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光学元件及其制造方法.pdf

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  • 文档编号:221106
  • 上传时间:2018-02-03
  • 格式:PDF
  • 页数:34
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN200810137843.0

    申请日:

    2008.07.08

    公开号:

    CN101625424A

    公开日:

    2010.01.13

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    未缴年费专利权终止IPC(主分类):G02B 1/04申请日:20080708授权公告日:20121003终止日期:20140708|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 1/04申请日:20080708|||公开

    IPC分类号:

    G02B1/04; G02B13/24; B29D11/00; G11B7/135

    主分类号:

    G02B1/04

    申请人:

    柯尼卡美能达精密光学株式会社

    发明人:

    江黑弥生

    地址:

    日本东京都

    优先权:

    2007.7.11 JP 182078/07

    专利代理机构:

    北京市柳沈律师事务所

    代理人:

    郑树槐;张平元

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    内容摘要

    本发明涉及光学元件和光学元件的制造方法。本发明涉及的光学元件光轴方向的长度为0.5~3mm,且与光轴方向垂直方向的长度为3~5mm,其是将包含具有脂环状结构的聚合物的树脂注射到模具中进行成型之后,在比该树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理制得的。

    权利要求书

    1: 一种光学元件,该光学元件光轴方向的长度为0.5~3mm,且与光轴 方向垂直的方向的长度为3~5mm,该光学元件通过以下步骤制得:将包含 具有脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型,然后,在比通过基 于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的该树脂的 玻璃化转变温度低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。
    2: 权利要求1所述的光学元件,其中,上述包含具有脂环状结构的聚合 物的树脂是包含嵌段聚合物的树脂,所述嵌段聚合物是具有聚合物嵌段[A] 和聚合物嵌段[B]的嵌段聚合物,所述聚合物嵌段[A]含有下述式(1)表示的重 复单元[1],所述聚合物嵌段[B]含有下述式(1)表示的重复单元[1]并含有下述 式(2)表示的重复单元[2]和/或下述式(3)表示的重复单元[3],并且上述聚合物 嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔百分比a(摩尔%)与上述聚合物嵌段[B]中的 重复单元[1]的摩尔百分比b(摩尔%)的关系是a>b, 【化学式1】 式(1) 式(1)中,R 1 为氢原子或碳原子数为1~20的烷基,R 2 -R 11 分别独立地为氢 原子、碳原子数为1~20的烷基、羟基、碳原子数为1~20的烷氧基或卤素 基团, 【化学式2】 式(2) 式(2)中,R 12 为氢原子或碳原子数为1~20的烷基, 【化学式3】 式(3) 式(3)中,R 13 和R 14 分别独立地为氢原子或碳原子数为1~20的烷基。
    3: 权利要求1所述的光学元件,其中,上述光轴方向的长度为0.7~ 1.5mm,在比通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温 速度测定的上述树脂的玻璃化转变温度低20~30℃的温度下进行15小时以 上热处理或湿热处理。
    4: 权利要求1所述的光学元件,其中,上述光轴方向的长度为1.6~ 2.5mm,在比通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温 速度测定的上述树脂的玻璃化转变温度低10~15℃的温度下进行15小时以 上热处理或湿热处理。
    5: 权利要求1所述的光学元件,其中,上述热处理或湿热处理的处理时 间为150小时以上。
    6: 权利要求1所述的光学元件,其中,上述热处理或湿热处理为湿热处 理,在该湿热处理的处理温度下的相对湿度为40~80%。
    7: 权利要求6所述的光学元件,其中,上述相对湿度为55~65%。
    8: 权利要求1所述的光学元件,其中,该光学元件作为光拾取装置用的 光学元件使用。
    9: 权利要求8所述的光学元件,其中,该光学元件作为光拾取装置用的 物镜使用。
    10: 一种制造权利要求1所述的光学元件的方法,该方法包括:将包含 具有上述脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型,成型后,在比 通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的该 树脂的玻璃化转变温度低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热 处理。
    11: 权利要求10所述的制造光学元件的方法,其中,上述光轴方向的长 度为0.7~1.5mm,在比通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃ /min的升温速度测定的上述树脂的玻璃化转变温度低20~30℃的温度下进 行15小时以上热处理或湿热处理。
    12: 权利要求10所述的制造光学元件的方法,其中,上述光轴方向的长 度为1.6~2.5mm,在比通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃ /min的升温速度测定的上述树脂的玻璃化转变温度低10~15℃的温度下进 行15小时以上热处理或湿热处理。
    13: 权利要求10所述的制造光学元件的方法,其中,上述热处理或湿热 处理的处理的时间为150小时以上。
    14: 权利要求10所述的制造光学元件的方法,其中,上述热处理或湿热 处理为湿热处理,在该湿热处理的处理温度下的相对湿度为40~80%。
    15: 权利要求14所述的制造光学元件的方法,其中,上述相对湿度为 55~65%。

    说明书


    光学元件及其制造方法

        【技术领域】

        本发明涉及光拾取装置的光拾取透镜等中所用的小型光学元件及其制造方法。

        背景技术

        近年来,从作为望远镜透镜或显微镜透镜等而使用的大型光学元件到作为CD(压缩盘)、DVD(数字视频光盘)、HD-DVD(大容量DVD)、BD(蓝光光盘)等的光拾取透镜而使用的小型光学元件,正在制造、销售各种大小的光学元件。

        通常,这些光学元件通过将根据用途选定的特定树脂注射到规定的模具中进行成型的所谓“注射成型”工序进行制造,但是其成型品的表面层由于不小的残余应力而产生双折射,在其表面层产生光散射现象,从而难以使焦距达到所预定的设计值。

        有人描述了通过将在常温下冷却(放置)后的成型品在玻璃化转变温度以下的温度下进行退火,能够缓解成型品中产生的残余应力,从而使该成型品中产生的双折射最小化(例如,参见专利文献1)。

        另外,有人公开了将含有具有脂环状结构的聚合物的树脂注射到模具中进行成型,再将成型后的上述树脂在比该树脂的玻璃化转变温度低35~45℃的温度下进行16小时以上的热处理或者湿热处理的已知技术(例如,参见专利文献2)。

        【专利文献1】特许第3055443号公报

        【专利文献2】特开2005-275393号公报

        【发明内容】

        发明要解决的课题

        但是,专利文献1中公开的技术是在较大型的光学元件的成型时,为了赋予该成型品良好的性能而进行退火处理,虽然对该退火处理条件进行了详细的规定,但该条件不能适用于所有通过注射成型工序制造的树脂制光学元件。例如,在上述光拾取透镜等中使用的几个mm大小的小型光学元件中,若每一制造批次存在微小的退火处理条件的差异,则该条件差异对聚光点的形成性能等会产生很大的影响。

        因此,在专利文献1中公开的技术的退火处理中,不能充分地缓解残余应力,且不能稳定地保持退火处理中的热平衡状态,不能得到作为光拾取透镜用的光学元件的足够好的性能。

        专利文献2公开的技术虽然详细规定了充分缓解小型光学元件的残留应力、大幅度地改善像散等光学特性的退火条件,但是对于接近平板的光学元件或HD-DVD等的更薄更小化的光学元件而言,容易引起热变形,另外对于BD等的高NA光学元件而言,由于灵敏度非常高即使微小变形也容易对光学性能受到影响,因而不能形成对应于这些光学元件的所有特性的条件。

