JP2002303701A - ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラスチック製品及びその製造方法 - Google Patents
ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラスチック製品及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】感温性を減少させた光学ナノ複合物材料及び光
学製品、並びに該光学製品の製造方法を提供する。 【解決手段】光学ナノ複合物材料は、ホストのプラスチ
ック材料中に分散したナノ粒子の充填材を有する。ナノ
複合物材料を製造する方法に従って、プラスチックのホ
スト材料、及びナノ粒子の充填材の、屈折率のような、
予め決められた感温性光学ベクトルは、方向的に反対で
あり、温度に関する屈折率の著しく改善された安定性を
有するナノ複合物材料を結果として生じる。
学製品、並びに該光学製品の製造方法を提供する。 【解決手段】光学ナノ複合物材料は、ホストのプラスチ
ック材料中に分散したナノ粒子の充填材を有する。ナノ
複合物材料を製造する方法に従って、プラスチックのホ
スト材料、及びナノ粒子の充填材の、屈折率のような、
予め決められた感温性光学ベクトルは、方向的に反対で
あり、温度に関する屈折率の著しく改善された安定性を
有するナノ複合物材料を結果として生じる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に高分子の
光学製品の分野に関する。特に、本発明は、広い温度範
囲にわたって安定な性能特性を維持する、プラスチック
レンズのような、高分子の光学材料及び製品に関係す
る。
光学製品の分野に関する。特に、本発明は、広い温度範
囲にわたって安定な性能特性を維持する、プラスチック
レンズのような、高分子の光学材料及び製品に関係す
る。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックレンズ及びガラスレンズは
しばしば、カメラ、顕微鏡、望遠鏡及び眼鏡のような光
学系において同じ機能を果たす。プラスチックレンズを
ガラスレンズと区別する二つの主な属性は、費用と光学
的な安定性である。プラスチックレンズは、典型的に同
様なガラスレンズの価格の１／１００倍の費用で済む。
反対に、温度及び湿度に関するガラスレンズの屈折率の
安定性は、典型的にプラスチックレンズの屈折率の安定
性よりも１００倍良好である。
しばしば、カメラ、顕微鏡、望遠鏡及び眼鏡のような光
学系において同じ機能を果たす。プラスチックレンズを
ガラスレンズと区別する二つの主な属性は、費用と光学
的な安定性である。プラスチックレンズは、典型的に同
様なガラスレンズの価格の１／１００倍の費用で済む。
反対に、温度及び湿度に関するガラスレンズの屈折率の
安定性は、典型的にプラスチックレンズの屈折率の安定
性よりも１００倍良好である。
【０００３】費用の差は、主として、二つの材料に要求
される製造工程、及びそれらの材料が形成される相対的
な温度、の差に帰する。プラスチックレンズは、典型的
に、主として研削及び研磨又は６２５℃における圧縮成
形によって製造されるガラスレンズよりも１０倍速いサ
イクル時間で、射出成形を使用して２３０℃で製造され
る。研削及び研磨は、ガラスが形成される高温が高価な
成形材料及び広範囲にわたる維持費用を必要とすると同
時に、重労働である。
される製造工程、及びそれらの材料が形成される相対的
な温度、の差に帰する。プラスチックレンズは、典型的
に、主として研削及び研磨又は６２５℃における圧縮成
形によって製造されるガラスレンズよりも１０倍速いサ
イクル時間で、射出成形を使用して２３０℃で製造され
る。研削及び研磨は、ガラスが形成される高温が高価な
成形材料及び広範囲にわたる維持費用を必要とすると同
時に、重労働である。
【０００４】反対に、プラスチックとガラスとの間の光
学的な安定性における差は、それらの基本的な材料の性
質における差に帰する。光学的な安定性におけるこの差
は、プラスチックレンズをガラスの代わりに使用すると
き、カメラのような製品における焦点及び画質の実質的
により多くの変動に帰着する。所望のもの及び当技術に
おいて残っている挑戦は、プラスチックのように加工す
るガラスの光学的安定性を有する材料である。環状オレ
フィンのような光学プラスチック材料が、湿度に関する
屈折率の安定性を大きく改善すると同時に、温度に関す
る屈折率の安定性の改善は、機会を残してきた。ガラス
のｄｎ／ｄＴの符号及び大きさを決定する、競合する基
礎的な材料特性に関する研究は、例えば、Ｌｕｃｉｅｎ
Ｐｒｏｄ‘ｈｏｍｍｅ，“Ａ ｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃ
ｈ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｈａｎｇｅ ｉ
ｎ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ
ｇｌａｓｓｅｓ，”Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｇｌａｓｓｅｓ，Ｖｏｌ．１，Ｎ
ｏ．４，Ａｕｇによって利用可能である。ガラスにおけ
るｄｎ／ｄＴを決定する二つの競合する効果は、負のｄ
ｎ／ｄＴを生じる密度変化、及び正のｄｎ／ｄＴを生じ
る電子分極率である。ガラス材料における正味のｄｎ／
ｄＴは、どちらの効果が支配するかに依存する。しかし
ながら、光学プラスチックにおいて、電子分極率は無い
ので、全ての充填されない材料は、負のｄｎ／ｄＴ値を
有する。それにもかかわらず、Ｐｒｏｄ’ｈｏｍｍｅに
よる製品は、充填されたプラスチックの複合物材料のｄ
ｎ／ｄＴを実質的に変える為に、正のｄｎ／ｄＴ値を有
するガラス状の充填材を使用する可能性を確認する。
学的な安定性における差は、それらの基本的な材料の性
質における差に帰する。光学的な安定性におけるこの差
は、プラスチックレンズをガラスの代わりに使用すると
き、カメラのような製品における焦点及び画質の実質的
により多くの変動に帰着する。所望のもの及び当技術に
おいて残っている挑戦は、プラスチックのように加工す
るガラスの光学的安定性を有する材料である。環状オレ
フィンのような光学プラスチック材料が、湿度に関する
屈折率の安定性を大きく改善すると同時に、温度に関す
る屈折率の安定性の改善は、機会を残してきた。ガラス
のｄｎ／ｄＴの符号及び大きさを決定する、競合する基
礎的な材料特性に関する研究は、例えば、Ｌｕｃｉｅｎ
Ｐｒｏｄ‘ｈｏｍｍｅ，“Ａ ｎｅｗ ａｐｐｒｏａｃ
ｈ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｈａｎｇｅ ｉ
ｎ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ ｏｆ
ｇｌａｓｓｅｓ，”Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍ
ｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｇｌａｓｓｅｓ，Ｖｏｌ．１，Ｎ
ｏ．４，Ａｕｇによって利用可能である。ガラスにおけ
るｄｎ／ｄＴを決定する二つの競合する効果は、負のｄ
ｎ／ｄＴを生じる密度変化、及び正のｄｎ／ｄＴを生じ
る電子分極率である。ガラス材料における正味のｄｎ／
ｄＴは、どちらの効果が支配するかに依存する。しかし
ながら、光学プラスチックにおいて、電子分極率は無い
ので、全ての充填されない材料は、負のｄｎ／ｄＴ値を
有する。それにもかかわらず、Ｐｒｏｄ’ｈｏｍｍｅに
よる製品は、充填されたプラスチックの複合物材料のｄ
ｎ／ｄＴを実質的に変える為に、正のｄｎ／ｄＴ値を有
するガラス状の充填材を使用する可能性を確認する。
【０００５】ナノ粒子の充填材は、光学プラスチックの
屈折率を変更する為に使用されてきた。可視光の波長
（４００−７００ｎｍ）よりかなり小さい十分小さな充
填材を使用することによって、充填材は、光を散乱しな
いと考えられ、充填されたプラスチックはその透過性を
保つことができる。世界知的所有機関の国際公開９７／
１０５２７号は、眼への応用の為にプラスチックの屈折
率を増加させる為のナノ粒子の使用を記載する。加え
て、プラスチックの屈折率を増加させる為のナノ粒子の
添加を記載する技術文献は、Ｃ．Ｂｅｃｋｅｒ，Ｐ．Ｍ
ｕｅｌｌｅｒ，Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔ；“Ｏｐｔｉｃａｌ
ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｖ
ｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓ
ｔｉｃ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ Ｓ
ｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａ
ｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ”，ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ Ｖｏｌ．３４６９，ｐｐ．８８−９８，Ｊｕ
ｌｙ １９９８及びＢ．Ｂｒａｕｎｅ，Ｐ．Ｍｕｅｌｌ
ｅｒ，Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔ；“Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｏｘ
