JP4485716B2 - 熱可塑性材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、熱可塑性材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品に関し、より詳細には、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、軽量性に優れる、熱可塑性を有する材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品（例えば、レンズ（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ、ＯＨＰ用レンズ等）、光ファイバー、光導波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高度情報化社会に向けたオプトエレクトロニクスの研究が精力的に行われ、その実現に向けて光学材料の研究も盛んに行われている。光通信、光記録、光加工、光計測、光演算等、オプトエレクトロニクスの様々な展開を支える光学材料として、次のような特性が求められている。すなわち、高屈折性、低分散性（すなわち高いアッベ数）、耐熱性、透明性、無色性、クリーン性、易成形性、軽量性、耐薬品性・耐溶剤性等である。
【０００３】
これまで光学材料として、石英や光学ガラスなどの無機系材料が主に用いられてきた。これら無機系材料は、優れた光学特性や耐熱性を有しているものの、加工性やコスト、密度が大きいなどの問題を抱えている。例えば、屈折率１．７０を有する光学用ガラスの密度は約３．０ｇ／ｃｍ3と非常に大きい。これらに対応すべく近年、優れた光学特性と加工性、軽量性等を兼ね備えた材料開発が進められ、有機光学材料、特に熱可塑性を有する樹脂材料に対する期待が高まっている。熱可塑性を有する樹脂材料は、軽量で可とう性に優れる、電気的誘導を受けない、成形加工が容易であるなどの多くの特徴を有し、光ファイバー、光導波路、光ディスク基盤、光フィルター、レンズ、光学用接着剤等の用途に向けた展開が図られている。
【０００４】
代表的な熱可塑性樹脂材料としてポリカーボネート樹脂があり、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）を原料としたものは、透明性に優れているうえにガラスに比べて軽く、耐衝撃性に優れ、溶融成形が可能であるため大量生産が容易である等の特徴から、多くの分野において、光学部品として応用が図られている。しかし、屈折率は１．５８程度と比較的高い値を有しているものの、屈折率の分散性の程度を表すアッベ数が３０と低く、屈折率と分散特性とのバランスが悪く、光学部品を構成する樹脂として、その用途が限られているのが現状である。例えば光学部品の代表例である眼鏡レンズは、視覚機能を考慮すると眼鏡レンズ素材のアッベ数は４０以上が望ましいことが知られており（季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編、学会出版センター 等）、ビスフェノールＡを原料としたポリカーボネート樹脂をそのまま使用しても所望の特性を得ることは難しい。
【０００５】
これらの問題点を解決しようとする多くの試みがこれまでになされており、酸素を含む環から成る特定構造を導入したポリカーボネート樹脂（特開平１０−２５１５００等）、芳香族系と脂肪族系を共重合したポリカーボネート樹脂（特開２０００−２３００４４等）、特定の脂肪族系構造を有するポリカーボネート樹脂（特開２０００−６３５０６等）等が提案されている。しかし、例えば眼鏡レンズに適用した場合に視覚機能から必要であるアッベ数４０以上を有する樹脂は数少なく、３０〜３８程度のものが大半である。またアッベ数４０以上を有する樹脂も幾つか提案されているが、屈折率は高くても１．５６程度であり、高い屈折率と高いアッベ数が望まれる用途には適用できない。例えば眼鏡レンズであれば、屈折率１．５８以上であり、かつアッベ数４０以上を有する樹脂が望まれている。
【０００６】
さらには、例えば光ファイバーや光導波路、一部のレンズのように、異なる屈折率を有する複数の材料を併用したり、屈折率に分布を有する材料の開発も望まれている。これらの材料に対応するためには、屈折率を任意に調節できることが不可欠となる。
【０００７】
一方において、特に眼鏡レンズを対象とした熱硬化性樹脂の開発が盛んに行われてきた。これまでに多くの樹脂が上市されており、その多くは１．６０以上の高屈折率と４０以上のアッベ数を併せ持った光学特性に大変優れたものであり、これまで主流であった光学ガラスに比べて軽量であるといった特徴を有する（季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編 学会出版センター 等）。しかしながら、これら全ては熱可塑性樹脂であるため、その加工に煩雑な工程と数十時間以上の多大な時間を要するのが一般であり、これらは生産効率の面から非常に大きな問題となっている。
【０００８】
従って、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、及び軽量性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に制御できる熱可塑性を有する材料、およびそれを含んで構成される光学部品は未だ見出されておらず、その開発が切に望まれていた。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、▲１▼数式（Ｈ）及び（Ｊ）で表される屈折率ｎおよびアッベ数νを有する優れた光学特性、▲２▼ガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、▲３▼光線透過率７０％以上の透明性、▲４▼密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性、及び▲５▼熱可塑性及び／または溶融成形性を併せ持つ材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品を提供することにある。
【００１０】
１．４５＜ｎ≦１．８０ （Ｈ）
ν≧２０５−１００ｎ （Ｊ）
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の光学特性を有する熱可塑性樹脂と、特定の平均粒子直径と特定の組成を有するチタンを主成分とする酸化物微粒子とから成る材料組成物が、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、及び軽量性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に制御できる熱可塑性を有する材料組成物であり、それを含んで構成される光学部品が、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、及び軽量性を併せ持ち、成形加工性に優れることを見い出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１０］に記載した事項により特定される。
［１］ 数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示されるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、該酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲である、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する熱可塑性材料組成物。
【００１３】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００１４】
［２］ 熱可塑性樹脂が、溶融成形可能な熱可塑性樹脂であり、熱可塑性材料組成物が、溶融成形可能な熱可塑性材料組成物である、［１］記載の熱可塑性材料組成物。
【００１５】
［３］ 熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリカーボネート樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエステル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエーテル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリアミド樹脂、または環状脂肪族鎖を有するポリイミド樹脂である［１］〜［２］記載の熱可塑性材料組成物。
【００１６】
［４］ ［１］〜［３］記載の熱可塑性材料組成物を含んで構成される光学部品。
【００１７】
［５］ 光学部品が、レンズであることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００１８】
［６］ レンズが、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズまたはＯＨＰ用レンズであることを特徴とする［５］記載のレンズ。
【００１９】
［７］ 光学部品が、光ファイバーであることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２０】
［８］ 光学部品が、光導波路であることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２１】
［９］ 光学部品が、光フィルターであることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２２】
［１０］ 光学部品が、光学用接着剤であることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の熱可塑性材料組成物は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示されるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、該酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲である、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する熱可塑性材料組成物である。
【００２４】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００２５】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂である。屈折率ｎ1及びアッベ数ν1が、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される範囲を外れると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがある。
【００２６】
本発明における屈折率（ｎ、ｎ1、ｎ2）とは、「季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編、学会出版センター」に記載されているとおり、５８８ｎｍの波長における屈折率を示す。また本発明におけるアッベ数νとは、「季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編、学会出版センター」に記載されているとおり、数式（Ｋ）で示される値である。但し数式（Ｋ）において、ｎｄ、ｎｆ、ｎｃはそれぞれ、５８８ｎｍ、４８６ｎｍ、６５６ｎｍにおける屈折率を示す。
【００２７】
ν＝（ｎｄ−１）／（ｎｆ−ｎｃ） （Ｋ）
【００２８】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が８０℃以上４００℃以下であることが好ましく、１００℃以上３００℃以下であることがより好ましい。ガラス転移温度が８０℃未満であると、十分な耐熱性が得られない恐れがあり、またガラス転移温度が４００℃を超えると、成形加工する際に高温が必要となり、プロセス的に不利となるばかりでなく、材料が変色する等の問題が生じる恐れがある。
【００２９】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、光線透過率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。光線透過率が７０％未満であると、得られる熱可塑性材料組成物の光線透過率が７０％未満となる恐れがある。なお本発明における光線透過率とは、樹脂を加熱成形して厚さ３．２ｍｍの基板を作成し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って得られる値である。
【００３０】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、密度が２．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。密度が２．０ｇ／ｃｍ3を超えると、得られる熱可塑性材料組成物の密度が２．０ｇ／ｃｍ3を超える恐れがある。
【００３１】
本発明において用いる熱可塑性樹脂として、溶融成形が可能な熱可塑性樹脂を用いることにより、本発明の熱可塑性材料組成物として、溶融成形が可能な熱可塑性材料組成物を得ることができる。
【００３２】
本発明における熱可塑性樹脂とは、ある温度範囲で加熱により軟化し、その軟化した状態で成形や押し出し等により製品加工ができることを示す。具体的には、例えば、加熱状態でプレスすることにより、０．１〜５０００μｍ程度の厚さを有するフィルムを成形できる性能を有する。また、本発明における溶融成形が可能な熱可塑性樹脂とは、熱的に安定な温度域で溶融成形が可能な溶融粘度を有しており、押し出しや射出等により成形加工ができることを示す。具体的には、例えば、空気中において加熱により樹脂の５重量％が減少する温度、すなわち５％重量減少温度に比べ、１〜１００パスカル・秒程度の溶融粘度を有する温度が３０℃以上、好ましくは５０℃以上低いことをいう。溶融成形性を有することにより、押し出し成形、射出成形、真空成形、ブロー成形、圧縮成型、ブロー成形、カレンダー成形、積層成形等が可能となり、ディスク、ファイバー等の様々な成形体を得ることができる。