        本发明的目的是提供一种可以适合作为光拾取透镜等小型光学元件使用的光学元件及其制造方法,更具体地说,提供一种残留应力得到充分的缓解,像散等光学特性得到大幅度地改善的光学元件及其制造方法。

        解决问题的方法

        本发明的上述目的通过下述方案实现。

        1.一种光学元件,该光学元件光轴方向的长度为0.5~3mm,且与光轴方向垂直的方向的长度为3~5mm,其特征在于,其是通过以下步骤制得的,将包含具有脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型,然后,在比该树脂玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        2.上述1所述地光学元件,其特征在于,上述包含具有脂环状结构的聚合物的树脂是包含嵌段聚合物的树脂,所述嵌段聚合物是具有聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]的嵌段聚合物,所述聚合物嵌段[A]含有下式(1)表示的重复单元[1],所述聚合物嵌段[B]含有下式(1)表示的重复单元[1]并含有下式(2)表示的重复单元[2]和/或下式(3)表示的重复单元[3],并且上述聚合物嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔百分比a(摩尔%)与上述聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的摩尔百分比b(摩尔%)的关系是a>b。

        【化学式1】

        式(1)

        (式(1)中,R1为氢原子或碳原子数为1~20的烷基,R2-R11分别独立地为氢原子、碳原子数为1~20的烷基、羟基、碳原子数为1~20的烷氧基或卤素基团)。

        【化学式2】

        式(2)

        (式(2)中,R12为氢原子或碳原子数为1~20的烷基)。

        【化学式3】

        式(3)

        (式(3)中,R13和R14分别独立地为氢原子或碳原子数为1~20的烷基)。

        3.上述1或2所述的光学元件,其特征在于,上述光轴方向的长度为0.7~1.5mm,在比上述树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低20~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        4.上述1或2所述的光学元件,其特征在于,上述光轴方向的长度为1.6~2.5mm,在比上述树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~15℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        5.上述1~4中任一项所述的光学元件,其特征在于,上述热处理或湿热处理的处理时间为150小时以上。

        6.上述1~5中任一项所述的光学元件,其特征在于,上述热处理或湿热处理为湿热处理,在该湿热处理的处理温度下的相对湿度为40~80%。

        7.上述6所述的光学元件,其特征在于,上述相对湿度为55~65%。

        8.上述1~7中任一项所述的光学元件,其特征在于,该光学元件作为光拾取装置的光学元件使用。

        9.上述8所述的光学元件,其特征在于,该光学元件作为光拾取装置的物镜使用。

        10.一种制造上述1~9中任一项所述的光学元件的方法,其特征在于,将包含具有脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型,成型后,在比该树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        11.上述10所述的光学元件的制造方法,其特征在于,上述光轴方向的长度为0.7~1.5mm,在上述树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        12.上述10所述的光学元件的制造方法,其特征在于,上述光轴方向的长度为1.6~2.5mm,在比上述树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~15℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        13.上述10~12中任一项所述的光学元件的制造方法,其特征在于,上述热处理或湿热处理的处理时间为150小时以上。

        14.上述10~13中任一项所述的光学元件的制造方法,其特征在于,上述热处理或湿热处理为湿热处理,在该湿热处理的处理温度下的相对湿度为40~80%。

        15.上述14所述的光学元件的制造方法,其特征在于,上述相对湿度为55~65%。

        发明的效果

        本发明涉及的光学元件,由于将包含具有脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型,然后在比该树脂玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理(下面称为『退火』或『退火处理』),因而残余应力得以充分缓解,像散等光学特性得以大幅度地改善。

        本发明涉及的光学元件的制造方法,由于将包含具有脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型,再将成型后的树脂在比该树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理,因而能够制造残余应力得以充分缓解,像散等光学特性得以大幅度地改善的光学元件。

        【附图说明】

        【图1】是示出用于光拾取装置的光学元件的简要结构的图1(a)~1(c)。

        【图2】是示出作为用于光盘的光拾取装置及物镜使用的光学元件的1例的模式图。

        【具体实施方式】

        下面,参照附图对实施本发明的具体实施方式进行说明。但是,发明范围并不局限于图示例。

        在图1(a)、1(b)、1(c)中,示出了作为本发明的优选方式的光拾取用光学元件的例子。图1(a)是物镜15的斜视图,图1(b)是物镜15的截面图。如图1(a)、1(b)所示,光学元件15具有光学功能部15a和支持光学功能部15a周围的环状的凸缘部15b,光学功能部15a与凸缘部15b形成一体。另外,光拾取用光学元件也可以是具有图1(c)所示的截面的、较接近于平板的小的NA的透镜或修正元件

        光拾取用光学元件,其光轴方向d的长度为0.5~3mm,且与光轴方向垂直方向的长度1为3~5mm,该光学元件是将包含具有脂环状结构的聚合物的树脂注射至模具中进行成型后,在比该树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        作为包含具有脂肪状结构的聚合物的树脂,优选包括嵌段聚合物的树脂,该嵌段聚合物具有包含上述式(1)表示的重复单元[1]的聚合物嵌段[A]、以及包含上述式(1)表示的重复单元[1]并包含上述式(2)表示的重复单元[2]和/或上述式(3)表示的重复单元[3]的聚合物嵌段[B],上述聚合物嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔百分比a(摩尔%)与上述聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的摩尔百分比b(摩尔%)的关系是a>b。

        【化学式1】

        式(1)

        (式(1)中,R1为氢原子或碳原子数为1~20的烷基,R2-R11分别独立地为氢原子、碳原子数为1~20的烷基、羟基、碳原子数为1~20的烷氧基或卤素基团)。

        【化学式2】

        式(2)

        (式(2)中,R12为氢原子或碳原子数为1~20的烷基)。

        【化学式3】

        式(3)

        (式(3)中,R13和R14分别独立地为氢原子或碳原子数为1~20的烷基)。

        特别优选的是当上述光轴方向的长度为0.7~1.5mm时,在比上述树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低20~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        更优选的是当上述光轴方向的长度为1.6~2.5mm,在比上述树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~15℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理。

        图2是示出光拾取装置1的内部结构的模式图。本发明涉及的光学元件优选在如图2所例示的这种光拾取装置中使用。

        在本实施方式的光拾取装置1中,具备如图2所示的作为光源的半导体激光振荡器2。在从该半导体激光振荡器2中发出的蓝紫色光的光轴上,自半导体激光振荡器2向疏离方向(离间する方向)依次设置准直器3、分束器4、1/4波长板5、光圈6、物镜7。

        另外,在靠近分束器4的位置,与上述蓝色光的光轴垂直的方向上,依次设置由2组透镜形成的传感器透镜组8、传感器9。

        作为光学元件的物镜7,配置在与光盘D相对的位置上,将从半导体激光振荡器2中发射出的蓝色光聚集在光盘D的一面上。在这种物镜7上,具备2维激励器10,通过该2维激励器(アクチユエ-タ)10的工作,物镜7实现在光轴上的自由移动。

        下面,对光拾取装置1的作用进行说明。

        本实施方式中的光拾取装置1,在对光盘D进行信息记录的动作时、或对光盘D所记录的信息进行再生动作时,从半导体激光振荡器2发射出蓝紫色光。发射出的蓝色光,形成如图2所示的光线L1透过准直器3准直成无限平行光,然后透过分束器4,透过1/4波长板5。进而在透过光圈6及物镜7后,通过光盘D的保护基板D1在信息记录面D2上形成聚光点。