ｉｄｅ Ｎａｎｏｍｅｒｓ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，”ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇｓ Ｖｏｌ．３４６９，ｐｐ．１２４−１３
２，Ｊｕｌｙ １９９８を含む。これらの参照文献が、
光学プラスチックの屈折率を変更する為のナノ粒子の使
用を開示すると同時に、それらナノ粒子は、ナノ粒子に
おける異なる組みの特性を必要とする温度に関する屈折
率の安定性の問題点を議論しない。
屈折率を変更する為に使用されてきた。可視光の波長
（４００−７００ｎｍ）よりかなり小さい十分小さな充
填材を使用することによって、充填材は、光を散乱しな
いと考えられ、充填されたプラスチックはその透過性を
保つことができる。世界知的所有機関の国際公開９７／
１０５２７号は、眼への応用の為にプラスチックの屈折
率を増加させる為のナノ粒子の使用を記載する。加え
て、プラスチックの屈折率を増加させる為のナノ粒子の
添加を記載する技術文献は、Ｃ．Ｂｅｃｋｅｒ，Ｐ．Ｍ
ｕｅｌｌｅｒ，Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔ；“Ｏｐｔｉｃａｌ
ａｎｄ Ｔｈｅｒｍｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｖ
ｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓ
ｔｉｃ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｉｔｈ Ｓ
ｕｒｆａｃｅ−Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｉｌｉｃａ Ｎａ
ｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ”，ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ Ｖｏｌ．３４６９，ｐｐ．８８−９８，Ｊｕ
ｌｙ １９９８及びＢ．Ｂｒａｕｎｅ，Ｐ．Ｍｕｅｌｌ
ｅｒ，Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔ；“Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｏｘ
ｉｄｅ Ｎａｎｏｍｅｒｓ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，”ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃｅｅ
ｄｉｎｇｓ Ｖｏｌ．３４６９，ｐｐ．１２４−１３
２，Ｊｕｌｙ １９９８を含む。これらの参照文献が、
光学プラスチックの屈折率を変更する為のナノ粒子の使
用を開示すると同時に、それらナノ粒子は、ナノ粒子に
おける異なる組みの特性を必要とする温度に関する屈折
率の安定性の問題点を議論しない。
【０００６】Ｍ．Ｂｏｃｋ等に発行された米国特許第６
０２０４１９号は、改善された引掻き抵抗（scratch re
sistance）の為に樹脂系のコーティング材におけるナノ
粒子の充填材の使用を開示する。Ｍ．Ｍｉｃｈａｌｃｚ
ｙｋ等に発行された米国特許第５７２６２４７号はま
た、フッ素ポリマー（fluoropolymer）中に無機ナノ粒
子を入れる保護コーティング材を記載する。引掻き抵抗
がプラスチック光学系において重要であると同時に、引
掻き抵抗に適するかもしれないナノ粒子は、温度に関す
る屈折率安定性を改善する為に必要とされる特異的性質
を有するものと非常に異なるかもしれない。
０２０４１９号は、改善された引掻き抵抗（scratch re
sistance）の為に樹脂系のコーティング材におけるナノ
粒子の充填材の使用を開示する。Ｍ．Ｍｉｃｈａｌｃｚ
ｙｋ等に発行された米国特許第５７２６２４７号はま
た、フッ素ポリマー（fluoropolymer）中に無機ナノ粒
子を入れる保護コーティング材を記載する。引掻き抵抗
がプラスチック光学系において重要であると同時に、引
掻き抵抗に適するかもしれないナノ粒子は、温度に関す
る屈折率安定性を改善する為に必要とされる特異的性質
を有するものと非常に異なるかもしれない。
【０００７】Ｊ．Ｈ．Ｗｒｉｇｈｔに発行された米国特
許第３９１５９２４号は、空隙を充填する為のナノ粒子
を充填した透明な材料を記載する。Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔ
に発行された米国特許５９１０５２２号は、熱膨張を減
少させる為のナノスケールの無機粒子及び上昇した温度
における改善された構造的性質を含む光学素子に対する
接着剤を記載する。これらの特許に記載された発明が、
当技術においていくらかの進歩を表すと同時に、それら
の特許のどれもが、特にこれらの性質が感温性に関連す
るとき、変更されたプラスチック材料の特異的な光学的
性質を扱わない。
許第３９１５９２４号は、空隙を充填する為のナノ粒子
を充填した透明な材料を記載する。Ｈ．Ｓｃｈｍｉｄｔ
に発行された米国特許５９１０５２２号は、熱膨張を減
少させる為のナノスケールの無機粒子及び上昇した温度
における改善された構造的性質を含む光学素子に対する
接着剤を記載する。これらの特許に記載された発明が、
当技術においていくらかの進歩を表すと同時に、それら
の特許のどれもが、特にこれらの性質が感温性に関連す
るとき、変更されたプラスチック材料の特異的な光学的
性質を扱わない。
【０００８】世界知的所有機関の国際公開特許９９６１
３８３ａ１号は、干渉フィルター又は反射防止層を製造
する為に、基板と異なる屈折率を有する層を形成する為
のナノ粒子の充填材を含む少なくとも一つの層を使用す
る多層光学系を製造する方法を開示する。明らかに、こ
の特許は、屈折率の別形態の変更を扱っており、このよ
うなものは、温度に関する屈折率の安定性に関係しな
い。
３８３ａ１号は、干渉フィルター又は反射防止層を製造
する為に、基板と異なる屈折率を有する層を形成する為
のナノ粒子の充填材を含む少なくとも一つの層を使用す
る多層光学系を製造する方法を開示する。明らかに、こ
の特許は、屈折率の別形態の変更を扱っており、このよ
うなものは、温度に関する屈折率の安定性に関係しな
い。
【０００９】当業者は、多種多様の材料を、可視光の波
長よりかなり小さいナノメーター粒子の大きさで入手可
能であることを認識すると考えられる。代表的な材料
を、Ｎａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ及びＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのよう
な会社から獲得してもよい。屈折率以外の性質に基づい
てナノ粒子の材料を選択することによって、発明者等の
経験が、プラスチックの他の光学的性質を変更すること
が現在でも可能であることを示す。
長よりかなり小さいナノメーター粒子の大きさで入手可
能であることを認識すると考えられる。代表的な材料
を、Ｎａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ
Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ及びＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌ
ｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのよう
な会社から獲得してもよい。屈折率以外の性質に基づい
てナノ粒子の材料を選択することによって、発明者等の
経験が、プラスチックの他の光学的性質を変更すること
が現在でも可能であることを示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ナノ粒子を使用するプ
ラスチックの性能を変更する幾つかの試みがあったと同
時に、これらの試みのどれもが、重要な加工特性を保つ
と同時に温度に安定な光学的性質を有する光学プラスチ
ック製品の製造に成功していることを証明していない。
ラスチックの性能を変更する幾つかの試みがあったと同
時に、これらの試みのどれもが、重要な加工特性を保つ
と同時に温度に安定な光学的性質を有する光学プラスチ
ック製品の製造に成功していることを証明していない。
【００１１】従って、当技術において、温度に安定な光
学的性質を有する、レンズのような、光学プラスチック
製品及びその製造方法に対する要求が存続している。
学的性質を有する、レンズのような、光学プラスチック
製品及びその製造方法に対する要求が存続している。
【００１２】従って、本発明の目的は、感温性を減少さ
せた光学ナノ複合物材料を提供することである。
せた光学ナノ複合物材料を提供することである。
【００１３】本発明の別の目的は、広範囲の温度にわた
って安定性を維持する、プラスチックレンズのような、
光学製品を提供することである。
って安定性を維持する、プラスチックレンズのような、
光学製品を提供することである。
【００１４】さらに、本発明の別の目的は、感温性を減
少させた光学製品を製造する方法を提供することであ
る。
少させた光学製品を製造する方法を提供することであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の光学製品の特徴
は、ナノ粒子の充填材（filler）の感温性光学ベクトル
（temperature sensitive optical vector）と方向的に
反対である感温性光学ベクトルを有する、プラスチック
