光学レンズ及びその製造方法
【課題】高い透明性、優れた耐熱性や耐老化性、高い表面硬度とともに、近年の要請を満足することができる優れた耐光性を有する光学レンズ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】透明樹脂に熱伝導性フィラーをナノ分散させてなる樹脂組成物の成形体よりなる光学レンズであって、前記熱伝導性フィラーの含有率が、前記成形体の重量に対して１重量％以上であり、前記成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上となるように前記熱伝導性フィラーがナノ分散されていることを特徴とする光学レンズ、及びその製造方法。
【解決手段】透明樹脂に熱伝導性フィラーをナノ分散させてなる樹脂組成物の成形体よりなる光学レンズであって、前記熱伝導性フィラーの含有率が、前記成形体の重量に対して１重量％以上であり、前記成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上となるように前記熱伝導性フィラーがナノ分散されていることを特徴とする光学レンズ、及びその製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キセノンランプ、ＬＥＤ、レーザー等を光源とする光の集光に用いる樹脂製の光学レンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明ポリアミド樹脂やフッ素樹脂等の透明樹脂を用いた光学レンズは、無機ガラスからなる光学レンズと比べて、軽量であり、破損しにくく、又成形が容易であるとの特徴を有するので、各種の光学機器に広く用いられている。しかし、樹脂製光学レンズは、ガラス製光学レンズに比べて、環境変化によりその光学性能が変動しやすい等の問題がある。そこで、樹脂製光学レンズには、ガラス製光学レンズに匹敵する高い透明性とともに、使用時の光照射により変色しない等の性質（耐光性）が求められている。
【０００３】
樹脂製光学レンズに対するこの要請を満たすために、レンズを構成する透明樹脂を透明ポリアミド樹脂やフッ素樹脂等とした光学レンズが提案されている。例えば、特許文献１では、炭素数が６から２４の少なくとも１種の環状脂肪族ジアミン、これとほぼ等モルの割合の炭素数が８から１６の少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸、及びさらに２０モル％までのポリアミド形成性モノマー類から構成され、高い表面硬度を有する光学レンズが提案されている。
【０００４】
しかし、このような透明ポリアミド樹脂を用いた光学レンズでも、キセノンランプ、ＬＥＤ、青紫レーザー等を光源とし光の照射量が高い所謂ストロボ等の発光装置に用いられる場合は、変色、変形、老化等を生じる場合がある。そこで、特許文献２には、キセノンランプ等を光源とする発光装置等に用いても、光の照射による変色、変形、老化等が小さい樹脂製光学レンズとして、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体等を透明ポリアミドとして用い、さらに安定剤を含有する成形材料の成形体からなり、成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が６０％以上であり、かつ、８０℃に保った前記成形体にキセノンランプを用いて光量１０００Ｗ／ｍ２の光線を５００時間照射した後の前記全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする光学レンズが開示されている（請求項１、４、７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１３７０５７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００９／０８４６９０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年、ストロボ等に用いられる光学レンズの耐光性に対する要請はさらに高度となっている。すなわち、近年のストロボにおいては、光量の増大、発光間隔の短縮が望まれており、又ストロボの内蔵化、小型化に対応するために光源とレンズ間の近接化が望まれている。そして、このような要請に対応したストロボに従来の光学レンズを使用すると、発泡、変色等が生じる場合がある。そこで、樹脂性の光学レンズであって、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも、発泡や変色が生じない光学レンズが望まれていた。
【０００７】
本発明は、高い透明性とともに、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも変色等の問題を生じない光学レンズ及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究の結果、透明ポリアミド等の透明樹脂に、熱伝導性フィラーをナノ分散させて放熱性を向上させた成形材料からなる光学レンズは、透明性に優れるとともに、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも変色等の問題が生じにくいことを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
請求項１の発明は、透明樹脂に熱伝導性フィラーをナノ分散させてなる樹脂組成物の成形体よりなる光学レンズであって、前記熱伝導性フィラーの含有率が、前記成形体の重量に対して１重量％以上であり、前記成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上となるように前記熱伝導性フィラーがナノ分散されていることを特徴とする光学レンズである。
【００１０】
本発明の光学レンズは、透明樹脂をマトリックス樹脂とする樹脂組成物を成形してなる成形体である。透明樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、フッ素樹脂、ポリアミド、シリコーン、エポキシ、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエステル等からなる透明な樹脂を挙げることができる。特に、特許文献２で説明、例示されているような非晶性でかつガラス転位点の高い透明ポリアミドが好適である。このような透明ポリアミド樹脂としては、例えば、特定のジアミンと特定のジカルボン酸とを縮合して得たもの、ラクタムの開環重合やω−アミノカルボン酸の縮合により得たものを挙げることができる。
【００１１】
このような透明ポリアミド樹脂の中でも、芳香環、脂環等を有するものが好ましく、特に、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体は、変色や変形等を生じにくいので好ましい。請求項２の発明は、この特に好ましい態様に該当するものであり、前記透明樹脂が、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズである。
【００１２】
本発明の光学レンズの成形材料である透明な樹脂組成物は、前記の透明樹脂に、熱伝導性フィラーをナノ分散させてなることを特徴とする。
【００１３】
熱伝導性フィラーを分散させることにより、成形体の放熱性が向上し、その結果、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも温度上昇を抑制できるために、変色や発泡しにくい、優れた耐光性を有する成形体（透明樹脂成形体）が得られる。すなわち、本発明の光学レンズは、光量が増大し発光間隔が短縮化した発光装置に使用しても変色や発泡を生じにくいことを特徴とする。
【００１４】
ここで熱伝導性フィラーとは、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるフィラーを言い、好ましくは、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のフィラーであり、より好ましくは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のフィラーである。熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ未満の場合は、透明樹脂に対し１０重量％を超えて配合しても優れた耐光性が得られず、キセノンランプ、ＬＥＤ、（青紫）レーザー等による大きな光量での多数回の照射がされると、発泡や変色が生じる。