        形成聚光点的光,通过光盘D的信息记录面D2上的信息坑(pit)进行调制,并通过信息记录面D2进行反射。然后,该反射光依次透过物镜7及光圈6后,通过1/4波长板5改变偏振方向,利用分束器4进行反射。然后,透过传感器透镜组8赋予像散性,用传感器9接受光,最后通过传感器9进行光电转换,从而形成电信号。

        之后,这种动作反复进行,完成对光盘D进行的信息记录动作或对光盘D记录的信息进行再生动作。

        另外,由于光盘D上的保护基板D1的厚度尺寸及信息坑的大小的不同,物镜7所要求的开口数NA也不同。本实施方式中为高密度光盘D,其开口数设定为0.85。

        作为本发明涉及的光拾取用光学元件,可以列举出,例如,含有准直器或物镜的透镜、光束整形器(ビ-ムシエ-パ)、棱镜、衍射光栅光学元件(衍射透镜、衍射棱镜、衍射板、色像差修正元件等)、光学滤波器(空间低通滤波器、波长带通滤波器、波长高通滤波器等)、偏振滤波器(检偏镜、偏振旋转器、偏光分离棱镜等)、位相滤波器(位相板、全息照相等),但不限定于此。上述光学元件中,特别优选聚光度大、出射侧的光强度高的物镜。

        作为本发明涉及的功能膜没有特别限定,包含现有光拾取装置的光学元件上设置的防反射膜、防静电膜、防污膜、防损伤膜(硬涂覆膜)等。

        本实施方式的光学元件(例如物镜7),是由包含具有脂环状结构的聚合物的树脂构成的,优选的是由包含嵌段聚合物的树脂构成的,所述嵌段聚合物具有聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B],所述聚合物嵌段[A]含有上述式(1)表示的重复单元[1],所述聚合物嵌段[B]含有上述式(1)表示的重复单元[1]并含有上述式(2)表示的重复单元[2]和/或上述式(3)表示的重复单元[3],并且上述聚合物嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔百分比a(摩尔%)与上述聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的摩尔百分比b(摩尔%)的关系是a>b,具体地说,是将上述树脂注射至模具的内部并在常温下进行冷却·成型,成型完成后在比该树脂的玻璃化转变温度(通过基于JIS K7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度下进行15小时以上热处理或湿热处理而得到的。

        在所述热处理或湿热处理中,优选150小时以上,作为湿热处理时的相对湿度优选40~80%,更优选55~65%。

        本实施方式中,『包含具有脂环状结构的聚合物的树脂』,优选含有嵌段聚合物,该嵌段聚合物具有包含上述式(1)表示的重复单元[1]的聚合物嵌段[A]、以及包含上述式(1)表示的重复单元[1]并包含上述式(2)表示的重复单元[2]和/或上述式(3)表示的重复单元[3]的聚合物嵌段[B],并且上述聚合物嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔百分比a(摩尔%)与上述聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的摩尔百分比b(摩尔%)的关系是a>b,具体地说,可以列举出日本瑞翁(Zeon)公司产的ZEONEX340R。

        式(1)表示的重复单元[1]的优选结构是,R1为氢或甲基,R2-R11全部为氢。聚合物嵌段[A]中的重复单元[1]的含量如果处于上述范围,则透明性及机械强度优异。聚合物嵌段[A]中的除上述重复单元[1]以外的残余部分,是将来源于链状共轭二烯或链状乙烯基化合物的重复单元进行氢化的物质。

        聚合物嵌段[B]含有上述式(1)表示的重复单元[1]及上述式(2)表示的重复单元[2]和/或上述式(3)表示的重复单元[3]。聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的含量,优选为40~95摩尔%,更优选为50~90摩尔%。聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的含量如果处于上述范围,则透明性及机械强度优异。设嵌段[B]中的重复单元[2]的摩尔百分比为m2(摩尔%)、及重复单元[3]的摩尔百分比为m3(摩尔%)时,2×m2+m3优选为2摩尔%以上,更优选为5~60摩尔%,最有选为10~50摩尔%。

        式(2)表示的重复单元[2]的优选结构是R12为氢或甲基。式(3)表示的重复单元[3]的优选结构是,R13为氢、R14为甲基或乙基。

        如果聚合物嵌段[B]中的上述重复单元[2]或重复单元[3]的含量过少,则机械强度有降低的情况。因此,如果重复单元[2]和重复单元[3]的含量处于上述范围,则透明性和机械强度优异,故优选。聚合物嵌段[B]进一步也可以含有下述式(X)表示的重复单元[X]。重复单元[X]的含量为不损害本实施方式涉及的嵌段共聚物的特性的范围的量,优选相对于嵌段共聚物总量为30摩尔%以下,更优选为20摩尔%以下。

        【化学式4】

        式(X)

        式(X)中,R25表示氢原子、或者碳原子数为1~20的烷基,R26表示腈基、烷氧羰基、甲酰基、羟基羰基或者卤素基,R27表示氢原子。此外,R26与R27还可以相互连接形成酸酐基或酰亚胺基。

        另外,本实施方式中使用的嵌段共聚物,当设聚合物嵌段[A]中的重复单元[1]的摩尔百分比为a、聚合物嵌段[B]中的重复单元[1]的摩尔百分比为b的情况下,具有a>b的关系时是优选的。由此,透明度和机械强度优异。

        进而本实施方式中使用的嵌段共聚物,当设定构成嵌段[A]的全部重复单元的摩尔数为ma、构成嵌段[B]的全部重复单元的摩尔数为mb时,它们之比(ma∶mb)优选为5∶95~95∶5,更优选为30∶70~95∶5,特别优选为40∶60~90∶10。当(ma∶mb)处在上述范围时,机械强度和耐热性优异。

        本实施方式中使用的嵌段共聚物的分子量,是通过用四氢呋喃(THF)为溶剂的凝胶·渗透·色谱(以下记作“GPC”)测定的聚苯乙烯(或者聚异戊二烯)换算的重均分子量(以下记作“Mw”),优选为10,000~300,000,更优选为15,000~250,000,特别优选为20,000~200,000的范围。

        若嵌段共聚物的Mw处在上述范围内,则机械强度、耐热性、成型性达到优异的平衡。嵌段共聚物的分子量分布,可以根据使用目的进行适当选择,但通过GPC测定的聚苯乙烯(或聚异戊二烯)换算的Mw与数均分子量(以下记作“Mn”)之比(Mw/Mn)优选为5以下,更优选为4以下,特别优选为3以下的范围。如果Mw/Mn处在该范围内,则机械强度或耐热性优异。

        嵌段共聚物的玻璃化转变温度(以下记作“Tg”),可以根据使用目的进行适当选择,但通过差示扫描型热量计(以下记作“DSC”)在高温侧的测定值优选为70~200℃,更优选为80~180℃,特别优选为90~160℃。

        本实施方式中使用的上述嵌段共聚物具有聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B],可以是([A]-[B])型的二嵌段共聚物,也可以是([A]-[B]-[A])型或([B]-[A]-[B])型的三嵌段共聚物,还可以是聚合物嵌段[A]与聚合物嵌段[B]交互相连的共计4个以上的嵌段共聚物。此外,这些嵌段还可以是辐射状连接的嵌段共聚物。