のホスト材料（host material）中に分散した選択した
ナノ粒子（nanoparticle）である。
は、ナノ粒子の充填材（filler）の感温性光学ベクトル
（temperature sensitive optical vector）と方向的に
反対である感温性光学ベクトルを有する、プラスチック
のホスト材料（host material）中に分散した選択した
ナノ粒子（nanoparticle）である。
【００１６】本発明のこれら及び他の目的、特徴、及び
利点を達成する為に、本発明の一つの様相において、感
温性光学ベクトルｘ１を有するポリカーボネートのホス
ト材料及び感温性光学ベクトルｘ２を有する前記ポリカ
ーボネートのホスト材料中に分散されるナノ粒子を含む
ポリカーボネートのナノ複合物（nanocomposite）の光
学プラスチック製品が提供され、ここで前記感温性光学
ベクトルｘ１は、感温性光学ベクトルｘ２と方向的に反
対である。
利点を達成する為に、本発明の一つの様相において、感
温性光学ベクトルｘ１を有するポリカーボネートのホス
ト材料及び感温性光学ベクトルｘ２を有する前記ポリカ
ーボネートのホスト材料中に分散されるナノ粒子を含む
ポリカーボネートのナノ複合物（nanocomposite）の光
学プラスチック製品が提供され、ここで前記感温性光学
ベクトルｘ１は、感温性光学ベクトルｘ２と方向的に反
対である。
【００１７】本発明の別の様相において、ポリカーボネ
ートのナノ複合物のプラスチック光学製品を製造する方
法であって、（ａ）感温性光学ベクトルｘ１を有するポ
リカーボネートのホスト材料、及び感温性光学ベクトル
ｘ２を有するナノ粒子を提供するステップと、ここで前
記感温性光学ベクトルｘ１は、感温性光学ベクトルｘ２
と方向的に反対であり、（ｂ）前記ポリカーボネートの
ホスト材料中に前記ナノ粒子を分散させて、ポリカーボ
ネートのナノ複合物材料を形成するステップと、（ｃ）
前記ポリカーボネートのナノ複合物材料を前記ポリカー
ボネートの光学プラスチック製品に形成するステップ
と、を含む方法が提供される。
ートのナノ複合物のプラスチック光学製品を製造する方
法であって、（ａ）感温性光学ベクトルｘ１を有するポ
リカーボネートのホスト材料、及び感温性光学ベクトル
ｘ２を有するナノ粒子を提供するステップと、ここで前
記感温性光学ベクトルｘ１は、感温性光学ベクトルｘ２
と方向的に反対であり、（ｂ）前記ポリカーボネートの
ホスト材料中に前記ナノ粒子を分散させて、ポリカーボ
ネートのナノ複合物材料を形成するステップと、（ｃ）
前記ポリカーボネートのナノ複合物材料を前記ポリカー
ボネートの光学プラスチック製品に形成するステップ
と、を含む方法が提供される。
【００１８】よって、本発明は、 （１）結果として生じるナノ複合物は、著しく低いｄｎ
／ｄＴ（温度に対する屈折率の変化）を有する （２）ナノ複合物材料で製造されるレンズは、与えられ
た温度範囲で、より安定な焦点距離を有する （３）低いレベルのｄｎ／ｄＴが、減少した充填のナノ
粒子を有するナノ複合物材料において、到達可能である （４）ナノ複合物材料の粘度は、基材のプラスチックよ
りも著しく高くはないので、従来のプラスチックの加工
技術を使用することができる （５）ナノ複合物材料は、改善された防護性を有するの
で、湿度に関する屈折率の変化は、基材のプラスチック
と比較して減少すると考えられる、ことを含む、既存の
開発物を超える多くの有利な効果を有する。
／ｄＴ（温度に対する屈折率の変化）を有する （２）ナノ複合物材料で製造されるレンズは、与えられ
た温度範囲で、より安定な焦点距離を有する （３）低いレベルのｄｎ／ｄＴが、減少した充填のナノ
粒子を有するナノ複合物材料において、到達可能である （４）ナノ複合物材料の粘度は、基材のプラスチックよ
りも著しく高くはないので、従来のプラスチックの加工
技術を使用することができる （５）ナノ複合物材料は、改善された防護性を有するの
で、湿度に関する屈折率の変化は、基材のプラスチック
と比較して減少すると考えられる、ことを含む、既存の
開発物を超える多くの有利な効果を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の上記及び他の目的、特
徴、及び利点は、以下の記載及び図面と共に理解される
とき、より明確になると考えられ、ここで可能であれば
同一の引用符を図に共通である同一の特徴を示す為に使
用した。
徴、及び利点は、以下の記載及び図面と共に理解される
とき、より明確になると考えられ、ここで可能であれば
同一の引用符を図に共通である同一の特徴を示す為に使
用した。
【００２０】最初に図１を参照して、典型的な先行技術
のレンズ１において、焦点距離が温度Ｔの変化と共に著
しく変動することは公知である。焦点距離と屈折率との
間の関係は、以下の式 ｆ＝Ｒ／（ｎ−１） 式１ によって与えられ、ここでｆは、入射光３がレンズ１を
通って行き焦点５に焦点調節されるときに生じるレンズ
１の焦点距離であり、Ｒは、レンズ面の半径であり、ｎ
は、レンズ材料の屈折率である。
のレンズ１において、焦点距離が温度Ｔの変化と共に著
しく変動することは公知である。焦点距離と屈折率との
間の関係は、以下の式 ｆ＝Ｒ／（ｎ−１） 式１ によって与えられ、ここでｆは、入射光３がレンズ１を
通って行き焦点５に焦点調節されるときに生じるレンズ
１の焦点距離であり、Ｒは、レンズ面の半径であり、ｎ
は、レンズ材料の屈折率である。
【００２１】カメラレンズ（図示してない）の場合に
は、動作の温度範囲は、熱帯の島を撮影する為に使用
し、その後に雪の降る山を撮影する為に使用するときに
は、容易に５０℃であり得る。例として、例えばポリメ
タクリル酸メチルで製造された１０ｍｍの半径を有する
レンズ１では、室温における屈折率ｎは１．４９２であ
り、上式１から計算される焦点距離は２０．３２５ｍｍ
である。
は、動作の温度範囲は、熱帯の島を撮影する為に使用
し、その後に雪の降る山を撮影する為に使用するときに
は、容易に５０℃であり得る。例として、例えばポリメ
タクリル酸メチルで製造された１０ｍｍの半径を有する
レンズ１では、室温における屈折率ｎは１．４９２であ
り、上式１から計算される焦点距離は２０．３２５ｍｍ
である。
【００２２】表１から選択されたプラスチック材料を含
む典型的な先行技術のレンズ１において、動作の温度範
囲にわたる屈折率の変化ｄｎは０．００５５であり、式
１からレンズの焦点距離の変化７（図１）として示され
る焦点５の変化は、０．２２５又は１％である。当業者
は、レンズ１で作られる画像の画質が、焦点の質の変動
によって全ての動作の温度範囲にわたって同じではない
と考えられることが、認識できると思われる。
む典型的な先行技術のレンズ１において、動作の温度範
囲にわたる屈折率の変化ｄｎは０．００５５であり、式
１からレンズの焦点距離の変化７（図１）として示され
る焦点５の変化は、０．２２５又は１％である。当業者
は、レンズ１で作られる画像の画質が、焦点の質の変動
によって全ての動作の温度範囲にわたって同じではない
と考えられることが、認識できると思われる。
【００２３】ここで図２ａに戻って、本発明の、減少し
た感温性、ナノ複合物の光学製品、又はレンズ１０を説
明する。図２ａに従って、ナノ複合物の光学製品又はレ
ンズ１０は、プラスチックホスト材料１６、及びプラス
チックのホスト材料１６中に分散される選択したナノ粒
子の材料で構成される。高分子のホスト材料１６は、熱
可塑性か熱硬化性かどちらかの材料であってもよい。高
分子のホスト材料は予め決められた感温性光学ベクトル
ｘ１、例えば屈折率ｎに基づいて選択されることが、本
発明には重要である。同様に、高分子のホスト材料１６
中に分散されるナノ粒子の材料の選択は、対応する予め
決められた感温性光学ベクトルｘ２、明確には屈折率に
基づく。この場合には、感温性光学ベクトルｘ１及びｘ
２は、温度の変化ｄＴに関して、それぞれ高分子のホス
ト材料１６及びナノ粒子の材料における屈折率の変化ｄ
ｎによって定義される。更に、ｘ１はｘ２と方向的に反
対であることは、発明者等の発明には重要である。高分
子のホスト材料１６のｄｎ／ｄＴに対して方向的に反対
である符号を有するｄｎ／ｄＴ、即ち、温度に関する屈
折率の変化の割合を有するナノ粒子の材料を注意深く選
択することによって、ナノ粒子の材料の相対的に低い充
填で結果として生じるナノ複合物材料のｄｎ／ｄＴを著
しく減少させることが可能である。結果として、ナノ複
合物材料の粘度は、劇的に増加せず、加工特性は他の光
学プラスチックと同様であると考えられる。従って、結
果として生じる光学ナノ複合物のレンズ１０は、図１に
示される先行技術のレンズ１によって示されるよりも非
常に少ない、動作する温度範囲にわたる焦点距離の範囲
１２（図２ａ）を有する。表１及び２に従って、本発明
のナノ複合物材料を構成する高分子のホスト材料（プラ
スチック）及び無機ナノ粒子の充填材に対するいくつか
の選択したｄｎ／ｄＴ値を示す。
た感温性、ナノ複合物の光学製品、又はレンズ１０を説
明する。図２ａに従って、ナノ複合物の光学製品又はレ
ンズ１０は、プラスチックホスト材料１６、及びプラス
チックのホスト材料１６中に分散される選択したナノ粒
子の材料で構成される。高分子のホスト材料１６は、熱
可塑性か熱硬化性かどちらかの材料であってもよい。高
分子のホスト材料は予め決められた感温性光学ベクトル
ｘ１、例えば屈折率ｎに基づいて選択されることが、本
発明には重要である。同様に、高分子のホスト材料１６
中に分散されるナノ粒子の材料の選択は、対応する予め
決められた感温性光学ベクトルｘ２、明確には屈折率に
基づく。この場合には、感温性光学ベクトルｘ１及びｘ
２は、温度の変化ｄＴに関して、それぞれ高分子のホス
