マスターバッチ、光学素子、マスターバッチの製造方法及び光学素子の製造方法
【課題】樹脂中に無機微粒子を混合する場合において、従来と比較して組成を均一化するとともに透明性を高める。
【解決手段】 対物レンズ１５の製造に用いられるマスターバッチは、環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とが主成分として湿式で混合され、前記無機微粒子の含有量は、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下である。
【解決手段】 対物レンズ１５の製造に用いられるマスターバッチは、環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とが主成分として湿式で混合され、前記無機微粒子の含有量は、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子の製造に用いられるマスターバッチと、このマスターバッチを用いた光学素子と、マスターバッチの製造方法と、光学素子の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯやＣＤ、ＤＶＤといった光情報記録媒体を用いて情報の読み取りや記録を行うプレーヤー、レコーダー、ドライブ等の情報機器には、光ピックアップ装置が備えられている。この光ピックアップ装置には、光源から発した所定波長の光を媒体に照射したり、反射した光を受光素子に受光させたりすべく、レンズ等の光学素子からなる光学素子ユニットが具備されている。
【０００３】
このような光学素子の材料には、射出成形等の手段により安価に作製できる等の点で、環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体等のプラスチックが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、光学素子に用いられるプラスチック材料に対しては、ガラス材料と同様な光学的安定性が求められている。そのため、例えば、環状オレフィンのようなプラスチック材料は、従来用いられてきたプラスチック材料であるＰＭＭＡに比べて吸水率が極めて低く、吸水による屈折率の変化が大幅に改善されている。但し、未だ光学特性の温度依存性については解決されておらず、無機ガラスより一桁以上大きいのが現状である。
【０００５】
近年、このようなプラスチック材料の短所を改善すべく、樹脂に対して無機微粒子等のフィラーを混合することで、剛性や耐熱性等の物性改良が行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。なお、光学材料としてフィラー充填樹脂組成物を用いるには、樹脂の透明性を維持する観点から、フィラー径を十分に小さくするか、フィラーの屈折率を樹脂の屈折率にあわせる必要があるものの、後者の場合には、フィラーと樹脂との屈折率を正確に一致させるために制限が多く、実用に適さないため、前者の適用が検討されている。
【特許文献１】特開平８−９２４２４号公報
【特許文献２】特開２００４−５９８７５号公報
【特許文献３】特願平５−２１８６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の製造方法では、１〜４μと粒径の大きいＳｉＯ2粒子を樹脂に混合してマスターバッチを作成するため、プラスチック材料の透過率が悪くなってしまい、光学用途に適さない。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示の製造方法では、無機微粒子の粉体と樹脂とを溶融混練してマスターバッチを作成するため、無機微粒子の流動性が高い場合には、当該無機微粒子が飛散しやすい。そのため、無機微粒子を樹脂中に安定して供給することできず、マスターバッチや、このマスターバッチを用いた複合材料の組成が不均一となってしまう。
【０００８】
また、上記特許文献３に開示の製造方法では、無機微粒子を熱硬化性樹脂に混合しているため、一旦樹脂中に混合された無機微粒子を改めて樹脂中に分散することができない。そのため、複合材料の組成を均一化できない場合がある。
【０００９】
本発明の課題は、樹脂中に無機微粒子を混合する場合において、従来と比較して組成を均一化するとともに透明性を高めることができるマスターバッチ、光学素子、マスターバッチの製造方法及び光学素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、マスターバッチにおいて、
環状オレフィン樹脂と、
体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とが主成分として湿式で混合され、
前記無機微粒子の含有量は、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のマスターバッチにおいて、
前記無機微粒子は、少なくとも酸化珪素を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のマスターバッチにおいて、
前記無機微粒子は、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、光学素子において、
請求項１〜３の何れか一項に記載のマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、マスターバッチの製造方法において、
環状オレフィン樹脂と、
体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とを主成分として湿式で混合する混合工程を備え、
この混合工程では、
前記無機微粒子の含有量を、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のマスターバッチの製造方法において、
前記無機微粒子として、少なくとも酸化珪素を含むものを用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載のマスターバッチの製造方法において、
前記無機微粒子として、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むものを用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、光学素子の製造方法において、
請求項５〜７の何れか一項に記載のマスターバッチの製造方法によって製造されたマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して光学素子を形成する成型工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜８の何れか一項に記載の発明によれば、樹脂中に無機微粒子を混合する場合において、従来と比較して組成を均一化するとともに透明性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。但し、以下の実施形態では、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、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２０】
まず、本発明に係るマスターバッチについて説明する。
本実施の形態におけるマスターバッチは、熱可塑性樹脂で希釈化されることにより、後述の光学素子用の複合材料を構成するものであり、環状オレフィン樹脂と無機微粒子とを含有している。以下、（１）環状オレフィン樹脂、（２）無機微粒子、（３）マスターバッチの製造方法、（４）熱可塑性樹脂、（５）マスターバッチを用いた複合材料の製造方法、（６）成型体の作成方法及び（７）光学素子としての成型体の適用例について説明する。
【００２１】
（１）環状オレフィン樹脂
本発明における環状オレフィン樹脂としては、光学材料として一般的に用いられるものであれば特に制限はないが、例えばノルボルネン系重合体や、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、これらの水素添加物などが挙げられ、具体的には「ＺＥＯＮＥＸ」（製品名、日本ゼオン社製）、「アートン」（製品名、ＪＳＲ社製）、「アペル」（製品名、三井化学社製）、「ＴＯＰＡＳ」（製品名、ポリプラスチック社製）等が挙げられる。
【００２２】
（２）無機微粒子
本発明における無機微粒子は、一次粒径の体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下であり、１ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であることがより好ましく、更に好ましくは１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。体積平均分散粒径が１ｎｍ以上であれば、無機微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、得られる熱可塑性材料組成物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。
【００２３】
なお、ここでいう体積平均分散粒径とは、分散状態にある無機微粒子を、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、一次粒子自体が３０ｎｍ以上であると、一次粒子を粉砕して３０ｎｍ以下の粒径の粒子を得ることは困難であるため、一次粒子の大きさが重要である。
【００２４】
本発明において用いることのできる無機微粒子の形状は、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。
【００２５】
無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子が挙げられ、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。
【００２６】
また、無機微粒子として、半導体結晶組成の微粒子も好ましく利用することができる。このような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）等の周期表第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。
【００２７】
これらの無機微粒子は、１種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。また、複合組成の無機微粒子を用いることも可能である。複数種類の無機微粒子としては、混合型、コアシェル（積層）型、化合物型及び複合型（１つの母材無機微粒子中に他の１つの無機微粒子が存在する形）等の何れも用いることができる。
【００２８】
複合組成の無機微粒子としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ及び希土類金属からなる群より選ばれる２種以上の金属を含有する金属酸化物等を用いることができる。具体的には、例えば、酸化珪素、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、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛等の酸化物が２種以上混合した構成の酸化物微粒子が挙げられる。この中から、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を適宜選択して使用することが好ましい。
【００２９】
本発明の目的である透明性向上のほか、耐熱性等の物性改良などの観点から無機微粒子を選択する場合、酸化珪素と酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ及び酸化マグネシウム等の複合酸化物が屈折率、各種温度特性、製造コストの観点から好ましく用いられる。複合粒子の組成分布にあたっては、外表部（シェル部）と中心部（コア部）が異なる組成であっても同一組成であってもよく、樹脂との相溶性等の物理特性や（コア／シェル）界面散乱や（シェル／樹脂）界面の散乱等の光学特性を勘案して適宜選択される。ここでいう外表部とは例えば粒子中心より粒子径の９０〜１００％のことであり、中心部とは例えば粒子中心より粒子径の０〜５０％のことであるが、これに限定はされない。上記組成分布を測定する方法としてEDXによる元素分析から算出する方法、ASTMD542に準拠した方法、ベッケ線法及び分散法などがあるが、本発明ではEDXにより直接算出した値を用いた。
【００３０】
以上の無機微粒子のマスターバッチ中における含有量は、上述の環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２５体積部以上、３００体積部以下である。
また、マスターバッチが上述の熱可塑性樹脂によって希釈されたときの樹脂組成物中における無機微粒子の体積比率は１〜７０vol%、好ましくは１０〜５０vol%である。無機微粒子含有量が１vol%以下の場合、望まれる物性向上が得られない可能性がある。また、光学素子用無機微粒子含有熱可塑性樹脂組成物の無機微粒子含有量が７０vol%以上の場合、経済性や成形性において問題となる。
【００３１】
（２．１）無機微粒子の製造方法
本発明における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。噴霧乾燥法、火炎噴霧法、プラズマ法、気相反応法、凍結乾燥法、加熱ケロシン法、加熱石油法といった熱分解法、共沈法、塩水溶液法、アルコキシド法、ゾルゲル法といった加水分解法、沈殿法、結晶化法、水熱分解法、水熱酸化法といった水熱法などが挙げられる。このうち、熱分解法や、沈殿法、加水分解法は体積分散粒径３０ｎｍ以下の無機微粒子を作成する点で好ましい。また、これらの手法を複数組み合わせることも好ましい。
【００３２】
例えば、単独あるいは複数の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を形成する場合には、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）に記載された方法を用いることができ、硫化亜鉛を形成する場合には、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。これらの方法に従えば、例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。
【００３３】
また、酸化物微粒子作成に通常よく用いられる方法として、酸素を含む雰囲気内においてバーナにより化学炎を形成し、粉塵雲を形成しうる量の金属粉末をこの化学炎中に投入して燃焼させることで体積平均分散粒径５〜３０ｎｍの酸化物微粒子を合成する方法や、特開２００５−２１８９３７号公報に記載されるように原料気体流と酸素ガスとの反応により気相中で所望の酸化物微粒子を得る方法を用いることもできる。
【００３４】
