專利名稱：光學(xué)元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件的制造方法，尤其是用膠粘劑粘接光學(xué)零件與其他零件制造光學(xué)元件的方法、粘接的光學(xué)元件與膠粘劑組合物。
背景技術(shù)：
作為使用烷氧基金屬的光學(xué)零件用膠粘劑組合物已知以下的例子。(i)特開昭62-297369號(hào)公報(bào)公開了使用烷氧基硅烷水解生成物構(gòu)成的膠粘劑粘接光學(xué)元件。另外，(ii)美國專利4,374,696號(hào)說明書記載了使用含有二氯甲基乙烯基硅烷、二氯二苯基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷以及四烷氧基硅烷的溶膠凝膠有機(jī)無機(jī)膠粘劑粘接玻璃。此外，(iii)美國專利5,991,493號(hào)說明書公開了使用聚二甲基硅氧烷、甲基三乙氧基硅烷與苯基三氟硅烷構(gòu)成的溶膠水解反應(yīng)制得的有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠粘劑粘接光學(xué)零件。
然而，上述以往的技術(shù)存在以下的問題。首先，上述方法(i)使用的烷氧基金屬是四乙氧基硅烷，粘接層的厚度達(dá)到1μm以上時(shí)有縫隙不能獲得充分的粘接力。(ii)與(iii)雖然可制得1μm以上的粘接層厚度，但(ii)與(iii)的任一種液體組合物容易引起層分離，使膠粘劑組合物的調(diào)制作業(yè)繁雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供使用粘接層不產(chǎn)生縫隙、調(diào)制也容易、有良好粘接強(qiáng)度的膠粘劑組合物粘接的光學(xué)元件及其制造方法。
本發(fā)明其他的目的和優(yōu)點(diǎn)可由以下說明看出。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)，第1是采用光學(xué)元件的制造方法達(dá)到，其特征在于把含有(A)10～50摩爾％、(B)25～65摩爾％和(C)25～65摩爾％的原溶液水解與脫水縮合成的膠粘劑組合物配置在光學(xué)零件與其他零件之間，然后加熱粘接光學(xué)零件與其他零件，其中，(A)是下述式(1)表示的硅烷化合物或該硅烷化合物與下述式(7)表示的烷氧基金屬的組合(但，相對(duì)于烷氧基金屬與式(1)所示硅烷化合物的合計(jì)100摩爾％，烷氧基金屬的比例是50摩爾％以下)SiX41(1)式中，X1代表水解性基，M(OR4)n(7)式中，M是Ti、Al或Zr，R4是烷基或三烷氧基硅烷基，M是Ti或Zr時(shí)n是4，M是Al時(shí)n是3，但，R4有可能是三烷氧基硅烷基的情況，則M是Al且僅成為3個(gè)R4中的1個(gè)；(B)是下述式(2)表示的硅烷化合物，PhSiX32(2)式中，Ph代表苯基或置換苯基，X2代表水解性基；(C)是下述式(3)表示的硅烷化合物，(CH3)2SiX23(3)式中，X3代表水解性基。
另外，根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)，第2是通過使用含有下述式(4)SiO2(4)表示的二氧化硅、或二氧化硅與從TiO2、Al2O3、ZrO2及這些的復(fù)合氧化物組成的群中選出的至少1種的金屬氧化物的組合10～50摩爾％；下述式(5)表示的苯基或置換苯基硅氧烷25～65摩爾％，PhSiO3/2(5)式中，Ph代表苯基或置換苯基；以及下述式(6)表示的二甲基硅氧烷25～65摩爾％(CH3)2SiO2/2(6)的粘接層粘接光學(xué)零件與其他零件的光學(xué)元件而達(dá)到。