【００１５】
熱伝導性フィラーの配合量は、レンズを構成する成形体の重量に対して１重量％以上である。配合量が１重量％未満の場合は、優れた耐光性が得られず、キセノンランプ、ＬＥＤ、レーザー等による大きな光量での多数回の照射がされると、発泡や変色が生じる。一方、配合量が５０重量％を超える場合は透明性が低下する場合があるので、５０重量％以下が好ましく、より優れた透明性を得るためには２０重量％以下である。すなわち、より好ましくは１〜２０重量％の範囲であり、この範囲で、さらに優れた耐光性とともに優れた透明性が得られる。
【００１６】
又、熱伝導性フィラーの分散がナノ分散であることにより優れた透明性を有する成形体が得られる。すなわち、本発明の光学レンズを形成する成形体（透明樹脂成形体）の優れた透明性は、光学レンズの成形に用いるマトリックス樹脂として透明樹脂を使用すること、及び、熱伝導性フィラーをナノ分散することにより得ることができる。
【００１７】
ナノ分散とは、（平均）粒子径が４００ｎｍ以下のナノ粒子を、マトリックス樹脂（透明樹脂）中に良分散することを言う。従って、本発明に使用される熱伝導性フィラーは、（平均）粒子径が４００ｎｍ以下の粒子である。粒子径が４００ｎｍを超える場合は、光学レンズが白濁し高い透明性が得られない。
【００１８】
良分散とは、フィラー（ナノ粒子）の一次粒子の凝集がなく二次粒子（凝集粒子）が形成されていないこと、又は、一次粒子の凝集物（凝集粒子）の径が４００ｎｍ以下となる分散状態にあることを言う。フィラーが凝集し径が４００ｎｍを超える凝集物が生成すると、白濁が生じ、光学レンズの透明性が低下する。しかし、本発明の光学レンズでは、熱伝導性フィラーはナノ分散されているので、優れた透明性を維持できる。
【００１９】
このようにフィラーのナノ分散の程度と透明性は強い相関がある。そこで、レンズの透明度（全光線透過率）によりフィラーのナノ分散の程度を表わすことができる。本発明の光学レンズでは、熱伝導フィラーのナノ分散は、光学レンズを構成する成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上、好ましくは７０％以上となるように行われる。ここで、全光線透過率とは、透明性を表す指標であり、その測定は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１に規定される測定法を用いて行い、可視光線の範囲、具体的には波長４００〜８００ｎｍの範囲において、入射光量Ｔ１と試験片を通った全光量Ｔ２との比の百分率で示される。
【００２０】
本発明の光学レンズの成形材料である透明な樹脂組成物は、透明樹脂及び熱伝導性フィラーに加えてマトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤を含有し、かつ、前記熱伝導性フィラーをこの分散剤中にナノ分散した分散液を、透明樹脂中に混合して得られたものであることが好ましい。熱伝導性フィラーを分散剤中にナノ分散した分散液を作製し、この分散液を透明樹脂中に混合する方法により、熱伝導性フィラーを透明樹脂中に容易にナノ分散させることができる。請求項３は、この好ましい態様に該当し、前記樹脂組成物が、前記透明樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤を含有し、かつ前記熱伝導性フィラーを前記分散剤中にナノ分散した分散液を、前記透明樹脂中に混合してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学レンズである。
【００２１】
請求項４は、前記分散剤が、架橋助剤、可塑剤、又は紫外線若しくは電子線照射により重合するモノマー（以下、ＵＶ・ＥＢモノマーと言う。）であることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズである。
【００２２】
本発明の光学レンズを形成する樹脂組成物は、本発明の趣旨を損ねない範囲で、透明樹脂及び熱伝導性フィラーに加えて、光学レンズの種々の物性を向上させるための他の成分を含有することができるが、この他の成分には、架橋助剤、可塑剤、及びＵＶ・ＥＢモノマーが含まれる。例えば、後述する架橋が行われる場合には、架橋を促進するため、架橋助剤を添加することが好ましい。
【００２３】
そして、架橋助剤、可塑剤及びＵＶ・ＥＢモノマーが、マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状であり、熱伝導性フィラーをナノ分散できる場合は、これらを、熱伝導性フィラーをナノ分散するための前記分散剤として用いることができる。この場合は、光学レンズの形成に好ましく用いられる成分をそのまま分散剤とすることができ、光学レンズの物性の向上に特に必要でない成分を用いる必要がないので好ましい。
【００２４】
マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート（以下、ＴＡＩＣとする。）を挙げることができる。ＴＡＩＣは融点２３℃程度であり液体となりやすい。又、ＴＡＩＣは、三官能のため架橋性に優れ、ＴＡＩＣを含有させることにより光学レンズの耐熱性（リフロー耐熱性）を電離放射線照射等により容易に向上できる、放射線照射や熱による変色が比較的少ない、人体に対する毒性が低い等の点でも好ましい。
【００２５】
さらに、ＴＡＩＣは、透明樹脂との相溶性に優れる。例えば、透明ポリアミド（特に、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体）との相溶性に優れ透明ポリアミドに対して５０重量％程度の高濃度まで溶解させることができる。従って、多量の熱伝導性フィラーをナノ分散しやすく、熱伝導性フィラーをレンズ中に高濃度でナノ分散させるための分散剤として好適に用いることができる。請求項５は、この好ましい態様に該当し、前記分散剤が、ＴＡＩＣであることを特徴する請求項３に記載の光学レンズである。
【００２６】
ＵＶ・ＥＢモノマーとしては、アクリレート系モノマー、メタクリレート系モノマー、イミド系モノマー、シリコーン系モノマー、ウレタン系モノマー、イソシアネート系モノマー、エポキシ系モノマー等を挙げることができる。
【００２７】
本発明の光学レンズの成形材料である透明な樹脂組成物は、前記の組成に加えて安定剤を含有することが好ましい。安定剤を含有することにより、変色をより効率的に抑制することができる。請求項６に記載の発明は、この好ましい態様に該当し、さらに安定剤を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学レンズである。
【００２８】
ここで言う安定剤には、光や熱等による劣化を防ぐ作用を有する全ての安定剤を含み、例えば、酸化防止剤も含まれる。具体的には、ヒンダードアミン光安定剤、紫外線吸収剤、リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドロキノン系酸化防止剤等を挙げることができる。２種以上の安定剤を併用すると、安定剤としての機能が向上し、より優れた効果が得られる場合がある。
【００２９】
本発明の光学レンズの成形材料である樹脂組成物には、さらに、本発明の趣旨が損なわれない範囲で、前記以外の成分、例えば、銅害防止剤、難燃剤、滑剤、導電剤、メッキ付与剤等を配合することができる。
【００３０】
透明樹脂を架橋することにより、光学レンズを、耐熱性（リフロー耐熱性）や高温時の剛性に優れた成形体とすることができる。請求項７に記載の発明は、この好ましい態様に該当するものであり、前記透明樹脂が、架橋されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光学レンズである。
【００３１】