【００３３】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、上述の光学特性（屈折率及びアッベ数）を満たすものであり、より好ましくはさらに、上述のガラス転移温度、光線透過率、密度、及び樹脂加工性（熱可塑性及び／または溶融成形性）をも満たす樹脂である。例えば、アクリル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリカーボネート樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエステル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエーテル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリアミド樹脂、または環状脂肪族鎖を有するポリイミド樹脂等が挙げられる。より具体的には、例えば、第１表（表１）記載の化学式（１）〜（１４）で示される構造骨格を有する樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
【表１】
【００３５】
また、環状脂肪族鎖の一部を芳香環に置き換えた共重合体を用いることもでき、硫黄を結合鎖などに一部含んだチオカーボネートやチオエステル、チオエーテル等も好適に用いることができる。なお、芳香環や硫黄はアッベ数の低減を伴うことがあるので、本発明で提示している熱可塑性樹脂の光学特性を外れない範囲で選択することが重要である。
【００３６】
本発明において用いる熱可塑性樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法を用いることもできる。また樹脂に含まれる不純物の種類及び量についても、特に制限されるものではないが、用途によっては不純物が本発明の効果を損なう恐れがあるので、総不純物量は１重量％以下、特にナトリウムや塩素などのイオン性不純物は０．５重量％以下であることが望ましい。
【００３７】
本発明において用いる熱可塑性樹脂の分子量は、特に限定されるものではなく、用途や加工方法に応じ、任意の分子量とすることができるが、成形加工性を勘案すると、樹脂を０．５ｇ／１００ミリリットルの濃度で溶解可能な溶剤に溶解した後の３５℃で測定した対数粘度の値が、０．１〜３．０デシリットル／ｇであることが好ましい。
【００３８】
また、着色の抑制や溶融成形における流動性の改善などを目的として、メタノールやエタノールなどのモノアルコール類、フェノールやターシャリーブチルフェノールといった芳香族モノヒドロキシ化合物などの末端封止用化合物を併用してもよい。
【００３９】
本発明の熱可塑性樹脂は、構成単位の繰り返しに特に制限はなく、交互構造、ランダム構造、ブロック構造等のいずれの場合でも良い。また、通常用いられる分子形状は線状であるが、分岐している形状を用いても良い。また、グラフト状でも良い。
【００４０】
本発明において用いる酸化物微粒子は、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示される酸化物微粒子である。平均粒子直径ｄiが１ｎｍ未満であると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがある。また平均粒子直径ｄiが２００ｎｍを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明性が低下し、光線透過率が７０％未満となる恐れがある。
【００４１】
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
【００４２】
本発明において用いる酸化物微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、好適には球状の微粒子が用いられる。また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を持つものが好適に用いられる。
【００４３】
本発明において用いる酸化物微粒子は、チタンを主成分とする酸化物微粒子であり、酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiは数式（Ｄ）で示される範囲である。酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが５９．５重量％を超える場合、または５０重量％未満の場合、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲から外れる恐れがある。
【００４４】
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００４５】
本発明において用いる酸化物微粒子に含まれる、チタンおよび酸素以外の元素については特に制限されるものではなく、例えば、亜鉛、鉄、銅、マンガン、クロム、コバルト、ニッケル、マグネシウム、炭素、ホウ素、硫黄などが挙げられる。これらの元素は、一種類でもよく、また複数種類から構成されていてもよい。また、ベンゼンなどの有機化合物でもよい。チタンおよび酸素以外のこれらの元素は、酸化物微粒子の中において高分散に含有されていることが望ましい。より好ましくは、原子又は分子レベルで分散されていることが望ましい。
【００４６】
本発明において用いる酸化物微粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、ハロゲン化チタンやアルコキシチタンを原料に用い、水を含有する反応系において加水分解してチタン酸化物微粒子を合成する際、ハロゲン化ケイ素やアルコキシシランなどのハロゲン化金属やアルコキシ金属、アルコキシフェニルシランなどの加水分解性のアルコキシ基と非加水分解性の有機基を併有する金属化合物、クロロフェニルシランなどのハロゲン基と非加水分解性の有機基を併有する金属化合物などを共存させる方法により、所望の酸化物微粒子を得ることができる。この際、微粒子の安定化のために有機酸や有機アミンなどを併用する方法も用いられる。
【００４７】
本発明における熱可塑性材料組成物は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示され、チタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲であるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、より好適には、熱可塑性樹脂１００重量部と酸化物微粒子５〜１５０重量部から成る。熱可塑性樹脂１００重量部に対して酸化物微粒子が１重量部未満であると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがある。また、酸化物微粒子が２００重量部を超えると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがあるばかりでなく、材料組成物の熱可塑性という特性が損なわれる恐れがある。
【００４８】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００４９】
本発明における熱可塑性材料組成物は、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子から成るが、その作成方法は特に限定されるものではない。すなわち、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子をそれぞれ独立して作成し、その後に両者を混合させる方法、予め作成した酸化物微粒子が存在する条件で熱可塑性樹脂を作成する方法、予め作成した熱可塑性樹脂が存在する条件で酸化物微粒子を作成する方法、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子の両者を同時に作成させる方法など、いずれの方法をも採用できる。具体的には、例えば、熱可塑性樹脂が溶解した溶液と、酸化物微粒子が均一に分散した分散液の二液を均一に混合し、熱可塑性樹脂に対して溶解性が乏しい溶液中に打ち合わせることにより、目的とする材料組成物を得る方法を好適に挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００５０】
本発明における熱可塑性材料組成物において、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子の混合の程度は特に限定されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、均一に混合していることが望ましい。混合の程度が不十分の場合には、特に屈折率やアッベ数、光線透過率などの光学特性に影響を及ぼすことが懸念され、また熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性にも悪影響する恐れがある。混合の程度は、その作成方法に影響されることが考えられ、用いる熱可塑性樹脂及び酸化物微粒子の特性を十分に勘案して、方法を選択することが重要である。熱可塑性樹脂と酸化物微粒子の両者がより均一に混合するために、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子を直接結合させる方法等も、本発明において好適に用いることができる。
【００５１】
本発明の熱可塑性材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）を満たす屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する光学的に優れた材料組成物であり、さらには熱可塑性及び／または射出成形性を有するために、成形加工性に非常に優れた材料組成物である。この優れた光学特性と成形加工性を併せ持った材料は、これまでに開示されている材料では達成することができなかった特性であり、特定の熱可塑性樹脂と特定の無機微粒子から成ることが、この特性に寄与していることが考えられる。
【００５２】
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００５３】
本発明の熱可塑性材料組成物は、▲１▼数式（Ｈ）及び（Ｊ）を満たす屈折率ｎおよびアッベ数νを有する優れた光学特性、▲２▼ガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、▲３▼光線透過率７０％以上の透明性、▲４▼密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性、▲５▼成形加工性を併せ持ち、これらの優れた性能を損なうことなく、さらに屈折率ｎを数式（Ｈ）で表されるの範囲で任意に調節ができる。屈折率の調節は、用いる熱可塑性樹脂と無機微粒子の構成比を調節すること等により、精度よく調節することができる。
【００５４】
１．４５＜ｎ≦１．８０ （Ｈ）
ν≧２０５−１００ｎ （Ｊ）
【００５５】
本発明の熱可塑性材料組成物は、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、光線透過性、軽量性、成形加工性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に調節できる、光学特性に優れた熱可塑性材料組成物であり、光学用部品に好適に使用できる。
【００５６】
本発明の熱可塑性材料組成物を含んで構成される光学部品に特に制限はなく、例えば、部品の一部あるいは全部に使用することができ、高屈折性と低分散性が必要とされる部品、高い透明性を必要とされる部品、あるいは透明性と高屈折性を必要とされる部品等が挙げられる。また、任意に屈折率を調節できるため、例えば光ファイバーや光導波路、一部のレンズのように、異なる屈折率を併用したり、屈折率に分布を必要とする光学用部品にも好適に用いることができる。より具体的には、例えば、レンズ（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ、ＯＨＰ用レンズ等）、光ファイバー、光導波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等が挙げられる。
【００５７】
本発明の熱可塑性材料組成物は、原料に溶融成形可能な熱可塑性樹脂を用いることにより、溶融成形性を有するようになるため、従来用いられている熱硬化性樹脂に比べ、これら上述の光学部品を効率よく製造することができる。
【００５８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。尚、実施例中の熱可塑性樹脂、無機微粒子、熱可塑性材料組成物等の物性及び光学特性は以下の方法により測定した。
▲１▼対数粘度η：熱可塑性樹脂を、その樹脂が溶解可能な溶媒（例えばクロロホルム、１−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、オルト−ジクロロベンゼン、クレゾール等）に、０．５ｇ／１００ミリリットルの濃度で溶解した後、３５℃において測定した。
▲２▼屈折率ｎ及びアッベ数ν：通常の熱プレス機を用いて厚さ約０．１〜１ｍｍの板上サンプルを作成し、アッベ屈折計（アタゴ社ＤＲ−Ｍ２）により測定した。
▲３▼ガラス転移温度Ｔｇ：ＤＳＣ（島津ＤＴ−４０シリーズ，ＤＳＣ−４１Ｍ）により測定した。
