に好ましい構造単位としては、sおよびtがそれぞれ独立に0または1であってR6およびR7がメチル基である構造単位を挙げることができる。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−2)で表される二価の基であるときのR8としては、炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、特にメチル基であることが好ましい。Bが上記式(ii−2)で表される二価の基であるときは、sおよびtがともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つは0ではなく且つR6が炭素数1〜10のアルキル基であることが好ましい。上記R6の炭素数1〜10のアルキル基としてはメチル基が好ましい。Bが上記式(ii−2)で表される二価の基であるときの特に好ましい構造単位としては、sおよびtがそれぞれ独立に0または1であってR6およびR8がメチル基である構造単位を挙げることができる。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−3)で表される二価の基であるときのR9としては水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、特に水素原子、メチル基またはイソプロピル基が好ましく、uとしては4または5であることが好ましい。Bが上記式(ii−3)で表される二価の基であるときは、sおよびtがともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つが0ではなく且つR6がシクロヘキシル基であることが好ましい。Bが上記式(ii−3)で表される二価の基であるときの特に好ましい構造単位としては、sおよびtがそれぞれ独立に0または1であってR6がシクロヘキシル基であり、R9がメチル基であり、uが5である構造単位を挙げることができる。
上記式(ii)で表される構造単位において、Bが上記式(ii−4)〜(ii−8)のいずれかで表される二価の基であるときは、sおよびtがともに0であるか、またはsおよびtのうちの少なくとも1つが0ではなく且つR6が炭素数1〜10のアルキル基または炭素数6〜10のアリール基であることが好ましい。sおよびtのうちの少なくとも1つが0ではないときのR6としては、メチル基またはフェニル基が好ましい。
上記式(ii)で表される構造単位におけるフッ素原子以外のハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子を挙げることができる。
上記式(i)で表される構造単位ならびに上記式(ii)もしくは(iii)で表される構造単位を有する重合体は、上記式(i’)で表されるジヒドロキシ化合物とともに、所望の構造単位(ii)または(iii)に対応するジヒドロキシ化合物、すなわち下記式(ii’)
(式(ii’)中、R6、s、tおよびBは、上記式(ii)におけるのと同じ意味である。)
で表される化合物または下記式(iii’)
で表される化合物を用いてカーボネート前駆体との反応を行うことにより得ることができる。
以下、上記式(ii)で表される構造単位の具体例につき、該構造単位を誘導するジヒドロキシ化合物(ii’)の具体例に基づいて説明する。特定のジヒドロキシ化合物(ii’)をジヒドロキシ化合物(i’)とともにカーボネート前駆体と反応させると、構造単位(i)のほかに当該ジヒドロキシ化合物(ii’)の構造に対応する構造単位(ii)を有する重合体が得られることは、当業者には容易に理解できるであろう。
上記式(ii)におけるBが単結合であるときの化合物として、例えば4,4’−ビフェノール等が好ましい。
Bが式(ii−1)であるときの好ましい化合物としては、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(当業者に「ビスフェノールA」と呼ばれている。)、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(当業者に「ビスフェノールC」と呼ばれている。)、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−イソプロピル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2−ビス(3−ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられる。
Bが式(ii−2)であるときの好ましい化合物としては、例えばα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−o−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン(当業者に「ビスフェノールM」と称される。)、α,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン、α,α’−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−p−ジイソプロピルベンゼン等が挙げられる。
Bが式(ii−3)であるときの好ましい化合物としては、例えば1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−イソプロピルシクロヘキサン、1,1−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタンが挙げられる。
Bが式(ii−4)〜(ii−8)のいずれかであるときの好ましい化合物としては、例えばビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)エーテル、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)スルホキシド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルホンおよびビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)スルホンが挙げられる。
これらのうち、Bが式(ii−1)、(ii−2)、(ii−3)または(ii−6)で表される化合物がより好ましく、特に好ましい化合物としてBが(ii−1)で表される化合物のうちの2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(「ビスフェノールA」)、2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(「ビスフェノールC」)および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、
Bが式(ii−2)で表される化合物のうちのα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼンおよびα,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、
Bが式(ii−3)で表される化合物のうちの1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンおよび1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ならびに
Bが式(ii−6)で表される化合物のうちのビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィドを挙げることができる。
本発明に使用される重合体としては、上記式(i)において、pおよびqが0であり、Aが上記式(i−1)で表される2価の基であってR2がトリフルオロメチル基であり、
上記式(ii)において、Bが上記式(ii−1)、(ii−2)または(ii−3)で表される2価の基であり、
Bが上記式(ii−1)で表される2価の基であるときにはsおよびtはともに0または1であり、R6およびR7はメチル基であり、
Bが上記式(ii−2)または(ii−3)で表される2価の基であるときにはsおよびtはともに0であり、R8はメチル基であり、R9は水素原子であってuは5であることが好ましい。
このような重合体の具体例としては、例えばビスフェノールAF単独重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン共重合体、ビスフェノールAF/2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン共重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン共重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン共重合体、ビスフェノールAF/9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン共重合体、ビスフェノールAF/α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン共重合体、ビスフェノールAF/2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン共重合体等を挙げることができる。