この架橋は、樹脂の加熱や樹脂に電離放射線を照射する方法等により行われる。中でも電離放射線を照射する方法は、制御が容易な点で好ましい。又、電離放射線としては、安全性や装置の入手し易さ等から電子線が好ましい。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、２７０℃での貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光学レンズである。２７０℃での貯蔵弾性率を０．１ＭＰａ以上とすることにより、室温から高温まで満足する剛性が得られ、光学レンズを鉛フリー半田を用いた半田付けや半田リフローにより実装する場合や、使用環境が高温になる場合でも、熱変形の問題を生じにくく、所謂リフロー耐熱性が高いので好ましい。請求項８の光学レンズのように、高温時の剛性が高い光学レンズは、その成形材料の組成である透明樹脂を、前記のようにして架橋することにより得られる。
【００３３】
ここで、貯蔵弾性率とは、粘弾性体に正弦的振動ひずみを与えたときの応力と、ひずみの関係を表わす複素弾性率を構成する一項（実数項）であり、粘弾性測定器（ＤＭＳ）により測定した値である。より具体的には、アイティー計測制御社製ＤＶＡ−２００による粘弾性測定器により、室温（２５℃）よりの１０℃／分の昇温速度にて測定される値である。
【００３４】
本発明の光学レンズは、透明樹脂、前記透明樹脂にナノ分散している熱伝導性フィラー、及び場合により添加される他の成分からなる樹脂組成物を、レンズに成形し、好ましくはその後樹脂を架橋することにより製造することができる。成形後に架橋する方法によれば、架橋前は樹脂組成物（成形材料）の剛性が小さいので成形が容易であるとともに、架橋により耐熱性や剛性を向上させることができるので、耐熱性や高温での剛性に優れた光学レンズが得られる。
【００３５】
透明樹脂、前記透明樹脂にナノ分散している熱伝導性フィラー、及び場合により添加される他の成分からなる前記樹脂組成物は、好ましくは、前記のように、マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤、例えば、架橋助剤、可塑剤又はＵＶ・ＥＢモノマーに、熱伝導性フィラーをナノ分散して分散液を作製し、その分散液を透明樹脂（場合により、安定剤等の他の成分が含有されている）に混合する方法により作製することができる。又、マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤に熱伝導性フィラーをナノ分散して分散液を作製し、その分散液と、透明樹脂を構成するモノマー（場合により、安定剤等の他の成分が含有されている）及び重合開始剤を混合し、モノマーを重合する方法によっても作製することができる。
【００３６】
本発明者は、熱伝導性フィラーを分散剤に分散すること、そして、透明樹脂を主体とする混合物、又は、透明樹脂を構成するモノマーを主体とする混合物を撹拌しながら、熱伝導性フィラーを分散した分散液を加えることにより、透明樹脂中に熱伝導性フィラーをナノ分散できることを見出した。
【００３７】
透明樹脂の組成物に、熱伝導性フィラーをナノ分散する方法としては、前記の方法、すなわち「熱伝導性フィラーを分散剤にナノ分散させてなる分散液を、透明樹脂又はその原料モノマーに混合する方法」以外にも、次に示す方法を挙げることができる。
１）樹脂を溶融し、その中に熱伝導性フィラーを添加して剪断力等により分散する方法。
２）熱伝導性フィラーを、シランカップリング剤等の表面処理剤や界面活性剤等で処理した後、樹脂に分散する方法。
【００３８】
ただし、ナノ分散の容易さからは、前記の方法、すなわち「熱伝導性フィラーを分散剤にナノ分散させてなる分散液を、透明樹脂又はそのモノマーに混合する方法」、又は前記の方法と、上記１）及び／若しくは２）とを併用する方法が好ましい。これらの方法を併用することにより、分散性をより向上させることができる。
【００３９】
請求項９に記載の発明は、熱伝導性フィラーを透明樹脂にナノ分散させてなる樹脂組成物を成形する成形工程、及び成形工程後に透明樹脂を架橋する架橋工程を有することを特徴とする光学レンズの製造方法である。この製造方法により、耐熱性（リフロー耐熱性）や高温時の剛性に優れた光学レンズを容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の光学レンズは、透明性が高いとともに、キセノンランプ、ＬＥＤや（青紫）レーザー等を光源とする光が、より大きな光量で多数回照射された場合でも、変色等を生じにくい。本発明の光学レンズであって耐熱性（リフロー耐熱性）や高温時の剛性に優れたものは、本発明の光学レンズ製造方法により容易に製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
次に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、本発明は、ここに述べる形態に限定されるものではない。
【００４２】
本発明の光学レンズの成形材料を構成する透明樹脂としては、前記のように透明ポリアミドが好ましい。透明ポリアミドとしては特許文献２等に例示されているものを挙げることができるが、配合物自体が透明であれば、多数の異なるポリアミドの配合物であってよく、結晶性のものが含まれていてもよい。さらに、透明ポリアミドとしては、その合成反応（重合）を、原料モノマーとともに、後述する安定剤、補強材等の存在下行って製造したものでもよい。
【００４３】
透明ポリアミドとしては市販品を用いることもできる。例えば、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体からなるポリアミドは、グリルアミドＴＲ−９０（エムスケミー・ジャパン社）等の商品名で市販されている。
【００４４】
その他、本発明に使用される透明ポリアミドの具体的商品例としては、トロガミドＣＸ７３２３、トロガミドＴ、トロガミドＣＸ９７０１（商品名、以上、ダイセル・デグサ社）、グリルアミドＴＲ−１５５、グリボリーＧ２１、グリルアミドＴＲ−５５ＬＸ、グリロンＴＲ−２７（以上、エムスケミー・ジャパン社）、クリスタミドＭＳ１１００、クリスタミドＭＳ１７００（以上、アルケマ社）、シーラー３０３０Ｅ、シーラーＰＡ−Ｖ２０３１、イソアミドＰＡ−７０３０（以上、デュポン社）等を挙げることができる。
【００４５】
熱伝導性フィラーとしては、アルミナ、（結晶性）シリカ、窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等のカーボン材料、合成マグネサイト等を挙げることができる。熱伝導性フィラーの形状は、必ずしも球状である必要は無く、棒状、板状、粉砕フィラーであってもよい。さらにこれらの熱伝導性フィラーは、そのナノ分散を容易にするために、界面活性剤等による表面処理等が施されたものでもよい。
【００４６】
本発明の光学レンズに配合することができる安定剤の配合割合の好ましい範囲は、特に限定されないが、配合割合が大きい程、キセノンランプ等の照射による変色等が小さいものが得られる。一方、配合割合が大き過ぎると、ブルーム、曇点（ヘイズ）の悪化、透過率の低下等の問題を生じる。そこで、通常、１種の安定剤を用いる場合は、透明ポリアミド１００重量部に対し、０．０１〜５重量部程度が好ましい。
【００４７】
安定剤としては、市販されているものを用いることができる。例えば、ヒンダードアミン光安定剤はアデカスタブＬＡ６８、ＬＡ６２（商品名、旭電化社）等として、紫外線吸収剤はアデカスタブＬＡ３６（商品名、旭電化社）等として、リン系安定剤はイルガフォス１６８（商品名、ＢＡＳＦ社）等として、ヒンダードフェノール系酸化防止剤はイルガノックス２４５、イルガノックス１０１０（商品名、ＢＡＳＦ社）等として、ヒドロキノン系酸化防止剤は、メトキノン（商品名：精工化学社）等として市販されており、これらを用いることができる。
【００４８】
本発明で用いることができる架橋助剤としては、ＴＡＩＣ以外にも、ｐ−キノンジオキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾイルキノンジオキシム等のオキシム類；エチレンジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アクリル酸／酸化亜鉛混合物、アリルメタクリレート、トリメタクリルイソシアヌレート等のアクリレート又はメタクリレート類；ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、ビニルピリジン等のビニルモノマー類；ヘキサメチレンジアリルナジイミド、ジアリルイタコネート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート等のアリル化合物類；Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−メチレンジフェニレン）ジマレイミド等のマレイミド化合物類等を挙げることができる。ＴＡＩＣ及びこれらの架橋助剤は単独で用いてもよいし、組み合わせて使用することもできる。
