(57)【要約】【課題】透明性及び熱膨張の少ない光学素子を提供する。【解決手段】光学素子としての対物レンズ１５等の製造方法は、熱可塑性樹脂と一次粒子の体積平均分散粒子径が３０ｎｍ以下である無機粒子とを溶融・混練する溶融混練工程を有し、前記溶融混練工程における単位重量あたりの混練トルク最大値Ｍが、下記式（１）の条件を満たしている。    ０．０２Ｎｍ／ｇ≦Ｍ  …  （１）【選択図】図１
2006160991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂と一次粒子の体積平均分散粒子径が３０ｎｍ以下である無機粒子とを溶融・混練する溶融混練工程を有し、
前記溶融混練工程における単位重量あたりの混練トルク最大値Ｍが、下記式（１）の条件を満たすことを特徴とする熱可塑性複合材料の製造方法。
０．０２Ｎｍ／ｇ≦Ｍ  …  （１）
【請求項２】
請求項１に記載の熱可塑性複合材料の製造方法において、
前記混練トルク最大値Ｍが、下記式（２）の条件を満たすことを特徴とする熱可塑性複合材料の製造方法。
０．１Ｎｍ／ｇ≦Ｍ≦２０Ｎｍ／ｇ  …  （２）
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱可塑性複合材料の製造方法において、
前記無機粒子の含有率が１０質量％以上８０質量％以下であることを特徴とする熱可塑性複合材料の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料の製造方法において、
前記熱可塑性樹脂が少なくともシクロオレフィン樹脂を含むことを特徴とする熱可塑性複合材料の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする熱可塑性複合材料。
【請求項６】
請求項５に記載の熱可塑性複合材料から構成されていることを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、フィルター、グレーティング、光ファイバー、平板光導波路などとして好適に用いられ、透明性及び着色耐性に優れた熱可塑性複合材料の製造方法並びにそれにより製造された熱可塑性複合材料及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯ、ＣＤ、ＤＶＤといった光情報記録媒体（以下、単に媒体ともいう）に対して、情報の読み取りや記録を行なうプレーヤー、レコーダー、ドライブといった情報機器には、光ピックアップ装置が備えられている。光ピックアップ装置は、光源から発した所定波長の光を媒体に照射し、反射した光を受光素子で受光する光学素子ユニットを備えており、光学素子ユニットはこれらの光を媒体の反射層や受光素子で集光させるためのレンズ等の光学素子を有している。
【０００３】
光ピックアップ装置の光学素子は、射出成形等の手段により安価に作製できる等の点で、プラスチックを材料として適用することが好ましい。光学素子に適用可能なプラスチックとしては、環状オレフィンとα−オレフィンの共重合体等が知られている。
【０００４】
ところで、例えば、ＣＤ／ＤＶＤプレーヤーのような、複数種の媒体に対して情報の読み書きが可能な情報機器の場合、光ピックアップ装置は、両者の媒体の形状や適用する光の波長の違いに対応した構成とする必要がある。この場合、光学素子ユニットはいずれの媒体に対しても共通とすることがコストやピックアップ特性の観点から好ましい。
【０００５】
一方、プラスチックを材料として適用した光学素子ユニットにおいては、ガラスレンズのような光学的安定性を有する物質であることが求められている。例えば、環状オレフィンのような光学的プラスチック物質は、湿度に関して大幅に改善された屈折率の安定性を有するのに対し、温度に対する屈折率の安定性の改良が未だ十分でないのが現状である。
【０００６】
上記のようなプラスチックレンズの光学的屈折率を修正する方法の１つとして、微細粒子充填材を使用する方法が、種々提案されている。
【０００７】
この微細粒子充填材は、光学的プラスチックの屈折率を修正するために使用され、粒子サイズが十分に小さい充填材を用いることによって、充填材による光散乱を起こさず、充填されたプラスチックは、レンズとしての十分な透明性を維持することができるものである。例えば、プラスチックの屈折率を増加させるための微細粒子の添加を記載する技術が、非特許文献１や非特許文献２等に記載されている。
【０００８】
また、樹脂レンズの屈折率及びその温度依存性の改良を目的として、例えば、感温性を有するポリマー状ホスト物質に、微細粒子物質を２軸押し出し機で混練して分散させて、屈折率の温度依存性を改良した光学製品が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ポリスチレン、メタクリル酸メチル、環状オレフィンあるいはポリスルホンの各樹脂に、微細粒子物質を２軸押し出し機で混練して分散させて、屈折率の温度依存性を改良した光学製品が提案されている（例えば、特許文献２〜５参照。）。
【非特許文献１】C.Becker, P.Mueller and H.Schmidt，「シリカ微細粒子で修飾された表面を有する熱可塑性微細合成物質における光学的及び熱力学調査」，SPIE Proceedings，1998年7月，第3469巻，p.88-98
【非特許文献２】B.Braune, P.Mueller and H.Schmidt，「光学的応用のための酸化タンタルナノマー（Tantalum Oxide Nanomers）」，SPIE Proceedings，1998年7月，第3469巻，p.124-132
【特許文献１】特開２００２−２０７１０１号公報
【特許文献２】特開２００２−２４１５６０号公報
【特許文献３】特開２００２−２４１５６９号公報
【特許文献４】特開２００２−２４１５９２号公報
【特許文献５】特開２００２−２４１６１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、樹脂と微細粒子物質とから構成される複合材料においては、その混練条件によっては、形成した光学製品の透明性を損なうという課題を抱えているが、上記提案されている各方法において、上記の課題に対し、樹脂と微細粒子物質との具体的な混練条件に関しては一切の記載や示唆はなく、透明性が高い光学製品を実現するための指針が一切なく、試行錯誤で混練条件を設定しているのが現状である。また、熱膨張の抑制効果と複合材料の作製プロセスとの指針も示されていない。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、レンズ、フィルター、グレーティング、光ファイバー、平板光導波路などとして好適に用いられ、透明性及び熱膨張の少ない熱可塑性複合材料の製造方法並びにそれにより製造された熱可塑性複合材料及び光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明の熱可塑性複合材料の製造方法は、
熱可塑性樹脂と一次粒子の体積平均分散粒子径が３０ｎｍ以下である無機粒子とを溶融・混練する溶融混練工程を有し、