        本实施方式中使用的嵌段共聚物可以通过以下的方法制得。作为该方法,可以列举:将包含芳香族乙烯基化合物和/或环中具有不饱和键的脂环族乙烯基化合物的单体混合物,以及,包含乙烯基类单体(芳香族乙烯基化合物和脂环族乙烯基化合物除外)的单体混合物进行聚合,制得具有包含源于芳香族乙烯基化合物和/或脂环族乙烯基化合物的重复单元的聚合物嵌段、和包含源于乙烯基类单体的重复单元的聚合物嵌段的嵌段共聚物。

        此外,还可以举出,将该嵌段共聚物的芳香环和/或脂肪族环进行氢化的方法;或将包含饱和脂环族乙烯基化合物的单体混合物和包含乙烯基类单体(芳香族乙烯基化合物和脂环族乙烯基化合物除外)的单体混合物进行聚合,制得具有包含源于脂环族乙烯基化合物的重复单元的聚合物嵌段和含有源于乙烯基类单体的重复单元的聚合物嵌段的嵌段共聚物的方法等。其中,作为本实施方式中使用的嵌段共聚物,更优选的是可以通过例如以下的方法获得的。

        (1)作为第一方法,首先,将含有50摩尔%以上芳香族乙烯基化合物和/或环中具有不饱和键的脂环族乙烯基化合物的单体混合物[a’]进行聚合,制得含有源于芳香族乙烯基化合物和/或环中具有不饱和键的脂环族乙烯基化合物的重复单元的聚合物嵌段[A’]。

        将含有2摩尔%以上乙烯基类单体(芳香族乙烯基化合物和脂环族乙烯基化合物除外)、且以比单体混合物[a’]中的比率更小的量含有芳香族乙烯基化合物和/或环中具有不饱和键的脂环族乙烯基化合物的单体混合物[b’]进行聚合,制得包含源于芳香族乙烯基化合物和/或上述脂环族乙烯基化合物的重复单元和源于乙烯基类单体的重复单元的聚合物嵌段[B’]。

        至少经过这些工序,在制得具有上述聚合物嵌段[A’]和聚合物嵌段[B’]的嵌段共聚物后,将该嵌段共聚物的芳香环和/或脂肪族环进行氢化。

        (2)作为第二方法,首先,将含有50摩尔%以上饱和脂环族乙烯基化合物的单体混合物[a]进行聚合,制得含有源于饱和脂环族乙烯基化合物的重复单元的聚合物嵌段[A]。将含有2摩尔%以上乙烯基类单体(芳香族乙烯基化合物和脂环族乙烯基化合物除外)、且以比单体混合物[a]中的比率更小的量含有饱和脂环族乙烯基化合物的单体混合物[b]进行聚合,制得包含源于饱和脂环族乙烯基化合物的重复单元和源于乙烯基类单体的重复单元的聚合物嵌段[B]。

        至少经过这些工序,制得具有上述聚合物嵌段[A]和聚合物嵌段[B]的嵌段共聚物。

        在上述方法中,从单体的获得容易性、聚合产率、向聚合物嵌段[B’]引入重复单元[1]的容易程度等角度出发,更优选上述(1)的方法。

        作为上述(1)的方法中的芳香族乙烯基化合物的具体例子,可以列举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、α-丙基苯乙烯、α-异丙基苯乙烯、α-叔丁基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二异丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、5-叔丁基-2-甲基苯乙烯、一氯苯乙烯、二氯苯乙烯、一氟苯乙烯、4-苯基苯乙烯等,或这些化合物中又含有羟基、烷氧基等取代基的化合物等。其中,优选苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯等。

        作为上述(1)方法中的不饱和脂环族乙烯基类化合物的具体例子,可以列举环己烯基乙烯、α-甲基环己烯基乙烯以及α-叔丁基环己烯基乙烯等,或这些化合物中又含有卤素基、烷氧基或羟基等的取代基的化合物等。

        这些芳香族乙烯基化合物和脂环族乙烯基类化合物可以分别单独或者2种以上组合使用,但在本实施方式中,单体混合物[a’]和[b’]中的任意一个优选使用芳香族乙烯基化合物,其中更优选使用苯乙烯或α-甲基苯乙烯。

        上述方法中使用的乙烯基类单体包括链状乙烯基化合物和链状共轭二烯化合物。

        作为链状乙烯基化合物的具体例子,可以列举乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等链状烯烃单体等,其中,优选链状烯烃单体,最优选乙烯、丙烯、1-丁烯。链状共轭二烯可以列举,例如,1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、以及1,3-己二烯等。

        这些链状乙烯基化合物和链状共轭二烯中优选链状共轭二烯,特别优选丁二烯、异戊二烯。这些链状乙烯基化合物和链状共轭二烯可以单独或2种以上组合使用。

        在将含有上述单体的单体混合物进行聚合的情况下,可以通过自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合等的任意一种方法进行聚合反应,优选通过阴离子聚合的方法,最优选在惰性溶剂的存在下进行活性阴离子聚合。

        阴离子聚合是在聚合引发剂的存在下,通常在0~200℃,优选20~100℃,特别优选20~80℃的温度范围进行。作为引发剂,可以使用,例如,正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂、己基锂、苯基锂等的单有机锂、二锂甲烷、1,4-二锂丁烷(1,4-ジオブタン,diobutane)、1,4-二锂-2-乙基环己烷等多官能团性有机锂化合物等。

        作为使用的惰性溶剂,可以列举,例如,正丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷、正庚烷、异辛烷等脂肪族烃类;环戊烷、环己烷、甲基环戊烷、甲基环己烷、十氢化萘等脂环状烃类;苯、甲苯等芳香族烃类等,其中,如果使用脂肪族烃类或脂环状烃类,在氢化反应中也可以直接作为惰性溶剂使用。这些溶剂可以分别单独或者2种以上组合使用,通常,相对于100质量份全部使用的单体,以200~10,000质量份的比例使用。

        在将各聚合物嵌段进行聚合时,为了防止作为各嵌段内的1种成分的链增长,可以使用聚合促进剂或无规化剂(randomizer)等。特别是在通过阴离子聚合进行聚合反应的情况下,可以使用路易斯碱化合物等作为无规化剂。

        作为路易斯碱化合物的具体例子,可以列举二甲基醚、二乙基醚、二异丙基醚、二丁基醚、四氢呋喃、二苯基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇甲基苯基醚等醚化合物;四甲基乙二胺、三甲基胺、三乙基胺、吡啶等叔胺类化合物;叔戊氧基钾、叔丁氧基钾等碱金属烷氧基化物;三苯基膦等膦化合物。这些路易斯碱化合物可以分别单独,或2种以上组合使用。

        通过活性阴离子聚合获得嵌段共聚物的方法,可以列举现有公知的逐次加成聚合反应法和偶合法等,但在本实施方式中,优选使用逐次加成聚合反应法。

        在通过逐次加成聚合反应法,制备具有聚合物嵌段[A’]和聚合物嵌段[B’]的上述嵌段共聚物的情况下,制备聚合物嵌段[A’]的工序与制备聚合物嵌段[B’]的工序依次连续地进行。

        具体地说,在惰性溶剂中,在上述活性阴离子聚合催化剂的存在下,将单体混合物[a’]进行聚合制得聚合物嵌段[A’],接着向该反应系统中加入单体混合物[b’]继续进行聚合,制得与聚合物嵌段[A’]相连的聚合物嵌段[B’]。进一步根据需要,再次加入单体混合物[a’]进行聚合,形成连接聚合物嵌段[A’]的三嵌段体,再进一步加入单体混合物[b’]进行聚合,得到连接聚合物嵌段[B’]的四嵌段体。