【００４９】
架橋助剤としてＴＡＩＣを用いる場合、その含有量は、透明ポリアミド１００重量部に対して２５重量部未満が好ましく、より好ましくは１〜２０重量部である。ＴＡＩＣの含有量が多い程、架橋を促進しリフロー耐熱性等を向上させる効果が大きいが、その含有量が前記の範囲以上となると、固化が遅くなりすぎて成形性が低下し、成形品の良い外観が得にくくなる場合がある。
【００５０】
本発明の光学レンズの製造において、透明樹脂と、熱伝導性フィラーをナノ分散する分散液、及び場合により添加される成分等の混合に用いられる混合機としては、公知の混合機を挙げることができ、例えば、単軸押出機、二軸押出機、加圧ニーダーを挙げることができる。中でも、二軸押出機が好ましく、２３０℃〜３００℃程度の混練温度、２秒〜１５分程度の混練時間が、一般に好ましく採用される。
【００５１】
成形工程での成形方法は特に制限されず、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、プレス成形法、押出成形法、ブロー成形法、真空成形法等が挙げられるが、成形の容易さ及び成形の精度の観点から、射出成形法が好ましい。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明を実施例に基づき説明する。なお、本発明は、ここに述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない限り他の形態への変更も可能である。先ず、実施例及び比較例で使用した原料について述べる。
【００５３】
［透明ポリアミド］ １，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体（商品名：グリルアミドＴＲ−９０、エムスケミー・ジャパン社）
［架橋助剤］ トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ：日本化成社）
［熱伝導性フィラー］ 酸化チタン（商品名：ＴＴＯ−５１Ａ，石原産業社）
【００５４】
実施例
表１に示す組成の樹脂組成物を次に示すようにして得た。すなわち、ＴＡＩＣと熱伝導性フィラーをミルで混合して混合物を得る。この混合物を、二軸混合機（東芝機械社、ＴＥＭ５８ＢＳ）にサイドフィードして前記透明ポリアミドと混合した。このようにして得られた樹脂組成物を、ＳＥ−１８（住友重機社、電動射出成形機）により射出成形をして、４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）の成形体試料を作製した。射出成形は、樹脂温度２８０℃、金型温度８０℃、サイクル３０秒の条件で行った。
【００５５】
得られた成形体試料に３００ｋＧｙの電子線を照射し架橋を行った。照射後の試料について、下記の方法で、全光線透過率、耐光テスト後の外観を測定した。これらの結果を、表１に示す。
【００５６】
比較例１
表１に示す組成で、ＴＡＩＣを二軸混合機（東芝機械社、ＴＥＭ５８ＢＳ）にサイドフィードして前記透明ポリアミドと混合した。その後、ＳＥ−１８（住友重機社、電動射出成形機）により、実施例と同じ条件にて射出成形をして、４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）の成形体試料を作製した。さらに、実施例と同じ条件にて、得られた成形体試料に電子線を照射して架橋を行い、照射後の試料について、下記の方法で、全光線透過率、耐光テスト後の外観を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００５７】
比較例２
表１に示す組成で、ＴＡＩＣ、熱伝導性フィラー及び前記透明ポリアミドを、二軸混合機（東芝機械社、ＴＥＭ５８ＢＳ）のトップからフィードして混合した。その後、ＳＥ−１８（住友重機社、電動射出成形機）により、実施例と同じ条件にて射出成形をして、４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）の成形体試料を作製した。さらに、実施例と同じ条件にて、得られた成形体試料に電子線を照射して架橋を行い、照射後の試料について、下記の方法で、全光線透過率、耐光テスト後の外観を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００５８】
［全光線透過率］
ＪＩＳ Ｋ ７３６１に準拠して測定した。可視光線の範囲（波長４００〜８００ｎｍの範囲）における入射光量Ｔ１と試験片を通った全光量Ｔ２との比を百分率で示す。
【００５９】
［耐光テスト後の外観］
市販の外付ストロボ（ニコン社）を用い、レンズサンプルの表面と光源（キセノンランプ）との距離を２ｍｍとし、次に示す条件の閃光を、１０秒に１回又は２秒に１回のサイクルで２００サイクル繰返した。
閃光時間：（１／８００）秒、色温度：５６００Ｋ
【００６０】
２００サイクル後のレンズの変色を評価し、その評価結果を、レンズに変色が見られないものを○、レンズの中央部が変色したものを×として表１に示した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１の結果より明らかなように、実施例の成形体は、透明性が優れる（全光線透過率８０％）とともに、耐光性も優れている。一方、熱伝導性フィラーを添加していない比較例１の成形体は、透明性は優れるものの（全光線透過率９０％）、耐光性が低く２秒に１回の閃光の２００サイクルで変色を生じている。熱伝導性フィラーが分散されていないので、成形体の放熱性が低く、熱による変色が生じたものと考えられる。又、熱伝導性フィラーを添加しているものの、ＴＡＩＣへの分散をせずに樹脂に混合して作製した比較例２の成形体は、透明性が低く（全光線透過率２０％）、熱伝導性フィラーはナノ分散されていないと考えられる。又、耐光性も低く２秒に１回の閃光の２００サイクルで変色を生じている。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の光学レンズは、ストロボ用レンズ（例えば、ストロボ用フレネルレンズ）等の用途に、好適に用いられる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キセノンランプ、ＬＥＤ、レーザー等を光源とする光の集光に用いる樹脂製の光学レンズ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明ポリアミド樹脂やフッ素樹脂等の透明樹脂を用いた光学レンズは、無機ガラスからなる光学レンズと比べて、軽量であり、破損しにくく、又成形が容易であるとの特徴を有するので、各種の光学機器に広く用いられている。しかし、樹脂製光学レンズは、ガラス製光学レンズに比べて、環境変化によりその光学性能が変動しやすい等の問題がある。そこで、樹脂製光学レンズには、ガラス製光学レンズに匹敵する高い透明性とともに、使用時の光照射により変色しない等の性質（耐光性）が求められている。
【０００３】
樹脂製光学レンズに対するこの要請を満たすために、レンズを構成する透明樹脂を透明ポリアミド樹脂やフッ素樹脂等とした光学レンズが提案されている。例えば、特許文献１では、炭素数が６から２４の少なくとも１種の環状脂肪族ジアミン、これとほぼ等モルの割合の炭素数が８から１６の少なくとも１種の芳香族ジカルボン酸、及びさらに２０モル％までのポリアミド形成性モノマー類から構成され、高い表面硬度を有する光学レンズが提案されている。
【０００４】