前記溶融混練工程における単位重量あたりの混練トルク最大値Ｍが、下記式（１）の条件を満たすことを特徴としている。
０．０２Ｎｍ／ｇ≦Ｍ  …  （１）
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の熱可塑性複合材料の製造方法において、
前記混練トルク最大値Ｍが、下記式（２）の条件を満たすことを特徴としている。
０．１Ｎｍ／ｇ≦Ｍ≦２０Ｎｍ／ｇ  …  （２）
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の熱可塑性複合材料の製造方法において、
前記無機粒子の含有率が１０質量％以上８０質量％以下であることを特徴としている。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料の製造方法において、
前記熱可塑性樹脂が少なくともシクロオレフィン樹脂を含むことを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明の熱可塑性複合材料は、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱可塑性複合材料の製造方法を用いて製造されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項６に記載の発明の光学素子は、
請求項５に記載の熱可塑性複合材料から構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、レンズ、フィルター、グレーティング、光ファイバー、平板光導波路などとして好適に用いられ、透明性に優れ、熱膨張が抑制された熱可塑性複合材料の製造方法並びにそれにより製造された熱可塑性複合材料及び光学素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲は以下の実施形態及び図示例に限定されるものではない。
【００１９】
始めに、本発明に係る熱可塑性複合材料の製造方法について説明する。
【００２０】
本発明に係る熱可塑性複合材料の製造方法は、「熱可塑性樹脂」と一次粒子の体積平均分散粒子径が３０ｎｍ以下である「無機粒子」とを溶融・混練する溶融混練工程を有し、当該溶融混練工程における単位重量あたりの混練トルク最大値Ｍが、下記式（１）の条件を満たしている。
０．０２Ｎｍ／ｇ≦Ｍ  …  （１）
【００２１】
この熱可塑性複合材料の製造方法によれば、レンズ、フィルター、グレーティング、光ファイバー、平板光導波路などとして好適に用いられ、透明性及び着色耐性に優れた、本発明に係る熱可塑性複合材料を製造することができる。
【００２２】
すなわち、無機粒子と有機材料である熱可塑性樹脂との熱可塑性複合材料の製造において、溶融・混練により熱可塑性樹脂と無機粒子とを混練する方法を適用する場合、混練に要するトルクをパラメータとし、単位重量あたりの混練トルク最大値Ｍを上記（１）の条件を満たす特定の範囲に制御することにより、極めて良好な混練条件を見出すことができた。この混練条件下では、熱可塑性樹脂中に無機粒子が均一に分散し、無機粒子の凝集が少なく、透明性が上昇し、熱可塑性複合材料の熱膨張が抑制できることが判明した。
【００２３】
本発明において、上記混練トルク最大値Ｍは、好ましくは下記式（２）の条件を満たすのがよい。
０．１Ｎｍ／ｇ≦Ｍ≦２０Ｎｍ／ｇ  …  （２）
【００２４】
混練トルク最大値Ｍを０．１Ｎｍ／ｇとするのは、無機粒子の分散状態をより均一にできるからであり、２０Ｎｍ／ｇ以下とするのは、混練時の発熱による無機粒子や熱可塑性樹脂の劣化を抑制することができるからである。実際に２０Ｎｍ／ｇを上回るトルクを混練時に付与することは、装置の破損や、装置の大型化を招き、費用の観点からも好ましくない。
【００２５】
本発明において、溶融混練工程に用いることのできる装置としては、ラボプラストミル、ブラベンダー、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等のような密閉式混練装置またはバッチ式混練装置を挙げることができる。また、単軸押出機、二軸押出機等のように連続式の溶融混練装置を用いて製造することもできる。
【００２６】
本発明に係る熱可塑性複合材料の製造方法において、熱可塑性樹脂と無機粒子を一括で添加し混練してもよいし、段階的に分割添加して混練してもよい。この場合、押出機などの溶融混練装置では、段階的に添加する成分をシリンダーの途中から添加することも可能である。また、予め混連後、熱可塑性樹脂以外の成分で予め添加しなかった成分を添加して更に溶融混練する際も、これらを一括で添加して、混練してもよいし、段階的に分割添加して混練してもよい。分割して添加する方法も、一成分を数回に分けて添加する方法も採用でき、一成分は一括で添加し、異なる成分を段階的に添加する方法も採用でき、そのいずれもを合わせた方法でも良い。
【００２７】
本発明において、無機粒子は粉体ないし凝集状態のまま添加することが可能である。あるいは、液中に分散した状態で添加することも可能である。液中に分散した状態で添加する場合は、混練後に脱揮を行うことが好ましい。
【００２８】
液中に分散した状態で添加する場合、あらかじめ凝集粒子を一次粒子に分散して添加することが好ましい。分散には各種分散機が使用可能であるが、特にビーズミルが好ましい。ビーズは各種の素材があるがその大きさは小さいものが好ましく、特に０．１ｍｍ以下で０．００１ｍｍ以上のものが好ましい。
【００２９】
本発明に係る熱可塑性複合材料の製造方法においては、混練トルクとは、無機粒子が混合された時点からの意味である。無機粒子が混合される前に熱可塑性樹脂のみの混練のトルクは、無機粒子の混練状態に直接は関連しないからである。
【００３０】
本発明において、熱可塑性樹脂の吸水率が、無機有機の熱可塑性複合材料の屈折率、およびその温度依存性に大きく影響する観点から、熱可塑性樹脂の吸水率は、０．２質量％以下であることが好ましい。熱可塑性樹脂の吸水率を上記で規定する条件とすることのより、光学材料として熱可塑性複合材料を使用する場合、環境の変化での屈折率の変化が許容範囲に入ってくる。さらに熱可塑性樹脂の吸水率は０．１質量％以下であることが好ましい。
【００３１】
また、分散されている無機粒子の含有率は、１０質量％以上で８０質量％以下であることが好ましい。無機粒子の含有率が１０質量％以上であれば、無機粒子混合による物性改良効果を発揮させることができるからであり、また８０質量％以下であれば、必要な熱可塑性樹脂比率を維持すると共に、熱可塑性樹脂の元来の長所である加工性などの特性が損なわれることがないからである。
【００３２】
分散されている無機粒子の含有率は、さらに好ましくは、３０質量％以上で８０質量％以下であるのがよく、当該含有率を３０質量％以上とすることで、熱可塑性樹脂の熱膨張抑制効果が十分に得られるようになる。
【００３３】
熱可塑性樹脂中に分散されている無機粒子の体積平均粒径は、３０ｎｍ以下であることが好ましい。無機粒子の体積平均粒径が３０ｎｍ以下であれば、無機粒子に起因する光散乱を抑制でき、高い透明性を得ることができる。
【００３４】