本發(fā)明的膠粘劑組合物同時(shí)含有各未反應(yīng)(未水解)與水解和縮合的式(1)表示的硅烷化合物或式(1)表示的硅烷化合物與式(7)表示的烷氧基金屬的組成成分(以下稱成分(A))、式(2)表示的硅烷化合物(以下稱成分(B))及式(3)表示的硅烷化合物(以下稱成分(C))。成分(A)的硅烷化合物是通過水解和縮聚反應(yīng)得到二氧化硅成分，有助于粘接層耐熱性的提高、耐藥品性的提高、機(jī)械強(qiáng)度的提高與線膨脹系數(shù)調(diào)節(jié)的原料成分。作為式(1)中的水解性基X1，例如可列舉烷氧基、乙酸基及鹵原子作為優(yōu)選例。另外，作為成分(A)，例如可優(yōu)選使用四烷氧基硅烷和四鹵化硅烷。作為四烷氧基硅烷，例如可優(yōu)選使用四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷或這些的低聚物。這些之中，從原料的容易獲得的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷。
成分(A)的前述式(7)表示的烷氧基金屬與二氧化硅形成復(fù)合金屬氧化物有助于提高粘接部分的化學(xué)與機(jī)械耐久性。另外，帶來離子和堿成分從作為被粘體的光學(xué)零件溶出流向外部的斷流效果(鈍化效果)，有助于提高被粘接的光學(xué)零件的耐濕性。另外，烷氧基金屬通過控制其使用量可提高粘接層的折射率，使之接近粘接的兩個(gè)光學(xué)元件的折射率值，可降低兩個(gè)光學(xué)元件間的光透過損失。此外，烷氧基金屬發(fā)揮作為(A)成分的硅烷化合物、(B)成分與(C)成分的水解和脫水縮合反應(yīng)的催化劑作用，尤其是帶來使其在低溫進(jìn)行反應(yīng)的效果。因此使用烷氧基金屬時(shí)，不需要后述的酸催化劑、堿性催化劑。作為式(7)中的烷基R4，例如可列舉甲基、乙基、丙基以及丁基。作為式(7)中M是Ti(鈦)的烷氧基金屬(烷氧基鈦)，例如可列舉四異丙氧基鈦、四正丁氧基鈦或這些的螯合化合物。作為式(7)中的M是Al(鋁)的烷氧基鋁，例如可列舉三仲丁氧基鋁。作為式(7)中的M是Zr(鋯)的烷氧基鋯，例如可列舉四異丙氧基鋯和四丁氧基鋯。這些可以直接使用，也可以作為螯合化合物的形態(tài)使用，還可以作為這些預(yù)先水解的水解物使用。另外，作為式(7)中的R4是三烷氧基硅烷基的鋁化合物，例如可列舉二仲丁氧基鋁氧基三乙氧基硅烷。這些也可以是低聚物。膠粘劑組合物中的烷氧基成分的含有量太少時(shí)不能獲得上述的效果，反之太多時(shí)很難增大膜厚同時(shí)膜變脆，所以烷氧基金屬成分優(yōu)選占(A)成分100摩爾中的5～50摩爾％。
成分(A)的含量太少時(shí)，對(duì)耐熱性提高、耐藥品性提高、機(jī)械強(qiáng)度提高或線膨脹系數(shù)降低的效果小。太多時(shí)粘接層的膜厚達(dá)到1μm以上時(shí)容易有縫隙。成分(A)的含量用進(jìn)行水解與縮合前的值表示，以成分(A)、(B)與(C)的摩爾數(shù)的合計(jì)為100摩爾％時(shí)，優(yōu)選10摩爾％～50摩爾％。
成分(B)與成分(C)，是對(duì)膜賦予可撓性，即使粘接層的膜厚成為1μm以上也賦予不產(chǎn)生縫隙效果的成分。作為式(2)中Ph的置換苯基，可以是用C1～C3的烷基、F、Cl、Br、CF3、NO2及CN組成的群中選出的至少1個(gè)的相同或不同的置換基1～5個(gè)置換的苯基、例如可列舉甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、三甲基苯基等。作為式(2)與式(3)中的水解性基X2與X3，可列舉與前述式(1)中的水解性基X1相同的基。
作為成分(B)，例如可列舉苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三氟硅烷等。這些之中，從原料容易獲得的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用苯基三乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷。