本発明に使用される重合体のフッ素含有重量比率FP(重合体中に含有されるフッ素原子の重量を重合体の重量で除した値)は、好ましくは0.15〜0.60であり、より好ましくは0.16〜0.55であり、さらに0.17〜0.50であることが好ましい。したがって、ジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを反応させる際、製造される重合体中のフッ素含有重量比率FPが上記の範囲となるようにジヒドロキシ化合物(i’)ならびにジヒドロキシ化合物(ii’)もしくは(iii’)の使用割合を調整して使用することが好ましい。より好適には、重合体中の構造単位(i)の存在割合が、構造単位(i)ならびに構造単位(ii)もしくは(iii)の合計に対して好ましくは50モル%以上、より好ましくは75モル%以上、更に好ましくは75〜99モル%、特に好ましくは75〜90モル%となるように、ジヒドロキシ化合物(i’)ならびにジヒドロキシ化合物(ii’)もしくは(iii’)の使用割合を調整することが望まれる。
カーボネート前駆体との反応に使用するジヒドロキシ化合物は純度が高いものであることが好ましく、ハーゼン単位式数として50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましい。ジヒドロキシ化合物のハーゼン単位色素は、ジヒドロキシ化合物の濃度20重量%の溶液を資料としてJIS K0071−1に準拠して温度25℃に於ける比色法により測定することができる。
上記の如きジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体とを界面重合法もしくは溶液重合法または溶融重合法で反応させて、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体を得るにあたって使用できるカーボネート前駆体としては、例えばカルボニルハライド、カーボネートエステル等が挙げられる。
上記界面重合法は、ジヒドロキシ化合物と、カルボニルハライド、好ましくはホスゲンとを、酸結合剤および好ましくは触媒の存在下に有機溶媒中で反応させることにより行うことができる。上記酸結合剤としては例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が好ましく用いられる。有機溶媒としては、例えば塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素が好ましく用いられる。任意的に用いられる触媒としては、第三級アミン、第四級アンモニウム塩、第四級ホスホニウム塩等を挙げることができ、その具体例として例えばトリエチルアミン、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイド、テトラ−n−ブチルホスホニウムブロマイド等を挙げることができる。反応温度は0〜40℃、反応時間は数分〜5時間であることが好ましく、反応中のpHは9以上に保つことが好ましい。
溶液重合法は、ジヒドロキシ化合物と、カルボニルハライド、好ましくはホスゲンとを有機溶媒中で反応させることにより行われる。ここで使用される酸結合剤としては芳香族第三級アミンが好ましく、その具体例としてピリジン、キノリン、イソキノリン、ジメチルアニリン等を挙げることができ、特にピリジンが好ましく用いられる。有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素等が好ましく、特に塩化メチレンが好ましい。酸結合剤の使用量は、カルボニルハライド1当量に対して2〜100当量とすることが好ましく、より好ましくは2〜50当量である。反応温度は0〜40℃であることが好ましく、反応時間は数分〜数日間であることが好ましく、より好ましくは10分〜5時間である。
上記溶融重合法は通常、ジヒドロキシ化合物とカーボネートエステルとのエステル交換反応であり、不活性ガスの存在下にジヒドロキシ化合物とカーボネートエステルとを加熱しながら混合して、生成するアルコールまたはフェノールを留出させる方法が好ましく行われる。反応温度は生成するアルコールまたはフェノールの沸点等により異なるが、好ましくは120〜350℃の範囲である。反応時間は、1〜10時間程度とすることが好ましい。反応の後期には反応系を10〜1,300Pa程度に減圧して生成するアルコールまたはフェノールの留出を容易にすることが好ましい。溶融重合法に好ましく使用できるカーボネートエステルとしては、カーボネートと、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数1〜4のアルキル基等とのエステルが挙げられる。これらのアリール基、アラルキル基、アルキル基は、その有する水素原子の一部または全部が水酸基、ハロゲン原子等により置換されていてもよい。このようなカーボネートエステルの具体例としては、例えばジフェニルカーボネート、ビス(クロロフェニル)カーボネート、m−クレジルカーボネート、ジナフチルカーボネート、ビス(ジフェニル)カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート等が挙げられ、なかでもジフェニルカーボネートが好ましい。
溶融重合法においては、重合速度を速めるために重合触媒を用いることができる。かかる重合触媒としては、通常のエステル化反応、エステル交換反応に使用される触媒を好適に用いることができ、その例としては例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、二価フェノールのナトリウム塩、二価フェノールのカリウム塩等のアルカリ金属化合物;水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属化合物;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルアミン、トリエチルアミン等の含窒素塩基性化合物;アルカリ金属やアルカリ土類金属のアルコキシド;アルカリ金属やアルカリ土類金属の有機酸塩のほか、亜鉛化合物、ホウ素化合物、アルミニウム化合物、珪素化合物、ゲルマニウム化合物、有機スズ化合物、鉛化合物、オスミウム化合物、アンチモン化合物、マンガン化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等を挙げることができる。これらの触媒は単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの重合触媒の使用量は、原料のジヒドロキシ化合物に対して好ましくは1×10−9〜1×10−2当量、より好ましくは1×10−8〜5×10−3当量の範囲で選ばれる。
溶融重合法において重合触媒を使用した場合、反応後期に触媒失活剤を添加してもよい。ここで触媒失活剤としては、公知の触媒失活剤が好適に使用されるが、好ましい触媒失活剤は使用する重合触媒に応じて選択される。例えば重合触媒としてアルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物から選択された1種以上を使用する場合の触媒失活剤としては、例えばスルホン酸のアンモニウム塩またはホスホニウム塩が好ましく、更にドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩等のドデシルベンゼンスルホン酸塩やパラトルエンスルホン酸テトラブチルアンモニウム塩等のパラトルエンスルホン酸塩が好ましい。またスルホン酸のエステルとしてベンゼンスルホン酸メチル、ベンゼンスルホン酸エチル、ベンゼンスルホン酸ブチル、ベンゼンスルホン酸オクチル、ベンゼンスルホン酸フェニル、パラトルエンスルホン酸メチル、パラトルエンスルホン酸エチル、パラトルエンスルホン酸ブチル、パラトルエンスルホン酸オクチル、パラトルエンスルホン酸フェニル等が好ましく用いられ、その中でも、ドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩が最も好ましく使用される。これらの触媒失活剤の使用量は、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物より選ばれた重合触媒1モル当たり0.5〜50モルの割合が好ましく、より好ましくは0.5〜10モルの割合であり、更に好ましくは0.8〜5モルの割合で使用することができる。溶融重合に際しては、更に必要に応じて分子量調節剤、酸化防止剤等を加えてもよい。
上記のジヒドロキシ化合物とカーボネート前駆体との反応に際しては、末端停止剤を使用することができる。かかる末端停止剤としては、ポリカーボネートの重合反応において末端停止剤として好適に使用されている単官能フェノール、酸塩化物等を挙げることができる。上記単官能フェノールとしては、例えばフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−クミルフェノール、3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェノール、ペンタフルオロフェノール、4−トリフルオロメチル−2,3,5,6−テトラフルオロフェノール、フルオロフェノール、ジフルオロフェノール、トリフルオロフェノール、テトラフルオロフェノール、トリフルオロメチルフルオロフェノール、イソオクチルフェノール、長鎖のアルキル基を置換基として有するフェノール、脂肪族ポリエステル基を置換基として有するフェノール等を挙げることができる。上記酸塩化物としては、例えば安息香酸クロライド、安息香酸クロライドの誘導体、長鎖のアルキルカルボン酸クロライドを挙げることができる。これらの末端停止剤は単独で使用することができ、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。特にカーボネート前駆体としてカルボニルハライド、好ましくはホスゲンを用いた場合、これらの末端停止剤を使用して得られた重合体はその末端が末端停止剤に由来する基によって封止されるので、熱安定性により優れることとなる。