また、無機粒子の体積平均粒径の下限としては１ｎｍ以上であることが好ましく、１ｎｍ以上であれば、比表面積が大きくなりすぎることがなく、熱可塑性樹脂との親和性を得るための表面処理に必要な処理剤を適切な範囲に設定することができる。すなわち、無機粒子の形態が球状である場合、総体積が同じであれば、比表面積は平均粒径に反比例し、例えば、平均粒径が３０ｎｍから１ｎｍになると、比表面積は３０倍となる。３０ｎｍの無機粒子を用い、その表面処理剤の必要量が総体積の１０％であったとすると、１ｎｍの粒子を用いた場合には、表面処理にようする表面処理剤の量は３０倍となり、この実現は不可能となる。
【００３５】
次に、本発明に係る熱可塑性複合材料の各構成要素について順次詳細に説明する。
【００３６】
〔熱可塑性樹脂〕
本発明に係る熱可塑性複合材料は、有機重合体からなる熱可塑性樹脂中に無機粒子が分散されることにより熱可塑性樹脂の持つ屈折率が適度に制御できると共に、温度依存性が改良される。
【００３７】
熱可塑性樹脂としては、光学材料として一般的に用いられる透明の熱可塑性樹脂であれば特に制限はないが、光学素子としての加工性を考慮すると、アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、またはポリイミド樹脂であることが好ましく、特に好ましくは環状オレフィン樹脂であり、例えば、特開２００３−７３５５９号公報等に記載の化合物を挙げることができ、その好ましい化合物を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2006160991.tif 000003
【００３９】
熱可塑性樹脂においては、吸水率が０．２質量％以下であることが好ましい。吸水率が０．２質量％以下の樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テフロン（登録商標）ＡＦ（デュポン社製）、サイトップ（旭硝子社製）等）、環状オレフィン樹脂（例えば、ＺＥＯＮＥＸ（日本ゼオン社製）、アートン（ＪＳＲ社製）、アペル（三井化学社製）、ＴＯＰＡＳ（ポリプラスチック社製）等）、インデン／スチレン系樹脂、ポリカーボネートなどが好適であるが、これらに限るものではない。また、これらの樹脂と相溶性のある他の樹脂を併用することも好ましい。２種以上の樹脂を用いる場合、その吸水率は、個々の樹脂の吸水率の平均値にほぼ等しいと考えら、その平均の吸水率が０．２％以下になればよい。
【００４０】
〔無機粒子〕
無機粒子は、その一次粒径の体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上で３０ｎｍ以下であることがより好ましく、１ｎｍ以上で１０ｎｍ以下であることが更に好ましい。体積平均分散粒径が１ｎｍ以上であれば、無機粒子の分散性を確保することができ、所望の性能を得ることができ、また体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下であれば、得られる熱可塑性複合材料の良好な透明性を得ることができ、光線透過率として７０％以上を達成することができる。ここでいう体積平均分散粒径とは、分散状態にある無機粒子を、同体積の球に換算した時の直径を言う。また、一次粒子が凝集したものの粒径が３０ｎｍ以上であっても、凝集物を解凝集させ分散させることで所望の透明性を確保することが可能であるが、一次粒子を粉砕し３０ｎｍ以下の粒径の粒子を得ることは困難であり、一次粒子の大きさが重要である。なお、一次粒子の大きさは、ＳＥＭ、ＴＥＭを用いて確認できるほか、ＢＥＴにより比表面積を測定することで推算することも可能である。
【００４１】
無機粒子の形状は、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。なお、無機粒子の形状は、ＳＥＭ、ＴＥＭを用いて確認することができる。
【００４２】
無機粒子としては、例えば、酸化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛、これら酸化物より構成される複酸化物であるニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム等、あるいは、リン酸塩、硫酸塩等、を挙げることができる。
【００４３】
また、無機粒子として、半導体結晶組成の微粒子も好ましく利用できる。該半導体結晶組成には、特に制限はないが、光学素子として使用する波長領域において吸収、発光、蛍光等が生じないものが望ましい。具体的な組成例としては、例えば、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表第１４族元素の単体、リン（黒リン）等の周期表第１５族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第１６族元素の単体、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の複数の周期表第１４族元素からなる化合物、酸化錫（IV）（ＳｎＯ２）、硫化錫（II、IV）（Ｓｎ（II）Ｓｎ（IV）Ｓ３）、硫化錫（IV）（ＳｎＳ２）、硫化錫（II）（ＳｎＳ）、セレン化錫（II）（ＳｎＳｅ）、テルル化錫（II）（ＳｎＴｅ）、硫化鉛（II）（ＰｂＳ）、セレン化鉛（II）（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（II）（ＰｂＴｅ）等の周期表第１４族元素と周期表第１６族元素との化合物、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、砒化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）等の周期表第１３族元素と周期表第１５族元素との化合物（あるいはIII−Ｖ族化合物半導体）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）、セレン化アルミニウム（Ａｌ２Ｓｅ３）、硫化ガリウム（Ｇａ２Ｓ３）、セレン化ガリウム（Ｇａ２Ｓｅ３）、テルル化ガリウム（Ｇａ２Ｔｅ３）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、テルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）等の周期表第１３族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化タリウム（Ｉ）（ＴｌＣｌ）、臭化タリウム（Ｉ）（ＴｌＢｒ）、ヨウ化タリウム（Ｉ）（ＴｌＩ）等の周期表第１３族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）等の周期表第１２族元素と周期表第１６族元素との化合物（あるいはII〜VI族化合物半導体）、硫化砒素（III）（Ａｓ２Ｓ３）、セレン化砒素（III）（Ａｓ２Ｓｅ３）、テルル化砒素（III）（Ａｓ２Ｔｅ３）、硫化アンチモン（III）（Ｓｂ２Ｓ３）、セレン化アンチモン（III）（Ｓｂ２Ｓｅ３）、テルル化アンチモン（III）（Ｓｂ２Ｔｅ３）、