作為成分(C)，例如可列舉二甲基二乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二氟硅烷等。這些之中，從原料容易獲得的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用二甲基二乙氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷。
成分(B)與成分(C)的合計(jì)摩爾數(shù)太少時(shí)，增大粘接層膜厚的效果小，太多時(shí)對(duì)機(jī)械強(qiáng)度提高、線膨脹系數(shù)降低的效果小。成分(B)因?yàn)楹斜交?，所以有助于提高膜的耐熱性和折射率。成?B)的含量少時(shí)折射率小，多時(shí)折射率大。另一方面，成分(C)可賦予可撓性同時(shí)有降低折射率的效果。通過調(diào)節(jié)成分(B)與成分(C)的含量，可調(diào)節(jié)折射率、可撓性。成分(B)與成分(C)分別優(yōu)選的范圍，用進(jìn)行水解和縮合前的值表示，當(dāng)成分(A)、成分(B)與成分(C)的合計(jì)摩爾數(shù)為100摩爾％時(shí)，分別是25～65摩爾％和25～65摩爾％。
本發(fā)明中，組合物中的成分(A)、(B)與(C)的水解程度太小時(shí)，不能獲得充分的粘接強(qiáng)度，或者難以獲得作業(yè)性所要求的液體粘度。而水解程度太大時(shí)，因?yàn)檫M(jìn)行超過必要的脫水縮合，所以分子量太大，粘接層變糙、或者難以獲得充分的強(qiáng)度。因此，膠粘劑組合物優(yōu)選相對(duì)于前述原溶液中的成分(A)、(B)與(C)的合計(jì)含有量，分別以0.5～60％、10～80％和20～80％的量含有其中未水解物形態(tài)的成分(A)、(B)與(C)。通過分別將成分(A)、(B)與(C)進(jìn)行水解，然后將這些進(jìn)行混合，可分別控制成分(A)、(B)與(C)未水解物的比例。
以下對(duì)調(diào)制本發(fā)明膠粘劑組合物的方法進(jìn)行說明。把含有成分(A)、成分(B)、成分(C)、水及根據(jù)需要加的水解催化劑和溶劑的原溶液攪拌10分鐘～5小時(shí)后，在40～80℃減壓30分鐘～5小時(shí)，或者在常壓體系進(jìn)行加熱，進(jìn)行水解與脫水縮合反應(yīng)以及餾去揮發(fā)成分，制得膠粘劑組合物。
作為水解催化劑，例如可以使用甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸、鹽酸、硝酸、硫酸等的酸催化劑，或者氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀水溶液等的堿性催化劑。這些之中優(yōu)選使用水溶液形態(tài)的酸催化劑。所添加的酸催化劑的量，因酸的種類和作為質(zhì)子酸的強(qiáng)度(弱酸、強(qiáng)酸)而不同，用量過少時(shí)水解與脫水縮合反應(yīng)的進(jìn)行慢，太多時(shí)縮合反應(yīng)過分分子量太大，容易產(chǎn)生沉淀物或涂布液的凝膠化而不好。因此，所添加的酸催化劑量，例如，有關(guān)作為酸催化劑使用甲酸場(chǎng)合的例子，用摩爾比表示，相對(duì)于成分(A)、(B)與(C)的合計(jì)1摩爾，優(yōu)選0.01～10毫摩爾，更優(yōu)選是0.05～7毫摩爾。但，作為成分(A)使用四氯硅烷之類的鹵硅烷時(shí)、作為成分(B)使用三氯硅烷之類的鹵硅烷時(shí)，而成分(C)使用甲基二氯硅烷之類鹵硅烷時(shí)，由于沒有催化劑也可以進(jìn)行反應(yīng)，是因?yàn)榉磻?yīng)結(jié)果生成鹽酸作為烷氧基硅烷的催化劑作用，所以不一定非要求添加水解催化劑。
水優(yōu)選加入水解所需的化學(xué)理論量比以上的量。水的添加量比化學(xué)理論量比少時(shí)產(chǎn)生凝膠化是熱處理時(shí)殘留未反應(yīng)(未水解)的烷氧基硅烷或鹵硅烷的緣故。通常，水的添加量是所需化學(xué)理論量的0.8～30摩爾倍，用摩爾比表示，相對(duì)于成分(A)、成分(B)與成分(C)的合計(jì)優(yōu)選是0.8～10倍，更優(yōu)選是2～8倍。但，在醇溶劑中，水往往作為不純物存在，或者還存在催化劑水溶液的水，所以不一定非要添加水。