重合体の製造方法が界面重合法または溶液重合法である場合、重合後の溶液状態において濾過処理を行い、不純物や異物を除去することが好ましい。重合体の製造方法が溶融重合法である場合であっても、得られた重合体を適当な溶媒に溶解して濾過処理を行った後にあらためて重合体を単離して、本発明の光学素子の製造に供してもよい。
かくして得られる上記式(i)で表される構造単位を有する重合体は、塩化メチレン中、20℃において0.7g/100mLの濃度で測定した比粘度が、好ましくは0.1〜2.0の範囲であり、より好ましくは0.1〜0.5の範囲であり、更に好ましくは0.15〜0.3の範囲である。
上記重合体は、屈折率nDとアッベ数νDとの関係が下記式(I)
nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I)
を充たす。上記重合体は、上記式(I)を満足する特性を持つことにより、色収差補正用の光学素子の原料として好適に使用することができる。上記式(I)を満足するということは、図1に示した汎用の光学用プラスチック材料の屈折率とアッベ数との一般的な関係よりも屈折率が有意に低いことを表しており、従来の光学用プラスチック材料の開発が目的としてきた屈折率の高い材料とは逆の特性を示すことを意味する。また、上記重合体がかかる光学特性を有することは従来知られておらず、したがって上記の如き重合体を色収差補正に用いるための光学素子に適用することは、当業者に想定されたことすらなかった。屈折率nDとアッベ数νDとの関係は、更に下記式(I’)
1.65≦nD+0.0076×νD (I’)
を充たすことが好ましく、特に下記式(I”)
1.73≦nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I”)
を充たすことが好ましい。
上記屈折率nDは、D線(波長587.56nm)における屈折率であり、好ましくは1.48〜1.58であり、より好ましくは1.50〜1.57であり、更に1.50〜1.54であることが好ましい。
上記のアッベ数νDは、下記式(II)
νD=(nD−1)/(nF−nC) (II)
(式(II)中、nDはD線(波長587.56nm)における屈折率であり、nFはF線(波長486.13nm)における屈折率であり、nCはC線(波長656.27nm)における屈折率である。)
で表され、好ましくは22〜35であり、より好ましくは24〜34であり、更に好ましくは27〜33であり、特に32〜33であることが好ましい。
本発明の光学素子は、上記の如き重合体からなるが、必要に応じて任意的に添加剤を含有していてもよい。
上記任意的添加剤としては、例えば熱安定剤、離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、蛍光性色素、その他の色素、帯電防止剤等を挙げることができる。
上記の重合体は熱安定性に優れるが、より微細な表面凹凸形状を有し、且つより良好な光学特性を有する光学素子を安定して製造するため、その熱安定性が更に改良されることが好ましく、上記熱安定剤はかかる目的のために添加することができる。熱安定剤としては、光学素子製造工程中の重合体の分子量低下の抑制および色相変化の抑制が効果的に行える観点から、リン系の熱安定剤が好ましい。
かかるリン系安定剤としては、ホスファイト化合物、ホスフェート化合物、ホスホナイト化合物、ホスホネート化合物およびこれらのエステルならびに第3級ホスフィン等が例示される。
具体的にはホスファイト化合物としては、例えばトリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリオクチルホスファイト、トリオクタデシルホスファイト、ジデシルモノフェニルホスファイト、ジオクチルモノフェニルホスファイト、ジイソプロピルモノフェニルホスファイト、モノブチルジフェニルホスファイト、モノデシルジフェニルホスファイト、モノオクチルジフェニルホスファイト、トリス(ジエチルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−iso−プロピルフェニル)ホスファイト、トリス(ジ−n−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、トリス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス{2,4−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル}ペンタエリスリトールジホスファイト、フェニルビスフェノールAペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジシクロヘキシルペンタエリスリトールジホスファイト等のほか、二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物を挙げることができる。二価フェノール類と反応し環状構造を有するホスファイト化合物としては、例えば2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、2,2’−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)(2−tert−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェニル)オクチルホスファイト等が例示される。
ホスフェート化合物としては、例えばトリブチルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクロルフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、ジフェニルクレジルホスフェート、ジフェニルモノオルソキセニルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、ジブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジイソプロピルホスフェート等を挙げることができ、好ましくはトリフェニルホスフェートまたはトリメチルホスフェートである。
ホスホナイト化合物としては、例えばテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,3’−ビフェニレンジホスホナイト、テトラキス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3,3’−ビフェニレンジホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−n−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−フェニルホスホナイト、ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェニル)−3−フェニル−フェニルホスホナイト等が挙げられ、これらのうちテトラキス(ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイトまたはビス(ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトが好ましく、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−ビフェニレンジホスホナイトまたはビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−フェニル−フェニルホスホナイトがより好ましい。かかるホスホナイト化合物は上記ホスファイト化合物のうち、アルキル基が2以上置換したアリール基を有するホスファイト化合物と併用可能であり好ましい。
ホスホネート化合物としては、例えばベンゼンホスホン酸ジメチル、ベンゼンホスホン酸ジエチル、ベンゼンホスホン酸ジプロピル等が挙げられる。
第3級ホスフィンとしては、例えばトリエチルホスフィン、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン、ジメチルフェニルホスフィン、ジブチルフェニルホスフィン、ジフェニルメチルホスフィン、ジフェニルオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、トリナフチルホスフィン、ジフェニルベンジルホスフィン等が例示される。特に好ましい第3級ホスフィンは、トリフェニルホスフィンである。
上記熱安定剤は、1種のみならず2種以上を混合して用いることができる。かかる熱安定剤の使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して好ましくは0.15重量部以下であり、より好ましくは0.001〜0.15重量部であり、更に好ましくは0.003〜0.1重量部であり、特に好ましくは0.005〜0.05重量部である。
一般に光学素子においては、成形時の歪みが極力低減されることが好ましい。本発明の光学素子も、表面形状の正確な転写が必要とされる場合があることから、成形時の歪みの低減がきわめて重要である。かかる観点から、上記重合体に離型剤を添加することが好ましい。
かかる離型剤としては、ポリカーボネート樹脂の離型剤として好適に利用されている各種の離型剤を用いることができるが、本発明において特に好適であるのは、ナトリウム含有量が1ppm以下である高級脂肪酸エステル化合物からなる離型剤である。かかる離型剤は、上記重合体に配合され、高温の条件下で成形された場合であっても、良好な色相が維持される。これにより、より高温の条件で成形することが可能となり、金型の微細な凹凸形状を正確に転写することが可能となる。その結果、表面形状および色相のいずれの点でも良好であり、設計された機能を正確に発揮する光学素子が得られることとなる。なお、上記ナトリウム含有量は、離型剤5gを塩化メチレン50mLに溶解し、純水80mLを添加して攪拌し、その結果純水に溶解したナトリウムの量をイオンクロマトグラフ法より定量することにより、測定することができる。