硫化ビスマス（III）（Ｂｉ２Ｓ３）、セレン化ビスマス（III）（Ｂｉ２Ｓｅ３）、テルル化ビスマス（III）（Ｂｉ２Ｔｅ３）等の周期表第１５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、セレン化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｓｅ）等の周期表第１１族元素と周期表第１６族元素との化合物、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、臭化銀（ＡｇＢｒ）等の周期表��１１族元素と周期表第１７族元素との化合物、酸化ニッケル（II）（ＮｉＯ）等の周期表第１０族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化コバルト（II）（ＣｏＯ）、硫化コバルト（II）（ＣｏＳ）等の周期表第９族元素と周期表第１６族元素との化合物、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、硫化鉄（II）（ＦｅＳ）等の周期表第８族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化マンガン（II）（ＭｎＯ）等の周期表第７族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化モリブデン（IV）（ＭｏＳ２）、酸化タングステン（IV）（ＷＯ２）等の周期表第６族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化バナジウム（II）（ＶＯ）、酸化バナジウム（IV）（ＶＯ２）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ２Ｏ５）等の周期表第５族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化チタン（ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ５、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ５Ｏ９等）等の周期表第４族元素と周期表第１６族元素との化合物、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）等の周期表第２族元素と周期表第１６族元素との化合物、酸化カドミウム（II）クロム（III）（ＣｄＣｒ２Ｏ４）、セレン化カドミウム（II）クロム（III）（ＣｄＣｒ２Ｓｅ４）、硫化銅（II）クロム（III）（ＣｕＣｒ２Ｓ４）、セレン化水銀（II）クロム（III）（ＨｇＣｒ２Ｓｅ４）等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート（ＢａＴｉＯ３）等が挙げられる。なお、Ｇ．Ｓｃｈｍｉｄら；Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，４巻，４９４頁（１９９１）に報告されている（ＢＮ）７５（ＢＦ２）１５Ｆ１５や、Ｄ．Ｆｅｎｓｋｅら；Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．Ｅｎｇｌ．，２９巻，１４５２頁（１９９０）に報告されているＣｕ１４６Ｓｅ７３（トリエチルホスフィン）２２のように構造の確定されている半導体クラスターも同様に例示される。
【００４４】
これらの無機粒子は、１種類の無機粒子を用いてもよく、また複数種類の無機粒子を併用してもよい。また、複合組成の無機粒子を用いることも可能である。
【００４５】
〔無機粒子の製造方法及び表面修飾〕
無機粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のいずれの方法も用いることができる。例えば、ハロゲン化金属やアルコキシ金属を原料に用い、水を含有する反応系において加水分解することにより、所望の酸化物微粒子を得ることができる。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。より具体的には、例えば、二酸化チタン微粒子の場合、ジャーナル・オブ・ケミカルエンジニアリング・オブ・ジャパン第３１巻１号２１−２８頁（１９９８年）や、硫化亜鉛の場合は、ジャーナル・オブ・フィジカルケミストリー第１００巻４６８−４７１頁（１９９６年）に記載された公知の方法を用いることができる。例えば、これらの方法に従えば、体積平均分散粒径が５ｎｍの酸化チタンは、チタニウムテトライソプロポキサイドや四塩化チタンを原料として、適当な溶媒中で加水分解させる際に適当な表面修飾剤を添加することにより容易に製造することができる。また、体積平均分散粒径が４０ｎｍの硫化亜鉛は、ジメチル亜鉛や塩化亜鉛を原料とし、硫化水素あるいは硫化ナトリウムなどで硫化する際に、表面修飾剤を添加することにより製造することができる。表面修飾する方法は、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、水が存在する条件下で加水分解により微粒子の表面に修飾する方法が挙げられる。この方法では、酸またはアルカリなどの触媒が好適に用いられ、微粒子表面の水酸基と、表面修飾剤が加水分解して生じる水酸基とが、脱水して結合を形成することが一般に考えられている。
【００４６】
使用可能な表面修飾剤としては、例えば、シランカップリング剤：テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、３−メチルフェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジフェノキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルフェノキシシランなどが挙げられる。
【００４７】
また、チタンカップリング剤：テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート及びビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネート等が挙げられる。
【００４８】
その他、アルミネート系カップリング剤や、アミノ酸系分散剤、各種シリコンオイルを表面処理に用いることも可能である。
【００４９】
これら表面処理剤は、反応速度などの特性が異なり、表面修飾の条件などに適した化合物を用いることができる。また、１種類のみを用いても、複数種類を併用してもよい。さらに、用いる化合物によって得られる表面修飾微粒子の性状は異なることがあり、熱可塑性複合材料を得るにあたって用いる熱可塑性樹脂との親和性を、表面修飾する際に用いる化合物を選ぶことによって図ることも可能である。
【００５０】
表面修飾剤の割合は、特に限定されるものではないが、表面修飾後の微粒子に対して、表面修飾剤の割合が１０〜９９質量％であることが好ましく、３０〜９８質量％であることがより好ましい。
【００５１】