        所得到的嵌段共聚物,例如,可以通过汽提法、直接脱溶剂法、醇凝固法等公知方法进行回收。在聚合反应中,当在氢化反应时使用惰性溶剂时,由于可以将聚合溶液直接用于氢化反应工序中,因而也可以不从聚合溶液中回收嵌段共聚物。

        上述(1)方法中所得到的具有聚合物嵌段[A’]和聚合物嵌段[B’]的嵌段共聚物(以下称为“氢化前嵌段共聚物”。)中,优选含有下述结构的重复单元。

        优选的构成氢化前嵌段共聚物的聚合物嵌段[A’]是含有50摩尔%以上的以下述式(4)表示的重复单元[4]的聚合物嵌段。

        【化学式5】

        式(4)

        式(4)中,R1表示氢原子或碳原子数1~20的烷基,R17~R21分别独立地为氢原子、碳原子数1~20的烷基、羟基、碳原子数1~20的烷氧基或卤素基团。

        另外,优选的聚合物嵌段[B’]是必定含有上述重复单元[4],且至少含有下述式(5)表示的重复单元[5]、和下述式(6)表示的重复单元[6]中的任意一个的聚合物嵌段。此外,当聚合物嵌段[A’]中的重复单元[4]的摩尔百分比为a’、嵌段[B’]中的重复单元[4]的摩尔百分比为b’时,a’>b’。

        【化学式6】

        式(5)

        式(5)中,R22表示氢原子或者碳原子数1~20的烷基。

        【化学式7】

        式(6)

        式(6)中,R23表示氢原子或者碳原子数1~20的烷基,R24表示氢原子、碳原子数1~20的烷基或链烯基。

        进而,嵌段[B’]中,还可以含有下述式(Y)表示的重复单元[Y]。

        【化学式8】

        式(Y)

        式(Y)中,R28表示氢原子或者碳原子数1~20的烷基,R29表示腈基、烷氧羰基、甲酰基、羟基羰基或者卤素基团,R30表示氢原子。或者,R29与R30还可以相互连接,形成酸酐基、或酰亚胺基。

        进而,优选的氢化前嵌段共聚物,是当设构成嵌段[A’]的所有重复单元的摩尔数为ma’、构成嵌段[B’]的所有重复单元的摩尔数为mb’时,它们之比(ma’∶mb’)为5∶95~95∶5,更优选为30∶70~95∶5,特别优选为40∶60~90∶10。当(ma’∶mb’)处在上述范围时,机械强度或耐热性优异。

        优选的氢化前嵌段共聚物的分子量,以THF为溶剂通过GPC测定的聚苯乙烯(或聚异戊二烯)换算的Mw为12,000~400,000,更优选为19,000~350,000,特别优选为25,000~300,000的范围。若嵌段共聚物的Mw过小,则机械强度降低,若过大,则加氢率降低。

        优选的氢化前嵌段共聚物的分子量分布可以根据使用目的进行适当选择,以通过GPC测定的聚苯乙烯(或聚异戊二烯)换算的Mw与Mn之比(Mw/Mn)为5以下,更优选为4以下,特别优选为3以下的范围。若Mw/Mn处在上述范围,则加氢率提高。

        优选的氢化前嵌段共聚物的Tg可以根据使用目的进行适当选择,但通过DSC在高温侧进行测定的值为70~150℃,更优选为80~140℃,特别优选为90~130℃。

        对上述的氢化前的嵌段共聚物的芳香环或环烯烃环等不饱和环的碳-碳不饱和键、及主链或侧链的不饱和键等的氢化方法、及反应方式没有特别的限制,可以根据公知的方法进行,但优选能够提高氢化率、聚合物链断裂反应少的氢化方法,例如可以列举在有机溶剂中,使用含有选自镍、钴、铁、钛、铑、钯、铂、钌和铼中的至少一种金属的催化剂而进行的方法。作为氢化催化剂,可以使用非均相体系催化剂、均相体系催化剂中的任意一种。

        非均相体系催化剂可以将金属或金属化合物直接使用,或者负载在适当载体上使用。作为载体,例如可以列举活性炭、硅石、氧化铝、碳化钙、二氧化钛、氧化镁、氧化锆、硅藻土、碳化硅等,催化剂的负载量,优选为0.01~80质量%,更优选0.05~60质量%的范围。

        均相体系催化剂可以使用镍、钴、钛或铁化合物与有机金属化合物(例如有机铝化合物、有机锂化合物)组合而成的催化剂,或者铑、钯、铂、钌、铼等有机金属络合物催化剂。作为镍、钴、钛或铁化合物,可以使用,例如,各种金属的乙酰丙酮盐、环烷酸盐、环戊二烯基化合物、环戊二烯基二氯化合物等。作为有机铝化合物,可以优选使用三乙基铝、三异丁基铝等烷基铝、二乙基氯化铝、乙基二氯化铝等卤化铝、二异丁基氢化铝等氢化烷基铝等。

        作为有机金属络合物催化剂的例子,可以使用上述各金属的γ-二氯-π-苯络合物、二氯三(三苯基膦)络合物、氢化氯代三苯基膦络合物等金属络合物。这些氢化催化剂可以分别单独或2种以上组合使用,其用量相对于100质量份聚合物,优选为0.01~100质量份、更优选为0.05~50质量份、特别优选为0.1~30质量份。

        氢化反应温度通常为10~250℃,但从能够提高氢化率、且能够减少聚合物链断裂反应的理由出发,优选为50~200℃,更优选为80~180℃。此外氢压力优选为0.1~30MPa,除上述理由以外,从操作性的角度出发,优选为1~20MPa,特别优选为2~10MPa。

        由此所得到的嵌段共聚物的氢化率,在通过H1-NMR的测定中,对于主链和侧链的碳-碳不饱和键、芳香环或环烯烃环的碳-碳不饱和键中的任意一种,均优选为90%以上,更优选为95%以上,特别优选为97%以上。若氢化率低,则所得到的共聚物的低双折射性、热稳定性等降低。

        氢化反应结束后,例如通过过滤、离心分离等方法从反应溶液中除去氢化催化剂后,通过直接干燥除去溶剂的方法、或将反应溶液倒入对于嵌段共聚物是不良溶剂中,使其凝固的方法等回收嵌段共聚物。

        此外,通过在本实施方式涉及的嵌段共聚物中,混合最低玻璃化转变温度为30℃以下的软质聚合物,能够在不降低透明度、耐热性、机械强度等各种特性的情况下、防止长时间高温高湿度环境下的白浊。

        作为上述软质聚合物的具体例子,可以列举聚乙烯、聚丙烯、乙烯-α-烯烃共聚物、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)等烯烃类软质聚合物;聚异丁烯、异丁烯-异戊二烯橡胶、异丁烯-苯乙烯共聚物等异丁烯类软质聚合物;聚丁二烯、聚异戊二烯、丁二烯-苯乙烯无规共聚物、异戊二烯-苯乙烯无规共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-苯乙烯·嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯·嵌段共聚物、异戊二烯-苯乙烯·嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯·嵌段共聚物等二烯类软质聚合物;二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷等含硅软质聚合物;聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯等丙烯酸类软质聚合物;聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、表氯醇橡胶等环氧类软质聚合物;偏氟乙烯类橡胶、四氟化乙烯-丙烯橡胶等含氟类软质聚合物;天然橡胶、多肽、蛋白质、聚酯类热塑性弹性体、氯乙烯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体等其它软质聚合物等。这些软质聚合物还可以是具有交联结构的物质,此外,还可以通过改性反应引入官能团。