しかし、このような透明ポリアミド樹脂を用いた光学レンズでも、キセノンランプ、ＬＥＤ、青紫レーザー等を光源とし光の照射量が高い所謂ストロボ等の発光装置に用いられる場合は、変色、変形、老化等を生じる場合がある。そこで、特許文献２には、キセノンランプ等を光源とする発光装置等に用いても、光の照射による変色、変形、老化等が小さい樹脂製光学レンズとして、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体等を透明ポリアミドとして用い、さらに安定剤を含有する成形材料の成形体からなり、成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が６０％以上であり、かつ、８０℃に保った前記成形体にキセノンランプを用いて光量１０００Ｗ／ｍ２の光線を５００時間照射した後の前記全光線透過率が５０％以上であることを特徴とする光学レンズが開示されている（請求項１、４、７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１３７０５７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００９／０８４６９０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、近年、ストロボ等に用いられる光学レンズの耐光性に対する要請はさらに高度となっている。すなわち、近年のストロボにおいては、光量の増大、発光間隔の短縮が望まれており、又ストロボの内蔵化、小型化に対応するために光源とレンズ間の近接化が望まれている。そして、このような要請に対応したストロボに従来の光学レンズを使用すると、発泡、変色等が生じる場合がある。そこで、樹脂性の光学レンズであって、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも、発泡や変色が生じない光学レンズが望まれていた。
【０００７】
本発明は、高い透明性とともに、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも変色等の問題を生じない光学レンズ及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意研究の結果、透明ポリアミド等の透明樹脂に、熱伝導性フィラーをナノ分散させて放熱性を向上させた成形材料からなる光学レンズは、透明性に優れるとともに、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも変色等の問題が生じにくいことを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
請求項１の発明は、透明樹脂に熱伝導性フィラーをナノ分散させてなる樹脂組成物の成形体よりなる光学レンズであって、前記熱伝導性フィラーの含有率が、前記成形体の重量に対して１重量％以上であり、前記成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上となるように前記熱伝導性フィラーがナノ分散されていることを特徴とする光学レンズである。
【００１０】
本発明の光学レンズは、透明樹脂をマトリックス樹脂とする樹脂組成物を成形してなる成形体である。透明樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、フッ素樹脂、ポリアミド、シリコーン、エポキシ、ポリイミド、ポリスチレン、ポリエステル等からなる透明な樹脂を挙げることができる。特に、特許文献２で説明、例示されているような非晶性でかつガラス転位点の高い透明ポリアミドが好適である。このような透明ポリアミド樹脂としては、例えば、特定のジアミンと特定のジカルボン酸とを縮合して得たもの、ラクタムの開環重合やω−アミノカルボン酸の縮合により得たものを挙げることができる。
【００１１】
このような透明ポリアミド樹脂の中でも、芳香環、脂環等を有するものが好ましく、特に、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体は、変色や変形等を生じにくいので好ましい。請求項２の発明は、この特に好ましい態様に該当するものであり、前記透明樹脂が、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズである。
【００１２】
本発明の光学レンズの成形材料である透明な樹脂組成物は、前記の透明樹脂に、熱伝導性フィラーをナノ分散させてなることを特徴とする。
【００１３】
熱伝導性フィラーを分散させることにより、成形体の放熱性が向上し、その結果、より大きな光量で多数回の照射がされた場合でも温度上昇を抑制できるために、変色や発泡しにくい、優れた耐光性を有する成形体（透明樹脂成形体）が得られる。すなわち、本発明の光学レンズは、光量が増大し発光間隔が短縮化した発光装置に使用しても変色や発泡を生じにくいことを特徴とする。
【００１４】
ここで熱伝導性フィラーとは、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるフィラーを言い、好ましくは、熱伝導率が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のフィラーであり、より好ましくは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上のフィラーである。熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ未満の場合は、透明樹脂に対し１０重量％を超えて配合しても優れた耐光性が得られず、キセノンランプ、ＬＥＤ、（青紫）レーザー等による大きな光量での多数回の照射がされると、発泡や変色が生じる。
【００１５】
熱伝導性フィラーの配合量は、レンズを構成する成形体の重量に対して１重量％以上である。配合量が１重量％未満の場合は、優れた耐光性が得られず、キセノンランプ、ＬＥＤ、レーザー等による大きな光量での多数回の照射がされると、発泡や変色が生じる。一方、配合量が５０重量％を超える場合は透明性が低下する場合があるので、５０重量％以下が好ましく、より優れた透明性を得るためには２０重量％以下である。すなわち、より好ましくは１〜２０重量％の範囲であり、この範囲で、さらに優れた耐光性とともに優れた透明性が得られる。
【００１６】
又、熱伝導性フィラーの分散がナノ分散であることにより優れた透明性を有する成形体が得られる。すなわち、本発明の光学レンズを形成する成形体（透明樹脂成形体）の優れた透明性は、光学レンズの成形に用いるマトリックス樹脂として透明樹脂を使用すること、及び、熱伝導性フィラーをナノ分散することにより得ることができる。
【００１７】
ナノ分散とは、（平均）粒子径が４００ｎｍ以下のナノ粒子を、マトリックス樹脂（透明樹脂）中に良分散することを言う。従って、本発明に使用される熱伝導性フィラーは、（平均）粒子径が４００ｎｍ以下の粒子である。粒子径が４００ｎｍを超える場合は、光学レンズが白濁し高い透明性が得られない。
【００１８】
良分散とは、フィラー（ナノ粒子）の一次粒子の凝集がなく二次粒子（凝集粒子）が形成されていないこと、又は、一次粒子の凝集物（凝集粒子）の径が４００ｎｍ以下となる分散状態にあることを言う。フィラーが凝集し径が４００ｎｍを超える凝集物が生成すると、白濁が生じ、光学レンズの透明性が低下する。しかし、本発明の光学レンズでは、熱伝導性フィラーはナノ分散されているので、優れた透明性を維持できる。
【００１９】
このようにフィラーのナノ分散の程度と透明性は強い相関がある。そこで、レンズの透明度（全光線透過率）によりフィラーのナノ分散の程度を表わすことができる。本発明の光学レンズでは、熱伝導フィラーのナノ分散は、光学レンズを構成する成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上、好ましくは７０％以上となるように行われる。ここで、全光線透過率とは、透明性を表す指標であり、その測定は、ＪＩＳ Ｋ ７３６１に規定される測定法を用いて行い、可視光線の範囲、具体的には波長４００〜８００ｎｍの範囲において、入射光量Ｔ１と試験片を通った全光量Ｔ２との比の百分率で示される。
【００２０】
