ガラス成形体の製造方法
【課題】着色が低減された、あるいは着色がないガラス成形体を提供する。
【解決手段】真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形する工程を含むガラス成形体の製造方法であって、加熱成形後のガラス成形体を酸化性気体雰囲気下で加熱処理することを特徴とするガラス成形体の製造方法、および当該製造方法により作製されたガラス成形体。
【解決手段】真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形する工程を含むガラス成形体の製造方法であって、加熱成形後のガラス成形体を酸化性気体雰囲気下で加熱処理することを特徴とするガラス成形体の製造方法、および当該製造方法により作製されたガラス成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスプリフォームを加熱成形してなるガラス成形体の製造方法に関する。詳細には、ガラスプリフォームを加熱成形することによって作製されるレンズなどの光学ガラス部品として好適なガラス成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影用レンズ、光インターコネクトに使用されるマイクロレンズアレイといった光学ガラス部品として、非球面形状などの特殊形状を有するものが多く使用されている。これらレンズは、例えばガラスプリフォームをプレス成形することにより作製される。一般に、プレス成形型の材質としては超硬金属が使用されるが、超硬金属は酸化により劣化しやすいため、通常、真空または窒素などの非酸化性気体の雰囲気下で使用される。
【０００３】
ところで、近年、光学ガラス部品の材料として、より高屈折率なガラスが使用されるようになってきている。高屈折率ガラスを用いることにより、集光効率を向上させることができ、レンズを含む光学系の小型化が可能となる。このようなガラスは、高屈折率特性を達成するために、ランタンなどの遷移金属元素を多く含有する傾向にある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６２９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高屈折率のガラスプリフォームを真空または非酸化性気体雰囲気下で加熱成形すると、ガラス中の遷移金属元素の配位数や価数変化などの構造変化が起きて、得られる光学ガラス部品が着色してしまうという問題がある。光学ガラス部品が着色すると、デジタルカメラ等の撮像用レンズとしての使用に支障をきたすのは当然のことながら、透過率が低下するため、光インターコネクト用途においても光損失の原因となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、着色が低減された、あるいは着色がないガラス成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意検討した結果、真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形するガラス成形体の製造方法において、加熱成形後のガラス成形体に対して特定の処理を施すことにより前記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形する工程を含むガラス成形体の製造方法であって、加熱成形後のガラス成形体を酸化性気体雰囲気下で加熱処理することを特徴とするガラス成形体の製造方法に関する。
【０００９】
既述のように、ガラスの高屈折率化を達成するために、ガラスプリフォーム中に遷移金属元素を多く含有させると、真空または非酸化性気体雰囲気下で加熱成形した際に、ガラス中の遷移金属元素の配位数や価数変化などの構造変化が起きて、得られるガラス成形体が着色してしまう。この着色は、主にガラス成形体の表層で生じる。本発明によると、加熱成形後のガラス成形体に対して酸化性雰囲気下で加熱処理を施すことにより、着色が低減し、透過率特性に優れたガラス成形体を製造することが可能となる。したがって、デジタルカメラ等の撮像用レンズや光インターコネクトの光接続部品の用途に好適な光部品を、高精度かつ高い透過特性を維持した状態で作製することができる。
【００１０】
なお、ガラスプリフォームが加熱成形により着色するメカニズム、および加熱成形後のガラス成形体を酸化性雰囲気下で加熱処理することにより着色が低減する（または着色がなくなる）メカニズムについては、詳細には解明されておらず、現在調査中である。
【００１１】
第二に、本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体の加熱処理を、当該ガラス成形体の歪点および軟化点の間のいずれかの温度で行うことが好ましい。
【００１２】
ガラス成形体の加熱処理を、当該ガラス成形体を構成するガラスの歪点以上で行えば、着色を十分に低減できると同時に、ガラスの歪を取り除くことができ、後切断や研削を行う際の割れ等の破損を防止することができる。また着色の低減と徐冷とを同時に行うことになるため、工程数を減らすことができる。一方、加熱処理を軟化点以下で行うことにより、ガラス成形体の熱変形を抑制し、金型による精密形状を維持することが可能となる。
【００１３】
第三に、本発明のガラス成形体の製造方法において、酸化性気体が空気または酸素であることが好ましい。
【００１４】