本発明に係る熱可塑性複合材料は、屈折率が制御されており、屈折率の温度依存性が小さく、かつ透明度が高く、光学的に優れた材料であり、さらには熱可塑性、あるい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である。この優れた光学特性と成形加工性を併せ持った熱可塑性複合材料は、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】
〔その他の配合剤〕
本発明に係る熱可塑性複合材料の調製工程や成型工程においては、必要に応じて各種添加剤（配合剤ともいう）を添加することができる。添加剤については、格別限定はないが、酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤；滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤；軟質重合体、アルコール性化合物等の白濁防止剤；染料や顔料などの着色剤；帯電防止剤、難燃剤、フィラーなどが挙げられる。これらの配合剤は、単独で、あるいは２種以上を組み合せて用いることができ、その配合量は本発明に記載の効果を損なわない範囲で適宜選択される。本発明においては、特に、重合体が少なくとも可塑剤または酸化防止剤を含有することが好ましい。
【００５３】
（可塑剤）
可塑剤としては、特に限定はないが、リン酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、ピロメリット酸系可塑剤、グリコレート系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤等を挙げることができる。
【００５４】
リン酸エステル系可塑剤では、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、ジフェニルビフェニルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリブチルホスフェート等、フタル酸エステル系可塑剤では、例えば、ジエチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、ジメチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジフェニルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート等、トリメリット酸系可塑剤では、例えば、トリブチルトリメリテート、トリフェニルトリメリテート、トリエチルトリメリテート等、ピロメリット酸エステル系可塑剤では、例えば、テトラブチルピロメリテート、テトラフェニルピロメリテート、テトラエチルピロメリテート等、グリコレート系可塑剤では、例えば、トリアセチン、トリブチリン、エチルフタリルエチルグリコレート、メチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート等、クエン酸エステル系可塑剤では、例えば、トリエチルシトレート、トリ−ｎ−ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリ−ｎ−ブチルシトレート、アセチルトリ−ｎ−（２−エチルヘキシル）シトレート等を挙げることができる。さらに、高温化でのハンドリングによる着色を防止する必要がある場合、高純度アミドワックスや脂肪酸エステルを用いることも好ましい。例えば、エチレンビスステアリン酸アミド、エルカ酸、オレイン酸などのアミド、ラウリン酸メチルやステアリン酸ブチル、ベヘニン酸ベヘニルなどのモノエステル、ネオペンチルポリオール長鎖脂肪酸エステルやジペンタエリスリトール長鎖脂肪酸エステルなどのポリオールのエステルなどを用いることが好ましい。
【００５５】
また、本発明に係る熱可塑性複合材料には、更に、最も低いガラス転移温度が３０℃以下である化合物を配合してもよく、当該化合物を配合することにより、透明性、耐熱性、機械的強度などの諸特性を低下させることなく、長時間の高温高湿度環境下での白濁を防止できる。
【００５６】
（酸化防止剤）
酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられ、これらの中でもフェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換フェノール系酸化防止剤が好ましい。これらの酸化防止剤を配合することにより、透明性、耐熱性等を低下させることなく、成型時の酸化劣化等によるレンズの着色や強度低下を防止できる。これらの酸化防止剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択されるが、本発明の熱可塑性複合材料１００質量部に対して好ましくは０．００１〜２０質量部、より好ましくは０．０１〜１０質量部である。
【００５７】
フェノール系酸化防止剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、２−ｔ−ブチル−６−（３−ｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルベンジル）−４−メチルフェニルアクリレート、２，４−ジ−ｔ−アミル−６−（１−（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル）エチル）フェニルアクリレートなどの特開昭６３−１７９９５３号公報や特開平１−１６８６４３号公報に記載されるアクリレート系化合物；オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス（メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニルプロピオネート））メタン［すなわち、ペンタエリスリメチル−テトラキス（３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニルプロピオネート））］、トリエチレングリコールビス（３−（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオネート）などのアルキル置換フェノール系化合物；６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−２，４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、４−ビスオクチルチオ−１，３，５−トリアジン、２−オクチルチオ−４，６−ビス−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−オキシアニリノ）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン基含有フェノール系化合物；などが挙げられる。
【００５８】