溶劑不是必須成分，而根據(jù)需要、例如為了調(diào)節(jié)涂布用的膠粘劑組合物的粘性而使用。作為成分(A)、成分(B)或成分(C)使用烷氧基硅烷時(shí)，由于反應(yīng)時(shí)生成醇，所以例如可將生成醇作為調(diào)節(jié)粘性用的溶劑使用。作為溶劑，例如可以使用甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、己醇、2-乙氧基乙醇、2-甲氧基甲醇、雙丙酮醛等。這些之中優(yōu)選使用醇，最好使用C1～C4的低級(jí)醇、尤其是沸點(diǎn)低的甲醇、乙醇。其理由是在水解后可采用溫度較低的熱處理迅速地從溶液中除去醇溶劑的緣故。所使用的溶劑量用摩爾比表示，相對(duì)于成分(A)、成分(B)與成分(C)的合計(jì)摩爾數(shù)優(yōu)選0.05～2倍。
為了使粘接層成為均質(zhì)的微細(xì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，優(yōu)選使用以單體形式配合成分(A)、成分(B)與成分(C)的原溶液進(jìn)行水解和縮合反應(yīng)。例如作為成分(A)可列舉單體形式的四乙氧基硅烷、作為成分(B)可列舉單體形式的苯基三乙氧基硅烷、作為成分(C)可列舉單體形式的二甲基二乙氧基硅烷。
這些進(jìn)行水解后，在40～80℃的溫度下減壓30分鐘～5小時(shí)，或在常壓下加熱，餾去溶劑與水進(jìn)行縮合反應(yīng)，盡量減少膠粘劑組合物中的溶劑與水的合計(jì)含有量，優(yōu)選達(dá)到1.0重量％以下，更優(yōu)選達(dá)到0.01重量％以下。如此可抑制粘接層固化中的收縮、氣體的發(fā)生。
作為本發(fā)明的光學(xué)零件，例如可列舉用石英玻璃、硅酸鹽玻璃等的氧化物玻璃制作的透鏡、棱鏡、光柵、濾波器、以及這些的保持構(gòu)件、箍等。作為透鏡，例如可列舉折射率梯度型(GRIN)透鏡、非球面透鏡、菲涅耳透鏡、雙凸透鏡等。
本發(fā)明方法適合用于例如玻璃制或非玻璃制的透鏡、光纖之間的粘接、以及這些光學(xué)零件與其他的零件、例如與支持其光學(xué)零件用的部件、箍等的粘接情況等。本發(fā)明的粘接方法，具體地可適用于玻璃制光纖與玻璃制光纖的粘接、玻璃制折射率梯變型透鏡與玻璃制梯度型透鏡的粘接、玻璃制折射率梯度型透鏡與玻璃制光纖的粘接、玻璃制光纖與陶瓷制箍的粘接、玻璃制光纖與無機(jī)氧化物制帶式濾過器的粘接、玻璃制光纖與玻璃制波導(dǎo)管元件的粘接、玻璃制光纖與玻璃制波導(dǎo)管型光柵的粘接、玻璃制折射率梯度型透鏡與金屬制或陶瓷制支座的粘接、玻璃制折射率梯度型透與V型溝基板的粘接等。
支承透鏡、光纖等光學(xué)零件的部件(基板)可列舉玻璃、半導(dǎo)體、陶瓷、聚合物等。作為玻璃，可列舉石英玻璃、浮法玻璃、低膨脹耐熱玻璃、結(jié)晶玻璃等。作為半導(dǎo)體，可列舉硅、InP、GaAs等。這些的基板可預(yù)先加工固定光零件用的溝、穴。作為這樣的溝加工基板，可列舉帶V溝玻璃、用蝕刻加工的帶V溝硅基板。
光學(xué)零件之間的粘接或光學(xué)零件與其他零件的粘接，在粘接零件的各表面涂布膠粘劑組合物后將粘接面對(duì)合，或者使粘接零件的各表面相對(duì)配置，在其間例如通過浸漬或填充配置膠粘劑組合物后，例如在80～400℃加熱10～120分鐘使其固化將零件相互固定。通過這種加熱膠粘劑組合物中含的未水解物的形式與進(jìn)行水解、脫水縮聚形式的成分(A)、(B)、(C)最終分別轉(zhuǎn)換成SiO2、PhSiO3/2、和(CH3)2SiO2/2。在粘接零件的表面涂布膠粘劑組合物后，最好當(dāng)膠粘劑組合物調(diào)制最初的粘性較低時(shí)對(duì)減壓使氣泡排到粘接層的外部，而膠粘劑組合物調(diào)制的粘性較高時(shí)進(jìn)行加壓防止氣泡的產(chǎn)生，同時(shí)進(jìn)行固化反應(yīng)。這樣，因固化中產(chǎn)生的氣體使氣泡殘留在粘接層中，可抑制粘接強(qiáng)度降低或光透過性下降。
