よくわかる！光学用透明樹脂の基礎と応用

アクリル樹脂(PMMA)、ポリカードネート(PC)や環状ポリオレフィン樹脂(COP、COC)などの透明樹脂はプラスチックレンズ、液晶ディスプレイ、光ディスク、光ファイバーなど包装、光学、光通信分野で広く使われている。また近年、光学機器のデジタル化の急速な進展により、高屈折率、高アッベ数、低複屈折など高い特性をもった高機能な光学用透明樹脂やガラス代替材料としての新規な光学樹脂が数多く開発されている。
本講義では、光学用透明材料やガラス代替樹脂開発のための透明樹脂の概要、分子設計や光学特性の基礎および透明性、耐熱性、屈折率、複屈折率の制御技術など透明樹脂の高機能化について実務に適した内容で分かりやすく解説する。

１．透明樹脂の概要
　1.1 透明樹脂の分子設計
　1.2 透明樹脂の種類と特徴
　1.3 透明樹脂の概要（合成法と特性）
　　（1）アクリル樹脂（PMMA）
　　（2）ポリカードネート(PC)
　　（3）環状ポリオレフィン樹脂（COP, COC)
　　（4）カルド（フルオレン）計樹脂
　　（5）透明エポキシ樹脂
　　（6）透明（脂環族）ポリイミド

２．透明性の分子設計と制御
　2.1 光の透過性（光の3要素（反射、吸収、散乱））
　2.2 光散乱損失と光吸収損失
　2.3 ヘイズ値（くもり値：Haze） 
　2.4 透明樹脂の分子設計と向上方法
　　（1）樹脂の透明性改良方法
　　（2）高透明化
　　（3）複合材料の透明性
　　（4）ポリイミドの着色機構と透明化

３．耐熱性の分子設計と制御
　3.1 耐熱性とは？
　3.2 耐熱樹脂の分子設計と向上方法　
　3.3 高耐熱透明樹脂
　　（1）高耐熱透明マレイミド系ポリマー
　　（2）アクリル樹脂の高耐熱化（アダマンチル化、フルオレン系アクリレート）
　3.4透明ポリイミド
　　（1）ポリイミドの着色機構
　　（2）透明ポリイミドの分子設計（ポリイミドの透明化）
　　（3）透明ポリイミドの合成法
　　（4）代表的な透明ポリイミド
　　（5）透明ポリイミドの開発状況

４．光学特性（屈折率、複屈折率）の分子設計と制御
　4.1 分子構造による屈折率の制御
　　（1）屈折率と分子構造・環境因子
　　（2）高屈折率化
　　（3）トリアジン系多分岐ポリマー
　　（4）屈折率の温度依存性
　4.2 分散特性（屈折率とアッベ数）の制御
　4.3 無機フィラー複合化による屈折率の制御
　　（1）微粒子の種類と屈折率
　　（2）複合材料の屈折率
　4.4 複屈折の制御-複屈折とは？
　　（1）固有複屈折率と分子構造
　　（2）複屈折率と分極率の関係
　　（3）配向複屈折と応力複屈折
　4.5 成形加工（加工法・成形条件）の影響
　4.6 低複屈折率化（ゼロ複屈折）
　　（1）ランダム共重合法
　　（2）違法性低分子ドープ法
　　（3）複屈折性結晶ドープ法

５．無機材料との複合化による透明樹脂の高機能化
　5.1 複合材料の合成法
　　（1）層間挿入法（層剥離法）
　　（2）ゾル－ゲル法
　　（3）in situ重合法
　　（4）コアシェル構造型ハイブリッド材料
　5.2 複合化の効果－無機材料との複合化でどんな効果が得られるか？
　5.3 複合材料の特性
　　（1）透明性
　　（2）熱特性
　　（3）機械的特性
　　（4）寸法安定性（熱膨張率）
　　（5）表面硬度・耐摩耗性

６．ガラス代替樹脂・フィルムへの応用
　6.1 ガラス代替透明フィルムの開発状況
　6.2 ガラス代替透明樹脂・フィルムの用途
　　（1）光学・ディスプレイ用途への応用
　　（2）自動車用途への応用 – 自動車の軽量化

７．参考図書
８. まとめ

　　□質疑応答□

FAMテクノリサーチ 代表　山田 保治  氏
【経歴】
1971年　名古屋工業大学　工学部　工業化学科卒業
1973年　京都大学大学院　工学研究科　石油化学専攻修了
1973年　住友化学工業株式会社　中央研究所
1982年　新日鐵化学株式会社　技術研究所
2000年　名古屋工業大学教授
2007年　京都工芸繊維大学教授
2012年　京都工芸繊維大学特任教授、神奈川大学客員教授、岩手大学客員教授、名古屋産業科学研究所中部TLO技術アドバイザー
2015年　高分子学会フェロー
2017年　神奈川大学客員研究員
2018年　FAMテクノリサーチ 代表
【所属学会・協会】
高分子学会、日本ゾル-ゲル学会、日本膜学会、日本ポリイミド・芳香族系高分子会議
【専門】
高分子合成、機能性高分子材料、ポリイミド、複合材料、気体分離膜
【著作】
ポリイミド、気体分離膜、複合（ハイブリッド）材料、ハードコーティング剤に関する論文、総説など多数