第四に、本発明のガラス成形体の製造方法において、非酸化性気体が窒素であることが好ましい。
【００１５】
第五に、本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラスプリフォームが遷移金属元素を含有するガラスからなることが好ましい。
【００１６】
第六に、本発明のガラス成形体は、前記いずれかの製造方法で作製されてなることを特徴とする。
【００１７】
第七に、本発明のガラス成形体は、屈折率ｎｄが１．６５以上であることが好ましい。
【００１８】
第八に、本発明のガラス成形体は、波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が７０％以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明のガラス成形体は、このように可視域〜赤外域の透過率が高いため、光の散乱や吸収によるロスが少なく集光効率が良好である。したがって、各種光ディスクシステム、デジタルカメラ等のレンズや光インターコネクトの光接続部品等の用途に好適である。
【００２０】
なお、本発明においてガラス成形体の透過率は、反射を含まない分光透過率であり、ガラス成形体に光線を入射した際の入射光に対する透過光の割合をいう。
【００２１】
第九に、本発明のガラス成形体は、質量％で、Ｂ２Ｏ３ １〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ １〜５５％、ＺｎＯ １〜５０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３５％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜２５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２５％の組成を含有することが好ましい。
【００２２】
第十に、本発明のガラス成形体は、質量％で、Ｂ２Ｏ３ ０．１〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＴｅＯ２ ０．１〜４０％、ＷＯ３ ０．１〜４５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％の組成を含有することが好ましい。
【００２３】
第十一に、本発明は、ガラスプリフォームを加熱成形してなるガラス成形体であって、波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が９５％以上であることを特徴とするガラス成形体に関する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明において、ガラスプリフォームの加熱成形は真空または非酸化性気体雰囲気下で行われる。非酸化性気体としては、例えば水素等の還元性ガス、あるいは窒素、アルゴン等の不活性ガスが挙げられる。なかでも、取扱いが比較的容易であり、かつ安価であることから窒素を用いることが好ましい。
【００２５】
非酸化性雰囲気において、雰囲気中の酸素分圧は１０Ｐａ以下、好ましくは５Ｐａ以下、より好ましくは１Ｐａ以下、さらに好ましくは０．６Ｐａ以下である。雰囲気中の酸素分圧が１０Ｐａを超えると、成形に用いる金型が酸化され劣化しやすく、継続してガラス成形体を製造することが困難となる傾向がある。
【００２６】
ガラスプリフォームの加熱成形は、所望の形状を得るために、金型を用いて適切な圧力をかける（プレス成形）ことが好ましい。加熱成形の温度は、一般に、ガラスプリフォームの軟化点付近の温度で行われる。加熱成形により得られたガラス成形体は、必要に応じて加熱装置より取り出せる温度まで冷却される。
【００２７】
なお、ガラスプリフォームの製造方法は特に限定されず、例えば次のような方法により作製することができる。まず、後述するような所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融し、溶融ガラスとする。次に、溶融ガラスをインゴット状に成形して硝材を作製し、さらに、得られた硝材を切断、研磨して所望の形状のガラスプリフォームを作製する。あるいは、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して一旦液滴状ガラスを作製し、当該液滴状ガラスを冷却しながら略球形に成形することによりプリフォームガラスを作製してもよい。
【００２８】
次に、ガラス成形体に対して加熱処理が施される。当該加熱処理は、酸化性気体雰囲気で行われる。酸化性気体としては、例えば酸素や空気などが挙げられる。酸化性気体として空気を用いれば、ボンベ等での気体の購入が不要なため、低コストでガラス成形体を製造可能となる。酸化性気体における酸素の含有割合は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは５体積％以上である。
【００２９】
加熱処理温度は、ガラス成形体の歪点から軟化点の間のいずれかの温度で行われ、特にガラス転移点Ｔｇ付近で行うことが好ましい。加熱処理温度がガラス成形体の歪点より低いと、着色低減の効果が十分に得られにくい。また、加熱処理後のガラス成形体に歪が残ってしまうため、後加工の際に割れ等の問題が発生しやすい。一方、加熱処理温度がガラス成形体の軟化点より高いと、着色低減の効果は得られるものの、ガラス成形体が熱変形して金型による精密形状を維持することが困難となる。