（２．１．１）表面修飾剤の種類
無機微粒子は表面修飾を行うことで各種樹脂材料との親和性を向上させることができる。表面修飾の方法は、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。
【００３５】
無機微粒子の表面改質の方法としては、カップリング剤等の表面修飾剤による表面処理、ポリマーグラフト、メカノケミカルによる表面処理などが挙げられる。
無機微粒子の表面改質に用いられる表面修飾剤としては、シランカップリング剤を始め、アミノ酸系分散剤、各種シリコーンオイル、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。これらは特に限定されず、無機微粒子および無機微粒子を分散する熱可塑性樹脂の種類により適宜選択することが可能である。また、各種の表面処理剤による表面処理を二つ以上同時又は異なる時に行っても良い。
【００３６】
ここで、シランカップリング剤としては、具体的には、ビニルシラザントリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等、公知のものが使用できるが、無機微粒子の表面を広く覆うためにヘキサメチルジシラザン等が好ましく用いられる。
【００３７】
また、シリコーンオイル系処理剤としては、具体的には、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルといったストレートシリコーンオイルやアミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイルを用いることができる。
なお、これらの表面処理剤はヘキサン、トルエン、メタノール、エタノール、アセトン水等で適宜希釈して用いても良い。
【００３８】
（２．１．２）無機微粒子の表面修飾方法
無機微粒子を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。
【００３９】
（２．１．３）カップリング剤による表面改質方法
以上の表面修飾方法の他、特にカップリング剤による表面改質方法としては、湿式加熱法や湿式濾過法インテグラルブレンド法等があるが、本発明においては特に限定されない。本発明に係るマスターバッチの作成前に予めこれらの方法で無機微粒子に表面処理を行っておいても良い。
【００４０】
ここで、カップリング剤の添加量は、使用される無機微粒子がナノサイズであり比表面積が大きいため、比較的多量となる。具体的な量としては、無機微粒子１００重量部に対して５重量部以上が必要である。これにより、期待する表面処理効果を得ることができるとともに、粒子の凝集を防止することができる。また、熱可塑性材料中にボイドが発生するのを防止することができるため、ボイドに起因する線膨張係数の増大や光線透過率の低下を防止することができる。なお、コストの増加や使用する樹脂との可溶化量などの観点からは、カップリング剤の添加量は、無機微粒子１００重量部に対して２０重量部以下に抑えることが望ましい。
【００４１】
（３）マスターバッチの製造方法
本発明に係るマスターバッチの製造方法においては、溶媒を使用して上記の環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径３０ｎｍ以下の無機微粒子とを湿式混合した後（混合工程）、溶媒を乾燥除去している。このように体積平均分散粒径３０ｎｍ以下の無機微粒子を混合することにより、３０ｎｍより大きい従来の場合と比較してマスターバッチや、このマスターバッチを用いた複合材料、この複合材料を用いた光学素子の透明性を高めることができる。また、溶媒を使用して、環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とを湿式混合することにより、混合物の組成を均一化することができる。
【００４２】
ここで、湿式混合とは、混合する無機微粒子の表面に溶媒が接触して固体表面が濡れて消失することで新たに固体と、溶媒との界面が生成しており（以下、条件（i）とする）、かつ、この界面全体を覆うだけの環状オレフィン樹脂が溶媒中に溶解している（以下、条件（ii）とする）状態において、無機微粒子及び環状オレフィン樹脂の混合を行うことである。なお、実際の湿式混合に必要な溶媒の最低量は、上記の各条件（i），（ii）を満たすための必要量のうち、多い方の量である。但し、具体的に用いられる溶媒の量は、無機微粒子及び環状オレフィン樹脂の種類によって適宜選択される。
【００４３】
（３．１）湿式混合装置
環状オレフィン樹脂及び無機微粒子の湿式混合においては、タンブラーミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、スクリューブレンダー、リボンブレンダーなど公知の装置が適用できるが、特に、混合トルクが大きく残留物の影響の少ないスーパーミキサー等が好適に用いられる。
【００４４】
ここで、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の配合量は、２５体積部以上、１００体積部以下であることが好ましい。２５体積部より小さいと、添加した無機微粒子の効果が十分に発揮されない。また、３００体積部より大きいと、結着剤としての樹脂が不足して均一な組成ができず、無機微粒子と環状オレフィン樹脂との間の界面の密着が不十分となって空隙を発生する。このように空隙が含まれるマスターバッチを使用して前記複合材料を製造してしまうと、空隙に含まれる酸素によって樹脂劣化が発生したり、空隙内の空気に含まれる水分が気泡として樹脂組成物中に存在したりすることで光線透過率が低下するため、光学素子が欠陥品となってしまう。
（３．２）溶媒
【００４５】
湿式混合に使用する溶媒としては、上記組成物を溶解させるものが良く、最終的な前記複合材料への悪影響や経済性の観点から、揮発した後の残留分が総体積の２%以下となるものが好ましい。これにより、マスターバッチ作成時に溶媒を乾燥除去しても、残留溶媒による最終製品への影響を抑制することができる。
【００４６】
このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−ｔ−ブチル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸−ｎ−ヘキシル等のエステル類、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。また、これらの溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４７】
なお、大気圧条件下での溶媒の沸点は、好ましくは３０〜２００℃であり、より好ましくは５０〜１５０℃である。沸点が３０℃より低いと、取り扱いが危険である。また、沸点が２００℃より高いと、溶媒除去が困難であるばかりか、分解物が残留したり、加熱によって最終生成物が悪影響を受けたりしてしまう。
【００４８】
また、溶媒の量は、上記の条件（i），（ii）をともに満たす範囲内であれば特に制限されないが、環状オレフィン樹脂１００重量部に対して溶媒５００〜２０００重量部が好ましい。溶媒が５００重量部より少ないと、樹脂がすべて溶解せずマスターバッチ組成が不均一になるおそれがある。また、２０００重量部より多いと、生産性が低下するとともに湿式混合時に十分なトルクが得られず、作成したマスターバッチの組成が不均一になるおそれがある。
【００４９】
また、溶媒として、臨界温度（TC）および臨界圧力（PC）を超えた非凝縮性高密度流体超臨界流体を用いることもできる。この場合、分離回収の点で他の溶媒より優れるほか、毛管力を生じさせない乾燥が可能なため、マスターバッチ作成時の微粒子の凝集を抑制することができる。
【００５０】
（４）熱可塑性樹脂
本発明に係るマスターバッチを希釈化するための熱可塑性樹脂としては、光学素子の加工性を考慮すると、アクリル樹脂や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、ポリイミド樹脂などが考えられるが、マスターバッチとの相溶性の観点から、環状オレフィン樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、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。ここで、相溶性とは、任意の割合で分子状態に溶け合う完全相溶と、任意の組成や温度等条件下で相溶する部分相溶との一方の状態を取り得る性質をいう。
【００５１】
なお、この熱可塑性樹脂と、上記（１）で説明した環状オレフィン樹脂とは、粒子分散性の観点から酸変性されたものを含んでもよく、このような樹脂としては、例えば、極性基を持つ不飽和単量体をオレフィン系樹脂と共重合させる方法などの公知の技術で作成されたものが好適に用いられる。
【００５２】
また、これらの樹脂は、寸法安定性の観点から吸水率が０．２質量％以下であることが好ましい。ここで、２成分以上の樹脂を相溶化する場合、相溶化後の樹脂は物理的及び化学的性質について、各成分の平均か、或いは両者の最善の特性を有する。よって、例えば、２種以上の樹脂を用いる場合、混合樹脂の吸水率は各樹脂の吸水率の平均値にほぼ等しいと考えられるため、その平均の吸水率が０．２質量％以下になればよい。
【００５３】
（５）マスターバッチを用いた複合材料の製造方法
マスターバッチを用いた複合材料の製造方法としては、無機微粒子を高度に分散させる観点から、マスターバッチとホスト材である熱可塑性樹脂とを混合しながら溶融混練装置で剪断力を与え製造する方法が好ましく用いられる。
【００５４】
具体的な混練機としては、ＫＲＣニーダー（栗本鉄工所社製）；ポリラボシステム（HAAKE社製）；ナノプラストミル（東洋精機製作所社製）；ナウターミキサーブス・コ・ニーダー（Ｂｕｓｓ社製）；ＴＥＭ型押し出し機（東芝機械社製）；ＴＥＸ二軸混練機（日本製鋼所社製）；ＰＣＭ混練機（池貝鉄工所社製）；三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー（井上製作所社製）；ニーデックス（三井鉱山社製）；ＭＳ式加圧ニーダー、ニダールーダー（森山製作所社製）；バンバリーミキサー（神戸製鋼所社製）が挙げられる。
【００５５】
なお、最終的に作成される複合材料に含まれるマスターバッチの割合は、通常５〜５０w%程度である。複合材料に含まれるマスターバッチの割合が大幅に少ない場合、無機微粒子を含有させることによる物性改善効果が期待できない。一方、上記割合が大幅に大きい場合、混練装置中で均一な混合に時間がかかって樹脂の劣化を招くほか、混練装置内壁面へのマスターバッチの付着が問題となる。
【００５６】
また、マスターバッチと熱可塑性樹脂との混合は、酸化による機能低下を防ぐため、大気中ではなくArやN2等の雰囲気下で行うのが好ましい。
【００５７】
（５．１）混合の程度
マスターバッチと熱可塑性樹脂との混合の程度が不十分な場合には、特に屈折率やアッベ数、光線透過率などの光学特性、熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性に影響を及ぼすおそれがあるため、十分な混合を行う方が望ましい。混合の程度は、用いる熱可塑性樹脂及び無機微粒子の特性を十分に勘案して選択することが重要である。
【００５８】
（５．２）樹脂添加剤
本発明に係るマスターバッチと、このマスターバッチを含む前記複合材料とには、一般に常用される酸化防止剤、中和剤、滑剤、帯電防止剤、白化剤、熱安定剤、耐光安定剤、可塑剤、着色剤、耐衝撃性改良剤、増量剤、離型剤、発泡剤、加工助剤などの樹脂添加剤を必要に応じて配合することができる。これらの各種添加剤は一般に用いられており、当業者に公知である。なお、かかる添加剤の具体例は、Ｒ．Ｇａｃｈｔｅｒ及びＨ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，４ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， １９９３に記載されている。
【００５９】
このような樹脂添加剤としては、使用される各材料と相溶化できる限りにおいて、本発明の目的を損なわない範囲で各種の添加剤を適宜使用可能であり、様々な種類の添加剤を単独で又は組合せて使用してもよい。
【００６０】
なお、上記（３）のマスターバッチの製造方法おいては、樹脂添加剤をマスターバッチに添加することで、マスターバッチ作成時の粒子の分散化効果や、バインダ機能を持たせることも可能である。但し、樹脂添加剤はマスターバッチ作成時を含むどのタイミングで添加されても良い。
以下に各樹脂添加剤の中で主なものの具体例を挙げるが、これらに限定はされない。
【００６１】
（５．２．１）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。
【００６２】
リン酸エステル系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６３】
また、フタル酸エステル系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６４】
また、トリメリット酸系可塑剤としては、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を挙げることができる。
また、ピロメリット酸エステル系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６５】
グリコレート系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６６】
また、クエン酸エステル系可塑剤としては、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。
【００６７】
（５．２．２）酸化防止剤
酸化防止剤としては、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することができる。なお、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。
【００６８】
ここで、フェノール系酸化防止剤としては、従来より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、ペンタエリトリチル−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］、チオジエチレンビス[3-（3,5-ジ-ｔ-ブチル-4-ヒドロキシフェニル）プロピオート]、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、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。
【００６９】
また、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、トリス−（２，６−ジメチルフェニル）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。
【００７０】