        上述软质聚合物中,优选二烯类软质聚合物,特别是将该软质聚合物的碳-碳不饱和键进行氢化后所得到的氢化物,在橡胶弹性、机械强度、柔软性和分散性等方面优异。

        软质聚合物的混合量,根据化合物的种类而不同,通常,若混合量过多,嵌段共聚物的玻璃化转变温度或透明度则大大降低,不能用作透镜。另外若混合量过少,则会出现在高温高湿度下成型品产生白色浑浊的情况。混合量相对于100质量份嵌段共聚物,优选为0.01~10质量份,更优选为0.02~5质量份,特别优选为0.05~2质量份。

        向本实施方式中使用的嵌段共聚物中混合上述添加剂以形成嵌段共聚物组合物的方法,例如可以列举在搅拌机、双轴混炼机、滚筒机、布拉本德混合机、挤出机等中将嵌段共聚物在熔融状态下与添加剂进行混炼的方法、溶解于适当的溶剂中分散凝固的方法等。当使用双轴混炼机时,在大多数情况下,混炼后通常在熔融状态下挤出成丝条状,用造粒器切割成颗粒状而使用。

        此外,除上述树脂以外,还可以使用,例如,特开2003-73460号公报中所记载的包括降冰片烯类开环(氢)聚合物的树脂作为物镜7的材料。

        另外,上述『包含具有脂环状结构的聚合物的树脂』中还可以含有抗氧化剂。

        作为抗氧化剂,可以列举酚类抗氧化剂、磷类抗氧化剂、硫类抗氧化剂等,其中,优选苯酚类抗氧化剂,特别是烷基取代的酚类抗氧化剂。通过混合这些抗氧剂,可以在不降低透明度和低吸水性的情况下,防止成型时由于氧化劣化而导致的成型物着色或强度下降。

        作为酚类抗氧化剂,可以使用以往公知的,例如可以列举2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,4-二叔戊基-6-(1-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)乙基)苯基丙烯酸酯等的特开昭63-179953号公报或特开平1-168643号公报中所记载的丙烯酸酯类化合物;十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,2’-亚甲基-二(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四(亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基丙酸酯)甲烷)即,季戊四甲基(ペンタエリスリメチル,pentaerythrimethyl)-四(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯))、三甘醇-二(3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯)等烷基取代的酚类化合物;6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-2,4-二辛硫基-1,3,5-三嗪、4-二辛硫基(4-ビスオクチルチオ,4-bisoctylthio)-1,3,5-三嗪、2-辛硫基-4,6-二(3,5-二叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5-三嗪等含三嗪基的酚类化合物等。

        作为磷类抗氧化剂,只要是一般的树脂工业中常用的物质即可,没有特别的限制,可以列举,例如,亚磷酸三苯酯(トリフエニルホスフアイト)、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸苯基二异癸基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(二壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物等的单亚磷酸酯类化合物;4,4’-亚丁基-二(3-甲基-6-叔丁基苯基-二三癸基亚磷酸酯)、4,4’-异亚丙基-二(苯基-二烷基(C12~C15)亚磷酸酯)等二亚磷酸酯类化合物等。其中,优选单亚磷酸酯类化合物,特别优选亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(二壬基苯基)酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯等。

        作为硫类抗氧化剂,可以列举,例如,二月桂基-3,3’-硫联二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3’-硫联二丙酸酯、二硬脂基-3,3-硫联二丙酸酯、月桂基硬脂基-3,3-硫联二丙酸酯、季戊四醇-四-(β-月桂基-硫代-丙酸酯)、3,9-二(2-十二烷硫基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一(碳)烷等。

        这些抗氧化剂可以分别单独或者2种以上组合使用,其混合量可以在不损害本发明目的的范围进行适当选择,但相对于100质量份脂环状烃类共聚物,通常为0.001~5质量份,优选为0.01~1质量份。

        此外,上述“包含具有脂环状结构的聚合物的树脂”中,还可以包含上述脂环状烃类共聚物,和选自(1)软质聚合物、(2)醇性化合物、(3)有机或无机填充剂中的至少一种添加剂。通过混合这些添加剂,能够在不降低透明度、低吸水性、机械强度等各特性的情况下,防止在长时间高温高湿度环境下的白色浑浊。其中,采用(1)软质聚合物和(2)醇性化合物在高温高湿度下的白色浑浊防止效果和所得树脂组合物的透明度优异。

        (1)软质聚合物为通常具有30℃以下Tg的聚合物,当存在多个Tg时,也可以是至少最低的Tg为30℃以下。

        作为这些软质聚合物的具体例子,可以列举,例如液态聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、乙烯·α-烯烃共聚物、丙烯·α-烯烃共聚物、乙烯·丙烯·二烯共聚物(EPDM)、乙烯·丙烯·苯乙烯共聚物等烯烃类软质聚合物;聚异丁烯、异丁烯·异戊二烯橡胶、异丁烯·苯乙烯共聚物等异丁烯类软质聚合物;聚丁二烯、聚异戊二烯、丁二烯·苯乙烯无规共聚物、异戊二烯·苯乙烯无规共聚物、丙烯腈·丁二烯共聚物、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物、丁二烯·苯乙烯·嵌段共聚物、苯乙烯·丁二烯·苯乙烯·嵌段共聚物、异戊二烯·苯乙烯·嵌段共聚物、苯乙烯·异戊二烯·苯乙烯·嵌段共聚物等二烯类软质聚合物;二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷、二羟基聚硅氧烷等含硅软质聚合物;聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸丁酯·苯乙烯共聚物等α,β-不饱和酸形成的软质聚合物;聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、醋酸乙烯酯·苯乙烯共聚物等不饱和醇和胺或其酰基衍生物或者缩醛形成的软质聚合物;聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、表氯醇橡胶等环氧类软质聚合物;偏氟乙烯类橡胶、四氟乙烯-丙烯橡胶等含氟类软质聚合物;天然橡胶、多肽、蛋白质、聚酯类热塑性弹性体、氯乙烯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体等其它软质聚合物等。

        这些软质聚合物还可以具有交联结构,此外,还可以通过改性反应引入官能团。

        上述软质聚合物中,优选二烯类软质聚合物,特别是氢化该软质聚合物的碳-碳不饱和键所得的氢化物,在橡胶弹性、机械强度、柔软性、分散性等方面优异。

        (2)醇性化合物为分子中具有至少1个非酚性羟基的化合物,优选的是具有至少一个羟基和至少1个醚键或酯键。作为这样的化合物的具体例子,例如可以列举2元以上的多元醇、更优选3元以上的多元醇、进一步优选具有3~8个羟基的多元醇的其中1个羟基被醚化或者酯化所得的醇性醚化合物或者醇性酯化合物。

        作为2元以上的多元醇,例如可以列举聚乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、二甘油、三甘油、双季戊四醇、1,6,7-三羟基-2,2-二(羟甲基)-4-氧代庚烷、山梨糖醇、2-甲基-1,6,7-三羟基-2-羟甲基-4-氧代庚烷、1,5,6-三羟基-3-氧代己烷季戊四醇、三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯等,但特别优选3元以上的多元醇,更优选具有3~8个羟基的多元醇。此外,当要获得醇性酯化合物时,优选能够合成含有α,β-二醇的醇性酯化合物的甘油、二甘油、三甘油等。