ト材料１６及びナノ粒子の材料における屈折率の変化ｄ
ｎによって定義される。更に、ｘ１はｘ２と方向的に反
対であることは、発明者等の発明には重要である。高分
子のホスト材料１６のｄｎ／ｄＴに対して方向的に反対
である符号を有するｄｎ／ｄＴ、即ち、温度に関する屈
折率の変化の割合を有するナノ粒子の材料を注意深く選
択することによって、ナノ粒子の材料の相対的に低い充
填で結果として生じるナノ複合物材料のｄｎ／ｄＴを著
しく減少させることが可能である。結果として、ナノ複
合物材料の粘度は、劇的に増加せず、加工特性は他の光
学プラスチックと同様であると考えられる。従って、結
果として生じる光学ナノ複合物のレンズ１０は、図１に
示される先行技術のレンズ１によって示されるよりも非
常に少ない、動作する温度範囲にわたる焦点距離の範囲
１２（図２ａ）を有する。表１及び２に従って、本発明
のナノ複合物材料を構成する高分子のホスト材料（プラ
スチック）及び無機ナノ粒子の充填材に対するいくつか
の選択したｄｎ／ｄＴ値を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】 高分子のホスト材料１６及び方向的に反対のｄｎ／ｄＴ
を有するナノ粒子の材料に加えて、本発明は、本発明の
有用で新規であり明白ではないナノ複合物材料を製造す
る為にナノ粒子の材料に関する他の制限を考える。例え
ば、ナノ粒子の材料は、高い光透過レベルを維持する為
に、関心のある波長領域において透過性である。更にナ
ノ粒子は、光の散乱を避ける為に、４０ｎｍ未満である
粒子の大きさの範囲において入手可能である。最も好適
なのは、２０ｎｍ未満の粒子の大きさの範囲である。更
に、光を散乱するかもしれない著しい量の４０ｎｍより
大きい塊及び／又は空隙が生じないように、ナノ粒子を
基材又はホストのプラスチック中に分散させることが可
能である。図２ｂは、プラスチックのホスト材料１６中
に分散したナノ粒子１４の代表図１５を示す。ナノ粒子
１４は、ホスト材料１６を通じて均等に分散されること
を示す。ナノ粒子１４は、それらの粒子と関連するより
大きな塊又は空隙を全く持たない。更に、ナノ粒子、及
び分散性を改善するナノ粒子の全ての関連する表面処理
の費用は十分低いので、光学製品の合計の費用は、ガラ
ス製品よりも著しく少ない。
を有するナノ粒子の材料に加えて、本発明は、本発明の
有用で新規であり明白ではないナノ複合物材料を製造す
る為にナノ粒子の材料に関する他の制限を考える。例え
ば、ナノ粒子の材料は、高い光透過レベルを維持する為
に、関心のある波長領域において透過性である。更にナ
ノ粒子は、光の散乱を避ける為に、４０ｎｍ未満である
粒子の大きさの範囲において入手可能である。最も好適
なのは、２０ｎｍ未満の粒子の大きさの範囲である。更
に、光を散乱するかもしれない著しい量の４０ｎｍより
大きい塊及び／又は空隙が生じないように、ナノ粒子を
基材又はホストのプラスチック中に分散させることが可
能である。図２ｂは、プラスチックのホスト材料１６中
に分散したナノ粒子１４の代表図１５を示す。ナノ粒子
１４は、ホスト材料１６を通じて均等に分散されること
を示す。ナノ粒子１４は、それらの粒子と関連するより
大きな塊又は空隙を全く持たない。更に、ナノ粒子、及
び分散性を改善するナノ粒子の全ての関連する表面処理
の費用は十分低いので、光学製品の合計の費用は、ガラ
ス製品よりも著しく少ない。
【００２６】表１及び２において説明するように、高分
子のホスト材料と比較して反対の符号を伴うｄｎ／ｄＴ
値を有する多くの無機材料が存在する。このように、温
度に関して著しく改善された屈折率の安定性を有するナ
ノ複合物材料は、選択したナノ粒子の材料を方向的に反
対（即ち反対符号）のｄｎ／ｄＴを有する高分子のホス
ト材料１６中に分散させることによって、決定すること
ができる。
子のホスト材料と比較して反対の符号を伴うｄｎ／ｄＴ
値を有する多くの無機材料が存在する。このように、温
度に関して著しく改善された屈折率の安定性を有するナ
ノ複合物材料は、選択したナノ粒子の材料を方向的に反
対（即ち反対符号）のｄｎ／ｄＴを有する高分子のホス
ト材料１６中に分散させることによって、決定すること
ができる。
【００２７】本発明の別の様相に従って、減少した感温
性の光学製品又は（上述のような）レンズ１０を製造す
る方法は、表１に記載されているもののような高分子の
ホスト材料１６を選択するステップを含む。本発明に従
って、選択された高分子のホスト材料１６は、上述のよ
うな、感温性光学ベクトルｘ１又はｄｎ／ｄＴを有す
る。ナノ粒子の材料（表２）は、プラスチックのホスト
材料１６中に分散するために選択される。選択したナノ
粒子の材料は、本発明に従って、両立できる対応する感
温性光学ベクトルｘ２を有することが要求される。更
に、ｘ１がｘ２と方向的に反対である、即ち二つのうち
一方が負であり他方が正であることがさらに本発明には
重要である。一度、ナノ粒子の材料が選択されると、次
にその材料は、配合（compounding）又は溶媒分散（sol
vent dispersion）のような適切な分散技術を使用して
ホスト材料１６中に分散される。一度、ナノ粒子の材料
を高分子のホスト材料１６中に分散させると、ナノ複合
物材料が形成される。次にナノ複合物材料は、減少した
感温性を有する本発明のレンズ１０のような光学製品の
配列を形成する為に、使用することができる。
性の光学製品又は（上述のような）レンズ１０を製造す
る方法は、表１に記載されているもののような高分子の
ホスト材料１６を選択するステップを含む。本発明に従
って、選択された高分子のホスト材料１６は、上述のよ
うな、感温性光学ベクトルｘ１又はｄｎ／ｄＴを有す
る。ナノ粒子の材料（表２）は、プラスチックのホスト
材料１６中に分散するために選択される。選択したナノ
粒子の材料は、本発明に従って、両立できる対応する感
温性光学ベクトルｘ２を有することが要求される。更
に、ｘ１がｘ２と方向的に反対である、即ち二つのうち
一方が負であり他方が正であることがさらに本発明には
重要である。一度、ナノ粒子の材料が選択されると、次
にその材料は、配合（compounding）又は溶媒分散（sol
vent dispersion）のような適切な分散技術を使用して
ホスト材料１６中に分散される。一度、ナノ粒子の材料
を高分子のホスト材料１６中に分散させると、ナノ複合
物材料が形成される。次にナノ複合物材料は、減少した
感温性を有する本発明のレンズ１０のような光学製品の
配列を形成する為に、使用することができる。
【００２８】図３を参照して、レンズ１０のような光学
製品の為の減少したｄｎ／ｄＴのナノ複合物材料を製造
する方法２０の図を描く。第一に、高分子のホストプラ
スチック材料２２を、％透過率、％ヘーズ、屈折率、あ
る温度における降伏強さ、衝撃強さ、引掻き抵抗、ガラ
ス転移温度などのような光学的、構造的、及び熱的な設
計思考に基づいて選択する。第二に、ナノ粒子の材料２
４は、好ましくはｄｎ／ｄＴ、関心のある波長領域にお
ける透明度、粒子の大きさ、費用、及び入手可能性に基
づいて選択される。この発明で開示するように、適切な
ナノ粒子の材料２４を選択することは、使用されるホス
トのプラスチック材料と反対である符号を有するｄｎ／
ｄＴ、及び約４０ｎｍ未満の平均の粒子の大きさを有す
る材料を選択することを必要とする。第三に、ナノ粒子
を、ロールミーリングのような他の混合の工程を使用す
ることがきるかもしれないが、好ましくはホスト材料中
に分散させる２６。分散２６は、たとえ溶媒分散（図５
参照）を良好な結果を伴って使用することができるとし
ても、好ましくは配合（図４参照）を通じて達成するこ
とができる。第四に、光学的に変更された材料２８を、
本発明の光学製品又はレンズ１０に形成する。
製品の為の減少したｄｎ／ｄＴのナノ複合物材料を製造
する方法２０の図を描く。第一に、高分子のホストプラ
スチック材料２２を、％透過率、％ヘーズ、屈折率、あ
る温度における降伏強さ、衝撃強さ、引掻き抵抗、ガラ
ス転移温度などのような光学的、構造的、及び熱的な設
計思考に基づいて選択する。第二に、ナノ粒子の材料２
４は、好ましくはｄｎ／ｄＴ、関心のある波長領域にお
ける透明度、粒子の大きさ、費用、及び入手可能性に基
づいて選択される。この発明で開示するように、適切な
ナノ粒子の材料２４を選択することは、使用されるホス
トのプラスチック材料と反対である符号を有するｄｎ／
ｄＴ、及び約４０ｎｍ未満の平均の粒子の大きさを有す
る材料を選択することを必要とする。第三に、ナノ粒子
を、ロールミーリングのような他の混合の工程を使用す
ることがきるかもしれないが、好ましくはホスト材料中
に分散させる２６。分散２６は、たとえ溶媒分散（図５
参照）を良好な結果を伴って使用することができるとし
ても、好ましくは配合（図４参照）を通じて達成するこ
とができる。第四に、光学的に変更された材料２８を、
本発明の光学製品又はレンズ１０に形成する。
【００２９】図４及び５を参照して、ナノ粒子をホスト
材料に分散させる二つの方法の概略を説明する。図４に
従って、配合３２を通じた分散の工程の略図を描く。配
合３２において、選択されたナノ粒子３６を、選択され
たホスト材料３４のペレットと一緒に、二軸スクリュー
押し出し機又はファーレル（Farrell）連続混合機のよ
うな配合機４０に供給する。配合４０の後、光学的に変
更された材料は、射出成形機（示していない）における
使用の為にペレット化４２される。図４及び５に示すよ
うに、表面処理３８及び５２は、それぞれ、ホスト材料
３４に混和するナノ粒子３６を製造することが必要であ
る場合もある。当業者は、この処理をナノ粒子３６に直
接適用する、又はナノ粒子３６及びホスト材料３４と一
緒に添加物として配合機４０に加える、ことができるか