また、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。
【００７１】
（５．２．３）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（以下、ＨＡＬＳとする）を用いるのが好ましい。
【００７２】
特に、ＨＡＬＳの中でも、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒として用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算のＭｎが１，０００〜１０，０００であるものが好ましく、２，０００〜５，０００であるものがより好ましく、２，８００〜３，８００であるものが特に好ましい。Ｍｎが小さすぎると、ＨＡＬＳをマスターバッチの製造工程において環状オレフィン樹脂に加熱溶融混練して配合する際や、前記複合材料の製造工程において熱可塑性樹脂に加熱溶融混練して配合する際に、揮発のため所定量を配合できず、射出成型等の加熱溶融成型時に発泡やシルバーストリークが生じるなど加工安定性が低下する。また、複合材料からレンズを成型した場合に、ランプを点灯させた状態で当該レンズを長時間使用すると、レンズから揮発性成分がガスとなって発生する。逆にＭｎが大き過ぎると、複合材料からレンズを成型した場合に、環状オレフィン樹脂や熱可塑性樹脂への分散性が低下して、当該レンズの透明性が低下し、耐光性改良の効果が低減する。したがって、本発明においては、ＨＡＬＳのＭｎを上記範囲とすることにより加工安定性、低ガス発生性、透明性に優れたレンズが得られる。
【００７３】
このようなＨＡＬＳの具体例としては、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ′″−テトラキス−〔４，６−ビス−｛ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ｝−トリアジン−２−イル〕−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、ビス（2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル）セバケート、１，６−ヘキサンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）とモルフォリン−２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンとの重縮合物、ポリ〔（６−モルフォリノ−ｓ−トリアジン−２，４−ジイル）（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕−ヘキサメチレン〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕などの、ピペリジン環がトリアジン骨格を介して複数結合した高分子量ＨＡＬＳ；コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸と１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノールと３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンとの混合エステル化物などの、ピペリジン環がエステル結合を介して結合した高分子量ＨＡＬＳ等が挙げられる。
【００７４】
これらの中でも、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物などのＭｎが２，０００〜５，０００のものが好ましい。
【００７５】
（６）成形体の作成方法
以上の複合材料を用いた光学素子などの成型物の作成方法としては、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観点からは、溶融成型法が好ましい。
溶融成型法としては、例えば、プレス成型法や、押し出し成型法、射出成型法等が挙げられるが、射出成型法が成型性、生産性の観点から好ましい。
【００７６】
また、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、射出成型法における前記複合材料の温度は、成型時に適度な流動性を樹脂に付与して成型品のヒケやひずみを防止し、樹脂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。
【００７７】
このようにして作成される成型物は、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る。また、この成型物は、低複屈折性、透明性、機械強度、耐熱性、低吸水性に優れるため、本発明に係る光学素子の一つである光学用樹脂レンズとして用いることができるが、その他の光学部品としても好適に用いられる。
【００７８】
（７）光学素子としての成型体の適用例
上記の作製方法により得られる成型体の光学素子への具体的な適用例としては、例えば、光学レンズや光学プリズムとして、顕微鏡、内視鏡、望遠鏡レンズなどのレンズや、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、カメラの撮像系レンズ、ファインダー系のプリズムレンズ、眼鏡レンズなどの全光線透過型レンズ、光ディスクのピックアップレンズなどが挙げられる。
【００７９】
なお、光ディスクとしては、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＷＯＲＭ（追記型光ディスク）、ＭＯ（書き変え可能な光磁気ディスク）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＡＯＤ（advanced optical disc）などが挙げられる。
【００８０】
また、光学素子としての他の適用例としては、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、液晶ディスプレイなどの導光板などが挙げられる。
【００８１】
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が好適であり、ピックアップレンズが最も好適である。本発明に係るマスターバッチを用いて作成された光学素子は優れた温度特性を有し、青紫色レーザ光源を用いた高密度な光ディスク用のピックアップレンズとして好適に用いられるためである。
【００８２】
（７．１）ピックアップレンズとしての適用例
以下、図１を参照しながら、本実施形態における光学素子が対物レンズとして用いられた光ピックアップ装置１について説明する。
【００８３】
図１に示すように、本実施形態における光ピックアップ装置１には、光源としての３種類の半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤが具備されている。このうち、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の波長の光束を出射するようになっている。また、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。さらに、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。
【００８４】
半導体レーザ発振器ＬＤ１から出射される青色光の光軸方向には、図１中下方から上方に向かって、シェイバＳＨ１、スプリッタＢＳ１、コリメータＣＬ、スプリッタＢＳ４，ＢＳ５及び対物レンズ１５が順次配設されており、対物レンズ１５と対向する位置には、光情報記録媒体であるＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０が配置されるようになっている。また、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が順次配設されている。
【００８５】
半導体レーザ発振器ＬＤ２から出射される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が順次配設されている。また、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が順次配設されている。
【００８６】
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が順次配設されている。また、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が順次配設されている。
【００８７】
本発明に係る光学素子としての対物レンズ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に集光するようになっている。このような対物レンズ１５には、２次元アクチュエータ２が具備されており、この２次元アクチュエータ２の動作により、対物レンズ１５は、上下方向に移動自在となっている。
【００８８】
次に、光ピックアップ装置１の作用について説明する。
本実施形態における光ピックアップ装置１は、光情報記録媒体の種類よってそれぞれ異なる動作をするため、以下において、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０及びＣＤ３０に対する動作態様の詳細について、それぞれ説明する。
【００８９】
まず始めに、ＢＤ１０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＢＤ１０への情報の記録動作時や、ＢＤ１０に記録された情報の再生動作時には、半導体レーザ発振器ＬＤ１が光を出射する。その光は、図１に示すように、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で平行光とされる。そして、各スプリッタＢＳ４，ＢＳ５及び対物レンズ１５を透過し、ＢＤ１０の記録面１０ａに集光スポットを形成する。
【００９０】
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、記録面１０ａによって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ１５、スプリッタＢＳ５，ＢＳ４及びコリメータＣＬを透過し、スプリッタＢＳ１で反射した後、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る。その後、この光は凹レンズＬ１２を透過して、光検出器ＰＤ１で受光される。以後、このような動作が繰り返し行われ、ＢＤ１０に対する情報の記録動作や、ＢＤ１０に記録された情報の再生動作が完了する。
【００９１】
次に、ＤＶＤ２０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＤＶＤ２０への情報の記録動作時や、ＤＶＤ２０に記録された情報の再生動作時には、半導体レーザ発振器ＬＤ２が光を出射する。その光は、図１に示すように、光線Ｌ２となって、スプリッタＢＳ２を透過し、スプリッタＢＳ４によって反射される。反射された光線Ｌ２は、スプリッタＢＳ５及び対物レンズ１５を透過し、ＤＶＤ２０の記録面２０ａに集光スポットを形成する。
【００９２】
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、記録面２０ａによって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ１５及びスプリッタＢＳ５を透過し、各スプリッタＢＳ４，ＢＳ２で反射した後、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る。その後、この光は凹レンズＬ２２を透過して、光検出器ＰＤ２で受光される。以後、このような動作が繰り返し行われ、ＤＶＤ２０に対する情報の記録動作や、ＤＶＤ２０に記録された情報の再生動作が完了する。
【００９３】
最後に、ＣＤ３０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＣＤ３０への情報の記録時や、ＣＤ３０に記録された情報の再生時には、半導体レーザ発振器ＬＤ３から光が出射される。出射された光は、図１に示すように、光線Ｌ３となって、スプリッタＢＳ３を通過し、スプリッタＢＳ５によって反射される。反射された光線Ｌ３は、対物レンズ１５を透過し、ＣＤ３０の記録面３０ａに集光スポットを形成する。
【００９４】
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、記録面３０ａによって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ１５を透過し、各スプリッタＢＳ５，ＢＳ３で反射した後、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る。その後、この光は凹レンズＬ３２を透過して、光検出器ＰＤ３で受光される。以後、このような動作が繰り返し行われ、ＣＤ３０に対する情報の記録動作や、ＣＤ３０に記録された情報の再生動作が完了する。
【００９５】
なお、この光ピックアップ装置１は、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に対する情報の記録動作時や、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に記録された情報の再生動作時には、各光検出器ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３でのスポットの形状変化又は位置変化による光量変化を検出して、合焦検出又はトラック検出を行うようになっている。そして、このような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。
【００９６】
以上の光ピックアップ装置１における対物レンズ１５によれば、樹脂中に無機微粒子が混合されている場合において、無機微粒子の体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下であるので、３０ｎｍより大きい従来の場合と比較して、対物レンズの透明性を高めることができる。
【００９７】
また、対物レンズ１５に対するマスターバッチの製造工程において、環状オレフィン樹脂と無機微粒子とが湿式で混合されているので、混合の際の無機微粒子の飛散が防止される。従って、無機微粒子を環状オレフィン樹脂中に安定して供給することができるため、マスターバッチを用いた複合材料を成型して得られる対物レンズ１５の組成を均一化することができる。
【実施例１】
【００９８】
以下、実施例および比較例を挙げることにより、本発明に係る光学素子をさらに具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００９９】