被粘接的光學(xué)零件與其他零件間的粘接層含有下述式(4)表示的二氧化硅或二氧化硅與TiO2、Al2O3、ZrO2與這些的復(fù)合氧化物組成的群中選出的至少1種的金屬氧化物的組合物10～50摩爾％；SiO2(4)
下述式(5)表示的苯基或置換苯基硅氧烷25～65摩爾，PhSiO3/2(5)式中，Ph代表苯基或置換苯基；以及下述式(6)(CH3)2SiO2/2(6)表示的二甲基硅氧烷25～65摩爾％。
另外，該粘接層優(yōu)選含有二氧化硅或二氧化硅與上述金屬氧化物的組合物47～67重量％、苯基或置換苯基20～46重量％、甲基7～23重量％。
發(fā)明的實(shí)施方案<膠粘劑組合物1的調(diào)制>
把四乙氧基硅烷(TEOS)10g、苯基三乙氧基硅烷(PhTES)20g、二甲基二乙氧基硅烷(DiMeDiES)20g、乙醇4g及0.1重量％濃度的甲酸水溶液13g加到100ml燒杯中形成原溶液。原溶液中TEOS、PhTES和DiMeDiES，相對(duì)于這些的合計(jì)100摩爾％，分別含有18摩爾％、31摩爾％和51摩爾％。用薄的薄膜蓋在有原溶液的燒杯上。最初是乳液狀態(tài)，但2小時(shí)后變成均勻的溶液。用氣相色譜法定量該溶液中未反應(yīng)的硅烷化合物時(shí)，硅烷化合物(A)、硅烷化合物(B)、硅烷化合物(C)的量分別是0.4重量％、8重量％和15重量％。在室溫下合計(jì)攪拌4小時(shí)后，取下薄膜在室溫靜置15小時(shí)。從中取出10g，在加熱到60℃的水浴上用蒸發(fā)器2小時(shí)減壓餾去揮發(fā)成分，濃縮到重量為6.5g。在冷卻至室溫后由于析出固體成分，故將其用孔徑1μm的過濾器進(jìn)行過濾除去，獲得無色透明的膠粘劑組合物1。采用氣相色譜法定量膠粘劑組合物1中殘留的未反應(yīng)硅烷化合物，結(jié)果殘留未反應(yīng)硅烷化合物(A)的量與作為原料使用的硅烷化合物(A)總量之比是40％，殘留未反應(yīng)硅烷化合物(B)的量與作為原料使用的硅烷化合物(B)總量之比是50％，殘留未反應(yīng)硅烷化合物(C)的量與作為原料使用的硅烷化合物(C)總量之比是45％。另外，膠粘劑組合物1中的醇與水的合計(jì)含有量在0.3重量％以下。
<膠粘劑組合物2的調(diào)制>
除了用TEOS 20.8g、PhTES 18.0g、DiMeDiES 11.1g代替上述膠粘劑組合物1調(diào)制中用的TEOS 10g、PhTES 20g、DiMeDiES 20g以外，其他與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物2。(TEOS∶PhTES∶DiMeDiES＝40∶30∶30摩爾％，殘留未反應(yīng)單體的比例TEOS45％、PhTES50％、DiMeDiES50％)<膠粘劑組合物3的調(diào)制>
除了用TEOS 7.5g、PhTES 31.8g、DiMeDiES 10.7g代替上述膠粘劑組合物1調(diào)制中用的TEOS 10g、PhTES 20g、DiMeDiES 20g以外，其他與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物3。(TEOS∶PhTES∶DiMeDiES＝15∶55∶30摩爾％，殘留未反應(yīng)單體的比例TEOS40％、PhTES40％、DiMeDiES50％)<膠粘劑組合物4的調(diào)制>
除了不用上述膠粘劑組合物1的調(diào)制中用的PhTES、DiMeDiES、只用TEOS 7.5g以外，其他與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物4。
<膠粘劑組合物5的調(diào)制>
除了不用上述膠粘劑組合物1的調(diào)制中用的TEOS、只用PhTES20g、DiMeDiES 20g以外，其他與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物5。