もしれないことを認識すると考えられる。
材料に分散させる二つの方法の概略を説明する。図４に
従って、配合３２を通じた分散の工程の略図を描く。配
合３２において、選択されたナノ粒子３６を、選択され
たホスト材料３４のペレットと一緒に、二軸スクリュー
押し出し機又はファーレル（Farrell）連続混合機のよ
うな配合機４０に供給する。配合４０の後、光学的に変
更された材料は、射出成形機（示していない）における
使用の為にペレット化４２される。図４及び５に示すよ
うに、表面処理３８及び５２は、それぞれ、ホスト材料
３４に混和するナノ粒子３６を製造することが必要であ
る場合もある。当業者は、この処理をナノ粒子３６に直
接適用する、又はナノ粒子３６及びホスト材料３４と一
緒に添加物として配合機４０に加える、ことができるか
もしれないことを認識すると考えられる。
【００３０】図５に従って、溶媒に基づく分散工程４４
において、選択されたホストプラスチック材料４６及び
選択されたナノ粒子４８をそれぞれ、二つの溶液を混合
５６する前に、溶媒５０、５４に分散する。選択された
ナノ粒子４８に、好ましくは、良好な分散を得るととも
に全ての塊を粉砕することを保証する為に、中間の溶媒
分散ステップ５４を受けさせる。ステップ５６において
二つの溶液を互いに混合した後、ステップ５８において
溶媒を除去し、光学的に変更された材料を、射出成形機
（示してない）における使用の為に、ペレット化６０す
る。
において、選択されたホストプラスチック材料４６及び
選択されたナノ粒子４８をそれぞれ、二つの溶液を混合
５６する前に、溶媒５０、５４に分散する。選択された
ナノ粒子４８に、好ましくは、良好な分散を得るととも
に全ての塊を粉砕することを保証する為に、中間の溶媒
分散ステップ５４を受けさせる。ステップ５６において
二つの溶液を互いに混合した後、ステップ５８において
溶媒を除去し、光学的に変更された材料を、射出成形機
（示してない）における使用の為に、ペレット化６０す
る。
【００３１】光学的に変更された材料を製造する為の両
方の技術に従うと、最終的な結果は、ナノ粒子が所望の
減少したｄｎ／ｄＴを実現するのに十分な量で存在す
る、図２ｂに示すように十分に分散されたナノ粒子を含
むプラスチックのペレットである。射出成形、圧縮成
形、及び鋳造は、本発明の光学製品１０（図３のステッ
プ２８参照）を形成する為の三つの好適な技術である。
方の技術に従うと、最終的な結果は、ナノ粒子が所望の
減少したｄｎ／ｄＴを実現するのに十分な量で存在す
る、図２ｂに示すように十分に分散されたナノ粒子を含
むプラスチックのペレットである。射出成形、圧縮成
形、及び鋳造は、本発明の光学製品１０（図３のステッ
プ２８参照）を形成する為の三つの好適な技術である。
【００３２】好適な実施例において、製造１０のナノ複
合物の光学製品は、熱可塑性材料及び熱硬化性材料から
なる群から選択される高分子のホスト材料を含む。光学
製品に使用される熱可塑性材料は、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリスルホ
ン、環状オレフィン、並びに上記の材料の混合物及び共
重合体を含む。光学製品に使用される熱硬化性材料は、
ジアリルグリコカルボネート、エポキシド、及び熱硬化
性ポリエステルを含む。
合物の光学製品は、熱可塑性材料及び熱硬化性材料から
なる群から選択される高分子のホスト材料を含む。光学
製品に使用される熱可塑性材料は、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリスルホ
ン、環状オレフィン、並びに上記の材料の混合物及び共
重合体を含む。光学製品に使用される熱硬化性材料は、
ジアリルグリコカルボネート、エポキシド、及び熱硬化
性ポリエステルを含む。
【００３３】典型的に、本発明の考慮の範囲内で製造さ
れる製造１０の減少したｄｎ／ｄＴの製品は、単純なレ
ンズ、レンズの配列、眼鏡レンズ、窓ガラス、光ファイ
バー、デジタル撮像装置のカバーガラス、デジタル撮像
装置のマイクロレンズ、及び同様の他の光学装置であ
る。
れる製造１０の減少したｄｎ／ｄＴの製品は、単純なレ
ンズ、レンズの配列、眼鏡レンズ、窓ガラス、光ファイ
バー、デジタル撮像装置のカバーガラス、デジタル撮像
装置のマイクロレンズ、及び同様の他の光学装置であ
る。
【００３４】当業者は、ホスト材料の光学的性質の変更
を、本発明の方法と一致して、ナノ複合物材料のｄｎ／
ｄＴを減少させることによって、達成することを認識す
ると考えられる。発明者等の好適な実施例において、こ
のことは、基材のプラスチックの符号と反対である符号
を持つｄｎ／ｄＴを有するナノ粒子の材料の充填材を分
散させることによって達成される。
を、本発明の方法と一致して、ナノ複合物材料のｄｎ／
ｄＴを減少させることによって、達成することを認識す
ると考えられる。発明者等の好適な実施例において、こ
のことは、基材のプラスチックの符号と反対である符号
を持つｄｎ／ｄＴを有するナノ粒子の材料の充填材を分
散させることによって達成される。
【００３５】
【実施例】［例１］光学プラスチックのｄｎ／ｄＴを減
少させる前述の手順の模範的な例を以下に示す。
少させる前述の手順の模範的な例を以下に示す。
【００３６】ポリメタクリル酸メチルの複合材料の光学
プラスチックは、感温性光学ベクトルｘ１を有するポリ
メタクリル酸メチルのホスト材料及びポリメタクリル酸
メチルのホスト材料中に分散した感温性光学ベクトルｘ
２を有する酸化マグネシウムのナノ粒子を含む。本発明
の要求に従って、ｘ１は、ｘ２と方向的に反対である。
プラスチックは、感温性光学ベクトルｘ１を有するポリ
メタクリル酸メチルのホスト材料及びポリメタクリル酸
メチルのホスト材料中に分散した感温性光学ベクトルｘ
２を有する酸化マグネシウムのナノ粒子を含む。本発明
の要求に従って、ｘ１は、ｘ２と方向的に反対である。
【００３７】特に、ポリメタクリル酸メチルのホスト材
料は、酸化マグネシウムのナノ粒子の添加で光学的に変
更される。ポリメタクリル酸メチルは、表１に示すよう
に、おおよそ−１１０Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有す
る。酸化マグネシウムは、おおよそ＋１９Ｅ−６／℃の
ｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムのナノ粒子は、
１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能である。酸化マグネシ
ウムは、可視光の領域を含む０．３５−６．８ミクロン
の領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に、ポリメタクリル酸メチルのホスト材料中に必要
とされる酸化マグネシウムのナノ粒子の体積（％）は、
以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
料は、酸化マグネシウムのナノ粒子の添加で光学的に変
更される。ポリメタクリル酸メチルは、表１に示すよう
に、おおよそ−１１０Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有す
る。酸化マグネシウムは、おおよそ＋１９Ｅ−６／℃の
ｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムのナノ粒子は、
１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能である。酸化マグネシ
ウムは、可視光の領域を含む０．３５−６．８ミクロン
の領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に、ポリメタクリル酸メチルのホスト材料中に必要
とされる酸化マグネシウムのナノ粒子の体積（％）は、
以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
【００３８】ここで、ν５０は、ホストのプラスチック
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
【００３９】ポリメタクリル酸メチル及び酸化マグネシ
ウムの組み合わせに関して、ポリメタクリル酸メチルの
ｄｎ／ｄＴと比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％
だけ減少させる為に必要とされるナノ粒子の体積（％）
は、おおよそ４２％である。
ウムの組み合わせに関して、ポリメタクリル酸メチルの
ｄｎ／ｄＴと比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％
だけ減少させる為に必要とされるナノ粒子の体積（％）
は、おおよそ４２％である。
【００４０】図４を参照して、酸化マグネシウムのナノ
粒子を、ポリメタクリル酸メチル中に配合する。この場
合には、混和機の添加物、ナノ粒子の１０重量％のＡｖ
ｅｃｉａ Ｌｔｄ．社からのＳｏｌｓｐｅｒｓｅ ２１
０００を、酸化マグネシウムのナノ粒子の分散を促進す
る為に、ポリメタクリル酸メチルのペレットと共に混合
した。二軸スクリュー押し出し機で配合を行った。次に
レンズを、配合から製造したペレットから成形した。結
果として生じるレンズ中のナノ粒子の分散は、走査電子
顕微鏡下で検査したときには、かなり良好であった。
粒子を、ポリメタクリル酸メチル中に配合する。この場
合には、混和機の添加物、ナノ粒子の１０重量％のＡｖ
ｅｃｉａ Ｌｔｄ．社からのＳｏｌｓｐｅｒｓｅ ２１
０００を、酸化マグネシウムのナノ粒子の分散を促進す
る為に、ポリメタクリル酸メチルのペレットと共に混合
した。二軸スクリュー押し出し機で配合を行った。次に