【００３０】
加熱処理の時間は特に限定されず、例えば１分〜１０時間、さらには１０分〜５時間、特に３０分〜２時間の範囲で適宜選択すればよい。
【００３１】
加熱処理後、室温まで徐冷して歪を十分に取り除き、所望のガラス成形体を得る。
【００３２】
本発明のガラス成形体は、屈折率ｎｄが１．６５以上、好ましくは１．７０以上、より好ましくは１．７５以上、より好ましくは１．８０以上、より好ましくは１．８５以上、さらに好ましくは１．９０以上である。光学ガラスの屈折率ｎｄが１．６５未満であると、所望の集光効率が得られにくく、焦点距離が長くなる傾向があるため、レンズを含む光学系の小型化が困難になる。
【００３３】
本発明のガラス成形体の組成系は特に限定されないが、前記屈折率ｎｄを満たすものであることが好ましい。特に、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５等の遷移金属元素を含む成分を含有することが好ましい。このような組成系として、例えば、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラス、ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＷＯ３−Ｌａ２Ｏ３系ガラスなどがあげられる。なかでも、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラスを用いることにより、高屈折率であり、かつ高温多湿環境下での耐久性が高く、長期信頼性の高いガラス成形体の提供が可能となる。なお、本発明において「〜系ガラス」とは、該当する成分を必須成分として含有するガラスをいう。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラスとしては、質量％で、Ｂ２Ｏ３ １〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ １〜５５％、ＺｎＯ １〜５０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３５％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜２５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２５％の組成を含有するものが好ましい。各成分の含有量をこのように限定した理由を以下に示す。
【００３５】
Ｂ２Ｏ３はガラスの骨格成分であり、耐失透性を向上させる効果がある。また、ガラスの軟化点を低下させることができる。さらに、Ｂ２Ｏ３はガラスの塩基性度を低下させる作用もあり、モールドプレス成形におけるガラスと金型の融着防止にも効果がある。Ｂ２Ｏ３の含有量は１〜４５％、好ましくは５〜４５％、より好ましくは８〜２９％、さらに好ましくは１０〜２４％、特に好ましくは１２〜２１％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が４５％を超えると、ガラスの化学的耐久性が低下し、耐候性が著しく悪化する傾向がある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１％より少ないと、ガラスの耐失透性が低下し、安定してガラスを得ることが困難となる傾向がある。
【００３６】
Ｌａ２Ｏ３はガラスの十分な作業温度範囲を確保するための成分であり、また屈折率を高める効果がある。さらに、ガラスの軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果もある。ただし、高屈折率を得るために多量に添加すると、失透しやすくなる傾向がある。Ｌａ２Ｏ３の含有量は１〜５５％、好ましくは５〜４０％、より好ましくは５〜２５％、さらに好ましくは７〜２４．５％、特に好ましくは９〜２４．２％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が５５％を超えると失透しやすくなり、液相温度が上昇するため、作業性が大幅に低下する傾向がある。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が１％より少ないと、屈折率が低下し、また耐候性が悪化する傾向がある。
【００３７】
ＺｎＯはガラスの屈折率および化学的耐久性を高め、かつ軟化点を低下させることができる成分である。また、Ｂ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を多量に含むガラスは失透しやすいが、ＺｎＯは当該失透を抑制する効果がある。ＺｎＯの含有量は１〜５０％、好ましくは１０〜４５％、より好ましくは１５．５〜３０％、さらに好ましくは１６〜２１％、特に好ましくは１６〜２０％である。ＺｎＯの含有量が５０％を超えるとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。一方、ＺｎＯの含有量が１％より少ないとガラスの屈折率が低下し、また失透抑制効果が得られず、液相温度が上昇し作業温度範囲を十分に確保できなくなる傾向がある。
【００３８】