        作为这种醇性化合物,例如可以列举甘油单硬脂酸酯、甘油单月桂酸酯、甘油单山萮酸酯(グリセリンモノベヘネ一ト)、二甘油单硬脂酸酯、甘油二硬脂酸酯、甘油二月桂酸酯、季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇单月桂酸酯、季戊四醇单山萮酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇二月桂酸酯、季戊四醇三硬脂酸酯、二季戊四醇二硬脂酸酯等多元醇性酯化物;3-(辛氧基)-1,2-丙二醇、3-(癸氧基)-1,2-丙二醇、3-(月桂氧基)-1,2-丙二醇、3-(4-壬基苯氧基)-1,2-丙二醇、1,6-二羟基-2,2-二(羟甲基)-7-(4-壬基苯氧基)-4-氧代庚烷、p-壬基苯基醚和甲醛的缩合物与缩水甘油反应所得的醇性醚化合物、对-辛基苯基醚和甲醛的缩合物与缩水甘油反应所得的醇性醚化合物、p-辛基苯基醚和二环戊二烯的缩合物与缩水甘油反应所得的醇性醚化合物等。

        这些多元醇性化合物可以单独或者2种以上组合使用。对这些多元醇性化合物的分子量没有特别的限制,但通常为500~2000,优选为800~1500,这样透明度降低少。

        (3)有机或无机填充剂作为有机填充剂,可以使用通常的有机聚合物颗粒或交联有机聚合物颗粒,例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃;聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等含卤素乙烯基类聚合物;聚芳酯、聚甲基丙烯酸酯等α,β-不饱和酸衍生的聚合物;聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等不饱和醇衍生的聚合物;聚环氧乙烷、或双缩水甘油基醚衍生的聚合物;聚苯醚、聚碳酸酯、聚砜等芳香族缩聚物;聚氨酯;聚酰胺;聚酯;酚醛树脂类树脂;天然高分子化合物等颗粒或交联颗粒。

        作为无机填充剂,例如可以列举氟化锂、硼砂(硼酸钠水合盐)等1族元素化合物;碳酸镁、磷酸镁、碳酸钙、钛酸锶、碳酸钡等2族元素化合物;二氧化钛(钛白)、一氧化钛等4族元素化合物;二氧化钼、三氧化钼等6族元素化合物;氯化锰、醋酸锰等7族元素化合物;氯化钴、醋酸钴等8~10族元素化合物;碘化亚铜等11族元素化合物;氧化锌、醋酸锌等12族元素化合物;氧化铝(矾土)、氟化铝、铝硅酸盐(板岩粉、高岭土、高岭石)等13族元素化合物;氧化硅(二氧化硅、二氧化硅凝胶)、石墨、碳、石墨(グラフアイト)、玻璃等14族元素化合物;光卤石、钾盐镁矾、云母(云母、金云母)、波罗斯矿(バイロ一ス)等天然矿物颗粒。

        上述(1)~(3)化合物的混合量,根据与脂环状烃类共聚物配合的化合物的组合进行确定,通常,若混合量过多,组合物的玻璃化转变温度或透明性大幅度降低,不适合用作光学材料。另外,若混合量过少,有时在高温高湿度下成型品产生白色浑浊。

        作为混合量,相对于100质量份脂环状烃类共聚物,通常以0.01~10质量份,优选0.02~5质量份,特别优选0.05~2质量份的比率进行混合。当混合量过少时,不能获得高温高湿度环境下防止白色浑浊的效果,当混合量过多时,成型品的耐热性、透明性下降。

        另外,上述“包含具有脂环状结构的聚合物的树脂”中,根据需要,可以配合紫外线吸收剂、耐光稳定剂、近红外线吸收剂、染料或颜料等着色剂、润滑剂、增塑剂、抗静电剂、荧光增白剂等作为其它的配合剂,它们可以单独或者2种以上混合使用,其混合量可在不损害本发明目的的范围进行适当选择。

        作为紫外线吸收剂,例如可以列举2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮三水合物(トリヒドレ-ト)、2羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羟基二苯甲酮、二(5-苯甲酰基-4-羟基-2-甲氧基苯基)甲烷等二苯酮类紫外线吸收剂;2-(2’-羟基-5’-甲基-苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3,4,5,6-四氢酞酰亚胺基(フタルイミデイル)甲基)酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基1-苯乙基)酚、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’-叔丁基-5’-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑、2-[2’-羟基-3’-(3”,4”,5”,6”-四氢酞酰亚胺基甲基)-5’-甲基苯基]苯并三唑、2,2’-亚甲基二[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)酚]等苯并三唑类紫外线吸收剂等。

        其中,从耐热性、低挥发性等角度考虑,优选2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-甲基-6-(3,4,5,6-四氢酞酰亚胺基甲基)酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯乙基)酚等。

        作为耐光稳定剂,可以列举二苯甲酮类耐光稳定剂、苯并三唑类耐光稳定剂、受阻胺类耐光稳定剂等,但在本实施方式中,从透镜的透明度、抗着色性等角度考虑,优选受阻胺类耐光稳定剂。

        受阻胺类耐光稳定剂(以下记作“HALS”)中,优选以THF为溶剂、通过GPC测定的聚苯乙烯换算的Mn为1000~10000的稳定剂,更优选为2000~5000的稳定剂,特别优选2800~3800的稳定剂。若Mn过小,则将该HALS加热熔融搅拌混炼配合至嵌段共聚物中时,由于挥发而不能配合所规定的量,在注射成型等的加热熔融成型时,产生发泡或银色条纹等加工稳定性下降。

        另外,在点亮灯的状态下长期使用透镜时,来自透镜的挥发性成分成为气体发生。反之,若Mn过大,则向嵌段共聚物中的分散性下降,透镜的透明性降低,耐光性改善效果降低。因此,在本实施方式中,通过使HALS的Mn处在上述范围,可以获得加工稳定性、低气体产生性、透明性优异的透镜。

        作为这样的HALS的具体例子,可以列举N,N’,N”,N”’-四[4,6-二{丁基-(N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶)-4-基}氨基]-三嗪-2-基]-4,7-二氮癸烷-1,10-二胺、二丁胺与1,3,5-三嗪与N,N’-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物、聚[{(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、1,6-己二胺-N,N’-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)与吗啉-2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的缩聚物、聚[(6-吗啉代-s-三嗪-2,4-二基)(2,2,6,6,-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]等哌啶环通过三嗪骨架进行多个键连接的高分子量HALS;琥珀酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物、1,2,3,4-丁烷四羧酸与1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶醇以及3,9-二(2-羟基-1,1-二甲基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一(碳)烷的混合酯化物等哌啶环通过酯键连接的高分子量HALS等。

        其中,优选二丁胺与1,3,5-三嗪以及N,N’-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺的缩聚物、聚[{(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基}[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]六亚甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]、琥珀酸二甲酯与4-羟基-2,2,6,6-四甲基-1-哌啶乙醇的聚合物等的Mn为2,000~5,000的HALS。

        上述紫外线吸收剂和HALS相对于本实施方式涉及的嵌段共聚物的混合量,相对于100质量份聚合物,优选为0.01~20质量份,更优选为0.02~15质量份,特别优选为0.05~10质量份。若添加量过少,则不能得到足够好的耐光性改善效果,在室外长时间使用的情况下等会发生着色。另一方面,若HALS的混合量过多,则其一部分成为气体发生,向嵌段共聚物中的分散性降低、透镜的透明性降低。