レンズを、配合から製造したペレットから成形した。結
果として生じるレンズ中のナノ粒子の分散は、走査電子
顕微鏡下で検査したときには、かなり良好であった。
【００４１】［例２］代わりに、上述のナノ複合物材料
を、トルエン又はキシレンと共に、図５に図示するよう
な溶媒に基づいた分散工程を使用して調製した。溶媒に
基づいた分散工程は、種々多様なナノ粒子（酸化チタ
ン、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛）と共に種々多様
な高分子（ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、及び環状オレフィン）に関して成功し
てきた。ナノ粒子の分散は、塊を粉砕する製粉機におい
て達成される。結果として、良好に分散した溶液を製造
してきた。
を、トルエン又はキシレンと共に、図５に図示するよう
な溶媒に基づいた分散工程を使用して調製した。溶媒に
基づいた分散工程は、種々多様なナノ粒子（酸化チタ
ン、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛）と共に種々多様
な高分子（ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、及び環状オレフィン）に関して成功し
てきた。ナノ粒子の分散は、塊を粉砕する製粉機におい
て達成される。結果として、良好に分散した溶液を製造
してきた。
【００４２】再び図５を参照して、溶媒の除去５８を、
真空中、適温で達成できる。次に乾燥した材料を、押し
出し機を通じて流し込み、ペレットを形成する。次にペ
レットを、例１における工程を使用して光学製品に射出
成形する。
真空中、適温で達成できる。次に乾燥した材料を、押し
出し機を通じて流し込み、ペレットを形成する。次にペ
レットを、例１における工程を使用して光学製品に射出
成形する。
【００４３】［例３］別の場合において、ポリカーボネ
ートのホスト材料を、酸化アルミニウムのナノ粒子の添
加で光学的に変更する。ポリカーボネートは、表１に示
すようにおおよそ−１１４Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有
する。酸化アルミニウムは、おおよそ＋１４Ｅ−６／℃
のｄｎ／ｄＴを有する。酸化アルミニウムのナノ粒子
は、３７ｎｍの大きさで、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能で
ある。酸化アルミニウムは、可視光の領域を含む０．１
９−５．０ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを
５０％だけ減少させる為にポリカーボネートのホスト材
料中に必要とされる酸化アルミニウムのナノ粒子の体積
（％）を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
ートのホスト材料を、酸化アルミニウムのナノ粒子の添
加で光学的に変更する。ポリカーボネートは、表１に示
すようにおおよそ−１１４Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有
する。酸化アルミニウムは、おおよそ＋１４Ｅ−６／℃
のｄｎ／ｄＴを有する。酸化アルミニウムのナノ粒子
は、３７ｎｍの大きさで、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能で
ある。酸化アルミニウムは、可視光の領域を含む０．１
９−５．０ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを
５０％だけ減少させる為にポリカーボネートのホスト材
料中に必要とされる酸化アルミニウムのナノ粒子の体積
（％）を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
【００４４】ここで、ν５０は、ホストのプラスチック
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
【００４５】ポリカーボネート及び酸化アルミニウムの
組み合わせに関して、ポリカーボネートのｄｎ／ｄＴと
比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に必要とされるナノ粒子の体積（％）は、おおよそ
４５％である。
組み合わせに関して、ポリカーボネートのｄｎ／ｄＴと
比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に必要とされるナノ粒子の体積（％）は、おおよそ
４５％である。
【００４６】［例４］別の場合において、ポリスチレン
のホスト材料は、酸化アルミニウムのナノ粒子の添加で
光学的に変更される。ポリスチレンは、表１に示すよう
におおよそ−１２７Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。
酸化アルミニウムは、おおよそ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ
／ｄＴを有する。酸化アルミニウムのナノ粒子は、３７
ｎｍの大きさで、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能である。酸
化アルミニウムは、可視光の領域を含む０．１９−５．
０ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だ
け減少させる為にポリカーボネートのホスト材料中に必
要とされる酸化アルミニウムのナノ粒子の体積（％）
を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
のホスト材料は、酸化アルミニウムのナノ粒子の添加で
光学的に変更される。ポリスチレンは、表１に示すよう
におおよそ−１２７Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。
酸化アルミニウムは、おおよそ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ
／ｄＴを有する。酸化アルミニウムのナノ粒子は、３７
ｎｍの大きさで、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能である。酸
化アルミニウムは、可視光の領域を含む０．１９−５．
０ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だ
け減少させる為にポリカーボネートのホスト材料中に必
要とされる酸化アルミニウムのナノ粒子の体積（％）
を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
【００４７】ここで、ν５０は、ホストのプラスチック
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
【００４８】ポリカーボネート及び酸化アルミニウムの
組み合わせに関して、ポリカーボネートのｄｎ／ｄＴと
比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に必要とされるナノ粒子の体積（％）は、おおよそ
４５％である。
組み合わせに関して、ポリカーボネートのｄｎ／ｄＴと
比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に必要とされるナノ粒子の体積（％）は、おおよそ
４５％である。
【００４９】［例５］別の場合において、環状オレフィ
ン単独重合体のホスト材料は、酸化マグネシウムのナノ
粒子の添加で光学的に変更される。環状オレフィン単独
重合体は、表１に示すようにおおよそ−１１０Ｅ−６／
℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムは、おおよ
そ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネ
シウムのナノ粒子は、１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能
である。酸化マグネシウムは、可視光の領域を含む０．
３５−６．８ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴ
を５０％だけ減少させる為に環状オレフィン単独重合体
のホスト材料中に必要とされる酸化マグネシウムのナノ
粒子の体積（％）を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
ン単独重合体のホスト材料は、酸化マグネシウムのナノ
粒子の添加で光学的に変更される。環状オレフィン単独
重合体は、表１に示すようにおおよそ−１１０Ｅ−６／
℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムは、おおよ
そ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネ
シウムのナノ粒子は、１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能
である。酸化マグネシウムは、可視光の領域を含む０．
３５−６．８ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴ
を５０％だけ減少させる為に環状オレフィン単独重合体
のホスト材料中に必要とされる酸化マグネシウムのナノ
粒子の体積（％）を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