リン系酸化防止剤としては、一般の樹脂工業で通常使用される物であれば格別な限定はなく、例えば、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、１０−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキサイドなどのモノホスファイト系化合物；４，４’−ブチリデン−ビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェニル−ジ−トリデシルホスファイト）、４，４’−イソプロピリデン−ビス（フェニル−ジ−アルキル（Ｃ１２〜Ｃ１５）ホスファイト）などのジホスファイト系化合物などが挙げられる。これらの中でも、モノホスファイト系化合物が好ましく、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（ジノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイトなどが特に好ましい。
【００５９】
イオウ系酸化防止剤としては、例えば、ジラウリル３，３−チオジプロピオネート、ジミリスチル３，３’−チオジプロピピオネート、ジステアリル３，３−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル３，３−チオジプロピオネート、ペンタエリスリトール−テトラキス−（β−ラウリル−チオ−プロピオネート）、３，９−ビス（２−ドデシルチオエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンなどが挙げられる。
【００６０】
そのほか、ジフェニルアミン誘導体などのアミン系酸化防止剤、ニッケルや亜鉛のチオカルバメートなども酸化防止剤として用いることが出来る。
【００６１】
（耐光安定剤）
耐光安定剤としては、ベンゾフェノン系耐光安定剤、ベンゾトリアゾール系耐光安定剤、ヒンダードアミン系耐光安定剤などが挙げられるが、本発明においては、レンズの透明性、耐着色性等の観点から、ヒンダードアミン系耐光安定剤（ＨＡＬＳ）を用いるのが好ましい。このようなＨＡＬＳの具体例としては、低分子量のものから中分子量、高分子量のものを選ぶことができる。
【００６２】
例えば、比較的分子量の小さいものとして、ＬＡ−７７（旭電化製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ７６５（ＣＳＣ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ１２３（ＣＳＣ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ４４０（ＣＳＣ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ１４４（ＣＳＣ製）、ＨｏｓｔａｖｉｎＮ２０（ヘキスト社製）中程度の分子量として、ＬＡ−５７（旭電化製）、ＬＡ−５２（旭電化製）、ＬＡ−６７（旭電化製）、ＬＡ−６２（旭電化製）、さらに分子量の大きいものとして、ＬＡ−６８（旭電化製）、ＬＡ−６３（旭電化製）、ＨｏｓｔａｖｉｎＮ３０（ヘキスト社製）、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ９４４（ＣＳＣ製）、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ２０２０（ＣＳＣ製）、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ１１９（ＣＳＣ製）、Ｔｉｎｕｖｉｎ６２２（ＣＳＣ製）、ＣｙａｓｏｒｂＵＶ−３３４６（Ｃｙｔｅｃ製）、ＣｙａｓｏｒｂＵＶ−３５２９（Ｃｙｔｅｃ製）、Ｕｖａｓｉｌ２９９（ＧＬＣ製）などが挙げられる。特に、熱可塑性複合材料をバルク状に成型する場合には低、中分子量のＨＡＬＳを、熱可塑性複合材料をフィルム状に成型する場合には中、高分子量のＨＡＬＳを用いることが好ましい。
【００６３】
本発明に係る熱可塑性複合材料に対する上記配合量は、重合体１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜２０質量部、より好ましくは０．０２〜１５質量部、特に好ましくは０．０５〜１０質量部である。添加量が少なすぎると耐光性の改良効果が十分に得られず、屋外で長時間使用する場合等に着色が生じる。一方、ＨＡＬＳの配合量が多すぎると、その一部がガスとなって発生したり、熱可塑性樹脂への分散性が低下して、レンズの透明性が低下する。
【００６４】
次に、上記説明した本発明の熱可塑性複合材料から作製される光学素子の製造方法について説明する。
【００６５】
本発明に係る光学素子は、まず、熱可塑性複合材料（熱可塑性複合材料単独の場合もあれば、熱可塑性複合材料と添加剤との混合物の場合もある）が調製され、次いで、得られた調製物が成型されたものである。
【００６６】
熱可塑性複合材料の成型物は、熱可塑性複合材料を成型して得られる。成型方法としては、格別制限されるものはないが、低複屈折性、機械強度、寸法精度等の特性に優れた成型物を得る為には溶融成型が好ましい。溶融成型法としては、例えば、市販のプレス成型、市販の押し出し成型、市販の射出成型等が挙げられるが、射出成型が成型性、生産性の観点から好ましい。
【００６７】
成型条件は使用目的、または成型方法により適宜選択されるが、例えば、射出成型における熱可塑性複合材料（熱可塑性複合材料単独の場合または熱可塑性複合材料と添加物との混合物の場合の両方がある。）の温度は、成型時に適度な流動性を熱可塑性複合材料に付与して成型品のヒケやひずみを防止し、熱可塑性複合材料の熱分解によるシルバーストリークの発生を防止し、更に、成型物の黄変を効果的に防止する観点から１５０℃〜４００℃の範囲が好ましく、更に好ましくは２００℃〜３５０℃の範囲であり、特に好ましくは２００℃〜３３０℃の範囲である。
【００６８】
成型物は、球状、棒状、板状、円柱状、筒状、チューブ状、繊維状、フィルムまたはシート形状など種々の形態で使用することができ、また、低複屈折性、透明性、機械強度、耐熱性、低吸水性に優れる。そのため、本発明に係る光学素子は光学用樹脂レンズとして好適に用いることができ、その他の光学部品としても好適に用いることができる。
【００６９】
（光学素子）
本発明に係る光学素子は、上記の製造方法により得られるが、光学部品への具体的な適用例としては、以下のようである。
【００７０】
例えば、光学レンズや光学プリズムとしては、カメラの撮像系レンズ；顕微鏡、内視鏡、望遠鏡レンズなどのレンズ；眼鏡レンズなどの全光線透過型レンズ；ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＷＯＲＭ（追記型光ディスク）、ＭＯ（書き変え可能な光ディスク；光磁気ディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）などの光ディスクのピックアップレンズ；レーザビームプリンターのｆθレンズ、センサー用レンズなどのレーザ走査系レンズ；カメラのファインダー系のプリズムレンズなどが挙げられる。
【００７１】