Ｇｄ２Ｏ３はガラスの屈折率を高める成分である。Ｇｄ２Ｏ３を含有することにより、Ｌａ２Ｏ３の含有量を低減することができることから、結果として耐失透性の向上に効果がある。また、Ｇｄ２Ｏ３は耐失透性を向上させる効果があり、作業温度範囲を拡大することができる成分である。ただし、Ｇｄ２Ｏ３を多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。このような観点から、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０〜３５％、好ましくは０〜２５％、より好ましくは０．５〜２４％、さらに好ましくは１〜１５％、特に好ましくは２〜１０％、最も好ましくは３〜９．５％である。
【００３９】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり、耐失透性を向上させ、作業範囲を広げる効果がある。また、ガラスの耐候性を向上させる効果もある。ＳｉＯ２の含有量は０〜３０％、好ましくは０〜２０％、より好ましくは１〜１５％、さらに好ましくは２〜１０％である。ＳｉＯ２の含有量が３０％を超えるとガラスの屈折率が著しく低下したり、ガラス転移点Ｔｇが６５０℃を超えモールドプレスが困難になる可能性がある。
【００４０】
Ｌｉ２Ｏはガラスの軟化点を低下させるための成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜１０％、好ましくは０．１〜５％、より好ましくは０．５〜４％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が１０％を超えると、ガラスの液相温度が著しく上昇して作業温度範囲が狭くなり、量産性に悪影響を与える傾向がある。また、ガラスの耐候性が著しく悪化する傾向がある。
【００４１】
Ｔａ２Ｏ５はガラスの屈折率、化学的耐久性および耐失透性を高める効果がある。Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜４０％、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０．５〜１５％、さらに好ましくは１〜１０％である。Ｔａ２Ｏ５の含有量が４０％を超えると、逆に失透しやすくなり、またコストが高くなる傾向がある。
【００４２】
ＺｒＯ２はガラスの屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性と化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、ＺｒＯ２の含有量が多すぎるとガラスの軟化点が上昇し、モールドプレス成形性が悪化する傾向がある。このような観点から、ＺｒＯ２の含有量は０〜１５％、好ましくは０．５〜１０％、より好ましくは１〜８％である。
【００４３】
ＷＯ３はガラスの屈折率を高める効果がある。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上させる効果もある。ＷＯ３の含有量は０〜２５％、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％、さらに好ましくは０．５〜４％、特に好ましくは１〜３．５％である。ＷＯ３の含有量が２５％を超えるとガラスが着色して透過率が低下してしまい、所望の光学特性を得ることが困難となる。
【００４４】
Ｎｂ２Ｏ５はガラスの屈折率を高める成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０〜２５％、好ましくは０〜１５％、より好ましくは０．５〜１０％、さらに好ましくは１〜８％である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が２５％を超えるとガラスの可視光透過率が低下してしまい、所望の光学特性を得ることが困難となる。
【００４５】
また、上記成分以外にも種々の成分、例えばＹ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３等を添加することが可能である。
【００４６】
Ｙ２Ｏ３はアッベ数を低下することなく屈折率を高める成分であり、Ｌａ２Ｏ３との置換により耐失透性を改善することができる。Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜１５％、好ましくは１〜１０％、より好ましくは２〜８％である。Ｙ２Ｏ３の含有量が１５％を超えると失透しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる傾向がある。
【００４７】
Ｓｂ２Ｏ３は清澄剤としての添加される成分である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０〜１％、好ましくは０．１〜０．５％である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が１％を超えると、ガラスが着色し透過率が低下する傾向がある。
【００４８】
なお、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラスのより好ましい組成範囲としては、質量％で、Ｂ２Ｏ３ ５〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜２５％、ＺｎＯ １０〜４５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１５％を含有するものが挙げられる。