本発明の光学レンズの成形材料である透明な樹脂組成物は、透明樹脂及び熱伝導性フィラーに加えてマトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤を含有し、かつ、前記熱伝導性フィラーをこの分散剤中にナノ分散した分散液を、透明樹脂中に混合して得られたものであることが好ましい。熱伝導性フィラーを分散剤中にナノ分散した分散液を作製し、この分散液を透明樹脂中に混合する方法により、熱伝導性フィラーを透明樹脂中に容易にナノ分散させることができる。請求項３は、この好ましい態様に該当し、前記樹脂組成物が、前記透明樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤を含有し、かつ前記熱伝導性フィラーを前記分散剤中にナノ分散した分散液を、前記透明樹脂中に混合してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学レンズである。
【００２１】
請求項４は、前記分散剤が、架橋助剤、可塑剤、又は紫外線若しくは電子線照射により重合するモノマー（以下、ＵＶ・ＥＢモノマーと言う。）であることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズである。
【００２２】
本発明の光学レンズを形成する樹脂組成物は、本発明の趣旨を損ねない範囲で、透明樹脂及び熱伝導性フィラーに加えて、光学レンズの種々の物性を向上させるための他の成分を含有することができるが、この他の成分には、架橋助剤、可塑剤、及びＵＶ・ＥＢモノマーが含まれる。例えば、後述する架橋が行われる場合には、架橋を促進するため、架橋助剤を添加することが好ましい。
【００２３】
そして、架橋助剤、可塑剤及びＵＶ・ＥＢモノマーが、マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状であり、熱伝導性フィラーをナノ分散できる場合は、これらを、熱伝導性フィラーをナノ分散するための前記分散剤として用いることができる。この場合は、光学レンズの形成に好ましく用いられる成分をそのまま分散剤とすることができ、光学レンズの物性の向上に特に必要でない成分を用いる必要がないので好ましい。
【００２４】
マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート（以下、ＴＡＩＣとする。）を挙げることができる。ＴＡＩＣは融点２３℃程度であり液体となりやすい。又、ＴＡＩＣは、三官能のため架橋性に優れ、ＴＡＩＣを含有させることにより光学レンズの耐熱性（リフロー耐熱性）を電離放射線照射等により容易に向上できる、放射線照射や熱による変色が比較的少ない、人体に対する毒性が低い等の点でも好ましい。
【００２５】
さらに、ＴＡＩＣは、透明樹脂との相溶性に優れる。例えば、透明ポリアミド（特に、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体）との相溶性に優れ透明ポリアミドに対して５０重量％程度の高濃度まで溶解させることができる。従って、多量の熱伝導性フィラーをナノ分散しやすく、熱伝導性フィラーをレンズ中に高濃度でナノ分散させるための分散剤として好適に用いることができる。請求項５は、この好ましい態様に該当し、前記分散剤が、ＴＡＩＣであることを特徴する請求項３に記載の光学レンズである。
【００２６】
ＵＶ・ＥＢモノマーとしては、アクリレート系モノマー、メタクリレート系モノマー、イミド系モノマー、シリコーン系モノマー、ウレタン系モノマー、イソシアネート系モノマー、エポキシ系モノマー等を挙げることができる。
【００２７】
本発明の光学レンズの成形材料である透明な樹脂組成物は、前記の組成に加えて安定剤を含有することが好ましい。安定剤を含有することにより、変色をより効率的に抑制することができる。請求項６に記載の発明は、この好ましい態様に該当し、さらに安定剤を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学レンズである。
【００２８】
ここで言う安定剤には、光や熱等による劣化を防ぐ作用を有する全ての安定剤を含み、例えば、酸化防止剤も含まれる。具体的には、ヒンダードアミン光安定剤、紫外線吸収剤、リン系安定剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒドロキノン系酸化防止剤等を挙げることができる。２種以上の安定剤を併用すると、安定剤としての機能が向上し、より優れた効果が得られる場合がある。
【００２９】
本発明の光学レンズの成形材料である樹脂組成物には、さらに、本発明の趣旨が損なわれない範囲で、前記以外の成分、例えば、銅害防止剤、難燃剤、滑剤、導電剤、メッキ付与剤等を配合することができる。
【００３０】
透明樹脂を架橋することにより、光学レンズを、耐熱性（リフロー耐熱性）や高温時の剛性に優れた成形体とすることができる。請求項７に記載の発明は、この好ましい態様に該当するものであり、前記透明樹脂が、架橋されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光学レンズである。
【００３１】
この架橋は、樹脂の加熱や樹脂に電離放射線を照射する方法等により行われる。中でも電離放射線を照射する方法は、制御が容易な点で好ましい。又、電離放射線としては、安全性や装置の入手し易さ等から電子線が好ましい。
【００３２】
請求項８に記載の発明は、２７０℃での貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光学レンズである。２７０℃での貯蔵弾性率を０．１ＭＰａ以上とすることにより、室温から高温まで満足する剛性が得られ、光学レンズを鉛フリー半田を用いた半田付けや半田リフローにより実装する場合や、使用環境が高温になる場合でも、熱変形の問題を生じにくく、所謂リフロー耐熱性が高いので好ましい。請求項８の光学レンズのように、高温時の剛性が高い光学レンズは、その成形材料の組成である透明樹脂を、前記のようにして架橋することにより得られる。
【００３３】
ここで、貯蔵弾性率とは、粘弾性体に正弦的振動ひずみを与えたときの応力と、ひずみの関係を表わす複素弾性率を構成する一項（実数項）であり、粘弾性測定器（ＤＭＳ）により測定した値である。より具体的には、アイティー計測制御社製ＤＶＡ−２００による粘弾性測定器により、室温（２５℃）よりの１０℃／分の昇温速度にて測定される値である。
【００３４】
本発明の光学レンズは、透明樹脂、前記透明樹脂にナノ分散している熱伝導性フィラー、及び場合により添加される他の成分からなる樹脂組成物を、レンズに成形し、好ましくはその後樹脂を架橋することにより製造することができる。成形後に架橋する方法によれば、架橋前は樹脂組成物（成形材料）の剛性が小さいので成形が容易であるとともに、架橋により耐熱性や剛性を向上させることができるので、耐熱性や高温での剛性に優れた光学レンズが得られる。
【００３５】
透明樹脂、前記透明樹脂にナノ分散している熱伝導性フィラー、及び場合により添加される他の成分からなる前記樹脂組成物は、好ましくは、前記のように、マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤、例えば、架橋助剤、可塑剤又はＵＶ・ＥＢモノマーに、熱伝導性フィラーをナノ分散して分散液を作製し、その分散液を透明樹脂（場合により、安定剤等の他の成分が含有されている）に混合する方法により作製することができる。又、マトリックス樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤に熱伝導性フィラーをナノ分散して分散液を作製し、その分散液と、透明樹脂を構成するモノマー（場合により、安定剤等の他の成分が含有されている）及び重合開始剤を混合し、モノマーを重合する方法によっても作製することができる。
【００３６】
本発明者は、熱伝導性フィラーを分散剤に分散すること、そして、透明樹脂を主体とする混合物、又は、透明樹脂を構成するモノマーを主体とする混合物を撹拌しながら、熱伝導性フィラーを分散した分散液を加えることにより、透明樹脂中に熱伝導性フィラーをナノ分散できることを見出した。
【００３７】
透明樹脂の組成物に、熱伝導性フィラーをナノ分散する方法としては、前記の方法、すなわち「熱伝導性フィラーを分散剤にナノ分散させてなる分散液を、透明樹脂又はその原料モノマーに混合する方法」以外にも、次に示す方法を挙げることができる。
１）樹脂を溶融し、その中に熱伝導性フィラーを添加して剪断力等により分散する方法。
２）熱伝導性フィラーを、シランカップリング剤等の表面処理剤や界面活性剤等で処理した後、樹脂に分散する方法。