光ディスク用途としては、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＷＯＲＭ（追記型光ディスク）、ＭＯ（書き変え可能な光ディスク；光磁気ディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）などが挙げられる。その他の光学用途としては、液晶ディスプレイなどの導光板；偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルムなどの光学フィルム；光拡散板；光カード；液晶表示素子基板などが挙げられる。
【００７２】
これらの中でも、低複屈折性が要求されるピックアップレンズやレーザ走査系レンズとして好適であり、ピックアップレンズに最も好適に用いられる。
【００７３】
ここで、図１を参照しながら、本発明に係る光学素子の用途の一例として、当該光学素子を光ディスク用の光ピックアップ装置に適用する例を説明する。
【００７４】
図１は光ピックアップ装置１の概略構成を示す断面図である。
図１に示す通り、光ピックアップ装置１は光源としての３種類の半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を有している。半導体レーザ発振器ＬＤ１は、ＢＤ（又はＡＯＤ）１０用として波長３５０〜４５０ｎｍ中の特定波長（例えば４０５ｎｍ，４０７ｎｍ）の光束を出射するようになっている。半導体レーザ発振器ＬＤ２は、ＤＶＤ２０用として波長６２０〜６８０ｎｍ中の特定波長の光束を出射するようになっている。半導体レーザＬＤ３は、ＣＤ３０用として７５０〜８１０ｎｍ中の特定波長の光束を出射するようになっている。
【００７５】
半導体レーザ発振器ＬＤ１から出射される光（青色光）の光軸方向には、図１中下方から上方に向けてシェイバＳＨ１、スプリッタＢＳ１、コリメータＣＬ、スプリッタＢＳ４，ＢＳ５、対物レンズ１５が順に並んで配されており、対物レンズ１５と対向する位置に光情報記録媒体としてのＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０が配されるようになっている。スプリッタＢＳ１の図１中右方にはシリンドリカルレンズＬ１１、凹レンズＬ１２及び光検出器ＰＤ１が順に並んで配されている。
【００７６】
半導体レーザ発振器ＬＤ２から出射される光（赤色光）の光軸方向には、図１中左方から右方に向けてスプリッタＢＳ２，ＢＳ４が順に並んで配されている。スプリッタＢＳ２の図１中下方にはシリンドリカルレンズＬ２１、凹レンズＬ２２及び光検出器ＰＤ２が順に並んで配されている。
【００７７】
半導体レーザ発振器ＬＤ３から出射される光の光軸方向には、図１中右方から左方に向けてスプリッタＢＳ３，ＢＳ５が順に並んで配されている。スプリッタＢＳ３の図１中下方にはシリンドリカルレンズＬ３１、凹レンズＬ３２及び光検出器ＰＤ３が順に並んで配されている。
【００７８】
対物レンズ１５は、光情報記録媒体としてのＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に対向配置されるものであり、各半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から出射された光をＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に集光する機能を有している。対物レンズ１５には２次元アクチュエータ２が配されており、当該２次元アクチュエータ２の作動により、対物レンズ１５は図１中上下方向に移動自在とされている。
【００７９】
光ピックアップ装置１における動作・作用を簡単に説明すると、ＢＤ１０への情報の記録時やＢＤ１０中の情報の再生時には、始めに半導体レーザ発振器ＬＤ１が光を出射する。その光は、図１中実線で示す光線Ｌ１となって、シェイバＳＨ１を透過して整形され、スプリッタＢＳ１を透過してコリメータＣＬで平行光にされ、各スプリッタＢＳ４，ＢＳ５及び対物レンズ１５を透過してＢＤ１０の記録面１０ａ上に集光スポットを形成する。
【００８０】
集光スポットを形成した光は、ＢＤ１０の記録面１０ａで情報ピットにより変調されて当該記録面１０ａで反射し、その反射光は、対物レンズ１５、スプリッタＢＳ５及びコリメータＣＬを透過してスプリッタＢＳ１で反射し、シリンドリカルレンズＬ１１を透過して非点収差が与えられ、凹レンズＬ１２を透過して光検出器ＰＤ１で受光される。これにより、ＢＤ１０への情報の記録やＢＤ１０中の情報の再生がおこなわれる。
【００８１】
ＤＶＤ２０への情報の記録時やＤＶＤ２０中の情報の再生時には、半導体レーザ発振器ＬＤ２が光を出射する。その光は図１中１点鎖線で示す光線Ｌ２となって、スプリッタＢＳ２を透過してスプリッタＢＳ４で反射し、スプリッタＢＳ５及び対物レンズ１５を透過してＤＶＤ２０の記録面２０ａ上に集光スポットを形成する。
【００８２】
集光スポットを形成した光は、ＤＶＤ２０の記録面２０ａで情報ピットにより変調されて当該記録面２０ａで反射し、その反射光は、対物レンズ１５及びスプリッタＢＳ５を透過して各スプリッタＢＳ４，ＢＳ２で反射し、シリンドリカルレンズＬ２１を透過して非点収差が与えられ、凹レンズＬ２２を透過して光検出器ＰＤ２で受光される。これにより、ＤＶＤ２０への情報の記録やＤＶＤ２０中の情報の再生がおこなわれる。
【００８３】
ＣＤ３０への情報の記録時やＣＤ３０中の情報の再生時には、半導体レーザ発振器ＬＤ３が光を出射する。その光は図１中点線で示す光線Ｌ３となって、スプリッタＢＳ３を通過してスプリッタＢＳ５で反射し、対物レンズ１５を透過してＣＤ３０の記録面３０ａ上に集光スポットを形成する。
【００８４】
集光スポットを形成した光は、ＣＤ３０の記録面３０ａで情報ピットにより変調されて当該記録面３０ａで反射し、その反射光は、対物レンズ１５を透過して各スプリッタＢＳ５，ＢＳ３で反射し、シリンドリカルレンズＬ３１を透過して非点収差が与えられ、凹レンズＬ３２を透過して光検出器ＰＤ３で受光される。これにより、ＣＤ３０への情報の記録やＣＤ３０中の情報の再生がおこなわれる。
【００８５】
なお、光ピックアップ装置１は、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０への情報の記録時やＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０中の情報の再生時には、各光検出器ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して合焦検出やトラック検出をおこなうようになっている。そして当該光ピックアップ装置１は、各光検出器ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３の検出結果に基づいて、２次元アクチュエータ２が半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの光をＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０の記録面１０ａ，２０ａ，３０ａ上に結像するように対物レンズ１５を移動させるとともに、半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からの光を各記録面１０ａ，２０ａ，３０ａの所定のトラックに結像させるように対物レンズ１５を移動させるようになっている。