高級脂肪酸エステル化合物は、例えばアルコールと高級脂肪酸とを反応触媒としての水酸化ナトリウムの存在下において反応することにより製造することができ、反応生成物を水およびアルコールのうちの少なくとも1種によって十分に洗浄することにより、ナトリウム含有量が十分に低減された高級脂肪酸エステルを得ることができる。
高級脂肪酸エステル化合物としては、一価または多価アルコールと高級脂肪酸とのエステル化合物が挙げられ、炭素原子数1〜20の一価または多価アルコールと炭素原子数10〜30の飽和脂肪酸との部分エステルまたは全エステルが好ましい。このような高級脂肪酸エステル化合物としては、例えばステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸モノソルビテート、ベヘン酸モノグリセリド、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ステアリルステアレート、パルミチルパルミテート、ブチルステアレート、メチルラウレート、イソプロピルパルミテート、2−エチルヘキシルステアレート等が挙げられ、中でもステアリン酸モノグリセリドまたはペンタエリスリトールテトラステアレートが好ましい。上記例示においては、いずれも単一の化合物を例示したが、これらは通常、例示された化合物を主成分とする混合物の形態で利用される。これは、第1に高級脂肪酸エステルの原料となる高級脂肪酸が、通常動物性油脂(牛脂および豚脂等)や植物性油脂(パーム油等)等の天然油脂類から製造されるため、炭素原子数の異なる他の脂肪酸を含む混合物となっていること、第2に合成された高級脂肪酸エステルは少なからず遊離の高級脂肪酸を含有すること、第3に合成された高級脂肪酸エステル中には少なからず未反応のアルコール性水酸基が存在すること等による。
高級脂肪酸エステル化合物は、その酸価が20以下(実質的に0を取り得る。)であり、ヨウ素価は10以下(実質的に0を取り得る。)であることが好ましい。これらの特性はJIS K0070に規定された方法により求めることができる。
上記離型剤は、単独で使用することができ、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
離型剤の使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して、好ましくは0.5重量部以下であり、より好ましくは0.001〜0.5重量部であり、更に好ましくは0.005〜0.1重量部である。使用量がこの範囲内であれば離型性に優れ、また離型剤による金型汚染や、成形品の色相悪化等の悪影響も生じないため好ましい。
上記酸化防止剤は、本発明の光学素子の酸化防止のために添加することができる。酸化防止剤の例としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、ラクトン系安定剤等を挙げることができる。
上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えばトリエチレングリコール−ビス(3−(3−tert−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、N,N−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマイド)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホネートジエチルエステル、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]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。これらヒンダードフェノール系酸化防止剤の好ましい使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して、好ましくは0.3重量部以下であり、より好ましくは0.0001〜0.3重量部であり、更に好ましくは0.001〜0.1重量部である。
上記ラクトン系安定剤としては、例えば3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとo−キシレンとの反応生成物等を挙げることができる。かかるラクトン系安定剤の詳細は特開平7−233160号公報に記載されている。ラクトン系安定剤の使用量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して好ましくは0.05重量部以下であり、より好ましくは0.0005〜0.05重量部であり、更に好ましくは0.001〜0.03重量部である。
なお、ラクトン系安定剤と各種のホスファイト化合物およびヒンダードフェノール化合物を混合した安定剤が市販されており、その好適な例として例えばCIBA SPECIALTY CHEMICALS社製のIrganox HP−2921を挙げることができる。
上記紫外線吸収剤は、本発明の光学素子の耐候性を向上し、有害な紫外線をカットする目的で添加することができる。
かかる紫外線吸収剤としては、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノンに代表されるベンゾフェノン系紫外線吸収剤、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−ヘキシルオキシフェノールに代表されるトリアジン系紫外線吸収剤、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−tert−オクチルフェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ジ−tert−ペンチルフェノール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−メチル−6−tert−ブチルフェノール、2−(5−クロロ−2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−2,4−tert−ブチルフェノール、2,2’−メチレンビス[6−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)フェノール]等に代表されるベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾオキサジン−4−オン)に代表される環状イミノエステル系紫外線吸収剤、1,3−ビス[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス[[(2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル]プロパンに代表されるシアノアクリレート系紫外線吸収剤等を挙げることができ、更にビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート等に代表されるヒンダードアミン系光安定剤も紫外線吸収剤として使用することが可能である。これらの紫外線吸収剤または光安定剤は、単独で用いても二種類以上を併用してもよい。
かかる紫外線吸収剤または光安定剤の配合量は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体100重量部に対して好ましくは5重量部以下であり、より好ましくは0.01〜5重量部であり、更に好ましくは0.05〜1重量部である。紫外線吸収剤または光安定剤を上記の範囲で使用することにより、光学素子に必要とされる良好な色相ならびに良好な紫外線吸収および遮蔽性能が達成される。
上記ブルーイング剤は、重合体や添加剤成分、特に紫外線吸収剤に起因する光学素子の黄色味を打ち消すために添加することができる。ブルーイング剤としてはポリカーボネート樹脂に通常使用されるものであれば特に支障なく使用することができる。一般的にはアンスラキノン系染料が入手容易であり好ましい。その含有量は、重合体および全添加剤の合計に対して好ましくは3ppm以下であり、より好ましくは0.1〜3ppmであり、更に好ましくは0.3〜1.5ppmであり、特に好ましくは0.3〜1.2ppmである。
上記蛍光性色素は、可視光以外の波長の光を可視光として利用し、本発明の色収差補正素子の透過光を制御するために添加することができる。かかる蛍光性色素としては、例えばスチルベン化合物、ベンズイミダゾール化合物、ナフタルイミド化合物、ローダミン化合物、クマリン化合物、オキサジン化合物等が挙げられる。
上記その他の色素は、本発明の光学素子を着色し、透過光を制御するために添加することができる。
本発明の光学素子は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体からなり、必要に応じて上記の如き任意的添加剤を含有する。本発明の光学素子は、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体または該重合体と添加剤との混合物から、好ましくは溶融成形法により製造することができる。