【００３８】
ただし、ナノ分散の容易さからは、前記の方法、すなわち「熱伝導性フィラーを分散剤にナノ分散させてなる分散液を、透明樹脂又はそのモノマーに混合する方法」、又は前記の方法と、上記１）及び／若しくは２）とを併用する方法が好ましい。これらの方法を併用することにより、分散性をより向上させることができる。
【００３９】
請求項９に記載の発明は、熱伝導性フィラーを透明樹脂にナノ分散させてなる樹脂組成物を成形する成形工程、及び成形工程後に透明樹脂を架橋する架橋工程を有することを特徴とする光学レンズの製造方法である。この製造方法により、耐熱性（リフロー耐熱性）や高温時の剛性に優れた光学レンズを容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の光学レンズは、透明性が高いとともに、キセノンランプ、ＬＥＤや（青紫）レーザー等を光源とする光が、より大きな光量で多数回照射された場合でも、変色等を生じにくい。本発明の光学レンズであって耐熱性（リフロー耐熱性）や高温時の剛性に優れたものは、本発明の光学レンズ製造方法により容易に製造することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
次に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、本発明は、ここに述べる形態に限定されるものではない。
【００４２】
本発明の光学レンズの成形材料を構成する透明樹脂としては、前記のように透明ポリアミドが好ましい。透明ポリアミドとしては特許文献２等に例示されているものを挙げることができるが、配合物自体が透明であれば、多数の異なるポリアミドの配合物であってよく、結晶性のものが含まれていてもよい。さらに、透明ポリアミドとしては、その合成反応（重合）を、原料モノマーとともに、後述する安定剤、補強材等の存在下行って製造したものでもよい。
【００４３】
透明ポリアミドとしては市販品を用いることもできる。例えば、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体からなるポリアミドは、グリルアミドＴＲ−９０（エムスケミー・ジャパン社）等の商品名で市販されている。
【００４４】
その他、本発明に使用される透明ポリアミドの具体的商品例としては、トロガミドＣＸ７３２３、トロガミドＴ、トロガミドＣＸ９７０１（商品名、以上、ダイセル・デグサ社）、グリルアミドＴＲ−１５５、グリボリーＧ２１、グリルアミドＴＲ−５５ＬＸ、グリロンＴＲ−２７（以上、エムスケミー・ジャパン社）、クリスタミドＭＳ１１００、クリスタミドＭＳ１７００（以上、アルケマ社）、シーラー３０３０Ｅ、シーラーＰＡ−Ｖ２０３１、イソアミドＰＡ−７０３０（以上、デュポン社）等を挙げることができる。
【００４５】
熱伝導性フィラーとしては、アルミナ、（結晶性）シリカ、窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等のカーボン材料、合成マグネサイト等を挙げることができる。熱伝導性フィラーの形状は、必ずしも球状である必要は無く、棒状、板状、粉砕フィラーであってもよい。さらにこれらの熱伝導性フィラーは、そのナノ分散を容易にするために、界面活性剤等による表面処理等が施されたものでもよい。
【００４６】
本発明の光学レンズに配合することができる安定剤の配合割合の好ましい範囲は、特に限定されないが、配合割合が大きい程、キセノンランプ等の照射による変色等が小さいものが得られる。一方、配合割合が大き過ぎると、ブルーム、曇点（ヘイズ）の悪化、透過率の低下等の問題を生じる。そこで、通常、１種の安定剤を用いる場合は、透明ポリアミド１００重量部に対し、０．０１〜５重量部程度が好ましい。
【００４７】
安定剤としては、市販されているものを用いることができる。例えば、ヒンダードアミン光安定剤はアデカスタブＬＡ６８、ＬＡ６２（商品名、旭電化社）等として、紫外線吸収剤はアデカスタブＬＡ３６（商品名、旭電化社）等として、リン系安定剤はイルガフォス１６８（商品名、ＢＡＳＦ社）等として、ヒンダードフェノール系酸化防止剤はイルガノックス２４５、イルガノックス１０１０（商品名、ＢＡＳＦ社）等として、ヒドロキノン系酸化防止剤は、メトキノン（商品名：精工化学社）等として市販されており、これらを用いることができる。
【００４８】
本発明で用いることができる架橋助剤としては、ＴＡＩＣ以外にも、ｐ−キノンジオキシム、ｐ，ｐ’−ジベンゾイルキノンジオキシム等のオキシム類；エチレンジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、アクリル酸／酸化亜鉛混合物、アリルメタクリレート、トリメタクリルイソシアヌレート等のアクリレート又はメタクリレート類；ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、ビニルピリジン等のビニルモノマー類；ヘキサメチレンジアリルナジイミド、ジアリルイタコネート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート等のアリル化合物類；Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−（４，４’−メチレンジフェニレン）ジマレイミド等のマレイミド化合物類等を挙げることができる。ＴＡＩＣ及びこれらの架橋助剤は単独で用いてもよいし、組み合わせて使用することもできる。
【００４９】
架橋助剤としてＴＡＩＣを用いる場合、その含有量は、透明ポリアミド１００重量部に対して２５重量部未満が好ましく、より好ましくは１〜２０重量部である。ＴＡＩＣの含有量が多い程、架橋を促進しリフロー耐熱性等を向上させる効果が大きいが、その含有量が前記の範囲以上となると、固化が遅くなりすぎて成形性が低下し、成形品の良い外観が得にくくなる場合がある。
【００５０】
本発明の光学レンズの製造において、透明樹脂と、熱伝導性フィラーをナノ分散する分散液、及び場合により添加される成分等の混合に用いられる混合機としては、公知の混合機を挙げることができ、例えば、単軸押出機、二軸押出機、加圧ニーダーを挙げることができる。中でも、二軸押出機が好ましく、２３０℃〜３００℃程度の混練温度、２秒〜１５分程度の混練時間が、一般に好ましく採用される。
【００５１】
成形工程での成形方法は特に制限されず、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、プレス成形法、押出成形法、ブロー成形法、真空成形法等が挙げられるが、成形の容易さ及び成形の精度の観点から、射出成形法が好ましい。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明を実施例に基づき説明する。なお、本発明は、ここに述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない限り他の形態への変更も可能である。先ず、実施例及び比較例で使用した原料について述べる。
【００５３】
［透明ポリアミド］ １，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体（商品名：グリルアミドＴＲ−９０、エムスケミー・ジャパン社）
［架橋助剤］ トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ：日本化成社）
［熱伝導性フィラー］ 酸化チタン（商品名：ＴＴＯ−５１Ａ，石原産業社）
【００５４】
実施例
表１に示す組成の樹脂組成物を次に示すようにして得た。すなわち、ＴＡＩＣと熱伝導性フィラーをミルで混合して混合物を得る。この混合物を、二軸混合機（東芝機械社、ＴＥＭ５８ＢＳ）にサイドフィードして前記透明ポリアミドと混合した。このようにして得られた樹脂組成物を、ＳＥ−１８（住友重機社、電動射出成形機）により射出成形をして、４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）の成形体試料を作製した。射出成形は、樹脂温度２８０℃、金型温度８０℃、サイクル３０秒の条件で行った。
【００５５】
得られた成形体試料に３００ｋＧｙの電子線を照射し架橋を行った。照射後の試料について、下記の方法で、全光線透過率、耐光テスト後の外観を測定した。これらの結果を、表１に示す。