<膠粘劑組合物6的調(diào)制>
除了不用上述膠粘劑組合物1的調(diào)制中用的DiMeDiES、只用TEOS 10g、PhTES 20g以外，其他與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物6。
<膠粘劑組合物7的調(diào)制>
除了不用上述膠粘劑組合物1的調(diào)制中用的PhTES、只用TEOS10g、DiMeDiES 20g以外，其它與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物7。
<膠粘劑組合物8的調(diào)制>
除了用TEOS 7.0g和四異丙氧基鈦3.0g代替上述膠粘劑組合物1的調(diào)制中用的TEOS 10g以外，其他與膠粘劑組合物1的調(diào)制同樣地進(jìn)行制得膠粘劑組合物8。
<材料>
(V溝石英基板)準(zhǔn)備在厚度5mm、50mm×50mm尺寸的石英玻璃板的表面設(shè)有溝寬約3mm、溝深1mm的V字溝(長度50mm)的V溝石英基板。
(微型透鏡)準(zhǔn)備玻璃制微型透鏡(日本板硝子有限公司制“セルフオツク微型透鏡SMC18”、直徑1.8mm、長度4.43mm(0.23間距、中心部分的折射率1.590、分布系數(shù)g＝0.326、1間距(＝2π/g)＝19.27mm)。
實(shí)施例1<粘接>
把V溝石英基板放在加熱到150℃的熱板上，在V溝的中央上滴下數(shù)滴膠粘劑組合物2。大約10分鐘后，把微型透鏡置于V溝中央之上使其周側(cè)面與基板的面相對(duì)，把熱板升溫到250℃在該溫下維持2小時(shí)。冷卻到室溫，結(jié)果微型透鏡被固化的粘接層(厚度約25μm)固定在V溝上。在加熱到350℃的熱板上放置2小時(shí)后觀察粘接層的外觀沒有變化。在高溫高濕條件下(85℃、85％)即使放置500小時(shí)，外觀、粘接性也沒變化。
在第1的玻璃載片(25mm×50mm×1.2mm)上滴下上述膠粘劑組合物(1～3與8)10mg，立即將第2的玻璃載片重合在其上面，使膠粘劑組合物擴(kuò)展成25mm×25mm的寬度，將其在250℃維持2小時(shí)。并且為了評(píng)價(jià)該粘接層的初期粘接強(qiáng)度，用拉伸試驗(yàn)機(jī)對(duì)粘接層兩側(cè)的玻璃板按相反方向以50cm/分的速度測(cè)定拉伸粘接強(qiáng)度(剪切強(qiáng)度)(N/mm2)。另外，作為耐久性試驗(yàn)，在85℃的溫度、保持85％相對(duì)濕度的恒溫槽中放置500小時(shí)(高溫高濕試驗(yàn))，與上述同樣地測(cè)定粘接強(qiáng)度。
實(shí)施例2、3與4
除了用膠粘劑組合物1(實(shí)施例2)、膠粘劑組合物3(實(shí)施例3)與膠粘劑組合物8(實(shí)施例4)代替實(shí)施例1中使用的膠粘劑組成2以外，其他同樣地進(jìn)行，獲得與實(shí)施例1同樣的結(jié)果。
把有關(guān)實(shí)施例1～4的粘接強(qiáng)度的測(cè)定結(jié)果示于表1。實(shí)施例1～4的任一例，初期與高溫高濕試驗(yàn)后的粘接強(qiáng)度約在3N/mm2以上，粘接強(qiáng)度良好。
表1

比較例1除了用膠粘劑組合物4代替實(shí)施例1所述的膠粘劑組合物2以外，其他與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行。在V溝上滴下數(shù)滴膠粘劑組合物4。大約10分鐘后，把微型透鏡放置V溝上，把熱板升溫到250℃，在該溫度下維持2小時(shí)。冷卻到室溫，結(jié)果粘接層整體上有縫隙、微型透鏡液沒被固定在V溝上。
比較例2、3、4除了用膠粘劑組合物5(比較例2)、膠粘劑組合物6(比較例3)與膠粘劑組合物7(比較例4)代替實(shí)施例所述的膠粘劑組合物2以外，其他同樣地進(jìn)行。即在V溝上滴下數(shù)滴膠粘劑組合物5～7。大約10分鐘，把微型透鏡放置在V溝上，把熱板升溫到250℃，在該溫度維持2小時(shí)。冷卻到室溫，雖然微型透鏡被固定在V溝上，但有關(guān)膠粘劑組合物5線膨脹系數(shù)大，膠粘劑組合物6可撓性小，膠粘劑組合物4很難作成膜厚0.4mm以上的厚膜。