本発明に係る光学素子の実施例，比較例として、以下の表１に示すように、実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）を作成した。
【表１】
以下、これら実施例（１）〜（７）及び比較例（１）〜（６）について詳細に説明する。
【０１００】
＜実施例（１）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１０１】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（１）を作成した。
【０１０２】
＜実施例（２）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX200」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径１２ｎｍ）５０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）１０００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は２５体積部である。
【０１０３】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が２０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（２）を作成した。
【０１０４】
＜実施例（３）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX200」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径１２ｎｍ）２４０重量部及びキシレン（関東化学製）５００重量部を９５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は１２０体積部である。
【０１０５】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（３）を作成した。
【０１０６】
＜実施例（４）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「APEL5014」（製品名、三井化学製）１０４重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部、シクロヘキサン（関東化学製、特級）４００重量部及びテトラヒドロフラン（関東化学製、特級）１００重量部を９５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１０７】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（４）を作成した。
【０１０８】
＜実施例（５）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「APEL5014」（製品名、三井化学製）１０４重量部、アルミナ「TM-3000」（製品名、大明化学製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部、シクロヘキサン（関東化学製、特級）４００重量部及びテトラヒドロフラン（関東化学製、特級）１００重量部を９５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１０９】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（５）を作成した。
【０１１０】
＜実施例（６）＞
「ナノクリエータ」（ホソカワミクロン製）を用いて、２種の金属成分Si,Znを調製した原料気体流と、酸素ガスとを高温雰囲気の反応空間に流入して反応させることにより、SiO2/ZrO2複合粒子を得た。TEM/EDX観察の結果、複合粒子は体積平均分散粒径２０ｎｍで、均一な組成をもち、SiO2とZrO2との体積比は22.5：8.6であった。
【０１１１】
続いて、「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、前記SiO2/ZrO2複合粒子（体積平均分散粒径２０ｎｍ）２２４重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１１２】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330Rとを複合粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（６）を作成した。
【０１１３】
＜実施例（７）＞
純水４６３．１ｇ、２６％アンモニア水１０４．８ｇ及びメタノール４２５５．０ｇの混合液に、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）３１９２ｇ及びメタノール２２９．４ｇの混合液と、純水６４３．２ｇ及び２６％アンモニア水１０４．８ｇの混合液とを、液温を２５℃に保ちつつ１５０分かけて滴下した後、チタンテトライソプロポキシド３４０９ｇ及びイロプロパノール１５０ｇの混合液を１００分かけて添加し、SiO2／TiO2複合ゾルを得た。このゾルを常圧下で加熱蒸留して容量を一定に保ちつつ純水を滴下し、蒸留塔の塔頂温が１００℃に達してｐＨが８以下になったのを確認した時点で純水の滴下を終了し、無機粒子の分散液を得た。
【０１１４】
さらに、メチルトリメトキシシランを１５．４ｇ添加し、室温にて１時間攪拌した後、２時間還流を行った。その後、常圧下で加熱蒸留して容量を一定に保ちつつメチルエチルケトンを滴下し、塔頂温が７９℃に達して水分が１．０％以下になったのを確認した時点で滴下を終了し、室温まで冷却した後、３μメンブランフィルターを用いて精密濾過を行い、メチルエチルケトン分散SiO2／TiO2複合ゾルを得た。その後、溶媒を減圧下留去して表面処理が施されたSiO2／TiO2複合粒子を得た。TEM/EDX観察の結果、体積分散平均粒径は１１ｎｍであった。また、外表部のSiO2/TiO2組成比率（体積分率）は100/0であり、中心部に向かってTiO2の組成比率が大きくなっていくコアシェル型複合粒子であった。
【０１１５】
続いて、「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、前記SiO2/TiO2複合粒子（体積平均分散粒径１１ｎｍ）１２０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１１６】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330Rとを複合粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（７）を作成した。
【０１１７】
＜比較例（１）＞
２０Ｌのスーパーミキサーを用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部及び気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部を乾式混合し、粉体混合物を得た。なお、この粉体混合物において、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１１８】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該粉体混合物とZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（１）を作成した。
【０１１９】
＜比較例（２）＞
二軸押出機「２Ｄ２５−Ｓタイプ２０ｍｍφ」（製品名、東洋精機製作所社製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、及び気相法SiO2「RX200」（製品名、日本アエロジル製）（体積平均分散粒径１２ｎｍ）１００重量部を２２０℃で溶融押出し、マスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１２０】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（２）を作成した。
【０１２１】
＜比較例（３）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）６６０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は３３０体積部である。
【０１２２】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成型機で成型し、光学評価用の光学素子として比較例（３）を作成した。つまり、この比較例（３）は、「RX300」１００重量部を６６０重量部とした以外は、上記実施例（１）と同様の作成工程によって作成されている。
【０１２３】
＜比較例（４）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「A50」（製品名、日本アエロジル製、ＢＥＴ比表面積50m2/g、体積平均分散粒径４０ｎｍ）１００重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１２４】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（４）を作成した。つまり、この比較例（４）は、「RX300」を「A50」とした以外は、上記実施例（１）と同様の作成工程によって作成されている。
【０１２５】
＜比較例（５）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）４０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃にて湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は２０体積部である。
【０１２６】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が１０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（５）を作成した。
【０１２７】
＜比較例（６）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は０体積部である。
【０１２８】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（６）を作成した。つまり、この比較例（６）は、「RX300」を用いない以外は、上記実施例（１）と同様の作成工程によって作成されている。
【０１２９】
以上の実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）に対し、以下の通り光線透過率及び線膨張係数の測定を行った。結果を上記の表１に示す。
【０１３０】
（光線透過率の測定）
（株）島津製作所製の分光光度計ＵＶ−３１５０を測定装置として用い、実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）の厚さ方向（1ｍｍ厚）に対する波長405ｎｍの光線の透過率をASTM D-1003に従って測定した。
【０１３１】
（線膨張係数の測定）
（株）リガク製のＣＮ８０９８Ｆ１を測定装置として用い、実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）の平均線膨張係数をJIS R3102に従って測定した。
【０１３２】
表１に記載の結果より明らかなように、実施例（１）の光学素子は、比較例（１）〜（５）の光学素子に対し、波長４０５ｎｍの青色光線に対する透明性が高いことがわかる。また、線膨張係数が小さいことから、組成が均一化されていることがわかる。
なお、比較例（６）の光学素子は、熱膨張係数が大き過ぎて実用に適していないため、実施例（１）〜（７）に対する比較対照として不適当となっている。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１５ 対物レンズ（光学素子）
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子の製造に用いられるマスターバッチと、このマスターバッチを用いた光学素子と、マスターバッチの製造方法と、光学素子の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＭＯやＣＤ、ＤＶＤといった光情報記録媒体を用いて情報の読み取りや記録を行うプレーヤー、レコーダー、ドライブ等の情報機器には、光ピックアップ装置が備えられている。この光ピックアップ装置には、光源から発した所定波長の光を媒体に照射したり、反射した光を受光素子に受光させたりすべく、レンズ等の光学素子からなる光学素子ユニットが具備されている。
【０００３】
このような光学素子の材料には、射出成形等の手段により安価に作製できる等の点で、環状オレフィンとα−オレフィンとの共重合体等のプラスチックが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、光学素子に用いられるプラスチック材料に対しては、ガラス材料と同様な光学的安定性が求められている。そのため、例えば、環状オレフィンのようなプラスチック材料は、従来用いられてきたプラスチック材料であるＰＭＭＡに比べて吸水率が極めて低く、吸水による屈折率の変化が大幅に改善されている。但し、未だ光学特性の温度依存性については解決されておらず、無機ガラスより一桁以上大きいのが現状である。
【０００５】
近年、このようなプラスチック材料の短所を改善すべく、樹脂に対して無機微粒子等のフィラーを混合することで、剛性や耐熱性等の物性改良が行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。なお、光学材料としてフィラー充填樹脂組成物を用いるには、樹脂の透明性を維持する観点から、フィラー径を十分に小さくするか、フィラーの屈折率を樹脂の屈折率にあわせる必要があるものの、後者の場合には、フィラーと樹脂との屈折率を正確に一致させるために制限が多く、実用に適さないため、前者の適用が検討されている。
【特許文献１】特開平８−９２４２４号公報
【特許文献２】特開２００４−５９８７５号公報
【特許文献３】特願平５−２１８６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の製造方法では、１〜４μと粒径の大きいＳｉＯ2粒子を樹脂に混合してマスターバッチを作成するため、プラスチック材料の透過率が悪くなってしまい、光学用途に適さない。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示の製造方法では、無機微粒子の粉体と樹脂とを溶融混練してマスターバッチを作成するため、無機微粒子の流動性が高い場合には、当該無機微粒子が飛散しやすい。そのため、無機微粒子を樹脂中に安定して供給することできず、マスターバッチや、このマスターバッチを用いた複合材料の組成が不均一となってしまう。