▲４▼光線透過率：材料組成物を加熱成形して厚さ３．２ｍｍの基板を作成し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定した。
▲５▼５％重量減少温度Ｔｄ5：空気中でＤＴＡ−ＴＧ（島津ＤＴ−４０シリーズ、ＤＴＧ−４０Ｍ）により測定した。
▲６▼溶融粘度：高化式フローテスター（島津ＣＦＴ−５００）で直径０．１ｃｍ、長さ１ｃｍのオリフィスを用いて溶融粘度を測定した。所定の温度で５分間保った後、１０万ヘクトパスカルの圧力で押し出した。
【００５９】
【合成例１】
第２表（表２）に示した化学式（１５）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合容器に、４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）、及びピリジン２００ｇを仕込み、撹拌して完全に溶解させた。溶液を温水浴で４０℃に保ち、溶液を激しく撹拌させながら、ホスゲンを約０．２５ｇ／分の速度で吹き込んだ。約２５分後にピリジン塩酸塩が析出し始め、さらに約１５分後、溶液の粘性が徐々に増し始めた。さらに１０分ホスゲンを吹き込んだ後に供給を止め、そのまま１時間激しく撹拌を続けた。その後、その状態で上部よりメタノール２００ｇとイオン交換水１００ｇの混合液３００ｇを５分かけて導入し、析出したポリカーボネート樹脂を濾別した。ピリジン塩酸塩などの残留物を除くため、得られたポリカーボネート樹脂をメタノール６００ｇとイオン交換水３００ｇの混合液９００ｇに懸濁させ、ホモミキサーを用いて激しく撹拌し、再度濾別した。この操作を３回繰り返した後、メタノール９００ｇで洗浄し、８０℃で２時間真空乾燥させて樹脂２２．０ｇを得た。
得られたポリカーボネート樹脂について、Ｃ、Ｈの元素分析を行ったところ、その含有量はそれぞれ７０．１ｗｔ％、８．８ｗｔ％であり、それぞれの理論値６９．６ｗｔ％、８．９ｗｔ％とほぼ同等であり、化学式（１５）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂であることを確認した。
得られたポリカーボネート樹脂について、上記の方法に従って対数粘度η、屈折率ｎ、アッベ数ν、ガラス転移温度Ｔｇ、及び光線透過率、密度ρ、５％重量減少温度Ｔｄ5、及び溶融粘度の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。この樹脂は、５％重量減少温度に比べて５０℃以上の十分に低い１８０℃において、９パスカル・秒という、溶融成形を行うのに適した溶融粘度を有しており、溶融成形が可能な熱可塑性樹脂であることがわかる。結果からわかるように、このポリカーボネート樹脂は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する溶融成形可能な熱可塑性樹脂であり、本発明の条件に適した樹脂である。
【００６０】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
【００６１】
【合成例２】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン２４．０ｇ（０．１ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例１と同様にして、表２に示した化学式（１６）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合成し、樹脂２６．２ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１６）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリカーボネート樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６２】
【合成例３】
第２表（表２）に示した化学式（１７）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を、酸クロリド法にて合成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合容器に、４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド２０．９ｇ（０．１ｍｏｌ）、及びニトロベンゼン１００ｇを仕込んだ。窒素雰囲気下で撹拌しながらゆっくり加熱し、２時間で１４５℃まで昇温した。この温度で６時間保持して重合させた後、ニトロベンゼンを減圧下で留去した。残ったポリマーを更にこの温度にて減圧下で２時間乾燥させ、樹脂３２．４ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１７）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエステル樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６３】
【合成例４】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン２４．０ｇ（０．１ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例３と同様にして、表２に示した化学式（１８）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を酸クロリド法にて合成し、樹脂３６．４ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１８）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエステル樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６４】
【合成例５】
第２表（表２）に示した化学式（１９）の繰り返し構造単位を有するポリエーテル樹脂を、ポリマー・マテリアル・サイエンス・エンジニアリング第６０巻１７０頁（１９８９年）に従って合成した。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１９）の繰り返し構造単位を有するポリエーテル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエーテル樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６５】
【合成例６】
第２表（表２）に示した化学式（２０）の繰り返し構造単位を有するポリアミド樹脂を、酸クロリド法にて合成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合容器に、１，４−シクロヘキサンジアミン１１．４ｇ（０．１ｍｏｌ）及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド２００ｇを仕込み、氷冷しながら撹拌した。１，４−シクロヘキサンジアミンが溶解した後、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド２０．９ｇ（０．１ｍｏｌ）を徐々に加え、その後３時間撹拌を続けた。その後、その状態で上部よりメタノール２００ｇとイオン交換水１００ｇの混合液３００ｇを５分かけて導入し、析出した樹脂を濾別した。ピリジン塩酸塩などの残留物を除くため、得られた樹脂をメタノール６００ｇとイオン交換水３００ｇの混合液９００ｇに懸濁させ、ホモミキサーを用いて激しく撹拌し、再度濾別した。この操作を３回繰り返した後、メタノール９００ｇで洗浄し、８０℃で２時間真空乾燥させて樹脂２４．０ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（２０）の繰り返し構造単位を有するポリアミド樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリアミド樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６６】
【合成例７】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン１２．０ｇ（０．０５ｍｏｌ）とビスフェノールＡ１１．４ｇ（０．０５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例１と同様にして、表２に示した化学式（２３）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合成し、樹脂２３．２ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（２３）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリカーボネート樹脂は本発明の条件に適していない樹脂である。
【００６７】
【合成例８】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに１，４−シクロヘキサンジオール１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド２０．９ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりにテレフタル酸クロリド２０．３ｇ（０．１ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例３と同様にして、表２に示した化学式（２４）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を酸クロリド法にて合成し、樹脂２３．８ｇを得た。
得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（２４）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエステル樹脂は本発明の条件に適していない樹脂である。
【００６８】
【表２】
【００６９】
【合成例９】
四塩化チタン及びジメチルジメトキシシランを原料に、チタンを主成分とする酸化物微粒子の合成を行った。まず、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス第３７巻４６０３−４６０８頁（１９９８年）に記載の方法に準じて、中間物であるＴｉＯＣｌ2の合成を行った。四塩化チタン２５．０ｇ（０．１３２ｍｏｌ）を窒素ボックス内で三口フラスコに装入し、メタノール・氷浴で−５℃程度に冷却した。撹拌を行いながら、ここに蒸留水１４．３ｇ（０．７９２ｍｏｌ）を、３０分かけてゆっくり滴下した。最終的に黄色い透明な粘性のある液体が得られた。この液体を１２５ｇの蒸留水で希釈し、ＴｉＯＣｌ2の水溶液を得た。また、ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）を、５０ｇの脱水したエタノールで希釈し、ジメチルジメトキシシラン溶液を得た。次いで、蒸留水１４５０ｇ、エタノール１６５０ｇ及びプロピオン酸５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から成り、５０℃に維持された混合液に、この両液、すなわちＴｉＯＣｌ2水溶液とジメチルジメトキシシラン溶液を、別々に、かつ同時に撹拌しながら一気に投入した。さらに５０℃にて撹拌を続けると、数十分で薄く白濁し始めた。この条件で６時間熟成した後、１００００ｒｐｍで２分間遠心分離を行い、得られた白色のゲル状物を酢酸エチルに懸濁させ、さらに同条件で遠心分離を行い、白色の微粒粉末１０．５ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７０】
【合成例１０】
ラングミュア第１６巻第１号２４１−２４６頁（２０００年）に記載の方法に準じて、テトライソプロポキシチタン及びジメチルジメトキシシランを原料に、チタンを主成分とする酸化物微粒子の合成を行った。２−プロパノール１０００ｇで希釈したテトライソプロポキシチタン２．８ｇ（０．０１ｍｏｌ）及びジメチルジメトキシシラン０．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）を、６５℃に維持されたエタノール１００００ｇで希釈したプロピオン酸１１．５ｇ（０．１ｍｏｌ）に、激しく撹拌しながら２分間かけて滴下した。そのまま６５℃で１０分間続けて激しく撹拌した後、蒸留水２０００ｇを激しく撹拌しながら１０分かけて滴下した。そのままの条件でさらに２時間維持した後、１００００ｒｐｍで２分間遠心分離を行い、得られた白色のゲル状物を酢酸エチルに懸濁させ、さらに同条件で遠心分離を行い、白色の微粒粉末０．８ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が４ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５６．８重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７１】
【合成例１１】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から２６．６ｇ（０．３６ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が２ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．２重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７２】
【合成例１２】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から０．０５３１ｇ（０．０００７２ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ球状であり、平均粒子直径が１５０ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７３】