【００８６】
以上の光ピックアップ装置１において、本発明に係る光学素子が、シェイバＳＨ１、スプリッタＢＳ１〜ＢＳ５、コリメータＣＬ、対物レンズ１５、シリンドリカルレンズＬ１１，Ｌ２１，Ｌ３１、凹レンズＬ１２，Ｌ２２，Ｌ３２等に適用されており、これら部材が上記熱可塑性複合材料から構成されている。
【実施例１】
【００８７】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８８】
（１．１）試料の作製
混練装置として、東洋精機製作所製のラボプラストミルμに、セグメントミキサーＫＦ６を装着し、下記の熱可塑性樹脂１を３．９ｇと無機粒子１，２を１．９ｇ（３３ｗ％）とをミキサーに投入し、表２に記載の最大トルクで各１０分混練を行い、混練物１〜９を作製した。なお、混練物９の水準は、トルクを２０Ｎｍ／ｇ以上になるよう設定を試みたが、装置の安全装置の作動により実際の混練は不能であった。
【００８９】
熱可塑性樹脂１：アクリペットＶＨ（三菱レイヨン製  アクリル樹脂）
無機粒子１：Ｒ９７６（日本アエロジル社製、シリカ微粒子粉体、一次粒径７ｎｍ）
無機粒子２：ＯＸ５０（日本アエロジル社製、シリカ微粒子粉体、一次粒径４０ｎｍ）
【００９０】
以上のようにして様にして作製した混練物１〜９を、それぞれ直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍの円盤状に成型し、円盤の両面は鏡面になるようにして、試料１〜９を作製した。
【００９１】
（１．２）試料の評価
以上の様にして作製した各試料について、下記の方法に従って光線透過率、熱膨張率の評価を行った。
（１．２．１）光線透過率の測定
ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準拠した方法で、東京電色（株）製のＴＵＲＢＩＤＩＴＹ  ＭＥＴＥＲ  Ｔ−２６００ＤＡを用いて光線透過率（％）を測定した。
【００９２】
（１．２．２）熱膨張率の評価
セイコーインスツルメンツ製、TMA/SS6100を用いて線膨張率を測定し、熱可塑性樹脂１の単体試料に対しての変化率を計算した。
以上により得られた結果を、表２に示す。
【００９３】
【表２】
2006160991.tif 000004
【００９４】
表２に記載の結果より明らかなように、熱可塑性樹脂１と無機粒子１との構成物を、溶融混練法を用いて、０．０２Ｎｍ／ｇ≦Ｍ（最大トルク）の範囲で、一次粒径３０ｎｍの無機粒子１を用いて製造した本発明の試料２，４，６〜８は、比較例の試料１，３，５，９に対し、光線透過性が高く、線膨張が小さくなっていることから熱膨張が抑制されていることがわかる。
【実施例２】
【００９５】
（２．１）試料の作製
実施例１の試料１〜９の作製に使用したのと同様の混練装置を用いて、表３に記載量の無機粒子３（アルミナＣ：日本アエロジル社製アルミナ微粒子粉体、一次平均粒径１３ｎｍ）と熱可塑性樹脂２（ゼオネックス３３０Ｒ：日本ゼオン社製シクロオレフィン樹脂）とを混練し、混練物１０〜１５を作製した。その後、混練物１０〜１５に対し、実施例１に記載の方法と同様にして、試料１０〜１５を作製した。
【００９６】
（２．２）試料の評価
次いで、上記作製した各試料について、実施例１に記載の方法と同様にして、光線透過率及び線膨張率の評価を行い、得られた結果を表３に示す。
【００９７】
【表３】
2006160991.tif 000005
【００９８】
表３に記載の結果より明らかなように、本発明の試料１１〜１５は、光透過率、熱膨張抑制能に優れていることがわかる。また、本発明の試料１１〜１５の中でも、無機粒子の含有率が１０質量％以上で８０質量％以下である試料１２〜１４で、上記効果がより一層発揮されていることが分かる。
【実施例３】
【００９９】
（３．１）試料の作製
実施例１の試料の作製において、ラボプラストミルＣに、二軸セグメント押し出し機２Ｄ２５Ｗを用い、窒素雰囲気下で熱可塑性樹脂２と無機粒子４とに対し、表４に記載の混練エネルギーを付与して混練物１６〜１８を作製し、実施例１に記載の方法と同様にして、試料１６〜１８を作製した。投入した混練エネルギー量は、定常的に熱可塑性樹脂２と無機粒子４が添加された状態において、押出速度が一定となる範囲で求めた。投入した混練エネルギー量の調整は、温度、回転数のほかスクリューのセグメントを組み替えることによっても行った。
【０１００】
熱可塑性樹脂２：ＡＰＥＬ  ５０１４Ｓ（三井化学社製シクロオレフィン樹脂）
無機粒子４：ＲＸ３００（日本アエロジル社製シリカ粒子  一次粒子径７ｎｍ）
【０１０１】
なお、無機粒子４として、ＲＸ３００をＴＨＦ中でビーズミル（寿工業製ウルトラアペックスミル、０．０５ｍｍビーズ）を用いて分散、１次粒子径まで分散したものを用いた。無機粒子４の分散粒子径は、マルバーン社製マスターサイザー 2000Eを用いて測定し、平均粒子径７ｎｍ、Ｄ９０粒子径が１０ｎｍ以下であることを確認した。無機粒子４を４０質量％のスラリーに調整した後、熱可塑性樹脂２と混練した。押出機にはベントポートがあり、減圧にして溶剤を除去した。
【０１０２】
さらに、添加剤１：日本油脂製ファルパックＬ−１００４を下記の重量比率になるよう混練中に加えた。
熱可塑性樹脂２／無機粒子４／添加剤１＝８０／１９／１
【０１０３】
（３．２）試料の評価
次いで、上記作製した各試料について、実施例１に記載の方法と同様にして、光線透過率及び線膨張率の評価を行い、得られた結果を表４に示す。
【０１０４】
【表４】
2006160991.tif 000006
【０１０５】
表４に記載の結果より明らかなように、二軸セグメント押し出し機を用い、熱可塑性樹脂２と無機粒子４の構成物を、上記のように作製した試料１７，１８は、比較例の試料１６に対し、光線透過性が高く、熱膨張抑制に優れていることが分かる。
【実施例４】
【０１０６】
上記各混練物１〜１８を用いて、プラスチック製の光学素子１〜１８（「光学素子１〜１８」の語尾の数字部分は混練物１〜１８に対応している。）を作製して評価した結果、本発明の光学素子２，４，６〜８，１１〜１５，１７，１８は、良好な光学特性を持ち、かつＣＤやＤＶＤの記録、再生に用いられるＢｌｕｅ−Ｒａｙを長時間照射しても、白濁化等の材料変質耐性に優れていることを確認することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】光ピックアップ装置１の概略構成を示す図面である。
【符号の説明】
【０１０８】
１  光ピックアップ装置
１５  対物レンズ（光学素子）
ＳＨ１  シェイバ（光学素子）
ＢＳ１〜ＢＳ５  スプリッタ（光学素子）
ＣＬ  コリメータ（光学素子）
Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１  シリンドリカルレンズ（光学素子）
Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２  凹レンズ（光学素子）
【図１】
2006160991.tif 000007