【０００８】
また、上記特許文献３に開示の製造方法では、無機微粒子を熱硬化性樹脂に混合しているため、一旦樹脂中に混合された無機微粒子を改めて樹脂中に分散することができない。そのため、複合材料の組成を均一化できない場合がある。
【０００９】
本発明の課題は、樹脂中に無機微粒子を混合する場合において、従来と比較して組成を均一化するとともに透明性を高めることができるマスターバッチ、光学素子、マスターバッチの製造方法及び光学素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、マスターバッチにおいて、
環状オレフィン樹脂と、
体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とが主成分として湿式で混合され、
前記無機微粒子の含有量は、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のマスターバッチにおいて、
前記無機微粒子は、少なくとも酸化珪素を含むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のマスターバッチにおいて、
前記無機微粒子は、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、光学素子において、
請求項１〜３の何れか一項に記載のマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、マスターバッチの製造方法において、
環状オレフィン樹脂と、
体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とを主成分として湿式で混合する混合工程を備え、
この混合工程では、
前記無機微粒子の含有量を、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のマスターバッチの製造方法において、
前記無機微粒子として、少なくとも酸化珪素を含むものを用いることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項５または６記載のマスターバッチの製造方法において、
前記無機微粒子として、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むものを用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、光学素子の製造方法において、
請求項５〜７の何れか一項に記載のマスターバッチの製造方法によって製造されたマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して光学素子を形成する成型工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜８の何れか一項に記載の発明によれば、樹脂中に無機微粒子を混合する場合において、従来と比較して組成を均一化するとともに透明性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。但し、以下の実施形態では、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、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２０】
まず、本発明に係るマスターバッチについて説明する。
本実施の形態におけるマスターバッチは、熱可塑性樹脂で希釈化されることにより、後述の光学素子用の複合材料を構成するものであり、環状オレフィン樹脂と無機微粒子とを含有している。以下、（１）環状オレフィン樹脂、（２）無機微粒子、（３）マスターバッチの製造方法、（４）熱可塑性樹脂、（５）マスターバッチを用いた複合材料の製造方法、（６）成型体の作成方法及び（７）光学素子としての成型体の適用例について説明する。
【００２１】
（１）環状オレフィン樹脂
本発明における環状オレフィン樹脂としては、光学材料として一般的に用いられるものであれば特に制限はないが、例えばノルボルネン系重合体や、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、これらの水素添加物などが挙げられ、具体的には「ＺＥＯＮＥＸ」（製品名、日本ゼオン社製）、「アートン」（製品名、ＪＳＲ社製）、「アペル」（製品名、三井化学社製）、「ＴＯＰＡＳ」（製品名、ポリプラスチック社製）等が挙げられる。
【００２２】
（２）無機微粒子
本発明における無機微粒子は、一次粒径の体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下であり、１ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であることがより好ましく、更に好ましくは１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。体積平均分散粒径が１ｎｍ以上であれば、無機微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、得られる熱可塑性材料組成物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。
【００２３】
なお、ここでいう体積平均分散粒径とは、分散状態にある無機微粒子を、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、一次粒子自体が３０ｎｍ以上であると、一次粒子を粉砕して３０ｎｍ以下の粒径の粒子を得ることは困難であるため、一次粒子の大きさが重要である。
【００２４】
本発明において用いることのできる無機微粒子の形状は、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。
【００２５】
無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子が挙げられ、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。
【００２６】
また、無機微粒子として、半導体結晶組成の微粒子も好ましく利用することができる。このような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）等の周期表第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。
【００２７】
これらの無機微粒子は、１種類の無機微粒子を用いてもよく、また複数種類の無機微粒子を併用してもよい。また、複合組成の無機微粒子を用いることも可能である。複数種類の無機微粒子としては、混合型、コアシェル（積層）型、化合物型及び複合型（１つの母材無機微粒子中に他の１つの無機微粒子が存在する形）等の何れも用いることができる。
【００２８】
複合組成の無機微粒子としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｌａ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ及び希土類金属からなる群より選ばれる２種以上の金属を含有する金属酸化物等を用いることができる。具体的には、例えば、酸化珪素、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、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛等の酸化物が２種以上混合した構成の酸化物微粒子が挙げられる。この中から、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を適宜選択して使用することが好ましい。
【００２９】
本発明の目的である透明性向上のほか、耐熱性等の物性改良などの観点から無機微粒子を選択する場合、酸化珪素と酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ及び酸化マグネシウム等の複合酸化物が屈折率、各種温度特性、製造コストの観点から好ましく用いられる。複合粒子の組成分布にあたっては、外表部（シェル部）と中心部（コア部）が異なる組成であっても同一組成であってもよく、樹脂との相溶性等の物理特性や（コア／シェル）界面散乱や（シェル／樹脂）界面の散乱等の光学特性を勘案して適宜選択される。ここでいう外表部とは例えば粒子中心より粒子径の９０〜１００％のことであり、中心部とは例えば粒子中心より粒子径の０〜５０％のことであるが、これに限定はされない。上記組成分布を測定する方法としてEDXによる元素分析から算出する方法、ASTMD542に準拠した方法、ベッケ線法及び分散法などがあるが、本発明ではEDXにより直接算出した値を用いた。
【００３０】
以上の無機微粒子のマスターバッチ中における含有量は、上述の環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２５体積部以上、３００体積部以下である。
また、マスターバッチが上述の熱可塑性樹脂によって希釈されたときの樹脂組成物中における無機微粒子の体積比率は１〜７０vol%、好ましくは１０〜５０vol%である。無機微粒子含有量が１vol%以下の場合、望まれる物性向上が得られない可能性がある。また、光学素子用無機微粒子含有熱可塑性樹脂組成物の無機微粒子含有量が７０vol%以上の場合、経済性や成形性において問題となる。
【００３１】
（２．１）無機微粒子の製造方法
本発明における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。噴霧乾燥法、火炎噴霧法、プラズマ法、気相反応法、凍結乾燥法、加熱ケロシン法、加熱石油法といった熱分解法、共沈法、塩水溶液法、アルコキシド法、ゾルゲル法といった加水分解法、沈殿法、結晶化法、水熱分解法、水熱酸化法といった水熱法などが挙げられる。このうち、熱分解法や、沈殿法、加水分解法は体積分散粒径３０ｎｍ以下の無機微粒子を作成する点で好ましい。また、これらの手法を複数組み合わせることも好ましい。
【００３２】
例えば、単独あるいは複数の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を形成する場合には、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）に記載された方法を用いることができ、硫化亜鉛を形成する場合には、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。これらの方法に従えば、例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。
【００３３】
また、酸化物微粒子作成に通常よく用いられる方法として、酸素を含む雰囲気内においてバーナにより化学炎を形成し、粉塵雲を形成しうる量の金属粉末をこの化学炎中に投入して燃焼させることで体積平均分散粒径５〜３０ｎｍの酸化物微粒子を合成する方法や、特開２００５−２１８９３７号公報に記載されるように原料気体流と酸素ガスとの反応により気相中で所望の酸化物微粒子を得る方法を用いることもできる。
【００３４】
（２．１．１）表面修飾剤の種類
無機微粒子は表面修飾を行うことで各種樹脂材料との親和性を向上させることができる。表面修飾の方法は、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。
【００３５】
無機微粒子の表面改質の方法としては、カップリング剤等の表面修飾剤による表面処理、ポリマーグラフト、メカノケミカルによる表面処理などが挙げられる。
無機微粒子の表面改質に用いられる表面修飾剤としては、シランカップリング剤を始め、アミノ酸系分散剤、各種シリコーンオイル、チタネート系、アルミネート系及びジルコネート系カップリング剤等が挙げられる。これらは特に限定されず、無機微粒子および無機微粒子を分散する熱可塑性樹脂の種類により適宜選択することが可能である。また、各種の表面処理剤による表面処理を二つ以上同時又は異なる時に行っても良い。
【００３６】
ここで、シランカップリング剤としては、具体的には、ビニルシラザントリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、メチルトリアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等、公知のものが使用できるが、無機微粒子の表面を広く覆うためにヘキサメチルジシラザン等が好ましく用いられる。
【００３７】
また、シリコーンオイル系処理剤としては、具体的には、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルといったストレートシリコーンオイルやアミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、片末端反応性変性シリコーンオイル、異種官能基変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイル、高級脂肪酸含有変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどの変性シリコーンオイルを用いることができる。
なお、これらの表面処理剤はヘキサン、トルエン、メタノール、エタノール、アセトン水等で適宜希釈して用いても良い。
【００３８】
（２．１．２）無機微粒子の表面修飾方法
無機微粒子を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。
【００３９】
（２．１．３）カップリング剤による表面改質方法
以上の表面修飾方法の他、特にカップリング剤による表面改質方法としては、湿式加熱法や湿式濾過法インテグラルブレンド法等があるが、本発明においては特に限定されない。本発明に係るマスターバッチの作成前に予めこれらの方法で無機微粒子に表面処理を行っておいても良い。
【００４０】
ここで、カップリング剤の添加量は、使用される無機微粒子がナノサイズであり比表面積が大きいため、比較的多量となる。具体的な量としては、無機微粒子１００重量部に対して５重量部以上が必要である。これにより、期待する表面処理効果を得ることができるとともに、粒子の凝集を防止することができる。また、熱可塑性材料中にボイドが発生するのを防止することができるため、ボイドに起因する線膨張係数の増大や光線透過率の低下を防止することができる。なお、コストの増加や使用する樹脂との可溶化量などの観点からは、カップリング剤の添加量は、無機微粒子１００重量部に対して２０重量部以下に抑えることが望ましい。
【００４１】
（３）マスターバッチの製造方法