【合成例１３】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から１０６．２ｇ（１．４４ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が０．８ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この二酸化チタン微粒子は本発明の条件に適していない無機微粒子である。
【００７４】
【合成例１４】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から０．００５３１ｇ（０．００００７２ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末９．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が２５０ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この二酸化チタン微粒子は本発明の条件に適していない無機微粒子である。
【００７５】
【合成例１５】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から０．２４ｇ（０．００２ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５９．０重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７６】
【合成例１６】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から１．８ｇ（０．０１５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．９ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５３．２重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７７】
【合成例１７】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から０．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５９．７重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適していない微粒子である。
【００７８】
【合成例１８】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から３．０ｇ（０．０２５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１１．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン４９．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適していない微粒子である。
【００７９】
【合成例１９】
ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）の代わりに、ジメチルジクロロシラン０．６４５ｇ（０．００５ｍｏｌ）を用いた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５８．１重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００８０】
【合成例２０】
ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）の代わりに、ジメチルジメトキシチタン１．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．７ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５８．３重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００８１】
【合成例２１】
ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）の代わりに、塩化マグネシウム０．９５ｇ（０．０１ｍｏｌ）合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．４ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５８．８重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００８２】
【表３】
【００８３】
【実施例１】
第３表（表３）記載の番号（Ｕ１）の酸化物微粒子０．３ｇを１−ブタノール１０ｇに懸濁させ、超音波処理を３０分行った後、１００℃にて３０分加熱した。得られる白濁液を、表２記載の番号（Ｐ１）の樹脂が１０重量％で溶解したクロロホルム溶液１０ｇに、撹拌しながら常温で５分かけて滴下した。得られた混合液は、ほんのり青白がかった無色透明な液であった。この液を、ホモジナイザーを用いてメタノールと蒸留水の等容量混合液中に析出させ、無機微粒子が樹脂中に混合した材料組成物を得た。この組成物を加熱成形して、厚さ３．２ｍｍの基板を作成したところ、この基板はうすく黄色味を帯びた透明であった。電子顕微鏡観察を行ったところ、無機微粒子が樹脂中に均一に分散していることを確認した。この材料組成物について、屈折率、アッベ数、ガラス転移温度、光線透過率、密度、５％重量減少温度、及び溶融粘度を測定し、その結果を表４に示した。結果からわかるように、この材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する溶融成形可能な可塑性材料組成物、すなわち光学特性および成形加工性に優れた材料組成物であり、さらにはガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、光線透過率７０％以上の透明性、密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性をも併せ持つものであることがわかる。従って、このような特性が要求される光学部品に適した材料組成物である。
【００８４】
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００８５】
【実施例２〜８】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ２）〜（Ｐ８）の樹脂に代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００８６】
【比較例１〜２】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ９）〜（Ｐ１０）の樹脂に代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。本発明の条件範囲の樹脂を用いているため、得られた材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を満たさない。
【００８７】
【実施例９〜１１】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に、また用いる酸化物微粒子を、表３記載の番号（Ｕ２）〜（Ｕ４）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００８８】
【比較例３】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に、また用いる酸化物微粒子を、表３記載の番号（Ｕ５）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成した。得られた組成物から作成された基板は白濁しており、光線透過率が低いために屈折率及びアッベ数の測定ができなかった。電子顕微鏡観察から、無機微粒子が凝集した状態であった。
【００８９】
【比較例４】
用いる樹脂を、表２記載の番号（Ｐ３）の樹脂に、また用いる酸化物微粒子を、表３記載の番号（Ｕ６）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成した。得られた組成物から作成された基板は白濁しており、光線透過率が低いために屈折率及びアッベ数の測定ができなかった。電子顕微鏡観察から、無機微粒子が凝集していることは観察されなかった。
【００９０】
【実施例１２〜１３】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子の量を代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００９１】
【比較例５】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子の量を代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。酸化物微粒子の使用量が本発明の条件の範囲外であるため、光学特性の向上は図ることができず、得られた材料組成物は、数式（Ｇ）で示される屈折率ｎ2を満たすものではない。
【００９２】
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００９３】
【比較例６】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子の量を代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成した。しかし、得られた材料組成物は非常に脆く、熱プレス等でフィルムを作成することができなかった。すなわち、熱可塑性を有していない材料組成物であった。
【００９４】
【実施例１４〜１５】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子を、第３表（表３）記載の番号（Ｕ７）〜（Ｕ８）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を第４表（表４）に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００９５】
【比較例７〜８】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子を、第３表（表３）記載の番号（Ｕ９）〜（Ｕ１０）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を第４表（表４）に記した。酸化物微粒子の使用量が本発明の条件の範囲外であるため、得られた材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有するものではない。
【００９６】
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００９７】
【実施例１６〜１８】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子を、第３表（表３）記載の番号（Ｕ１１）〜（Ｕ１３）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を第４表（表４）に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００９８】
【表４】
【００９９】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品は、▲１▼数式（Ｈ）及び（Ｊ）で表される屈折率ｎおよびアッベ数νを有する優れた光学特性、▲２▼ガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、▲３▼光線透過率７０％以上の透明性、▲４▼密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性、及び▲５▼熱可塑性及び／または溶融成形性を併せ持つ材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品であり、例えば、レンズ（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ、ＯＨＰ用レンズ等）、光ファイバー、光導波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等の用途に好適である。
１．４５＜ｎ≦１．８０ （Ｈ）
ν≧２０５−１００ｎ （Ｊ）
【産業上の利用分野】
本発明は、熱可塑性材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品に関し、より詳細には、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、軽量性に優れる、熱可塑性を有する材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品（例えば、レンズ（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ、ＯＨＰ用レンズ等）、光ファイバー、光導波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高度情報化社会に向けたオプトエレクトロニクスの研究が精力的に行われ、その実現に向けて光学材料の研究も盛んに行われている。光通信、光記録、光加工、光計測、光演算等、オプトエレクトロニクスの様々な展開を支える光学材料として、次のような特性が求められている。すなわち、高屈折性、低分散性（すなわち高いアッベ数）、耐熱性、透明性、無色性、クリーン性、易成形性、軽量性、耐薬品性・耐溶剤性等である。