溶融成形法による場合には、好ましくは熱安定剤および離型剤を添加した重合体を、溶融混練機に供給して溶融混練し、得られたストランドをペレット化したうえで溶融成形を行うことが好ましい。ペレットの形状は、円柱状、楕円柱状、角柱状、球状等の適宜の形状を取り得るが、好ましくは円柱状または楕円柱状である。円柱の直径または楕円柱の長径は好ましくは1〜5mmであり、より好ましくは1.4〜4mmであり、更に2〜3.3mmであることが好ましい。ペレットが楕円柱状である場合、長径に対する短径の割合は、好ましくは60%以上であり、より好ましくは65%以上である。円柱または楕円柱の長さは好ましくは1〜30mmであり、より好ましくは2〜5mmであり、更に好ましくは2.5〜3.5mmである。ペレットは、カット屑の割合が低減されたものであることが好ましい。カット屑の割合としては、目開き1mmの標準ふるい(16メッシュ)を通過するカット屑の含有量として、好ましくは200ppm以下であり、より好ましくは100ppm以下であり、更に好ましくは80ppm以下である。
添加剤は、光学素子の製造に使用するペレットの全部に均等に添加してもよく、あるいは全部または一部の添加剤を高濃度で含有するマスターペレットを作ったうえで光学素子の製造に際して添加剤を含有しない重合体のペレットとブレンドして用いてもよい。添加剤は、ペレット化に先立って予め重合体と予備混合してもよく、重合体と添加剤とを各別に溶融混練機に添加してもよい。重合体と添加剤とを予備混合する場合には、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機等を利用することができ、予備混合物は押出造粒機やブリケッティングマシーン等により造粒したのちに使用してもよい。重合体と添加剤とを各別に溶融混練機に添加する際、添加剤に液状のものがある場合には、溶融押出機へのこれら添加剤の供給にあたっていわゆる液注装置ないし液添装置を使用することができる。
溶融混練機としては、押出機が好適である。押出機としては、原料中の水分や溶融混練樹脂から発生する揮発成分を脱気できるベントを有する押出機が好ましく使用でき、ベントには水分や揮発成分を押出機外へ効率よく排出するための真空ポンプが設置されていることが好ましい。水分および揮発成分の排出を促進するため、押出機の途中で水、希ガス、窒素ガス、炭酸ガス等を注入し、溶融樹脂と混合した後に脱気する方法も利用できる。ここで注入されるガスは、超臨界状態であってもよい。溶融混練に際して、溶融樹脂は、焼結金属フィルターを通す等して異物を除去することが好ましい。フィルターは、濾過精度10μm以下のものが好ましく使用される。溶融混練の際の温度は、使用する重合体のガラス転移温度をTg(℃)としたとき、好ましくはTg+50℃〜Tg+250℃であり、より好ましくはTg+80℃〜Tg+200℃の範囲である。
得られたストランドをペレット化するにあたっては、ペレタイザー等の機器を使用することができる。
上記の如き好ましいカット屑の割合を実現するためには、得られたペレットを分級する方法によってもよいが、ペレタイズ時にストランドの温度を制御する方法によることが好ましい。すなわち、深さ/径の比が1.5程度であり容積が1リットル以上のステンレス製の容器を準備し、ペレタイザーから排出されるペレットを該容器に約2分間で一杯となるように受け、その直後に容器の中心部に熱電対を挿入して測定したペレット温度が、使用した重合体のガラス転移温度をTg(℃)としたときに、Tg−30℃〜Tg−15℃、好ましくはTg−27℃〜Tg−18℃となるように、ストランドの温度を制御することが好ましい。この温度がTg−15℃を上回る場合にはペレット同士の癒着が生じる場合があり、一方Tg−30℃を下回る場合にはカット屑の割合が増加し易くなる場合がある。
重合体または重合体に上記の任意的添加剤を添加した組成物のペレット化にあたっては、異物や不純物を可及的に低減するために、溶融混練機やペレタイザー等の製造装置は清浄な空気の雰囲気下に設置することが好ましく、冷却バス用の冷却水を異物量の少ないものにすることが好ましく、更に原料供給ホッパー、原料供給流路、ペレット貯蔵タンク等を清浄な空気で充たすことが好ましい。例えば特開平11−21357号公報に提案されている方法も好ましく採用することができる。また、製造装置内に窒素ガス等の不活性ガスを流し込み、酸素を遮断する方法も、得られる光学素子の色相を改善する手段として好適に利用できる。
上記の如くして得られたペレットは、密閉容器中に保管され、溶融成形に供されることが好ましい。
得られたペレットは、次いで溶融成形法により賦形されて本発明の光学素子とされる。溶融成形法としては、例えば射出成形法、押出成形法等を挙げることができる。
上記射出成形法は、流動射出成形(Flow−Moulding)と呼ばれる充填方法を含む概念であり、通常の成形方法のほか、目的に応じて射出圧縮成形、射出プレス成形、ガスアシスト射出成形、発泡成形(超臨界流体の注入によるものを含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、断熱金型成形、急速加熱冷却金型成形、二色成形、サンドイッチ成形、超高速射出成形等の技術を適宜に用いてもよい。また、素成形品を製造した後、再度加圧成形して微細凹凸を形成する方法や、成形後キャビティを形成する入れ子を取り出し、該入れ子内でアニール処理を行い成形品を取り出す方法等も利用することができる。射出成形はコールドランナー方式およびホットランナー方式のいずれを採用してもよい。上記射出成形において、上記式(i)で表される構造単位を有する重合体のガラス転移温度をTg(℃)としたとき、シリンダー温度として好ましくはTg+80℃〜Tg+250℃、より好ましくはTg+100℃〜Tg+220℃の範囲であり、金型温度として好ましくはTg−100℃〜Tg−5℃、より好ましくはTg−60℃〜Tg−15℃の範囲である。
上記押出成形法としては従来より公知の方法が利用できる。成形品表面に凹凸形状を付与する場合には、ダイス形状により付与する方法、冷却ロールにより付与する方法、得られた押出成形品に加圧成形する方法等を採用することができる。
本発明の光学素子は、必要に応じてその表面にハードコート、反射防止コート、防曇コート等の適宜の表面処理を施した後に使用してもよい。
かくして得られる本発明の光学素子は、第一面およびこれの裏面である第二面ならびにこれらの面の最大径に比べて十分小さい厚みを有する成形体である。第一面および第二面の形状としては例えば円形、3〜20の頂点を有する多角形等を挙げることができる。上記面の最大径とは、面の形状が円形である場合にはその直径をいい、面の形状が多角形である場合にはその対角線のうちの最大のものをいう。本発明の光学素子の厚みは、面の最大径に対して好ましくは0.001〜0.2であり、より好ましくは0.01〜0.1である。
本発明の光学素子の有する第一面および第二面のうちの少なくとも1つは非平面であり、例えば一定の曲率半径を有する単一の曲面(球面の一部)もしくは複数の曲面の組み合わせまたは規則的な凹凸もしくは階段形状を有する面であることができる。
上記面の最大径は、用途に応じて適宜に設定されるが、例えば0.1〜1,000mmとすることができ、更に1〜100mmとすることができる。
本発明の光学素子は、複数の光学素子(レンズ)からなる色収差補正レンズ系または色収差補正レンズにおける色収差の補正に用いられる。本発明の光学素子と組み合わせて用いられる他の光学素子のうちの少なくとも1つは、アッベ数νDが50〜60であり、屈折率nDが1.48〜1.55である材料からなるものが好ましい。このような光学素子としては、例えばガラス、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂および紫外線硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる光学素子を挙げることができる。上記熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシアクリレート等を;上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート樹脂、ポリ環状オレフィン等を、それぞれ挙げることができる。ポリ環状オレフィンの市販品としては、例えばゼオネックス(ZEONEX、日本ゼオン(株)製)、アートン(ARTON、JSR(株)製)、アペル(APEL、三井化学(株)製)等を好適な例として挙げることができる。これらのうち、本発明の光学素子と組み合わせて用いられる他の光学素子の材料としては、熱可塑性樹脂が好ましく、特にポリメチルメタクリレート樹脂が好ましい。
色収差補正レンズ系または色収差補正レンズは、本発明の光学素子および上記の如き他の光学素子からなる。ここで他の光学素子は、例えば凸レンズ、フレネルレンズ、回折格子等であることができる。凸レンズとしては、球面レンズでも非球面レンズでもよく、両凸レンズでも片凸レンズでもよい。上記の如き他の光学素子と組み合わせて使用される本発明の光学素子は、例えば凹レンズ、フレネルレンズ、回折格子等であることができる。凹レンズとしては、球面レンズでも非球面レンズでもよく、両凹レンズでも片凹レンズでもよい。
本発明の光学素子が適用される色収差補正レンズ系としては離隔した複数の光学素子からなる色収差補正レンズ系等を、色収差補正レンズとしては積層型色収差補正レンズ等を挙げることができる。
上記離隔した複数の光学素子からなる色収差補正レンズ系としては、例えば凸レンズと凹レンズとからなる色収差補正レンズ系を挙げることができる。このような色収差補正レンズ系の一例を図2に示した。図2の色収差補正レンズ系は、凸レンズである他の光学素子1と凹レンズである本発明の光学素子2からなる。両レンズは、好ましくはその中心を同軸として適当な間隔を持って離隔して設置され、使用される。光は凸レンズ側から入射し、凹レンズの更に右側において結像することになる。
上記積層型色収差補正レンズとしては、アクロマートレンズ、積層型回折レンズ等を挙げることができる。