發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，使用粘接層不產(chǎn)生縫隙、氣密性與耐熱性好、即使在高溫高濕下也具有良好粘接強(qiáng)度的膠粘劑組合物，可制得光學(xué)零件與其他零件粘接的光學(xué)元件。
權(quán)利要求
1.光學(xué)元件的制造方法，其特征在于把含有(A)10～50摩爾％、(B)25～65摩爾％和(C)25～65摩爾％的原溶液水解與脫水縮合成的膠粘劑組合物配置在光學(xué)零件與其他零件之間，然后加熱粘接光學(xué)零件與其他零件，其中，(A)是下述式(1)表示的硅烷化合物或該硅烷化合物與下述式(7)表示的烷氧基金屬的組合(但，相對(duì)于烷氧基金屬與式(1)所示硅烷化合物的合計(jì)100摩爾％，烷氧基金屬的比例是50摩爾％以下)，SiX41(1)式中，X1代表水解性基，M(OR4)n(7)式中，M是Ti、Al或Zr，R4是烷基或三烷氧基硅烷基，M是Ti或Zr時(shí)n是4，M是Al時(shí)n是3，但、R4有可能是三烷氧基硅烷基的情況，則M是Al且僅成為3個(gè)R4中的1個(gè)；(B)是下述式(2)表示的硅烷化合物，PhSiX32(2)式中，Ph代表苯基或置換苯基，X2代表水解性基；(C)是下述式(3)表示的硅烷化合物，(CH3)2SiX23(3)式中，X3代表水解性基。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中前述膠粘劑組合物，相對(duì)于前述膠粘劑組合物中的前述成分(A)、(B)與(C)的含有量，分別以0.5～60％、10～80％與20～80％的量含有其中未水解物形態(tài)的前述成分(A)、(B)和(C)。
3.光學(xué)元件，使用含有下述式(4)SiO2(4)表示的二氧化硅、或二氧化硅與從TiO2、Al2O3、ZrO2以及這些的復(fù)合氧化物組成的群中選出的至少1種的金屬氧化物的組合物10～50摩爾％；下述式(5)表示的苯基或置換苯基硅氧烷25～65摩爾％，PhSiO3/2(5)式中，Ph代表苯基或置換苯基；以及上述式(6)表示的二甲基硅氧烷25～65摩爾％(CH3)2SiO2/2(6)的粘接層粘接光學(xué)零件與其他零件。
4.權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件，使用含有二氧化硅或二氧化硅與金屬氧化物的組合47～67重量％、苯基或置換苯基20～46重量％與甲基7～23重量％的粘接層粘接光學(xué)零件與其他零件。
5.膠粘劑組合物，其特征在于將含有四烷氧基硅烷10～50摩爾％、苯基三烷氧基硅烷25～65摩爾％、二甲基二烷氧基硅烷25～65摩爾％、以及相對(duì)于前述硅烷化合物的合計(jì)100摩爾的水0～1,000摩爾、酸催化劑0.005～0.7摩爾和醇0.05～2摩爾的原溶液進(jìn)行水解與脫水縮合而成，未反應(yīng)四烷氧基硅烷、未反應(yīng)苯基三烷氧基硅烷與未反應(yīng)二甲基二烷氧基硅烷的殘存率分別是0.5～60％、10～80％與20～80％。
全文摘要
本發(fā)明提供使用粘接層不產(chǎn)生縫隙、調(diào)制也容易、有良好粘接強(qiáng)度的膠粘劑組合物粘接的光學(xué)元件。是將含有SiX
文檔編號(hào)C09J183/04GK1486357SQ02803812
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2002年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月23日
發(fā)明者中村浩一郎, 四方寬子, 山本博章, 子, 章 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社