【０００３】
これまで光学材料として、石英や光学ガラスなどの無機系材料が主に用いられてきた。これら無機系材料は、優れた光学特性や耐熱性を有しているものの、加工性やコスト、密度が大きいなどの問題を抱えている。例えば、屈折率１．７０を有する光学用ガラスの密度は約３．０ｇ／ｃｍ3と非常に大きい。これらに対応すべく近年、優れた光学特性と加工性、軽量性等を兼ね備えた材料開発が進められ、有機光学材料、特に熱可塑性を有する樹脂材料に対する期待が高まっている。熱可塑性を有する樹脂材料は、軽量で可とう性に優れる、電気的誘導を受けない、成形加工が容易であるなどの多くの特徴を有し、光ファイバー、光導波路、光ディスク基盤、光フィルター、レンズ、光学用接着剤等の用途に向けた展開が図られている。
【０００４】
代表的な熱可塑性樹脂材料としてポリカーボネート樹脂があり、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（通称ビスフェノールＡ）を原料としたものは、透明性に優れているうえにガラスに比べて軽く、耐衝撃性に優れ、溶融成形が可能であるため大量生産が容易である等の特徴から、多くの分野において、光学部品として応用が図られている。しかし、屈折率は１．５８程度と比較的高い値を有しているものの、屈折率の分散性の程度を表すアッベ数が３０と低く、屈折率と分散特性とのバランスが悪く、光学部品を構成する樹脂として、その用途が限られているのが現状である。例えば光学部品の代表例である眼鏡レンズは、視覚機能を考慮すると眼鏡レンズ素材のアッベ数は４０以上が望ましいことが知られており（季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編、学会出版センター 等）、ビスフェノールＡを原料としたポリカーボネート樹脂をそのまま使用しても所望の特性を得ることは難しい。
【０００５】
これらの問題点を解決しようとする多くの試みがこれまでになされており、酸素を含む環から成る特定構造を導入したポリカーボネート樹脂（特開平１０−２５１５００等）、芳香族系と脂肪族系を共重合したポリカーボネート樹脂（特開２０００−２３００４４等）、特定の脂肪族系構造を有するポリカーボネート樹脂（特開２０００−６３５０６等）等が提案されている。しかし、例えば眼鏡レンズに適用した場合に視覚機能から必要であるアッベ数４０以上を有する樹脂は数少なく、３０〜３８程度のものが大半である。またアッベ数４０以上を有する樹脂も幾つか提案されているが、屈折率は高くても１．５６程度であり、高い屈折率と高いアッベ数が望まれる用途には適用できない。例えば眼鏡レンズであれば、屈折率１．５８以上であり、かつアッベ数４０以上を有する樹脂が望まれている。
【０００６】
さらには、例えば光ファイバーや光導波路、一部のレンズのように、異なる屈折率を有する複数の材料を併用したり、屈折率に分布を有する材料の開発も望まれている。これらの材料に対応するためには、屈折率を任意に調節できることが不可欠となる。
【０００７】
一方において、特に眼鏡レンズを対象とした熱硬化性樹脂の開発が盛んに行われてきた。これまでに多くの樹脂が上市されており、その多くは１．６０以上の高屈折率と４０以上のアッベ数を併せ持った光学特性に大変優れたものであり、これまで主流であった光学ガラスに比べて軽量であるといった特徴を有する（季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編 学会出版センター 等）。しかしながら、これら全ては熱可塑性樹脂であるため、その加工に煩雑な工程と数十時間以上の多大な時間を要するのが一般であり、これらは生産効率の面から非常に大きな問題となっている。
【０００８】
従って、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、及び軽量性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に制御できる熱可塑性を有する材料、およびそれを含んで構成される光学部品は未だ見出されておらず、その開発が切に望まれていた。
【０００９】
【本発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、▲１▼数式（Ｈ）及び（Ｊ）で表される屈折率ｎおよびアッベ数νを有する優れた光学特性、▲２▼ガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、▲３▼光線透過率７０％以上の透明性、▲４▼密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性、及び▲５▼熱可塑性及び／または溶融成形性を併せ持つ材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品を提供することにある。
【００１０】
１．４５＜ｎ≦１．８０ （Ｈ）
ν≧２０５−１００ｎ （Ｊ）
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の光学特性を有する熱可塑性樹脂と、特定の平均粒子直径と特定の組成を有するチタンを主成分とする酸化物微粒子とから成る材料組成物が、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、及び軽量性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に制御できる熱可塑性を有する材料組成物であり、それを含んで構成される光学部品が、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、透明性、及び軽量性を併せ持ち、成形加工性に優れることを見い出し、本発明を完成した。
【００１２】
すなわち、本発明は、以下の［１］〜［１０］に記載した事項により特定される。
［１］ 数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示されるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、該酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲である、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する熱可塑性材料組成物。
【００１３】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００１４】
［２］ 熱可塑性樹脂が、溶融成形可能な熱可塑性樹脂であり、熱可塑性材料組成物が、溶融成形可能な熱可塑性材料組成物である、［１］記載の熱可塑性材料組成物。
【００１５】
［３］ 熱可塑性樹脂が、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリカーボネート樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエステル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエーテル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリアミド樹脂、または環状脂肪族鎖を有するポリイミド樹脂である［１］〜［２］記載の熱可塑性材料組成物。
【００１６】
［４］ ［１］〜［３］記載の熱可塑性材料組成物を含んで構成される光学部品。
【００１７】
［５］ 光学部品が、レンズであることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００１８】
［６］ レンズが、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズまたはＯＨＰ用レンズであることを特徴とする［５］記載のレンズ。
【００１９】
［７］ 光学部品が、光ファイバーであることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２０】
［８］ 光学部品が、光導波路であることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２１】
［９］ 光学部品が、光フィルターであることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２２】
［１０］ 光学部品が、光学用接着剤であることを特徴とする［４］記載の光学部品。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の熱可塑性材料組成物は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示されるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、該酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲である、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する熱可塑性材料組成物である。
【００２４】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００２５】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂である。屈折率ｎ1及びアッベ数ν1が、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される範囲を外れると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがある。
【００２６】
本発明における屈折率（ｎ、ｎ1、ｎ2）とは、「季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編、学会出版センター」に記載されているとおり、５８８ｎｍの波長における屈折率を示す。また本発明におけるアッベ数νとは、「季刊化学総説Ｎｏ．３９ 透明ポリマーの屈折率制御 日本化学会編、学会出版センター」に記載されているとおり、数式（Ｋ）で示される値である。但し数式（Ｋ）において、ｎｄ、ｎｆ、ｎｃはそれぞれ、５８８ｎｍ、４８６ｎｍ、６５６ｎｍにおける屈折率を示す。
【００２７】
ν＝（ｎｄ−１）／（ｎｆ−ｎｃ） （Ｋ）
【００２８】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が８０℃以上４００℃以下であることが好ましく、１００℃以上３００℃以下であることがより好ましい。ガラス転移温度が８０℃未満であると、十分な耐熱性が得られない恐れがあり、またガラス転移温度が４００℃を超えると、成形加工する際に高温が必要となり、プロセス的に不利となるばかりでなく、材料が変色する等の問題が生じる恐れがある。
【００２９】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、光線透過率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。光線透過率が７０％未満であると、得られる熱可塑性材料組成物の光線透過率が７０％未満となる恐れがある。なお本発明における光線透過率とは、樹脂を加熱成形して厚さ３．２ｍｍの基板を作成し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って得られる値である。
【００３０】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、密度が２．０ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましく、１．５ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。密度が２．０ｇ／ｃｍ3を超えると、得られる熱可塑性材料組成物の密度が２．０ｇ／ｃｍ3を超える恐れがある。
【００３１】
本発明において用いる熱可塑性樹脂として、溶融成形が可能な熱可塑性樹脂を用いることにより、本発明の熱可塑性材料組成物として、溶融成形が可能な熱可塑性材料組成物を得ることができる。
【００３２】
本発明における熱可塑性樹脂とは、ある温度範囲で加熱により軟化し、その軟化した状態で成形や押し出し等により製品加工ができることを示す。具体的には、例えば、加熱状態でプレスすることにより、０．１〜５０００μｍ程度の厚さを有するフィルムを成形できる性能を有する。また、本発明における溶融成形が可能な熱可塑性樹脂とは、熱的に安定な温度域で溶融成形が可能な溶融粘度を有しており、押し出しや射出等により成形加工ができることを示す。具体的には、例えば、空気中において加熱により樹脂の５重量％が減少する温度、すなわち５％重量減少温度に比べ、１〜１００パスカル・秒程度の溶融粘度を有する温度が３０℃以上、好ましくは５０℃以上低いことをいう。溶融成形性を有することにより、押し出し成形、射出成形、真空成形、ブロー成形、圧縮成型、ブロー成形、カレンダー成形、積層成形等が可能となり、ディスク、ファイバー等の様々な成形体を得ることができる。
【００３３】