【００５０】ここで、ν５０は、ホストのプラスチック
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
と比較して、ナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少
させる為に必要とされるナノ粒子の体積％であり、γｐ
は、ホストのプラスチックのｄｎ／ｄＴ（図１参照）で
あり、γｎは、ナノ粒子の材料のｄｎ／ｄＴである。
【００５１】環状オレフィン単独重合体及び酸化マグネ
シウムの組み合わせに関して、環状オレフィン単独重合
体のｄｎ／ｄＴと比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５
０％だけ減少させる為に必要とされるナノ粒子の体積
（％）は、おおよそ４３％である。
シウムの組み合わせに関して、環状オレフィン単独重合
体のｄｎ／ｄＴと比較してナノ複合物のｄｎ／ｄＴを５
０％だけ減少させる為に必要とされるナノ粒子の体積
（％）は、おおよそ４３％である。
【００５２】ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラ
スチック製品における感温性光学ベクトルｘ１は、約１
１ｘ１０−６／度Ｃの負の値を有し、前記感温性光学ベ
クトルｘ２は、約６ｘ１０−６／度Ｃ乃至約５０ｘ１０
−６／度Ｃの範囲における正の値を有する。
スチック製品における感温性光学ベクトルｘ１は、約１
１ｘ１０−６／度Ｃの負の値を有し、前記感温性光学ベ
クトルｘ２は、約６ｘ１０−６／度Ｃ乃至約５０ｘ１０
−６／度Ｃの範囲における正の値を有する。
【００５３】ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラ
スチック製品におけるナノ粒子は、酸化マグネシウムで
ある。
スチック製品におけるナノ粒子は、酸化マグネシウムで
ある。
【００５４】ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラ
スチック製品におけるナノ粒子は、酸化アルミニウムで
ある。
スチック製品におけるナノ粒子は、酸化アルミニウムで
ある。
【００５５】ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラ
スチック製品におけるナノ粒子は、炭酸カルシウムであ
る。
スチック製品におけるナノ粒子は、炭酸カルシウムであ
る。
【００５６】ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラ
スチック製品におけるポリカーボネートのホスト材料
は、感温性光学ベクトルｘ１を約５０％だけ減少させる
為に、予め決められた体積（％）の酸化マグネシウムの
ナノ粒子を含み、その予め決められた体積は、式 ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） によって決定され、ここでν５０は、ポリカーボネート
のホスト材料と比較して、ポリカーボネートのナノ複合
物の光学プラスチック製品におけるｄｎ／ｄＴを５０％
だけ減少させる為に必要とされる酸化マグネシウムのナ
ノ粒子の体積％であり、γｐは、ポリカーボネートのホ
スト材料のｄｎ／ｄＴであり、γｎは、酸化マグネシウ
ムのナノ粒子のｄｎ／ｄＴである。
スチック製品におけるポリカーボネートのホスト材料
は、感温性光学ベクトルｘ１を約５０％だけ減少させる
為に、予め決められた体積（％）の酸化マグネシウムの
ナノ粒子を含み、その予め決められた体積は、式 ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） によって決定され、ここでν５０は、ポリカーボネート
のホスト材料と比較して、ポリカーボネートのナノ複合
物の光学プラスチック製品におけるｄｎ／ｄＴを５０％
だけ減少させる為に必要とされる酸化マグネシウムのナ
ノ粒子の体積％であり、γｐは、ポリカーボネートのホ
スト材料のｄｎ／ｄＴであり、γｎは、酸化マグネシウ
ムのナノ粒子のｄｎ／ｄＴである。
【００５７】ポリカーボネートのホスト材料中に分散さ
れた、ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラスチッ
ク製品における前記酸化マグネシウムのナノ粒子の予め
決められた体積（％）は、約４３％である。
れた、ポリカーボネートのナノ複合物の光学プラスチッ
ク製品における前記酸化マグネシウムのナノ粒子の予め
決められた体積（％）は、約４３％である。
【図１】温度の変化及び結果として生じる屈折率の変化
によって生じるある範囲の焦点距離変動を示すプラスチ
ックレンズである。
によって生じるある範囲の焦点距離変動を示すプラスチ
ックレンズである。
【図２ａ】温度に関する屈折率の改善された安定性及び
温度の変化によって生じる関連する減少した範囲の焦点
距離変動を有するナノ複合物材料から製造されたレンズ
を示す図である。
温度の変化によって生じる関連する減少した範囲の焦点
距離変動を有するナノ複合物材料から製造されたレンズ
を示す図である。
【図２ｂ】光学製品に形成する前のナノ複合物材料の代
表図である。
表図である。
【図３】改善された屈折率安定性を有するプラスチック
光学製品を製造する工程のブロック図である。
光学製品を製造する工程のブロック図である。
【図４】配合に基づくナノ複合物材料を製造する工程の
概略図である。
概略図である。
【図５】溶媒分散に基づくナノ複合物材料を製造する工
程の概略図である。
程の概略図である。
１ 先行技術のレンズ ３ 入射光 ５ レンズの焦点 ７ プラスチックレンズの温度変化によって生じる焦
点距離の変化の範囲 １０ ナノ複合物のレンズ １２ ナノ複合物のレンズの温度変化によって生じる
焦点距離の変化の減少した範囲 １４ 分散したナノ粒子 １５ ホストのプラスチック材料中に分散したナノ粒
子の描写 １６ プラスチックのホスト材料 ２０ 減少したｄｎ／ｄＴの製品を製造する方法の概
略図 ２２ ホスト材料を選択するステップ ２４ ナノ粒子の材料を選択するステップ ２６ 分散のステップ ２８ 光学製品を形成するステップ ３２ 配合するステップ ３４ ホスト材料を選択するステップ ３６ ナノ粒子の材料を選択するステップ ３８ ナノ粒子を表面処理するステップ ４０ ナノ粒子を配合するステップ ４２ ナノ複合物をペレット化のような使用可能な形
態に形成するステップ ４４ 溶媒に基づく分散の工程 ４６ ホスト材料を選択するステップ ４８ ナノ粒子を選択するステップ ５０ 溶媒中にホスト材料を溶解するステップ ５２ ナノ粒子を表面処理するステップ ５４ 溶媒中にナノ粒子を分散させるステップ ５６ ステップ５０及び５４の生成物を互いに混合す
るステップ ５８ 溶媒を除去するステップ ６０ 使用可能な製品を形成するステップ
点距離の変化の範囲 １０ ナノ複合物のレンズ １２ ナノ複合物のレンズの温度変化によって生じる
焦点距離の変化の減少した範囲 １４ 分散したナノ粒子 １５ ホストのプラスチック材料中に分散したナノ粒
子の描写 １６ プラスチックのホスト材料 ２０ 減少したｄｎ／ｄＴの製品を製造する方法の概
略図 ２２ ホスト材料を選択するステップ ２４ ナノ粒子の材料を選択するステップ ２６ 分散のステップ ２８ 光学製品を形成するステップ ３２ 配合するステップ ３４ ホスト材料を選択するステップ ３６ ナノ粒子の材料を選択するステップ ３８ ナノ粒子を表面処理するステップ ４０ ナノ粒子を配合するステップ ４２ ナノ複合物をペレット化のような使用可能な形
態に形成するステップ ４４ 溶媒に基づく分散の工程 ４６ ホスト材料を選択するステップ ４８ ナノ粒子を選択するステップ ５０ 溶媒中にホスト材料を溶解するステップ ５２ ナノ粒子を表面処理するステップ ５４ 溶媒中にナノ粒子を分散させるステップ ５６ ステップ５０及び５４の生成物を互いに混合す
るステップ ５８ 溶媒を除去するステップ ６０ 使用可能な製品を形成するステップ
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１月７日（２００２．１．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】
【表１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】
【表２】 高分子のホスト材料１６及び方向的に反対のｄｎ／ｄＴ
を有するナノ粒子の材料に加えて、本発明は、本発明の
有用で新規であり明白ではないナノ複合物材料を製造す
る為にナノ粒子の材料に関する他の制限を考える。例え
ば、ナノ粒子の材料は、高い光透過レベルを維持する為
に、関心のある波長領域において透過性である。更にナ
ノ粒子は、光の散乱を避ける為に、４０ｎｍ未満である
粒子の大きさの範囲において入手可能である。最も好適
なのは、２０ｎｍ未満の粒子の大きさの範囲である。更
に、光を散乱するかもしれない著しい量の４０ｎｍより
大きい塊及び／又は空隙が生じないように、ナノ粒子を
基材又はホストのプラスチック中に分散させることが可
能である。図２ｂは、プラスチックのホスト材料１６中
に分散したナノ粒子１４の代表図１５を示す。ナノ粒子
１４は、ホスト材料１６を通じて均等に分散されること
を示す。ナノ粒子１４は、それらの粒子と関連するより
大きな塊又は空隙を全く持たない。更に、ナノ粒子、及
び分散性を改善するナノ粒子の全ての関連する表面処理
の費用は十分低いので、光学製品の合計の費用は、ガラ
ス製品よりも著しく少ない。
を有するナノ粒子の材料に加えて、本発明は、本発明の
有用で新規であり明白ではないナノ複合物材料を製造す