【００４９】
ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＷＯ３−Ｌａ２Ｏ３系ガラスとしては、Ｂ２Ｏ３ ０．１〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＴｅＯ２ ０．１〜４０％、ＷＯ３ ０．１〜４５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％の組成を含有するものが挙げられる。各成分の含有量をこのように限定した理由を以下に示す。
【００５０】
Ｂ２Ｏ３はガラスを安定化させる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は０．１〜４５％、好ましくは４〜４５％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が０．１％未満であると、前記効果が得られにくい。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が４５％を超えると、ガラスの屈折率が低下しやすくなる。
【００５１】
Ｌａ２Ｏ３はガラスの骨格を形成する成分であり、屈折率を向上させる成分である。Ｌａ２Ｏ３の含有量は５〜５５％、好ましくは１０〜５０％、より好ましくは１５〜４０％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が５％未満であると、十分な屈折率が得られない傾向がある。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が５５％を超えると、ガラスが不安定になる傾向がある。
【００５２】
ＺｎＯはガラスを熱的に安定化させる成分である。ＺｎＯの含有量は０〜１５％、好ましくは０．１〜１０％、より好ましくは１〜５％である。ＺｎＯの含有量が１５％を超えるとガラス化を顕著に妨げる傾向がある。
【００５３】
ＴｅＯ２は高屈折率のガラスを得るのに有効な成分であり、またガラス転移点Ｔｇを下げる成分でもある。ＴｅＯ２の含有量は０．１〜４０％、好ましくは１〜３５％、より好ましくは５〜３０％、より好ましくは１０〜２５％である。ＴｅＯ２の含有量が０．１％未満であると、前記効果が得られにくい。一方、ＴｅＯ２の含有量が４０％を超えると、モールドプレス成形時の金型劣化が激しくなる傾向がある。
【００５４】
ＷＯ３は屈折率を高めるとともに、ガラスを安定化させる成分である。ＷＯ３の含有量は０．１〜４５％、好ましくは１〜４０％、より好ましくは５〜４０％である。ＷＯ３の含有量が０．１％未満であると、前記効果が得られにくい。一方、ＷＯ３の含有量が４５％を超えると、ガラスが熱的に不安定になる傾向がある。
【００５５】
ＳｉＯ２はガラスを安定化させる成分である。ＳｉＯ２の含有量は０〜２０％、好ましくは０．１〜１０％である。ＳｉＯ２の含有量が２０％を超えると、ガラスが熱的に不安定になる傾向がある。
【００５６】
ＺｒＯ２はガラスの屈折率を高める成分である。ＺｒＯ２の含有量は０〜１５％、好ましくは０．１〜１０％である。ＺｒＯ２の含有量が１５％を超えると、ガラス化を顕著に妨げる傾向がある。
【００５７】
また、上記成分に加えて、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５等を添加することができる。具体的には、これらの成分を合量で０〜３０％、好ましくは１〜２０％の範囲で含有することができる。
【００５８】
本発明のガラス成形体のガラス転移点Ｔｇは、モールドプレス成形が容易に行える点で、好ましくは６５０℃以下、より好ましくは６４０℃以下、さらに好ましくは６３０℃以下である。
【００５９】
本発明のガラス成形体の波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率は、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上である。波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率７０％未満であると、光の散乱や吸収によるロスが大きくなり、例えばレンズとして用いた場合に集光効率に劣る傾向がある。
【００６０】
また、本発明のガラス成形体をフォトダイオード等の光検出器に紫外線硬化樹脂を用いて接着する場合、ガラス成形体を介して紫外光が紫外線硬化樹脂に照射される。したがって、ガラス成形体の紫外域の透過率が高いほど、紫外線硬化樹脂への光照射量が多くなり硬化しやすくなるため好ましい。具体的には、本発明のガラス成形体は、波長３３０〜３８０ｎｍにおける透過率が７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、特に好ましくは９９％以上である。
【００６１】
本発明のガラス成形体をプレス成形により作製した場合、ガラス成形体表面に線状突起部が形成される場合がある。これは、金型表面における研磨傷等がガラス成形体表面に転写されてできたものであると考えられる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜９）
表１および２の各ガラス組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて溶融を行った。なお、実施例１〜７については１３００℃で２時間、実施例８、９については１０８０℃で２時間溶融した。溶融後、融液をインゴット状に成形し、アニールを行った。