アクロマートレンズは、クラウンと呼ばれる凸レンズ形状の光学素子とこれと契合する面を持つフリントと呼ばれる光学素子とを積層してなる色収差補正レンズである。アクロマートレンズの好ましい一例を図3に示した。図3のアクロマートレンズは、クラウンである他の光学素子3とフリントである本発明の光学素子4とが積層してなるものである。この場合、光はクラウン3側から入射し、フリント4の更に右側において結像することになる。
積層型回折レンズは、本発明の光学素子と上記の如き材料からなる他の光学素子とを積層してなるものであり、その界面が微細な立体形状を形成しているものをいう。かかる立体形状としては、例えば階段形状、キノフォーム形状、鋸歯状のレリーフパターン等を挙げることができる。本発明の色収差補正レンズ系を積層型回折レンズとすることにより、色収差の補正が非常に効率的に行えることとなり、色収差補正後の焦点距離を従来知られている色収差補正レンズ系に比べて極めて短くすることが可能となる。本発明の光学素子を好適に適用することのできる積層回折レンズとしては、例えば特開2003−315524号、特開2004−212495号等に記載されている如きものを挙げることができる。
好ましい積層回折レンズの一例を図4に示した。図4の積層回折レンズは、本発明の光学素子5および他の光学素子6を積層してなり、その界面は階段形状をなしている。図4の積層回折レンズの界面の階段形状は、レンズの中心から周辺まで5段程度の階段をなしているがこれは概略図であり、実際の積層回折レンズにおいては階段の周期は1〜300μm程度であることが好ましく、階段の段数は上記の周期とレンズの直径とから算出される段数であると理解されるべきである。
本発明の光学素子を適用した上記の如き色収差補正レンズ系または色収差補正レンズは、重量が軽量であり、且つ焦点距離が短縮されたものであり、特にアナログまたはデジタルのカメラやビデオカメラ等の望遠レンズ系や超望遠レンズ系に組み込んで好適に使用することができる。
以下の各実施例および比較例において、重合体の原料として使用したジヒドロキシ化合物のハーゼン単位色数は、各ジヒドロキシ化合物の濃度20重量%の溶液を試料とし、JIS K0071−1に準拠して温度25℃に於ける比色法により測定した。溶液の調製に用いた溶媒としては、ジヒドロキシ化合物が1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンである場合にはアセトンを使用し、それ以外の場合にはメタノールを使用した。
各実施例および比較例で合成した重合体の比粘度は、重合体の塩化メチレン溶液(濃度0.7g/100mL)を資料として20℃にて測定した。
また、下記において「Tg」とは、使用した重合体のガラス転移温度(℃)である。
[離型剤の調製例]
調製例1
和光純薬(株)製、試薬特級のグリセリンおよびステアリン酸を、水酸化ナトリウムを触媒として用いて常法により反応させてグリセリンモノステアレートを得た。ここで調製したグリセリンモノステアレートのナトリウム含有量は9.8ppmであった。
調製例2
上記調製例1で調製したグリセリンモノステアレートを十分に水洗し、ナトリウム含有量が0.2ppmであるグリセリンモノステアレートを調製した。
実施例1
[重合体の合成]
温度計、撹拌機および還流冷却器を有する反応器に、イオン交換水460.1重量部および48重量%水酸化ナトリウム水溶液79.0重量部を入れ、次いでハーゼン単位色数が30の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン82.1重量部(全ジヒドロキシ化合物の76.5モル%)、ハーゼン単位色数が20の2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン19.2重量部(全ジヒドロキシ化合物の23.5モル%)およびハイドロサルファイト0.20重量部を加えて溶解し、更に塩化メチレン271.3重量部を加えた後、撹拌下にて15〜20℃でホスゲン41.1重量部を60分かけて吹き込んだ。ホスゲンの吹き込みを終了した後、p−tert−ブチルフェノール2.9重量部および48重量%水酸化ナトリウム水溶液18.4重量部を加えて乳化した後、トリエチルアミン0.1重量部を加えて28〜33℃で1時間撹拌して反応を終了した。反応終了後、生成物を塩化メチレンで希釈し、塩化メチレン層をイオン交換水を用いて洗液が中性になるまで洗浄した後、希塩酸により洗浄し、更にイオン交換水により水層の導電率がイオン交換水とほぼ同じになるまで洗浄を繰り返した。塩化メチレン層から溶媒を除去し、比粘度が0.19の重合体1(ポリカーボネート)を得た(収率95%)。
[重合体のペレットの作成]
上記[重合体の合成]で得られた重合体1を120℃で5時間熱風乾燥した。熱風乾燥後の重合体1の100重量部に、安定剤としてトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト0.01重量部および離型剤として上記調製例2で調製したナトリウム金属含有量が0.2ppmであるグリセリンモノステアレート0.05重量部をドライブレンドした。
このブレンド物につき、ディスクフィルターを有するベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製、型式「TEX30α−XSST」、完全かみ合い、同方向回転、2条ネジスクリュー)を使用して、吐出量20kg/h、スクリュー回転数180rpm、ベントの真空度3kPa、押出温度はTg+100℃〜Tg+120℃まで段階的に上昇させる温度構成としてストランドを押出した。押出されたストランドは水冷後にペレタイザーでカットして、長径3.4mm、短径2.3mmおよび長さ2.7mmの楕円柱状のペレットを作成した。このとき、ペレタイザーから排出されるペレットを深さ/直径の比が約1.5であり容積が1リットルであるステンレス製容器に受け、約2分後に容器が一杯になった直後に容器中央に熱電対を挿入して測定した温度がTg−30℃〜Tg−25℃の範囲となるように、ストランドを水冷する冷却バスの温度および浸漬時間を調節した。
ここで得られたペレットは、クリーンオーブンを用いて120℃にて5時間の乾燥を行った後に射出成形に供した。
[光学特性の評価]
上記で得られたペレットを型締め圧力147kNの射出成形機に供給し、シリンダー温度をTg+130℃、金型温度をTg−35℃として、長さ90mm、幅50mmおよび厚さ2mmの平滑平板状試験片を成形した。
得られた試験片の色相(b値)を日本電色(株)製の色差計「SE2000」を用いて測定したところ、1.8であった。
また、この試験片のアッベ数および屈折率を(株)アタゴ製のアッベ屈折計を用い、ブロモナフタレンを接触液として23℃にて測定したところ、アッベ数νDは32であり、屈折率nDは1.52であった。これらの値を用いて上記式(I)の左辺(χP=nD+0.0076×νD)の値を計算したところ、1.76であり、上記式(I)を満足した。
実施例2〜25、比較例1〜3
実施例1の[重合体の合成]において、ジヒドロキシ化合物としてそれぞれ表1に記載の化合物を表1に記載の混合比で使用したほかは実施例1と同様の操作を行って重合体2〜28を合成し、それぞれで合成した重合体を使用して実施例1と同様にしてペレットを作成し、各種評価を行った。
なお実施例16では、[重合体のペレットの作成]において、離型剤として上記調製例1で調製したナトリウム含有量が9.8ppmのグリセリンモノステアレートを使用した。
結果は表1に示した。
比較例4
撹拌装置、蒸留器および減圧装置を備えた反応槽に、ハーゼン単位色数が20の1,4−シクロヘキサンジメタノール43.2重量部(全ジヒドロキシ化合物の50モル%)、ハーゼン単位色数が10の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン68.4重量部(全ジヒドロキシ化合物の50モル%)、ジフェニルカーボネート134.96重量部、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド0.18重量部および水酸化ナトリウム8×10−4重量部を仕込み、窒素置換した後140℃に加熱して溶融した。30分間撹拌した後、内温を180℃に昇温しつつ徐々に減圧して13.3kPaで30分間反応させ、生成するフェノールを留去した。次いで、この圧力を維持しつつ昇温し、190℃で30分間、200℃で40分間、220℃で30分間および240℃で30分間、フェノールを留去しつつ反応させた。その後ゆっくりと減圧して圧力を133Pa以下とした。この圧力を維持して240℃で更に4時間撹拌を継続することにより重合体29を得た。
上記で合成した重合体29を使用して実施例1と同様にしてペレットを作成し、各種評価を行った。結果は表1に示した。
表1において、ジヒドロキシ化合物を表す符合はそれぞれ以下の意味であり、ジヒドロキシ化合物の各欄の数字の単位はモル%である。また、「−」はその欄に該当するジヒドロキシ化合物を使用しなかったことを表す。
BP−AF−1:ハーゼン単位色数が30の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[一般式(i)に相当する構造単位におけるフッ素含有重量比率FM=0.31]
BP−AF−2:ハーゼン単位色数が10の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[一般式(i)に相当する構造単位におけるフッ素含有重量比率FM=0.31]
BP−C:ハーゼン単位色数が20の2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン
BP−AP:ハーゼン単位色数が20の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン
BP−A:ハーゼン単位色数が10の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
BP−Z:ハーゼン単位色数が10の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン
BP−TMC:ハーゼン単位色数が10の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
BC−S:ハーゼン単位色数が50のビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド
BC−F:ハーゼン単位色数が20の9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン
BP−M:ハーゼン単位色数が10のα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン
BC−M:ハーゼン単位色数が50のα,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン
CHDM:ハーゼン単位色数が20の1,4−シクロヘキサンジメタノール
色収差補正用光学素子としての評価
計算例1
本発明の光学素子の効果を検証するため、下記の条件でF線(波長486.13nm)およびC線(波長656.27nm)の焦点距離を計算した。
ポリメチルメタクリレート樹脂(νD=57、nD=1.491、nF=1.496、nC=1.488)からなる凸レンズ(口径60mm、光入射面の曲面の曲率半径が+120mm、光出射面の曲面の曲率半径が−80mmであり、レンズの中心における最大厚みが20mm)および上記実施例9において作成した重合体9からなる凹レンズ(口径60mm、光入射面の曲面の曲率半径が−80mm、光出射面の曲面の曲率半径が−550mmであり、レンズの中心における最小厚みが5mm)を密着して張り合わせた積層型レンズを想定し、凸レンズ側を入射側としてF線およびC線の焦点距離を計算した。この焦点距離の計算には「レンズ設計、光学系性能評価プログラム POPS 0.0.7」(インターネット<URL:http://www.vector.co.jp/soft/win95/edu/se136306.html>より入手可能。2006年10月25日検索。)を用いた。
計算結果を、凹レンズに用いた重合体のF線およびC線の屈折率とともに表2に示した。
計算例2〜7、比較計算例1〜3
計算例1において、重合体9の代わりにそれぞれ表2に記載した重合体からなる凹レンズを用いたものとしたほかは計算例1と同様にしてF線およびC線の焦点距離を計算した。
計算結果を、凹レンズに用いた重合体のF線およびC線の屈折率とともに表2に示した。
各実施例および比較例で合成した重合体の比粘度は、重合体の塩化メチレン溶液(濃度0.7g/100mL)を資料として20℃にて測定した。
また、下記において「Tg」とは、使用した重合体のガラス転移温度(℃)である。
[離型剤の調製例]
調製例1
和光純薬(株)製、試薬特級のグリセリンおよびステアリン酸を、水酸化ナトリウムを触媒として用いて常法により反応させてグリセリンモノステアレートを得た。ここで調製したグリセリンモノステアレートのナトリウム含有量は9.8ppmであった。
調製例2
上記調製例1で調製したグリセリンモノステアレートを十分に水洗し、ナトリウム含有量が0.2ppmであるグリセリンモノステアレートを調製した。
実施例1
[重合体の合成]
温度計、撹拌機および還流冷却器を有する反応器に、イオン交換水460.1重量部および48重量%水酸化ナトリウム水溶液79.0重量部を入れ、次いでハーゼン単位色数が30の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン82.1重量部(全ジヒドロキシ化合物の76.5モル%)、ハーゼン単位色数が20の2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン19.2重量部(全ジヒドロキシ化合物の23.5モル%)およびハイドロサルファイト0.20重量部を加えて溶解し、更に塩化メチレン271.3重量部を加えた後、撹拌下にて15〜20℃でホスゲン41.1重量部を60分かけて吹き込んだ。ホスゲンの吹き込みを終了した後、p−tert−ブチルフェノール2.9重量部および48重量%水酸化ナトリウム水溶液18.4重量部を加えて乳化した後、トリエチルアミン0.1重量部を加えて28〜33℃で1時間撹拌して反応を終了した。反応終了後、生成物を塩化メチレンで希釈し、塩化メチレン層をイオン交換水を用いて洗液が中性になるまで洗浄した後、希塩酸により洗浄し、更にイオン交換水により水層の導電率がイオン交換水とほぼ同じになるまで洗浄を繰り返した。塩化メチレン層から溶媒を除去し、比粘度が0.19の重合体1(ポリカーボネート)を得た(収率95%)。
[重合体のペレットの作成]
上記[重合体の合成]で得られた重合体1を120℃で5時間熱風乾燥した。熱風乾燥後の重合体1の100重量部に、安定剤としてトリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト0.01重量部および離型剤として上記調製例2で調製したナトリウム金属含有量が0.2ppmであるグリセリンモノステアレート0.05重量部をドライブレンドした。
このブレンド物につき、ディスクフィルターを有するベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製、型式「TEX30α−XSST」、完全かみ合い、同方向回転、2条ネジスクリュー)を使用して、吐出量20kg/h、スクリュー回転数180rpm、ベントの真空度3kPa、押出温度はTg+100℃〜Tg+120℃まで段階的に上昇させる温度構成としてストランドを押出した。押出されたストランドは水冷後にペレタイザーでカットして、長径3.4mm、短径2.3mmおよび長さ2.7mmの楕円柱状のペレットを作成した。このとき、ペレタイザーから排出されるペレットを深さ/直径の比が約1.5であり容積が1リットルであるステンレス製容器に受け、約2分後に容器が一杯になった直後に容器中央に熱電対を挿入して測定した温度がTg−30℃〜Tg−25℃の範囲となるように、ストランドを水冷する冷却バスの温度および浸漬時間を調節した。
ここで得られたペレットは、クリーンオーブンを用いて120℃にて5時間の乾燥を行った後に射出成形に供した。
[光学特性の評価]
上記で得られたペレットを型締め圧力147kNの射出成形機に供給し、シリンダー温度をTg+130℃、金型温度をTg−35℃として、長さ90mm、幅50mmおよび厚さ2mmの平滑平板状試験片を成形した。
得られた試験片の色相(b値)を日本電色(株)製の色差計「SE2000」を用いて測定したところ、1.8であった。
また、この試験片のアッベ数および屈折率を(株)アタゴ製のアッベ屈折計を用い、ブロモナフタレンを接触液として23℃にて測定したところ、アッベ数νDは32であり、屈折率nDは1.52であった。これらの値を用いて上記式(I)の左辺(χP=nD+0.0076×νD)の値を計算したところ、1.76であり、上記式(I)を満足した。
実施例2〜25、比較例1〜3
実施例1の[重合体の合成]において、ジヒドロキシ化合物としてそれぞれ表1に記載の化合物を表1に記載の混合比で使用したほかは実施例1と同様の操作を行って重合体2〜28を合成し、それぞれで合成した重合体を使用して実施例1と同様にしてペレットを作成し、各種評価を行った。
なお実施例16では、[重合体のペレットの作成]において、離型剤として上記調製例1で調製したナトリウム含有量が9.8ppmのグリセリンモノステアレートを使用した。
結果は表1に示した。
比較例4
撹拌装置、蒸留器および減圧装置を備えた反応槽に、ハーゼン単位色数が20の1,4−シクロヘキサンジメタノール43.2重量部(全ジヒドロキシ化合物の50モル%)、ハーゼン単位色数が10の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン68.4重量部(全ジヒドロキシ化合物の50モル%)、ジフェニルカーボネート134.96重量部、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド0.18重量部および水酸化ナトリウム8×10−4重量部を仕込み、窒素置換した後140℃に加熱して溶融した。30分間撹拌した後、内温を180℃に昇温しつつ徐々に減圧して13.3kPaで30分間反応させ、生成するフェノールを留去した。次いで、この圧力を維持しつつ昇温し、190℃で30分間、200℃で40分間、220℃で30分間および240℃で30分間、フェノールを留去しつつ反応させた。その後ゆっくりと減圧して圧力を133Pa以下とした。この圧力を維持して240℃で更に4時間撹拌を継続することにより重合体29を得た。
上記で合成した重合体29を使用して実施例1と同様にしてペレットを作成し、各種評価を行った。結果は表1に示した。
表1において、ジヒドロキシ化合物を表す符合はそれぞれ以下の意味であり、ジヒドロキシ化合物の各欄の数字の単位はモル%である。また、「−」はその欄に該当するジヒドロキシ化合物を使用しなかったことを表す。
BP−AF−1:ハーゼン単位色数が30の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[一般式(i)に相当する構造単位におけるフッ素含有重量比率FM=0.31]