る為にナノ粒子の材料に関する他の制限を考える。例え
ば、ナノ粒子の材料は、高い光透過レベルを維持する為
に、関心のある波長領域において透過性である。更にナ
ノ粒子は、光の散乱を避ける為に、４０ｎｍ未満である
粒子の大きさの範囲において入手可能である。最も好適
なのは、２０ｎｍ未満の粒子の大きさの範囲である。更
に、光を散乱するかもしれない著しい量の４０ｎｍより
大きい塊及び／又は空隙が生じないように、ナノ粒子を
基材又はホストのプラスチック中に分散させることが可
能である。図２ｂは、プラスチックのホスト材料１６中
に分散したナノ粒子１４の代表図１５を示す。ナノ粒子
１４は、ホスト材料１６を通じて均等に分散されること
を示す。ナノ粒子１４は、それらの粒子と関連するより
大きな塊又は空隙を全く持たない。更に、ナノ粒子、及
び分散性を改善するナノ粒子の全ての関連する表面処理
の費用は十分低いので、光学製品の合計の費用は、ガラ
ス製品よりも著しく少ない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】特に、ポリメタクリル酸メチルのホスト材
料は、酸化マグネシウムのナノ粒子の添加で光学的に変
更される。ポリメタクリル酸メチルは、表１に示すよう
に、おおよそ−１０５Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有す
る。酸化マグネシウムは、おおよそ＋１９Ｅ−６／℃の
ｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムのナノ粒子は、
１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能である。酸化マグネシ
ウムは、可視光の領域を含む０．３５−６．８ミクロン
の領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に、ポリメタクリル酸メチルのホスト材料中に必要
とされる酸化マグネシウムのナノ粒子の体積（％）は、
以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
料は、酸化マグネシウムのナノ粒子の添加で光学的に変
更される。ポリメタクリル酸メチルは、表１に示すよう
に、おおよそ−１０５Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有す
る。酸化マグネシウムは、おおよそ＋１９Ｅ−６／℃の
ｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムのナノ粒子は、
１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能である。酸化マグネシ
ウムは、可視光の領域を含む０．３５−６．８ミクロン
の領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だけ減少させ
る為に、ポリメタクリル酸メチルのホスト材料中に必要
とされる酸化マグネシウムのナノ粒子の体積（％）は、
以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】［例４］別の場合において、ポリスチレン
のホスト材料は、酸化アルミニウムのナノ粒子の添加で
光学的に変更される。ポリスチレンは、表１に示すよう
におおよそ−１２７Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。
酸化アルミニウムは、おおよそ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ
／ｄＴを有する。酸化アルミニウムのナノ粒子は、３７
ｎｍの大きさで、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能である。酸
化アルミニウムは、可視光の領域を含む０．１９−５．
０ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だ
け減少させる為にポリスチレンのホスト材料中に必要と
される酸化アルミニウムのナノ粒子の体積（％）を、以
下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
のホスト材料は、酸化アルミニウムのナノ粒子の添加で
光学的に変更される。ポリスチレンは、表１に示すよう
におおよそ−１２７Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。
酸化アルミニウムは、おおよそ＋１４Ｅ−６／℃のｄｎ
／ｄＴを有する。酸化アルミニウムのナノ粒子は、３７
ｎｍの大きさで、Ｋｅｍｃｏ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能である。酸
化アルミニウムは、可視光の領域を含む０．１９−５．
０ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴを５０％だ
け減少させる為にポリスチレンのホスト材料中に必要と
される酸化アルミニウムのナノ粒子の体積（％）を、以
下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】［例５］別の場合において、環状オレフィ
ン単独重合体のホスト材料は、酸化マグネシウムのナノ
粒子の添加で光学的に変更される。環状オレフィン単独
重合体は、表１に示すようにおおよそ−１１０Ｅ−６／
℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムは、おおよ
そ＋１９Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネ
シウムのナノ粒子は、１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能
である。酸化マグネシウムは、可視光の領域を含む０．
３５−６．８ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴ
を５０％だけ減少させる為に環状オレフィン単独重合体
のホスト材料中に必要とされる酸化マグネシウムのナノ
粒子の体積（％）を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
ン単独重合体のホスト材料は、酸化マグネシウムのナノ
粒子の添加で光学的に変更される。環状オレフィン単独
重合体は、表１に示すようにおおよそ−１１０Ｅ−６／
℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネシウムは、おおよ
そ＋１９Ｅ−６／℃のｄｎ／ｄＴを有する。酸化マグネ
シウムのナノ粒子は、１０ｎｍの大きさで、Ｎａｎｏ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社から入手可能
である。酸化マグネシウムは、可視光の領域を含む０．
３５−６．８ミクロンの領域で透明である。ｄｎ／ｄＴ
を５０％だけ減少させる為に環状オレフィン単独重合体
のホスト材料中に必要とされる酸化マグネシウムのナノ
粒子の体積（％）を、以下の式２ ν５０＝０．５（γｐ／γｐ−γｎ） 式２ を使用する体積に基づいて計算することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル アール マクガバーン アメリカ合衆国 ニューヨーク 14624 ロチェスター ウインドミル・トレイル 151 Ｆターム(参考） 4F071 AA33 AA50 AB03 AB15 AB18 AB19 AB23 AB25 AB26 AB27 AD02 AF29 AF31 AH19 BA01 BB05 BC17 4J002 BG041 CG011 DA016 DD026 DD036 DD046 DD056 DE096 DE136 DE236 DE286 DG026 FD206 GP01
Claims (3)
- 【請求項１】 ポリカーボネートのナノ複合物の光学プ
ラスチック製品であって、 感温性光学ベクトルｘ１を有するポリカーボネートのホ
スト材料、及び感温性光学ベクトルｘ２を有する、前記
ポリカーボネートのホスト材料中に分散されるナノ粒
子、を含み、 前記感温性光学ベクトルｘ１は、前記感温性光学ベクト
ルｘ２と反対向きであるポリカーボネートのナノ複合物
の光学プラスチック製品。 - 【請求項２】 前記感温性光学ベクトルｘ１及びｘ２の
各々は、温度変化（ｄＴ）に対するそれぞれ前記ポリカ
ーボネートのホスト材料及び前記ナノ粒子の屈折率変化
（ｄｎ）によって定義される請求項１記載のポリカーボ
ネートのナノ複合物の光学プラスチック製品。 - 【請求項３】 ポリカーボネートのナノ複合物の光学プ
ラスチック製品を製造する方法であって、 （ａ）感温性光学ベクトルｘ１を有するポリカーボネー
トのホスト材料及び感温性光学ベクトルｘ２を有するナ
ノ粒子を提供するステップと、 （ｂ）前記ポリカーボネートのホスト材料中に前記ナノ
粒子を分散させて、ポリカーボネートのナノ複合物材料
を形成するステップと、 （ｃ）前記ポリカーボネートのナノ複合物材料を前記ポ
リカーボネートの光学プラスチック製品に形成するステ
ップと、を含み、 前記感温性光学ベクトルｘ１は、前記感温性光学ベクト
ルｘ２と反対向きであるポリカーボネートのナノ複合物
の光学プラスチック製品を製造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US747706 | 2000-12-22 | ||
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