本発明に係るマスターバッチの製造方法においては、溶媒を使用して上記の環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径３０ｎｍ以下の無機微粒子とを湿式混合した後（混合工程）、溶媒を乾燥除去している。このように体積平均分散粒径３０ｎｍ以下の無機微粒子を混合することにより、３０ｎｍより大きい従来の場合と比較してマスターバッチや、このマスターバッチを用いた複合材料、この複合材料を用いた光学素子の透明性を高めることができる。また、溶媒を使用して、環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とを湿式混合することにより、混合物の組成を均一化することができる。
【００４２】
ここで、湿式混合とは、混合する無機微粒子の表面に溶媒が接触して固体表面が濡れて消失することで新たに固体と、溶媒との界面が生成しており（以下、条件（i）とする）、かつ、この界面全体を覆うだけの環状オレフィン樹脂が溶媒中に溶解している（以下、条件（ii）とする）状態において、無機微粒子及び環状オレフィン樹脂の混合を行うことである。なお、実際の湿式混合に必要な溶媒の最低量は、上記の各条件（i），（ii）を満たすための必要量のうち、多い方の量である。但し、具体的に用いられる溶媒の量は、無機微粒子及び環状オレフィン樹脂の種類によって適宜選択される。
【００４３】
（３．１）湿式混合装置
環状オレフィン樹脂及び無機微粒子の湿式混合においては、タンブラーミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、スクリューブレンダー、リボンブレンダーなど公知の装置が適用できるが、特に、混合トルクが大きく残留物の影響の少ないスーパーミキサー等が好適に用いられる。
【００４４】
ここで、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の配合量は、２５体積部以上、１００体積部以下であることが好ましい。２５体積部より小さいと、添加した無機微粒子の効果が十分に発揮されない。また、３００体積部より大きいと、結着剤としての樹脂が不足して均一な組成ができず、無機微粒子と環状オレフィン樹脂との間の界面の密着が不十分となって空隙を発生する。このように空隙が含まれるマスターバッチを使用して前記複合材料を製造してしまうと、空隙に含まれる酸素によって樹脂劣化が発生したり、空隙内の空気に含まれる水分が気泡として樹脂組成物中に存在したりすることで光線透過率が低下するため、光学素子が欠陥品となってしまう。
（３．２）溶媒
【００４５】
湿式混合に使用する溶媒としては、上記組成物を溶解させるものが良く、最終的な前記複合材料への悪影響や経済性の観点から、揮発した後の残留分が総体積の２%以下となるものが好ましい。これにより、マスターバッチ作成時に溶媒を乾燥除去しても、残留溶媒による最終製品への影響を抑制することができる。
【００４６】
このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸−ｔ−ブチル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸−ｎ−ヘキシル等のエステル類、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、スルホラン等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。また、これらの溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４７】
なお、大気圧条件下での溶媒の沸点は、好ましくは３０〜２００℃であり、より好ましくは５０〜１５０℃である。沸点が３０℃より低いと、取り扱いが危険である。また、沸点が２００℃より高いと、溶媒除去が困難であるばかりか、分解物が残留したり、加熱によって最終生成物が悪影響を受けたりしてしまう。
【００４８】
また、溶媒の量は、上記の条件（i），（ii）をともに満たす範囲内であれば特に制限されないが、環状オレフィン樹脂１００重量部に対して溶媒５００〜２０００重量部が好ましい。溶媒が５００重量部より少ないと、樹脂がすべて溶解せずマスターバッチ組成が不均一になるおそれがある。また、２０００重量部より多いと、生産性が低下するとともに湿式混合時に十分なトルクが得られず、作成したマスターバッチの組成が不均一になるおそれがある。
【００４９】
また、溶媒として、臨界温度（TC）および臨界圧力（PC）を超えた非凝縮性高密度流体超臨界流体を用いることもできる。この場合、分離回収の点で他の溶媒より優れるほか、毛管力を生じさせない乾燥が可能なため、マスターバッチ作成時の微粒子の凝集を抑制することができる。
【００５０】
（４）熱可塑性樹脂
本発明に係るマスターバッチを希釈化するための熱可塑性樹脂としては、光学素子の加工性を考慮すると、アクリル樹脂や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、ポリイミド樹脂などが考えられるが、マスターバッチとの相溶性の観点から、環状オレフィン樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、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。ここで、相溶性とは、任意の割合で分子状態に溶け合う完全相溶と、任意の組成や温度等条件下で相溶する部分相溶との一方の状態を取り得る性質をいう。
【００５１】
なお、この熱可塑性樹脂と、上記（１）で説明した環状オレフィン樹脂とは、粒子分散性の観点から酸変性されたものを含んでもよく、このような樹脂としては、例えば、極性基を持つ不飽和単量体をオレフィン系樹脂と共重合させる方法などの公知の技術で作成されたものが好適に用いられる。
【００５２】
また、これらの樹脂は、寸法安定性の観点から吸水率が０．２質量％以下であることが好ましい。ここで、２成分以上の樹脂を相溶化する場合、相溶化後の樹脂は物理的及び化学的性質について、各成分の平均か、或いは両者の最善の特性を有する。よって、例えば、２種以上の樹脂を用いる場合、混合樹脂の吸水率は各樹脂の吸水率の平均値にほぼ等しいと考えられるため、その平均の吸水率が０．２質量％以下になればよい。
【００５３】
（５）マスターバッチを用いた複合材料の製造方法
マスターバッチを用いた複合材料の製造方法としては、無機微粒子を高度に分散させる観点から、マスターバッチとホスト材である熱可塑性樹脂とを混合しながら溶融混練装置で剪断力を与え製造する方法が好ましく用いられる。
【００５４】
具体的な混練機としては、ＫＲＣニーダー（栗本鉄工所社製）；ポリラボシステム（HAAKE社製）；ナノプラストミル（東洋精機製作所社製）；ナウターミキサーブス・コ・ニーダー（Ｂｕｓｓ社製）；ＴＥＭ型押し出し機（東芝機械社製）；ＴＥＸ二軸混練機（日本製鋼所社製）；ＰＣＭ混練機（池貝鉄工所社製）；三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー（井上製作所社製）；ニーデックス（三井鉱山社製）；ＭＳ式加圧ニーダー、ニダールーダー（森山製作所社製）；バンバリーミキサー（神戸製鋼所社製）が挙げられる。
【００５５】
なお、最終的に作成される複合材料に含まれるマスターバッチの割合は、通常５〜５０w%程度である。複合材料に含まれるマスターバッチの割合が大幅に少ない場合、無機微粒子を含有させることによる物性改善効果が期待できない。一方、上記割合が大幅に大きい場合、混練装置中で均一な混合に時間がかかって樹脂の劣化を招くほか、混練装置内壁面へのマスターバッチの付着が問題となる。
【００５６】
また、マスターバッチと熱可塑性樹脂との混合は、酸化による機能低下を防ぐため、大気中ではなくArやN2等の雰囲気下で行うのが好ましい。
【００５７】
（５．１）混合の程度
マスターバッチと熱可塑性樹脂との混合の程度が不十分な場合には、特に屈折率やアッベ数、光線透過率などの光学特性、熱可塑性や溶融成形性などの樹脂加工性に影響を及ぼすおそれがあるため、十分な混合を行う方が望ましい。混合の程度は、用いる熱可塑性樹脂及び無機微粒子の特性を十分に勘案して選択することが重要である。
【００５８】
（５．２）樹脂添加剤
本発明に係るマスターバッチと、このマスターバッチを含む前記複合材料とには、一般に常用される酸化防止剤、中和剤、滑剤、帯電防止剤、白化剤、熱安定剤、耐光安定剤、可塑剤、着色剤、耐衝撃性改良剤、増量剤、離型剤、発泡剤、加工助剤などの樹脂添加剤を必要に応じて配合することができる。これらの各種添加剤は一般に用いられており、当業者に公知である。なお、かかる添加剤の具体例は、Ｒ．Ｇａｃｈｔｅｒ及びＨ．Ｍｕｌｌｅｒ，Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，４ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ， １９９３に記載されている。
【００５９】
このような樹脂添加剤としては、使用される各材料と相溶化できる限りにおいて、本発明の目的を損なわない範囲で各種の添加剤を適宜使用可能であり、様々な種類の添加剤を単独で又は組合せて使用してもよい。
【００６０】
なお、上記（３）のマスターバッチの製造方法おいては、樹脂添加剤をマスターバッチに添加することで、マスターバッチ作成時の粒子の分散化効果や、バインダ機能を持たせることも可能である。但し、樹脂添加剤はマスターバッチ作成時を含むどのタイミングで添加されても良い。
以下に各樹脂添加剤の中で主なものの具体例を挙げるが、これらに限定はされない。
【００６１】
（５．２．１）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。
【００６２】
リン酸エステル系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６３】
また、フタル酸エステル系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６４】
また、トリメリット酸系可塑剤としては、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を挙げることができる。
また、ピロメリット酸エステル系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６５】
グリコレート系可塑剤としては、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を挙げることができる。
【００６６】
また、クエン酸エステル系可塑剤としては、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。
【００６７】
（５．２．２）酸化防止剤
酸化防止剤としては、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することができる。なお、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。
【００６８】
ここで、フェノール系酸化防止剤としては、従来より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、ペンタエリトリチル−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］、チオジエチレンビス[3-（3,5-ジ-ｔ-ブチル-4-ヒドロキシフェニル）プロピオート]、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、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。
【００６９】
また、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、トリス−（２，６−ジメチルフェニル）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。
【００７０】
また、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。
【００７１】
（５．２．３）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（以下、ＨＡＬＳとする）を用いるのが好ましい。
【００７２】
特に、ＨＡＬＳの中でも、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒として用いたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したポリスチレン換算のＭｎが１，０００〜１０，０００であるものが好ましく、２，０００〜５，０００であるものがより好ましく、２，８００〜３，８００であるものが特に好ましい。Ｍｎが小さすぎると、ＨＡＬＳをマスターバッチの製造工程において環状オレフィン樹脂に加熱溶融混練して配合する際や、前記複合材料の製造工程において熱可塑性樹脂に加熱溶融混練して配合する際に、揮発のため所定量を配合できず、射出成型等の加熱溶融成型時に発泡やシルバーストリークが生じるなど加工安定性が低下する。また、複合材料からレンズを成型した場合に、ランプを点灯させた状態で当該レンズを長時間使用すると、レンズから揮発性成分がガスとなって発生する。逆にＭｎが大き過ぎると、複合材料からレンズを成型した場合に、環状オレフィン樹脂や熱可塑性樹脂への分散性が低下して、当該レンズの透明性が低下し、耐光性改良の効果が低減する。したがって、本発明においては、ＨＡＬＳのＭｎを上記範囲とすることにより加工安定性、低ガス発生性、透明性に優れたレンズが得られる。
【００７３】
このようなＨＡＬＳの具体例としては、Ｎ，Ｎ′，Ｎ″，Ｎ′″−テトラキス−〔４，６−ビス−｛ブチル−（Ｎ−メチル−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−４−イル）アミノ｝−トリアジン−２−イル〕−４，７−ジアザデカン−１，１０−ジアミン、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、ビス（2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル）セバケート、１，６−ヘキサンジアミン−Ｎ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）とモルフォリン−２，４，６−トリクロロ−１，３，５−トリアジンとの重縮合物、ポリ〔（６−モルフォリノ−ｓ−トリアジン−２，４−ジイル）（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕−ヘキサメチレン〔（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ〕などの、ピペリジン環がトリアジン骨格を介して複数結合した高分子量ＨＡＬＳ；コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物、１，２，３，４−ブタンテトラカルボン酸と１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジノールと３，９−ビス（２−ヒドロキシ−１，１−ジメチルエチル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカンとの混合エステル化物などの、ピペリジン環がエステル結合を介して結合した高分子量ＨＡＬＳ等が挙げられる。