【００６３】
インゴットを所望の寸法に切断および研磨を行いプレス用のガラスプリフォームを作製した。ガラスプリフォームをプレス装置の金型内に充填し、真空雰囲気にてガラスの軟化点付近まで加熱し、レンズ形状が形成されるまで圧力を印加しプレス成形を行った。プレス成形後、プレス装置内で室温まで徐冷し、レンズ（ガラス成形体）を得た。プレス成形後のレンズは表面が灰色に着色していた。
【００６４】
作製されたレンズを金型より取り出し、電気炉に入れ、大気（空気）雰囲気中にてガラス転移点Ｔｇ付近で１時間保持して加熱処理を行った後、１℃／ｍｉｎで室温まで降温した。加熱処理後のレンズは無色であった。
【００６５】
プレス成形後および加熱処理後のレンズの８００ｎｍにおける透過率を表１および２に示す。
【００６６】
なお、各実施例について、プレス成形を窒素雰囲気で行った場合でも、真空雰囲気の場合と同様に灰色の着色が見られ、プレス後に大気雰囲気中にて加熱処理を行うことで無色のガラスとなった。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスプリフォームを加熱成形してなるガラス成形体の製造方法に関する。詳細には、ガラスプリフォームを加熱成形することによって作製されるレンズなどの光学ガラス部品として好適なガラス成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラやデジタルカメラの撮影用レンズ、光インターコネクトに使用されるマイクロレンズアレイといった光学ガラス部品として、非球面形状などの特殊形状を有するものが多く使用されている。これらレンズは、例えばガラスプリフォームをプレス成形することにより作製される。一般に、プレス成形型の材質としては超硬金属が使用されるが、超硬金属は酸化により劣化しやすいため、通常、真空または窒素などの非酸化性気体の雰囲気下で使用される。
【０００３】
ところで、近年、光学ガラス部品の材料として、より高屈折率なガラスが使用されるようになってきている。高屈折率ガラスを用いることにより、集光効率を向上させることができ、レンズを含む光学系の小型化が可能となる。このようなガラスは、高屈折率特性を達成するために、ランタンなどの遷移金属元素を多く含有する傾向にある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６２９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高屈折率のガラスプリフォームを真空または非酸化性気体雰囲気下で加熱成形すると、ガラス中の遷移金属元素の配位数や価数変化などの構造変化が起きて、得られる光学ガラス部品が着色してしまうという問題がある。光学ガラス部品が着色すると、デジタルカメラ等の撮像用レンズとしての使用に支障をきたすのは当然のことながら、透過率が低下するため、光インターコネクト用途においても光損失の原因となるおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、着色が低減された、あるいは着色がないガラス成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意検討した結果、真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形するガラス成形体の製造方法において、加熱成形後のガラス成形体に対して特定の処理を施すことにより前記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形する工程を含むガラス成形体の製造方法であって、加熱成形後のガラス成形体を酸化性気体雰囲気下で加熱処理することを特徴とするガラス成形体の製造方法に関する。
【０００９】
既述のように、ガラスの高屈折率化を達成するために、ガラスプリフォーム中に遷移金属元素を多く含有させると、真空または非酸化性気体雰囲気下で加熱成形した際に、ガラス中の遷移金属元素の配位数や価数変化などの構造変化が起きて、得られるガラス成形体が着色してしまう。この着色は、主にガラス成形体の表層で生じる。本発明によると、加熱成形後のガラス成形体に対して酸化性雰囲気下で加熱処理を施すことにより、着色が低減し、透過率特性に優れたガラス成形体を製造することが可能となる。したがって、デジタルカメラ等の撮像用レンズや光インターコネクトの光接続部品の用途に好適な光部品を、高精度かつ高い透過特性を維持した状態で作製することができる。
【００１０】
なお、ガラスプリフォームが加熱成形により着色するメカニズム、および加熱成形後のガラス成形体を酸化性雰囲気下で加熱処理することにより着色が低減する（または着色がなくなる）メカニズムについては、詳細には解明されておらず、現在調査中である。
【００１１】
第二に、本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラス成形体の加熱処理を、当該ガラス成形体の歪点および軟化点の間のいずれかの温度で行うことが好ましい。
【００１２】
ガラス成形体の加熱処理を、当該ガラス成形体を構成するガラスの歪点以上で行えば、着色を十分に低減できると同時に、ガラスの歪を取り除くことができ、後切断や研削を行う際の割れ等の破損を防止することができる。また着色の低減と徐冷とを同時に行うことになるため、工程数を減らすことができる。一方、加熱処理を軟化点以下で行うことにより、ガラス成形体の熱変形を抑制し、金型による精密形状を維持することが可能となる。