本発明において用いる熱可塑性樹脂は、上述の光学特性（屈折率及びアッベ数）を満たすものであり、より好ましくはさらに、上述のガラス転移温度、光線透過率、密度、及び樹脂加工性（熱可塑性及び／または溶融成形性）をも満たす樹脂である。例えば、アクリル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリカーボネート樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエステル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエーテル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリアミド樹脂、または環状脂肪族鎖を有するポリイミド樹脂等が挙げられる。より具体的には、例えば、第１表（表１）記載の化学式（１）〜（１４）で示される構造骨格を有する樹脂を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
【表１】
また、環状脂肪族鎖の一部を芳香環に置き換えた共重合体を用いることもでき、硫黄を結合鎖などに一部含んだチオカーボネートやチオエステル、チオエーテル等も好適に用いることができる。なお、芳香環や硫黄はアッベ数の低減を伴うことがあるので、本発明で提示している熱可塑性樹脂の光学特性を外れない範囲で選択することが重要である。
【００３６】
本発明において用いる熱可塑性樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法を用いることもできる。また樹脂に含まれる不純物の種類及び量についても、特に制限されるものではないが、用途によっては不純物が本発明の効果を損なう恐れがあるので、総不純物量は１重量％以下、特にナトリウムや塩素などのイオン性不純物は０．５重量％以下であることが望ましい。
【００３７】
本発明において用いる熱可塑性樹脂の分子量は、特に限定されるものではなく、用途や加工方法に応じ、任意の分子量とすることができるが、成形加工性を勘案すると、樹脂を０．５ｇ／１００ミリリットルの濃度で溶解可能な溶剤に溶解した後の３５℃で測定した対数粘度の値が、０．１〜３．０デシリットル／ｇであることが好ましい。
【００３８】
また、着色の抑制や溶融成形における流動性の改善などを目的として、メタノールやエタノールなどのモノアルコール類、フェノールやターシャリーブチルフェノールといった芳香族モノヒドロキシ化合物などの末端封止用化合物を併用してもよい。
【００３９】
本発明の熱可塑性樹脂は、構成単位の繰り返しに特に制限はなく、交互構造、ランダム構造、ブロック構造等のいずれの場合でも良い。また、通常用いられる分子形状は線状であるが、分岐している形状を用いても良い。また、グラフト状でも良い。
【００４０】
本発明において用いる酸化物微粒子は、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示される酸化物微粒子である。平均粒子直径ｄiが１ｎｍ未満であると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがある。また平均粒子直径ｄiが２００ｎｍを超えると、得られる熱可塑性材料組成物が濁るなどして透明性が低下し、光線透過率が７０％未満となる恐れがある。
【００４１】
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
【００４２】
本発明において用いる酸化物微粒子の形状は、特に限定されるものではないが、好適には球状の微粒子が用いられる。また、粒子径の分布に関しても特に制限されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、広範な分布を有するものよりも、比較的狭い分布を持つものが好適に用いられる。
【００４３】
本発明において用いる酸化物微粒子は、チタンを主成分とする酸化物微粒子であり、酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiは数式（Ｄ）で示される範囲である。酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが５９．５重量％を超える場合、または５０重量％未満の場合、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲から外れる恐れがある。
【００４４】
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００４５】
本発明において用いる酸化物微粒子に含まれる、チタンおよび酸素以外の元素については特に制限されるものではなく、例えば、亜鉛、鉄、銅、マンガン、クロム、コバルト、ニッケル、マグネシウム、炭素、ホウ素、硫黄などが挙げられる。これらの元素は、一種類でもよく、また複数種類から構成されていてもよい。また、ベンゼンなどの有機化合物でもよい。チタンおよび酸素以外のこれらの元素は、酸化物微粒子の中において高分散に含有されていることが望ましい。より好ましくは、原子又は分子レベルで分散されていることが望ましい。
【００４６】
本発明において用いる酸化物微粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、ハロゲン化チタンやアルコキシチタンを原料に用い、水を含有する反応系において加水分解してチタン酸化物微粒子を合成する際、ハロゲン化ケイ素やアルコキシシランなどのハロゲン化金属やアルコキシ金属、アルコキシフェニルシランなどの加水分解性のアルコキシ基と非加水分解性の有機基を併有する金属化合物、クロロフェニルシランなどのハロゲン基と非加水分解性の有機基を併有する金属化合物などを共存させる方法により、所望の酸化物微粒子を得ることができる。この際、微粒子の安定化のために有機酸や有機アミンなどを併用する方法も用いられる。
【００４７】
本発明における熱可塑性材料組成物は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示され、チタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲であるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、より好適には、熱可塑性樹脂１００重量部と酸化物微粒子５〜１５０重量部から成る。熱可塑性樹脂１００重量部に対して酸化物微粒子が１重量部未満であると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがある。また、酸化物微粒子が２００重量部を超えると、得られる熱可塑性材料組成物の屈折率ｎ2及びアッベ数ν2が、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される範囲を外れる恐れがあるばかりでなく、材料組成物の熱可塑性という特性が損なわれる恐れがある。
【００４８】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００４９】
本発明における熱可塑性材料組成物は、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子から成るが、その作成方法は特に限定されるものではない。すなわち、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子をそれぞれ独立して作成し、その後に両者を混合させる方法、予め作成した酸化物微粒子が存在する条件で熱可塑性樹脂を作成する方法、予め作成した熱可塑性樹脂が存在する条件で酸化物微粒子を作成する方法、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子の両者を同時に作成させる方法など、いずれの方法をも採用できる。具体的には、例えば、熱可塑性樹脂が溶解した溶液と、酸化物微粒子が均一に分散した分散液の二液を均一に混合し、熱可塑性樹脂に対して溶解性が乏しい溶液中に打ち合わせることにより、目的とする材料組成物を得る方法を好適に挙げることができるが、これに限定されるものではない。
【００５０】
本発明における熱可塑性材料組成物において、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子の混合の程度は特に限定されるものではないが、本発明の効果をより効率よく発現させるためには、均一に混合していることが望ましい。混合の程度が不十分の場合には、特に屈折率やアッベ数、光線透過率などの光学特性に影響を及ぼすことが懸念され、また熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性にも悪影響する恐れがある。混合の程度は、その作成方法に影響されることが考えられ、用いる熱可塑性樹脂及び酸化物微粒子の特性を十分に勘案して、方法を選択することが重要である。熱可塑性樹脂と酸化物微粒子の両者がより均一に混合するために、熱可塑性樹脂と酸化物微粒子を直接結合させる方法等も、本発明において好適に用いることができる。
【００５１】
本発明の熱可塑性材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）を満たす屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する光学的に優れた材料組成物であり、さらには熱可塑性及び／または射出成形性を有するために、成形加工性に非常に優れた材料組成物である。この優れた光学特性と成形加工性を併せ持った材料は、これまでに開示されている材料では達成することができなかった特性であり、特定の熱可塑性樹脂と特定の無機微粒子から成ることが、この特性に寄与していることが考えられる。
【００５２】
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００５３】
本発明の熱可塑性材料組成物は、▲１▼数式（Ｈ）及び（Ｊ）を満たす屈折率ｎおよびアッベ数νを有する優れた光学特性、▲２▼ガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、▲３▼光線透過率７０％以上の透明性、▲４▼密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性、▲５▼成形加工性を併せ持ち、これらの優れた性能を損なうことなく、さらに屈折率ｎを数式（Ｈ）で表されるの範囲で任意に調節ができる。屈折率の調節は、用いる熱可塑性樹脂と無機微粒子の構成比を調節すること等により、精度よく調節することができる。
【００５４】
１．４５＜ｎ≦１．８０ （Ｈ）
ν≧２０５−１００ｎ （Ｊ）
【００５５】
本発明の熱可塑性材料組成物は、高屈折性、低分散性（高いアッベ数）、耐熱性、光線透過性、軽量性、成形加工性を併せ持ち、さらには屈折率を任意に調節できる、光学特性に優れた熱可塑性材料組成物であり、光学用部品に好適に使用できる。
【００５６】
本発明の熱可塑性材料組成物を含んで構成される光学部品に特に制限はなく、例えば、部品の一部あるいは全部に使用することができ、高屈折性と低分散性が必要とされる部品、高い透明性を必要とされる部品、あるいは透明性と高屈折性を必要とされる部品等が挙げられる。また、任意に屈折率を調節できるため、例えば光ファイバーや光導波路、一部のレンズのように、異なる屈折率を併用したり、屈折率に分布を必要とする光学用部品にも好適に用いることができる。より具体的には、例えば、レンズ（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ、ＯＨＰ用レンズ等）、光ファイバー、光導波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等が挙げられる。
【００５７】
本発明の熱可塑性材料組成物は、原料に溶融成形可能な熱可塑性樹脂を用いることにより、溶融成形性を有するようになるため、従来用いられている熱硬化性樹脂に比べ、これら上述の光学部品を効率よく製造することができる。
【００５８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。尚、実施例中の熱可塑性樹脂、無機微粒子、熱可塑性材料組成物等の物性及び光学特性は以下の方法により測定した。
▲１▼対数粘度η：熱可塑性樹脂を、その樹脂が溶解可能な溶媒（例えばクロロホルム、１−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、オルト−ジクロロベンゼン、クレゾール等）に、０．５ｇ／１００ミリリットルの濃度で溶解した後、３５℃において測定した。
▲２▼屈折率ｎ及びアッベ数ν：通常の熱プレス機を用いて厚さ約０．１〜１ｍｍの板上サンプルを作成し、アッベ屈折計（アタゴ社ＤＲ−Ｍ２）により測定した。
▲３▼ガラス転移温度Ｔｇ：ＤＳＣ（島津ＤＴ−４０シリーズ，ＤＳＣ−４１Ｍ）により測定した。
▲４▼光線透過率：材料組成物を加熱成形して厚さ３．２ｍｍの基板を作成し、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定した。
▲５▼５％重量減少温度Ｔｄ5：空気中でＤＴＡ−ＴＧ（島津ＤＴ−４０シリーズ、ＤＴＧ−４０Ｍ）により測定した。
▲６▼溶融粘度：高化式フローテスター（島津ＣＦＴ−５００）で直径０．１ｃｍ、長さ１ｃｍのオリフィスを用いて溶融粘度を測定した。所定の温度で５分間保った後、１０万ヘクトパスカルの圧力で押し出した。
【００５９】
【合成例１】
第２表（表２）に示した化学式（１５）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合容器に、４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）、及びピリジン２００ｇを仕込み、撹拌して完全に溶解させた。溶液を温水浴で４０℃に保ち、溶液を激しく撹拌させながら、ホスゲンを約０．２５ｇ／分の速度で吹き込んだ。約２５分後にピリジン塩酸塩が析出し始め、さらに約１５分後、溶液の粘性が徐々に増し始めた。さらに１０分ホスゲンを吹き込んだ後に供給を止め、そのまま１時間激しく撹拌を続けた。その後、その状態で上部よりメタノール２００ｇとイオン交換水１００ｇの混合液３００ｇを５分かけて導入し、析出したポリカーボネート樹脂を濾別した。ピリジン塩酸塩などの残留物を除くため、得られたポリカーボネート樹脂をメタノール６００ｇとイオン交換水３００ｇの混合液９００ｇに懸濁させ、ホモミキサーを用いて激しく撹拌し、再度濾別した。この操作を３回繰り返した後、メタノール９００ｇで洗浄し、８０℃で２時間真空乾燥させて樹脂２２．０ｇを得た。