【００７４】
これらの中でも、ジブチルアミンと１，３，５−トリアジンとＮ，Ｎ′−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）ブチルアミンとの重縮合物、ポリ〔｛（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル｝｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝〕、コハク酸ジメチルと４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル−１−ピペリジンエタノールとの重合物などのＭｎが２，０００〜５，０００のものが好ましい。
【００７５】
（６）成形体の作成方法
以上の複合材料を用いた光学素子などの成型物の作成方法としては、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観点からは、溶融成型法が好ましい。
溶融成型法としては、例えば、プレス成型法や、押し出し成型法、射出成型法等が挙げられるが、射出成型法が成型性、生産性の観点から好ましい。
【００７６】
また、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、射出成型法における前記複合材料の温度は、成型時に適度な流動性を樹脂に付与して成型品のヒケやひずみを防止し、樹脂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。
【００７７】
このようにして作成される成型物は、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る。また、この成型物は、低複屈折性、透明性、機械強度、耐熱性、低吸水性に優れるため、本発明に係る光学素子の一つである光学用樹脂レンズとして用いることができるが、その他の光学部品としても好適に用いられる。
【００７８】
（７）光学素子としての成型体の適用例
上記の作製方法により得られる成型体の光学素子への具体的な適用例としては、例えば、光学レンズや光学プリズムとして、顕微鏡、内視鏡、望遠鏡レンズなどのレンズや、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、カメラの撮像系レンズ、ファインダー系のプリズムレンズ、眼鏡レンズなどの全光線透過型レンズ、光ディスクのピックアップレンズなどが挙げられる。
【００７９】
なお、光ディスクとしては、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＷＯＲＭ（追記型光ディスク）、ＭＯ（書き変え可能な光磁気ディスク）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）、ＡＯＤ（advanced optical disc）などが挙げられる。
【００８０】
また、光学素子としての他の適用例としては、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、液晶ディスプレイなどの導光板などが挙げられる。
【００８１】
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が好適であり、ピックアップレンズが最も好適である。本発明に係るマスターバッチを用いて作成された光学素子は優れた温度特性を有し、青紫色レーザ光源を用いた高密度な光ディスク用のピックアップレンズとして好適に用いられるためである。
【００８２】
（７．１）ピックアップレンズとしての適用例
以下、図１を参照しながら、本実施形態における光学素子が対物レンズとして用いられた光ピックアップ装置１について説明する。
【００８３】
図１に示すように、本実施形態における光ピックアップ装置１には、光源としての３種類の半導体レーザ発振器ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤが具備されている。このうち、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の波長の光束を出射するようになっている。また、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。さらに、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。
【００８４】
半導体レーザ発振器ＬＤ１から出射される青色光の光軸方向には、図１中下方から上方に向かって、シェイバＳＨ１、スプリッタＢＳ１、コリメータＣＬ、スプリッタＢＳ４，ＢＳ５及び対物レンズ１５が順次配設されており、対物レンズ１５と対向する位置には、光情報記録媒体であるＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０が配置されるようになっている。また、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が順次配設されている。
【００８５】
半導体レーザ発振器ＬＤ２から出射される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が順次配設されている。また、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が順次配設されている。
【００８６】
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が順次配設されている。また、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が順次配設されている。
【００８７】
本発明に係る光学素子としての対物レンズ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に集光するようになっている。このような対物レンズ１５には、２次元アクチュエータ２が具備されており、この２次元アクチュエータ２の動作により、対物レンズ１５は、上下方向に移動自在となっている。
【００８８】
次に、光ピックアップ装置１の作用について説明する。
本実施形態における光ピックアップ装置１は、光情報記録媒体の種類よってそれぞれ異なる動作をするため、以下において、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０及びＣＤ３０に対する動作態様の詳細について、それぞれ説明する。
【００８９】
まず始めに、ＢＤ１０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＢＤ１０への情報の記録動作時や、ＢＤ１０に記録された情報の再生動作時には、半導体レーザ発振器ＬＤ１が光を出射する。その光は、図１に示すように、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で平行光とされる。そして、各スプリッタＢＳ４，ＢＳ５及び対物レンズ１５を透過し、ＢＤ１０の記録面１０ａに集光スポットを形成する。
【００９０】
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、記録面１０ａによって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ１５、スプリッタＢＳ５，ＢＳ４及びコリメータＣＬを透過し、スプリッタＢＳ１で反射した後、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る。その後、この光は凹レンズＬ１２を透過して、光検出器ＰＤ１で受光される。以後、このような動作が繰り返し行われ、ＢＤ１０に対する情報の記録動作や、ＢＤ１０に記録された情報の再生動作が完了する。
【００９１】
次に、ＤＶＤ２０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＤＶＤ２０への情報の記録動作時や、ＤＶＤ２０に記録された情報の再生動作時には、半導体レーザ発振器ＬＤ２が光を出射する。その光は、図１に示すように、光線Ｌ２となって、スプリッタＢＳ２を透過し、スプリッタＢＳ４によって反射される。反射された光線Ｌ２は、スプリッタＢＳ５及び対物レンズ１５を透過し、ＤＶＤ２０の記録面２０ａに集光スポットを形成する。
【００９２】
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、記録面２０ａによって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ１５及びスプリッタＢＳ５を透過し、各スプリッタＢＳ４，ＢＳ２で反射した後、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る。その後、この光は凹レンズＬ２２を透過して、光検出器ＰＤ２で受光される。以後、このような動作が繰り返し行われ、ＤＶＤ２０に対する情報の記録動作や、ＤＶＤ２０に記録された情報の再生動作が完了する。
【００９３】
最後に、ＣＤ３０に対する光ピックアップ装置１の動作について説明する。
ＣＤ３０への情報の記録時や、ＣＤ３０に記録された情報の再生時には、半導体レーザ発振器ＬＤ３から光が出射される。出射された光は、図１に示すように、光線Ｌ３となって、スプリッタＢＳ３を通過し、スプリッタＢＳ５によって反射される。反射された光線Ｌ３は、対物レンズ１５を透過し、ＣＤ３０の記録面３０ａに集光スポットを形成する。
【００９４】
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、記録面３０ａによって反射される。そして、この反射光は、対物レンズ１５を透過し、各スプリッタＢＳ５，ＢＳ３で反射した後、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る。その後、この光は凹レンズＬ３２を透過して、光検出器ＰＤ３で受光される。以後、このような動作が繰り返し行われ、ＣＤ３０に対する情報の記録動作や、ＣＤ３０に記録された情報の再生動作が完了する。
【００９５】
なお、この光ピックアップ装置１は、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に対する情報の記録動作時や、ＢＤ１０、ＤＶＤ２０又はＣＤ３０に記録された情報の再生動作時には、各光検出器ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３でのスポットの形状変化又は位置変化による光量変化を検出して、合焦検出又はトラック検出を行うようになっている。そして、このような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。
【００９６】
以上の光ピックアップ装置１における対物レンズ１５によれば、樹脂中に無機微粒子が混合されている場合において、無機微粒子の体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下であるので、３０ｎｍより大きい従来の場合と比較して、対物レンズの透明性を高めることができる。
【００９７】
また、対物レンズ１５に対するマスターバッチの製造工程において、環状オレフィン樹脂と無機微粒子とが湿式で混合されているので、混合の際の無機微粒子の飛散が防止される。従って、無機微粒子を環状オレフィン樹脂中に安定して供給することができるため、マスターバッチを用いた複合材料を成型して得られる対物レンズ１５の組成を均一化することができる。
【実施例１】
【００９８】
以下、実施例および比較例を挙げることにより、本発明に係る光学素子をさらに具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００９９】
本発明に係る光学素子の実施例，比較例として、以下の表１に示すように、実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）を作成した。
【表１】
以下、これら実施例（１）〜（７）及び比較例（１）〜（６）について詳細に説明する。
【０１００】
＜実施例（１）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１０１】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（１）を作成した。
【０１０２】
＜実施例（２）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX200」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径１２ｎｍ）５０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）１０００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は２５体積部である。
【０１０３】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が２０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（２）を作成した。
【０１０４】
＜実施例（３）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX200」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径１２ｎｍ）２４０重量部及びキシレン（関東化学製）５００重量部を９５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は１２０体積部である。
【０１０５】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（３）を作成した。
【０１０６】
＜実施例（４）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「APEL5014」（製品名、三井化学製）１０４重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部、シクロヘキサン（関東化学製、特級）４００重量部及びテトラヒドロフラン（関東化学製、特級）１００重量部を９５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１０７】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（４）を作成した。