BP−AF−2:ハーゼン単位色数が10の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[一般式(i)に相当する構造単位におけるフッ素含有重量比率FM=0.31]
BP−C:ハーゼン単位色数が20の2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン
BP−AP:ハーゼン単位色数が20の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン
BP−A:ハーゼン単位色数が10の2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
BP−Z:ハーゼン単位色数が10の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン
BP−TMC:ハーゼン単位色数が10の1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
BC−S:ハーゼン単位色数が50のビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド
BC−F:ハーゼン単位色数が20の9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン
BP−M:ハーゼン単位色数が10のα,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン
BC−M:ハーゼン単位色数が50のα,α’−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン
CHDM:ハーゼン単位色数が20の1,4−シクロヘキサンジメタノール
計算例1
本発明の光学素子の効果を検証するため、下記の条件でF線(波長486.13nm)およびC線(波長656.27nm)の焦点距離を計算した。
ポリメチルメタクリレート樹脂(νD=57、nD=1.491、nF=1.496、nC=1.488)からなる凸レンズ(口径60mm、光入射面の曲面の曲率半径が+120mm、光出射面の曲面の曲率半径が−80mmであり、レンズの中心における最大厚みが20mm)および上記実施例9において作成した重合体9からなる凹レンズ(口径60mm、光入射面の曲面の曲率半径が−80mm、光出射面の曲面の曲率半径が−550mmであり、レンズの中心における最小厚みが5mm)を密着して張り合わせた積層型レンズを想定し、凸レンズ側を入射側としてF線およびC線の焦点距離を計算した。この焦点距離の計算には「レンズ設計、光学系性能評価プログラム POPS 0.0.7」(インターネット<URL:http://www.vector.co.jp/soft/win95/edu/se136306.html>より入手可能。2006年10月25日検索。)を用いた。
計算結果を、凹レンズに用いた重合体のF線およびC線の屈折率とともに表2に示した。
計算例2〜7、比較計算例1〜3
計算例1において、重合体9の代わりにそれぞれ表2に記載した重合体からなる凹レンズを用いたものとしたほかは計算例1と同様にしてF線およびC線の焦点距離を計算した。
計算結果を、凹レンズに用いた重合体のF線およびC線の屈折率とともに表2に示した。
Claims (12)
- 下記一般式(i)で表される構造単位を有し、屈折率nDとアッベ数νDとの関係が下記式(I)
nD+0.0076×νD ≦ 1.78 (I)
を充たす重合体からなり、色収差の補正に用いられることを特徴とする、光学素子。
(式(i)中、複数あるR1はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜10のアリールオキシ基および炭素数7〜20のアラルキルオキシ基からなる群から選択され、その水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい一価の有機基またはハロゲン原子であり、pおよびqはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、Aは単結合であるか、または下記式(i−1)〜(i−4)から選択される二価の基である。ただし、Aが単結合またはフッ素原子を有さない二価の基である場合には、pおよびqは同時に0であることはなく、式(i)中に存在するR1の少なくとも1つは水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子で置換された一価の有機基またはフッ素原子である。)
(式(i−1)中、複数あるR2はそれぞれ独立に水素原子もしくはハロゲン原子であるか、または水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜10の炭化水素基である。)
(式(i−2)〜(i−4)中、複数あるR3、R4およびR5はそれぞれ独立に水素原子もしくはハロゲン原子であるか、または水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜4の炭化水素基であり、式(i−3)におけるrは4〜11の整数である。) - 重合体のアッベ数νDが22〜35である、請求項1に記載の光学素子。
- 重合体の屈折率nDが1.48〜1.58である、請求項1に記載の光学素子。
- 上記式(i)で表される構造単位中のフッ素含有重量比率FMが0.22〜0.63である、請求項1に記載の光学素子。
- 重合体中のフッ素含有重量比率FPが0.15〜0.60である、請求項1に記載の光学素子。
- 上記式(i)で表される構造単位が、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンから誘導される構造単位である、請求項1に記載の光学素子。
- 重合体が上記式(i)で表される構造単位とともに他の構造単位を有しており、重合体に含有される構造単位(i)の含有量が上記式(i)で表される構造単位と他の構造単位との合計に対して75モル%以上である、請求項1に記載の光学素子。
- 重合体が、下記一般式(ii)または(iii)で表される構造単位をさらに有するものである、請求項1に記載の光学素子。
(式(ii)中、複数あるR6はそれぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のシクロアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、炭素数6〜10のアリールオキシ基および炭素数7〜20のアラルキルオキシ基からなる群から選択され、その水素原子の一部もしくは全部がフッ素原子以外のハロゲン原子で置換されていてもよい一価の有機基またはフッ素原子以外のハロゲン原子であり、sおよびtはそれぞれ独立に0〜4の整数であり、Bは単結合であるか、または下記式(ii−1)〜(ii−8)
(式(ii−1)中、複数あるR7はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜6の炭化水素基である。)
(式(ii−2)および(ii−3)中、複数あるR8およびR9はそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子以外のハロゲン原子または炭素数1〜4の炭化水素基であり、uは4〜6の整数である。)
から選択される二価の基である。)
- 上記式(i)において、pおよびqが0であり、Aが上記式(i−1)で表される2価の基であってR2がトリフルオロメチル基であり、
上記式(ii)において、Bが上記式(ii−1)、(ii−2)または(ii−3)で表される2価の基であり、
Bが上記式(ii−1)で表される2価の基であるときにはsおよびtはともに0または1であり、R6およびR7はメチル基であり、
Bが上記式(ii−2)または(ii−3)で表される2価の基であるときにはsおよびtはともに0であり、R8はメチル基であり、R9は水素原子であってuは5であり、
上記式(i)で表される構造単位を、構造単位(i)ならびに構造単位(ii)もしくは(iii)の合計に対して75モル%以上有し、
アッベ数νDが27〜33であり、屈折率nDが1.50〜1.54である、請求項8に記載の光学素子。 - 重合体が、ビスフェノールAF単独重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン共重合体、ビスフェノールAF/2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン共重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン共重合体、ビスフェノールAF/1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン共重合体、ビスフェノールAF/9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)フルオレン共重合体、ビスフェノールAF/α,α’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン共重合体またはビスフェノールAF/2,2−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン共重合体である、請求項9に記載の光学素子。
- アッベ数νDが50〜60であり、屈折率nDが1.48〜1.55である材料からなる光学素子および請求項1に記載の光学素子からなることを特徴とする、色収差補正レンズ。
- 色収差補正レンズが、積層型色収差補正レンズである、請求項11に記載の色収差補正レンズ。
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