【００５６】
比較例１
表１に示す組成で、ＴＡＩＣを二軸混合機（東芝機械社、ＴＥＭ５８ＢＳ）にサイドフィードして前記透明ポリアミドと混合した。その後、ＳＥ−１８（住友重機社、電動射出成形機）により、実施例と同じ条件にて射出成形をして、４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）の成形体試料を作製した。さらに、実施例と同じ条件にて、得られた成形体試料に電子線を照射して架橋を行い、照射後の試料について、下記の方法で、全光線透過率、耐光テスト後の外観を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００５７】
比較例２
表１に示す組成で、ＴＡＩＣ、熱伝導性フィラー及び前記透明ポリアミドを、二軸混合機（東芝機械社、ＴＥＭ５８ＢＳ）のトップからフィードして混合した。その後、ＳＥ−１８（住友重機社、電動射出成形機）により、実施例と同じ条件にて射出成形をして、４０ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）の成形体試料を作製した。さらに、実施例と同じ条件にて、得られた成形体試料に電子線を照射して架橋を行い、照射後の試料について、下記の方法で、全光線透過率、耐光テスト後の外観を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００５８】
［全光線透過率］
ＪＩＳ Ｋ ７３６１に準拠して測定した。可視光線の範囲（波長４００〜８００ｎｍの範囲）における入射光量Ｔ１と試験片を通った全光量Ｔ２との比を百分率で示す。
【００５９】
［耐光テスト後の外観］
市販の外付ストロボ（ニコン社）を用い、レンズサンプルの表面と光源（キセノンランプ）との距離を２ｍｍとし、次に示す条件の閃光を、１０秒に１回又は２秒に１回のサイクルで２００サイクル繰返した。
閃光時間：（１／８００）秒、色温度：５６００Ｋ
【００６０】
２００サイクル後のレンズの変色を評価し、その評価結果を、レンズに変色が見られないものを○、レンズの中央部が変色したものを×として表１に示した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１の結果より明らかなように、実施例の成形体は、透明性が優れる（全光線透過率８０％）とともに、耐光性も優れている。一方、熱伝導性フィラーを添加していない比較例１の成形体は、透明性は優れるものの（全光線透過率９０％）、耐光性が低く２秒に１回の閃光の２００サイクルで変色を生じている。熱伝導性フィラーが分散されていないので、成形体の放熱性が低く、熱による変色が生じたものと考えられる。又、熱伝導性フィラーを添加しているものの、ＴＡＩＣへの分散をせずに樹脂に混合して作製した比較例２の成形体は、透明性が低く（全光線透過率２０％）、熱伝導性フィラーはナノ分散されていないと考えられる。又、耐光性も低く２秒に１回の閃光の２００サイクルで変色を生じている。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の光学レンズは、ストロボ用レンズ（例えば、ストロボ用フレネルレンズ）等の用途に、好適に用いられる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂に熱伝導性フィラーをナノ分散させてなる樹脂組成物の成形体よりなる光学レンズであって、前記熱伝導性フィラーの含有率が、前記成形体の重量に対して１重量％以上であり、前記成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上となるように前記熱伝導性フィラーがナノ分散されていることを特徴とする光学レンズ。
【請求項２】
前記透明樹脂が、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項３】
前記樹脂組成物が、前記透明樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤を含有し、かつ前記熱伝導性フィラーを前記分散剤中にナノ分散した分散液を、前記透明樹脂中に混合してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学レンズ。
【請求項４】
前記分散剤が、架橋助剤、可塑剤、又は紫外線若しくは電子線照射により重合するモノマーであることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項５】
前記分散剤が、トリアリルイソシアヌレートであることを特徴する請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項６】
さらに安定剤を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項７】
前記透明樹脂が、架橋されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項８】
２７０℃での貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項９】
熱伝導性フィラーを透明樹脂にナノ分散させてなる樹脂組成物を成形する成形工程、及び成形工程後に透明樹脂を架橋する架橋工程を有することを特徴とする光学レンズの製造方法。
【請求項１】
透明樹脂に熱伝導性フィラーをナノ分散させてなる樹脂組成物の成形体よりなる光学レンズであって、前記熱伝導性フィラーの含有率が、前記成形体の重量に対して１重量％以上であり、前記成形体の厚さを２ｍｍとしたときの全光線透過率が３０％以上となるように前記熱伝導性フィラーがナノ分散されていることを特徴とする光学レンズ。
【請求項２】
前記透明樹脂が、１，１０−デカンジカルボン酸及び３，３′−ジメチル−４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタンの縮合重合体であることを特徴とする請求項１に記載の光学レンズ。
【請求項３】
前記樹脂組成物が、前記透明樹脂のガラス転移点より５０℃高い温度において液状である分散剤を含有し、かつ前記熱伝導性フィラーを前記分散剤中にナノ分散した分散液を、前記透明樹脂中に混合してなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学レンズ。
【請求項４】
前記分散剤が、架橋助剤、可塑剤、又は紫外線若しくは電子線照射により重合するモノマーであることを特徴とする請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項５】
前記分散剤が、トリアリルイソシアヌレートであることを特徴する請求項３に記載の光学レンズ。
【請求項６】
さらに安定剤を含有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項７】
前記透明樹脂が、架橋されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項８】
２７０℃での貯蔵弾性率が０．１ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の光学レンズ。
【請求項９】
熱伝導性フィラーを透明樹脂にナノ分散させてなる樹脂組成物を成形する成形工程、及び成形工程後に透明樹脂を架橋する架橋工程を有することを特徴とする光学レンズの製造方法。
【公開番号】特開２０１３−１５６４７（Ｐ２０１３−１５６４７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７９０２（Ｐ２０１１−１４７９０２）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（５９９１０９９０６）住友電工ファインポリマー株式会社 (203)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（５９９１０９９０６）住友電工ファインポリマー株式会社 (203)
【Ｆターム（参考）】
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