【０１０８】
＜実施例（５）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「APEL5014」（製品名、三井化学製）１０４重量部、アルミナ「TM-3000」（製品名、大明化学製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部、シクロヘキサン（関東化学製、特級）４００重量部及びテトラヒドロフラン（関東化学製、特級）１００重量部を９５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１０９】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（５）を作成した。
【０１１０】
＜実施例（６）＞
「ナノクリエータ」（ホソカワミクロン製）を用いて、２種の金属成分Si,Znを調製した原料気体流と、酸素ガスとを高温雰囲気の反応空間に流入して反応させることにより、SiO2/ZrO2複合粒子を得た。TEM/EDX観察の結果、複合粒子は体積平均分散粒径２０ｎｍで、均一な組成をもち、SiO2とZrO2との体積比は22.5：8.6であった。
【０１１１】
続いて、「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、前記SiO2/ZrO2複合粒子（体積平均分散粒径２０ｎｍ）２２４重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１１２】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330Rとを複合粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（６）を作成した。
【０１１３】
＜実施例（７）＞
純水４６３．１ｇ、２６％アンモニア水１０４．８ｇ及びメタノール４２５５．０ｇの混合液に、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）３１９２ｇ及びメタノール２２９．４ｇの混合液と、純水６４３．２ｇ及び２６％アンモニア水１０４．８ｇの混合液とを、液温を２５℃に保ちつつ１５０分かけて滴下した後、チタンテトライソプロポキシド３４０９ｇ及びイロプロパノール１５０ｇの混合液を１００分かけて添加し、SiO2／TiO2複合ゾルを得た。このゾルを常圧下で加熱蒸留して容量を一定に保ちつつ純水を滴下し、蒸留塔の塔頂温が１００℃に達してｐＨが８以下になったのを確認した時点で純水の滴下を終了し、無機粒子の分散液を得た。
【０１１４】
さらに、メチルトリメトキシシランを１５．４ｇ添加し、室温にて１時間攪拌した後、２時間還流を行った。その後、常圧下で加熱蒸留して容量を一定に保ちつつメチルエチルケトンを滴下し、塔頂温が７９℃に達して水分が１．０％以下になったのを確認した時点で滴下を終了し、室温まで冷却した後、３μメンブランフィルターを用いて精密濾過を行い、メチルエチルケトン分散SiO2／TiO2複合ゾルを得た。その後、溶媒を減圧下留去して表面処理が施されたSiO2／TiO2複合粒子を得た。TEM/EDX観察の結果、体積分散平均粒径は１１ｎｍであった。また、外表部のSiO2/TiO2組成比率（体積分率）は100/0であり、中心部に向かってTiO2の組成比率が大きくなっていくコアシェル型複合粒子であった。
【０１１５】
続いて、「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、前記SiO2/TiO2複合粒子（体積平均分散粒径１１ｎｍ）１２０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行って、本発明に係るマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１１６】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330Rとを複合粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として実施例（７）を作成した。
【０１１７】
＜比較例（１）＞
２０Ｌのスーパーミキサーを用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部及び気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）１００重量部を乾式混合し、粉体混合物を得た。なお、この粉体混合物において、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１１８】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該粉体混合物とZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（１）を作成した。
【０１１９】
＜比較例（２）＞
二軸押出機「２Ｄ２５−Ｓタイプ２０ｍｍφ」（製品名、東洋精機製作所社製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、及び気相法SiO2「RX200」（製品名、日本アエロジル製）（体積平均分散粒径１２ｎｍ）１００重量部を２２０℃で溶融押出し、マスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１２０】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（２）を作成した。
【０１２１】
＜比較例（３）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）６６０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は３３０体積部である。
【０１２２】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成型機で成型し、光学評価用の光学素子として比較例（３）を作成した。つまり、この比較例（３）は、「RX300」１００重量部を６６０重量部とした以外は、上記実施例（１）と同様の作成工程によって作成されている。
【０１２３】
＜比較例（４）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「A50」（製品名、日本アエロジル製、ＢＥＴ比表面積50m2/g、体積平均分散粒径４０ｎｍ）１００重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は５０体積部である。
【０１２４】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（４）を作成した。つまり、この比較例（４）は、「RX300」を「A50」とした以外は、上記実施例（１）と同様の作成工程によって作成されている。
【０１２５】
＜比較例（５）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部、気相法SiO2「RX300」（製品名、日本アエロジル製、体積平均分散粒径７ｎｍ）４０重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃にて湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は２０体積部である。
【０１２６】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が１０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（５）を作成した。
【０１２７】
＜比較例（６）＞
「Ｔ．Ｋ．ハイビスディスパーミックス３Ｄ−２０」（製品名、特殊機化工業製）を用いて、環状オレフィン樹脂「ZEONEX330R」（製品名、日本ゼオン製）９５重量部及びシクロヘキサン（関東化学製）５００重量部を８５℃で湿式混合した後、脱揮・乾燥を行ってマスターバッチを得た。なお、このマスターバッチにおいて、環状オレフィン樹脂１００体積部に対する無機微粒子の含有量は０体積部である。
【０１２８】
次に、ポリラボシステム（英弘精機製）を用いて当該マスターバッチとZEONEX330RとをSiO2粒子が３０vol%になるような比率で溶融混練して前記複合材料を得た後、この複合材料を射出成形機で成形し、光学評価用の光学素子として比較例（６）を作成した。つまり、この比較例（６）は、「RX300」を用いない以外は、上記実施例（１）と同様の作成工程によって作成されている。
【０１２９】
以上の実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）に対し、以下の通り光線透過率及び線膨張係数の測定を行った。結果を上記の表１に示す。
【０１３０】
（光線透過率の測定）
（株）島津製作所製の分光光度計ＵＶ−３１５０を測定装置として用い、実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）の厚さ方向（1ｍｍ厚）に対する波長405ｎｍの光線の透過率をASTM D-1003に従って測定した。
【０１３１】
（線膨張係数の測定）
（株）リガク製のＣＮ８０９８Ｆ１を測定装置として用い、実施例（１）〜（７），比較例（１）〜（６）の平均線膨張係数をJIS R3102に従って測定した。
【０１３２】
表１に記載の結果より明らかなように、実施例（１）の光学素子は、比較例（１）〜（５）の光学素子に対し、波長４０５ｎｍの青色光線に対する透明性が高いことがわかる。また、線膨張係数が小さいことから、組成が均一化されていることがわかる。
なお、比較例（６）の光学素子は、熱膨張係数が大き過ぎて実用に適していないため、実施例（１）〜（７）に対する比較対照として不適当となっている。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】光ピックアップ装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１５ 対物レンズ（光学素子）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状オレフィン樹脂と、
体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とが主成分として湿式で混合され、
前記無機微粒子の含有量は、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下であることを特徴とするマスターバッチ。
【請求項２】
前記無機微粒子は、少なくとも酸化珪素を含むことを特徴とする請求項１記載のマスターバッチ。
【請求項３】
前記無機微粒子は、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むことを特徴とする請求項１または２記載のマスターバッチ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して形成されたことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とを主成分として湿式で混合する混合工程を備え、
この混合工程では、
前記無機微粒子の含有量を、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下とすることを特徴とするマスターバッチの製造方法。
【請求項６】
前記無機微粒子として、少なくとも酸化珪素を含むものを用いることを特徴とする請求項５記載のマスターバッチの製造方法。
【請求項７】
前記無機微粒子として、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むものを用いることを特徴とする請求項５または６記載のマスターバッチの製造方法。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項に記載のマスターバッチの製造方法によって製造されたマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して光学素子を形成する成型工程を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１】
環状オレフィン樹脂と、
体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とが主成分として湿式で混合され、
前記無機微粒子の含有量は、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下であることを特徴とするマスターバッチ。
【請求項２】
前記無機微粒子は、少なくとも酸化珪素を含むことを特徴とする請求項１記載のマスターバッチ。
【請求項３】
前記無機微粒子は、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むことを特徴とする請求項１または２記載のマスターバッチ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して形成されたことを特徴とする光学素子。
【請求項５】
環状オレフィン樹脂と、体積平均分散粒径が３０ｎｍ以下の無機微粒子とを主成分として湿式で混合する混合工程を備え、
この混合工程では、
前記無機微粒子の含有量を、前記環状オレフィン樹脂１００体積部に対して２０体積部以上、３００体積部以下とすることを特徴とするマスターバッチの製造方法。
【請求項６】
前記無機微粒子として、少なくとも酸化珪素を含むものを用いることを特徴とする請求項５記載のマスターバッチの製造方法。
【請求項７】
前記無機微粒子として、少なくとも２種以上の異なる金属原子を含有する金属酸化物微粒子を含むものを用いることを特徴とする請求項５または６記載のマスターバッチの製造方法。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか一項に記載のマスターバッチの製造方法によって製造されたマスターバッチと、熱可塑性樹脂との複合材料を成型して光学素子を形成する成型工程を含むことを特徴とする光学素子の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−１６１９８０（Ｐ２００７−１６１９８０Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０２７１（Ｐ２００６−５０２７１）
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２７日（２００６．２．２７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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