得られたポリカーボネート樹脂について、Ｃ、Ｈの元素分析を行ったところ、その含有量はそれぞれ７０．１ｗｔ％、８．８ｗｔ％であり、それぞれの理論値６９．６ｗｔ％、８．９ｗｔ％とほぼ同等であり、化学式（１５）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂であることを確認した。
得られたポリカーボネート樹脂について、上記の方法に従って対数粘度η、屈折率ｎ、アッベ数ν、ガラス転移温度Ｔｇ、及び光線透過率、密度ρ、５％重量減少温度Ｔｄ5、及び溶融粘度の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。この樹脂は、５％重量減少温度に比べて５０℃以上の十分に低い１８０℃において、９パスカル・秒という、溶融成形を行うのに適した溶融粘度を有しており、溶融成形が可能な熱可塑性樹脂であることがわかる。結果からわかるように、このポリカーボネート樹脂は、数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する溶融成形可能な熱可塑性樹脂であり、本発明の条件に適した樹脂である。
【００６０】
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
【００６１】
【合成例２】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン２４．０ｇ（０．１ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例１と同様にして、表２に示した化学式（１６）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合成し、樹脂２６．２ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１６）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリカーボネート樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６２】
【合成例３】
第２表（表２）に示した化学式（１７）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を、酸クロリド法にて合成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合容器に、４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド２０．９ｇ（０．１ｍｏｌ）、及びニトロベンゼン１００ｇを仕込んだ。窒素雰囲気下で撹拌しながらゆっくり加熱し、２時間で１４５℃まで昇温した。この温度で６時間保持して重合させた後、ニトロベンゼンを減圧下で留去した。残ったポリマーを更にこの温度にて減圧下で２時間乾燥させ、樹脂３２．４ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１７）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエステル樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６３】
【合成例４】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン２４．０ｇ（０．１ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例３と同様にして、表２に示した化学式（１８）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を酸クロリド法にて合成し、樹脂３６．４ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１８）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエステル樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６４】
【合成例５】
第２表（表２）に示した化学式（１９）の繰り返し構造単位を有するポリエーテル樹脂を、ポリマー・マテリアル・サイエンス・エンジニアリング第６０巻１７０頁（１９８９年）に従って合成した。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（１９）の繰り返し構造単位を有するポリエーテル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエーテル樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６５】
【合成例６】
第２表（表２）に示した化学式（２０）の繰り返し構造単位を有するポリアミド樹脂を、酸クロリド法にて合成した。窒素導入ライン、攪拌機、温度計を備えた重合容器に、１，４−シクロヘキサンジアミン１１．４ｇ（０．１ｍｏｌ）及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド２００ｇを仕込み、氷冷しながら撹拌した。１，４−シクロヘキサンジアミンが溶解した後、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド２０．９ｇ（０．１ｍｏｌ）を徐々に加え、その後３時間撹拌を続けた。その後、その状態で上部よりメタノール２００ｇとイオン交換水１００ｇの混合液３００ｇを５分かけて導入し、析出した樹脂を濾別した。ピリジン塩酸塩などの残留物を除くため、得られた樹脂をメタノール６００ｇとイオン交換水３００ｇの混合液９００ｇに懸濁させ、ホモミキサーを用いて激しく撹拌し、再度濾別した。この操作を３回繰り返した後、メタノール９００ｇで洗浄し、８０℃で２時間真空乾燥させて樹脂２４．０ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（２０）の繰り返し構造単位を有するポリアミド樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリアミド樹脂は本発明の条件に適した樹脂である。
【００６６】
【合成例７】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン１２．０ｇ（０．０５ｍｏｌ）とビスフェノールＡ１１．４ｇ（０．０５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例１と同様にして、表２に示した化学式（２３）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂を溶液重合法にて合成し、樹脂２３．２ｇを得た。得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（２３）の繰り返し構造単位を有するポリカーボネート樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリカーボネート樹脂は本発明の条件に適していない樹脂である。
【００６７】
【合成例８】
４，４’−ビシクロヘキサノール１９．８ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりに１，４−シクロヘキサンジオール１１．６ｇ（０．１ｍｏｌ）、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸クロリド２０．９ｇ（０．１ｍｏｌ）の代わりにテレフタル酸クロリド２０．３ｇ（０．１ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例３と同様にして、表２に示した化学式（２４）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂を酸クロリド法にて合成し、樹脂２３．８ｇを得た。
得られた樹脂のＣ、Ｈの元素分析から、化学式（２４）の繰り返し構造単位を有するポリエステル樹脂であることを確認した。
合成例１と同様にして各特性の評価を行い、結果を第２表（表２）に示した。結果からわかるように、このポリエステル樹脂は本発明の条件に適していない樹脂である。
【００６８】
【表２】
【合成例９】
四塩化チタン及びジメチルジメトキシシランを原料に、チタンを主成分とする酸化物微粒子の合成を行った。まず、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス第３７巻４６０３−４６０８頁（１９９８年）に記載の方法に準じて、中間物であるＴｉＯＣｌ2の合成を行った。四塩化チタン２５．０ｇ（０．１３２ｍｏｌ）を窒素ボックス内で三口フラスコに装入し、メタノール・氷浴で−５℃程度に冷却した。撹拌を行いながら、ここに蒸留水１４．３ｇ（０．７９２ｍｏｌ）を、３０分かけてゆっくり滴下した。最終的に黄色い透明な粘性のある液体が得られた。この液体を１２５ｇの蒸留水で希釈し、ＴｉＯＣｌ2の水溶液を得た。また、ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）を、５０ｇの脱水したエタノールで希釈し、ジメチルジメトキシシラン溶液を得た。次いで、蒸留水１４５０ｇ、エタノール１６５０ｇ及びプロピオン酸５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から成り、５０℃に維持された混合液に、この両液、すなわちＴｉＯＣｌ2水溶液とジメチルジメトキシシラン溶液を、別々に、かつ同時に撹拌しながら一気に投入した。さらに５０℃にて撹拌を続けると、数十分で薄く白濁し始めた。この条件で６時間熟成した後、１００００ｒｐｍで２分間遠心分離を行い、得られた白色のゲル状物を酢酸エチルに懸濁させ、さらに同条件で遠心分離を行い、白色の微粒粉末１０．５ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７０】
【合成例１０】
ラングミュア第１６巻第１号２４１−２４６頁（２０００年）に記載の方法に準じて、テトライソプロポキシチタン及びジメチルジメトキシシランを原料に、チタンを主成分とする酸化物微粒子の合成を行った。２−プロパノール１０００ｇで希釈したテトライソプロポキシチタン２．８ｇ（０．０１ｍｏｌ）及びジメチルジメトキシシラン０．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）を、６５℃に維持されたエタノール１００００ｇで希釈したプロピオン酸１１．５ｇ（０．１ｍｏｌ）に、激しく撹拌しながら２分間かけて滴下した。そのまま６５℃で１０分間続けて激しく撹拌した後、蒸留水２０００ｇを激しく撹拌しながら１０分かけて滴下した。そのままの条件でさらに２時間維持した後、１００００ｒｐｍで２分間遠心分離を行い、得られた白色のゲル状物を酢酸エチルに懸濁させ、さらに同条件で遠心分離を行い、白色の微粒粉末０．８ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が４ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５６．８重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７１】
【合成例１１】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から２６．６ｇ（０．３６ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が２ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．２重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７２】
【合成例１２】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から０．０５３１ｇ（０．０００７２ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ球状であり、平均粒子直径が１５０ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７３】
【合成例１３】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から１０６．２ｇ（１．４４ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が０．８ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この二酸化チタン微粒子は本発明の条件に適していない無機微粒子である。
【００７４】
【合成例１４】
用いるプロピオン酸の量を、５．３１ｇ（０．０７２ｍｏｌ）から０．００５３１ｇ（０．００００７２ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末９．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が２５０ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５７．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この二酸化チタン微粒子は本発明の条件に適していない無機微粒子である。
【００７５】