        此外,上述“包含具有脂环状结构的聚合物的树脂”组合物可以通过将上述各成分适当地混合而制得。作为混合方法,只要是能够将各成分充分地分散在烃类聚合物中的方法即可,对其没有特别的限制,例如可以列举用搅拌机、双轴混炼机、轧辊、布拉本德混合机、挤出机等将树脂在熔融状态下进行混炼的方法、溶解于适当的溶剂中分散凝固的方法等。当使用双轴混炼机时,在大多数情况下,混炼后通常在熔融状态下以棒状挤出,用细条切割器切割成适当的长度,作为颗粒化成型材料使用。

        实施例

        本实施例中制造多种样品(光拾取装置用光学元件),对于其制造的各样品,观察其外形形状,进一步测定球面象差和像散性。

        实施例1

        (1)样品的制造

        作为上述实施方式中阐述的“包含具有脂环状结构的聚合物的树脂”,采用日本瑞翁公司产的ZEONEX 340R(玻璃化转变温度为122℃;在JISK7121的差示扫描热量分析(DSC)中以10℃/min的升温速度测定的值),将该树脂用规定的模具进行注射成型,再将该成型品在常温下放置、冷却,得到预定的HD-DVD的光拾取透镜的多种成型品。

        各成型品的光学功能面上都具有衍射结构,HD-DVD的数值孔径(NA)为0.65。各成型品都具有透镜部和围绕该透镜部的凸缘部,光轴方向的最大长度(透镜部的最大厚度)为1.2mm,与光轴方向垂直方向的最大长度(凸缘部的端部彼此相连的最大长度)为4mm。对这些多种成型品,使用烘箱或恒温恒湿槽,在如下列表1所示的条件及相对湿度为1%RH以下,进行热处理,制造“样品1-1~1-13”。

        (2)外形形状的观察。

        对样品1-1~1-13,通过用显微镜目测观察其与设计时的目标形状的差别。样品1-1~1-13的观察结果如下列表1所示。

        (3)球面象差和像散性的测定

        对样品1-1~1-13,采用公知的方法并利用能够进行数据分析的干涉仪(使用波长为650nm)测定球面象差和像散性。样品1-1~1-13的测定结果如下列表1所示。表1中,“球面象差、像散性”的各象差的测定结果根据下列标准进行评价。

        0.02以上:不能经受实际使用

        0.01以上,且低于0.02:能够使用,但不是优选的水平

        0.005以上且低于0.01:能够使用

        低于0.005:完全能够使用,是优选的水平。

        【表1】

        根据表1可知,当处理温度为玻璃化转变温度(122℃)减去2℃的温度(本实施例中122℃-2℃=120℃)时,变形大且不能进行象差的测定(样品1-11、1-12)。另外,即使处理温度处在比树脂的玻璃化转变温度(通过基于JISK7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度的范围,如果处理时间不到15小时,也不能充分缓解应力,象差为不能实用的水平(样品1-13)。

        此外,当处理温度大幅度降低(122℃-47℃=75℃)时,设计形状可以获得,但球面象差和像散性任意一种均得不到满足。

        另一方面,处理温度比玻璃化转变温度低20~30℃的样品1-5~1-8,得到最好的结果。

        实施例2

        (1)样品的制造

        作为上述实施方式中阐述的『包含具有脂环状结构的聚合物的树脂』,采用日本瑞翁公司产的ZEONEX 340R(玻璃化转变温度为122℃;在JISK7121的差示扫描热量分析(DSC)中以10℃/min的升温速度测定的值),将该树脂用规定的模具进行注射成型,再将该成型品在常温下放置、冷却,得到预定的BD互换性的光拾取透镜的多种成型品。

        各成型品的光学功能面上都具有衍射结构,BD的数值孔径(NA)为0.85。各成型品都具有透镜部和围绕该透镜部的凸缘部,光轴方向的最大长度(透镜部的最大厚度)为1.8mm,与光轴方向垂直方向的最大长度(凸缘部的端部彼此相连的最大长度)为4.5mm。对这些多种成型品,使用烘箱或恒温恒湿槽,在如下列表2所示的条件下且在相对湿度1%RH以下,进行热处理,制造“样品2-1~2-13”。

        (2)外形形状的观察。

        对样品2-1~2-13,与实施例1同样地进行评价,结果如下列表2所示。

        (3)球面象差和像散性的测定

        对样品2-1~2-13,与实施例1同样地进行评价,结果如下列表2所示。

        【表2】

        根据表2可知,当处理温度为玻璃化转变温度(122℃)减去2℃的温度(本实施例中122℃-2℃=120℃)时,变形大且不能进行象差的测定(样品2-11、2-12)。另外,即使处理温度处在比树脂的玻璃化转变温度(通过基于JISK7121的差示扫描热量分析法以10℃/min的升温速度测定的温度)低10~30℃的温度的范围,如果处理时间不到15小时,也不能充分缓解应力,象差为不能实用的水平(样品2-13)。

        此外,当处理温度大幅度降低(122℃-37℃=85℃)时,设计形状可以获得,但球面象差和像散性任意一种均得不到满足。

        另一方面,处理温度比玻璃化转变温度低10~15℃的样品2-1~2-2是最好的结果。

        实施例3

        (1)样品的制造

        实施例3,对于实施例1制作的成型品,使用烘箱或恒温恒湿槽,在下述表3所示的条件下进行湿热处理,制作“样品1-5a~1-5e”。

        (2)外形形状的观察

        对样品样品1-5a~1-5e,通过用显微镜目测观察其与设计时的目标形状的差别。样品1-5,1-5a~1-5e的观察结果如下述表3所示。

        (3)球面象差和像散性的测定

        对样品1-5a~1-5e,与实施例1同样地进行评价,样品1-5,1-5a~1-5e的测定结果示于下述表3。

        (4)退火处理的加速性与白浊发生的观察

        对样品1-5a~1-5e,按下述表3所示那样评价退火处理的加速性与白浊的发生。退火处理的加速性,与进行了加热处理的样品1-5进行比较,按下述基准进行评价。

        A:与样品1-5相比较,用较短的退火时间也可以得到具有优异特性的光学元件

        B:与样品1-5相比较,用较短的退火时间可以得到具有可以使用的特性的光学元件

        C:用与样品1-5大致相同的退火时间可以得到具有可以使用的特性的光学元件

        另外,白浊的发生按下述基准进行评价。

        A:白浊几乎不发生

        B:白浊发生但处于可以使用的水平

        C:白浊发生,且是可以使用的,但不是优选的水平

        表3

          样品  退火处理  的加速性  白浊的  发生  备注  1-5  -  A  本发明  1-5a  C  A  本发明  1-5b  B  A  本发明  1-5c  A  A  本发明  1-5d  A  B  本发明  1-5e  A  C  本发明

        成型品实施湿热处理,用短的处理时间可以得到具有与实施加热处理时同等的性能的光学元件。如表3所示,进行湿热处理时的相对湿度优选是40~80%的范围,更优选是55~65%的范围。相对湿度通过提高上述范围的下限,用更短的处理时间可以得到与实施加热处理的光学元件同样的特性的光学元件。另一方面,在降低上述范围的上限时,可以控制由于高湿度而在光学元件内发生的微小的裂纹等而导致的光学元件发生白浊,从而可以得到透过率更高的光学元件。

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    光学 元件 及其 制造 方法
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