【合成例１５】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から０．２４ｇ（０．００２ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５９．０重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７６】
【合成例１６】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から１．８ｇ（０．０１５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．９ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５３．２重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００７７】
【合成例１７】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から０．０６ｇ（０．０００５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５９．７重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適していない微粒子である。
【００７８】
【合成例１８】
用いるジメチルジメトキシシランの量を、０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）から３．０ｇ（０．０２５ｍｏｌ）に変えた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１１．２ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン４９．５重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適していない微粒子である。
【００７９】
【合成例１９】
ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）の代わりに、ジメチルジクロロシラン０．６４５ｇ（０．００５ｍｏｌ）を用いた以外は、合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．６ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５８．１重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００８０】
【合成例２０】
ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）の代わりに、ジメチルジメトキシチタン１．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．７ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５８．３重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００８１】
【合成例２１】
ジメチルジメトキシシラン０．６ｇ（０．００５ｍｏｌ）の代わりに、塩化マグネシウム０．９５ｇ（０．０１ｍｏｌ）合成例９と同様にして合成を行い、白色の微粒粉末１０．４ｇを得た。この粒子を電子顕微鏡観察し、粒子はほぼ真球状であり、平均粒子直径が５ｎｍであることを確認した。元素分析から、チタン５８．８重量％であることを確認した。またエックス線回折から、この微粒子はアナターゼ型の二酸化チタンが主成分であることを確認した。また、他にピークが観察されなかったことから、チタン以外の成分は、比較的高分散に含有されていることが推察される。微粒子の評価結果を第３表（表３）に示す。結果からわかるように、この酸化物微粒子は本発明の条件に適した微粒子である。
【００８２】
【表３】
【実施例１】
第３表（表３）記載の番号（Ｕ１）の酸化物微粒子０．３ｇを１−ブタノール１０ｇに懸濁させ、超音波処理を３０分行った後、１００℃にて３０分加熱した。得られる白濁液を、表２記載の番号（Ｐ１）の樹脂が１０重量％で溶解したクロロホルム溶液１０ｇに、撹拌しながら常温で５分かけて滴下した。得られた混合液は、ほんのり青白がかった無色透明な液であった。この液を、ホモジナイザーを用いてメタノールと蒸留水の等容量混合液中に析出させ、無機微粒子が樹脂中に混合した材料組成物を得た。この組成物を加熱成形して、厚さ３．２ｍｍの基板を作成したところ、この基板はうすく黄色味を帯びた透明であった。電子顕微鏡観察を行ったところ、無機微粒子が樹脂中に均一に分散していることを確認した。この材料組成物について、屈折率、アッベ数、ガラス転移温度、光線透過率、密度、５％重量減少温度、及び溶融粘度を測定し、その結果を表４に示した。結果からわかるように、この材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する溶融成形可能な可塑性材料組成物、すなわち光学特性および成形加工性に優れた材料組成物であり、さらにはガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、光線透過率７０％以上の透明性、密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性をも併せ持つものであることがわかる。従って、このような特性が要求される光学部品に適した材料組成物である。
【００８４】
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００８５】
【実施例２〜８】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ２）〜（Ｐ８）の樹脂に代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００８６】
【比較例１〜２】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ９）〜（Ｐ１０）の樹脂に代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。本発明の条件範囲の樹脂を用いているため、得られた材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を満たさない。
【００８７】
【実施例９〜１１】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に、また用いる酸化物微粒子を、表３記載の番号（Ｕ２）〜（Ｕ４）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００８８】
【比較例３】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に、また用いる酸化物微粒子を、表３記載の番号（Ｕ５）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成した。得られた組成物から作成された基板は白濁しており、光線透過率が低いために屈折率及びアッベ数の測定ができなかった。電子顕微鏡観察から、無機微粒子が凝集した状態であった。
【００８９】
【比較例４】
用いる樹脂を、表２記載の番号（Ｐ３）の樹脂に、また用いる酸化物微粒子を、表３記載の番号（Ｕ６）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成した。得られた組成物から作成された基板は白濁しており、光線透過率が低いために屈折率及びアッベ数の測定ができなかった。電子顕微鏡観察から、無機微粒子が凝集していることは観察されなかった。
【００９０】
【実施例１２〜１３】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子の量を代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００９１】
【比較例５】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子の量を代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を表４に記した。酸化物微粒子の使用量が本発明の条件の範囲外であるため、光学特性の向上は図ることができず、得られた材料組成物は、数式（Ｇ）で示される屈折率ｎ2を満たすものではない。
【００９２】
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００９３】
【比較例６】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子の量を代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成した。しかし、得られた材料組成物は非常に脆く、熱プレス等でフィルムを作成することができなかった。すなわち、熱可塑性を有していない材料組成物であった。
【００９４】
【実施例１４〜１５】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子を、第３表（表３）記載の番号（Ｕ７）〜（Ｕ８）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を第４表（表４）に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００９５】
【比較例７〜８】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子を、第３表（表３）記載の番号（Ｕ９）〜（Ｕ１０）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を第４表（表４）に記した。酸化物微粒子の使用量が本発明の条件の範囲外であるため、得られた材料組成物は、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）で示される屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有するものではない。
【００９６】
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ）
【００９７】
【実施例１６〜１８】
用いる樹脂を、第２表（表２）記載の番号（Ｐ３）の樹脂に代え、また用いる酸化物微粒子を、第３表（表３）記載の番号（Ｕ１１）〜（Ｕ１３）代えた以外は、実施例１と同様にして材料組成物を作成し、その物性測定結果を第４表（表４）に記した。いずれの実施例においても、得られる材料組成物は実施例１の材料組成物と同様な優れた特性を有しており、光学部品に適した材料組成物であることがわかる。
【００９８】
【表４】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品は、▲１▼数式（Ｈ）及び（Ｊ）で表される屈折率ｎおよびアッベ数νを有する優れた光学特性、▲２▼ガラス転移温度８０℃以上の耐熱性、▲３▼光線透過率７０％以上の透明性、▲４▼密度２．０ｇ／ｃｍ3以下の軽量性、及び▲５▼熱可塑性及び／または溶融成形性を併せ持つ材料組成物、及びそれを含んで構成される光学部品であり、例えば、レンズ（例えば、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズ、ＯＨＰ用レンズ等）、光ファイバー、光導波路、光フィルター、光学用接着剤、光ディスク基盤、ディスプレー基盤、コーティング材、プリズム等の用途に好適である。
１．４５＜ｎ≦１．８０ （Ｈ）
ν≧２０５−１００ｎ （Ｊ）
Claims (8)
- 数式（Ａ）及び（Ｂ）で示される屈折率ｎ1及びアッベ数ν1を有する、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリカーボネート樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエステル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリエーテル樹脂、環状脂肪族鎖を有するポリアミド樹脂、または環状脂肪族鎖を有するポリイミド樹脂から選択される熱可塑性樹脂１００重量部と、平均粒子直径ｄiが数式（Ｃ）で示されるチタンを主成分とする酸化物微粒子１〜２００重量部とから成り、該酸化物微粒子中のチタンの含有量Ｃiが数式（Ｄ）で示される範囲である、数式（Ｅ）、（Ｆ）及び（Ｇ）を満たす屈折率ｎ2及びアッベ数ν2を有する熱可塑性材料組成物。
１．４５≦ｎ1≦１．６５ （Ａ）
ν1≧１９５−１００ｎ1 （Ｂ）
１ｎｍ≦ｄi≦２００ｎｍ （Ｃ）
５０重量％≦Ｃi≦５９．５重量％ （Ｄ）
１．４５＜ｎ2≦１．８０ （Ｅ）
ν2≧２０５−１００ｎ2 （Ｆ）
ｎ2≧ｎ1＋０．０１ （Ｇ） - 請求項１記載の熱可塑性材料組成物を含んで構成される光学部品。
- 光学部品が、レンズであることを特徴とする請求項２記載の光学部品。
- レンズが、眼鏡レンズ、光学機器用レンズ、オプトエレクトロニクス用レンズ、レーザー用レンズ、ＣＤピックアップ用レンズ、自動車用ランプレンズまたはＯＨＰ用レンズであることを特徴とする請求項３記載の光学部品。
- 光学部品が、光ファイバーであることを特徴とする請求項２記載の光学部品。
- 光学部品が、光導波路であることを特徴とする請求項２記載の光学部品。
- 光学部品が、光フィルターであることを特徴とする請求項２記載の光学部品。
- 光学部品が、光学用接着剤であることを特徴とする請求項２記載の光学部品。
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