【００１３】
第三に、本発明のガラス成形体の製造方法において、酸化性気体が空気または酸素であることが好ましい。
【００１４】
第四に、本発明のガラス成形体の製造方法において、非酸化性気体が窒素であることが好ましい。
【００１５】
第五に、本発明のガラス成形体の製造方法において、ガラスプリフォームが遷移金属元素を含有するガラスからなることが好ましい。
【００１６】
第六に、本発明のガラス成形体は、前記いずれかの製造方法で作製されてなることを特徴とする。
【００１７】
第七に、本発明のガラス成形体は、屈折率ｎｄが１．６５以上であることが好ましい。
【００１８】
第八に、本発明のガラス成形体は、波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が７０％以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明のガラス成形体は、このように可視域〜赤外域の透過率が高いため、光の散乱や吸収によるロスが少なく集光効率が良好である。したがって、各種光ディスクシステム、デジタルカメラ等のレンズや光インターコネクトの光接続部品等の用途に好適である。
【００２０】
なお、本発明においてガラス成形体の透過率は、反射を含まない分光透過率であり、ガラス成形体に光線を入射した際の入射光に対する透過光の割合をいう。
【００２１】
第九に、本発明のガラス成形体は、質量％で、Ｂ２Ｏ３ １〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ １〜５５％、ＺｎＯ １〜５０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３５％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜２５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２５％の組成を含有することが好ましい。
【００２２】
第十に、本発明のガラス成形体は、質量％で、Ｂ２Ｏ３ ０．１〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＴｅＯ２ ０．１〜４０％、ＷＯ３ ０．１〜４５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％の組成を含有することが好ましい。
【００２３】
第十一に、本発明は、ガラスプリフォームを加熱成形してなるガラス成形体であって、波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が９５％以上であることを特徴とするガラス成形体に関する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明において、ガラスプリフォームの加熱成形は真空または非酸化性気体雰囲気下で行われる。非酸化性気体としては、例えば水素等の還元性ガス、あるいは窒素、アルゴン等の不活性ガスが挙げられる。なかでも、取扱いが比較的容易であり、かつ安価であることから窒素を用いることが好ましい。
【００２５】
非酸化性雰囲気において、雰囲気中の酸素分圧は１０Ｐａ以下、好ましくは５Ｐａ以下、より好ましくは１Ｐａ以下、さらに好ましくは０．６Ｐａ以下である。雰囲気中の酸素分圧が１０Ｐａを超えると、成形に用いる金型が酸化され劣化しやすく、継続してガラス成形体を製造することが困難となる傾向がある。
【００２６】
ガラスプリフォームの加熱成形は、所望の形状を得るために、金型を用いて適切な圧力をかける（プレス成形）ことが好ましい。加熱成形の温度は、一般に、ガラスプリフォームの軟化点付近の温度で行われる。加熱成形により得られたガラス成形体は、必要に応じて加熱装置より取り出せる温度まで冷却される。
【００２７】
なお、ガラスプリフォームの製造方法は特に限定されず、例えば次のような方法により作製することができる。まず、後述するような所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融し、溶融ガラスとする。次に、溶融ガラスをインゴット状に成形して硝材を作製し、さらに、得られた硝材を切断、研磨して所望の形状のガラスプリフォームを作製する。あるいは、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して一旦液滴状ガラスを作製し、当該液滴状ガラスを冷却しながら略球形に成形することによりプリフォームガラスを作製してもよい。
【００２８】
次に、ガラス成形体に対して加熱処理が施される。当該加熱処理は、酸化性気体雰囲気で行われる。酸化性気体としては、例えば酸素や空気などが挙げられる。酸化性気体として空気を用いれば、ボンベ等での気体の購入が不要なため、低コストでガラス成形体を製造可能となる。酸化性気体における酸素の含有割合は、好ましくは１体積％以上、より好ましくは５体積％以上である。
【００２９】
加熱処理温度は、ガラス成形体の歪点から軟化点の間のいずれかの温度で行われ、特にガラス転移点Ｔｇ付近で行うことが好ましい。加熱処理温度がガラス成形体の歪点より低いと、着色低減の効果が十分に得られにくい。また、加熱処理後のガラス成形体に歪が残ってしまうため、後加工の際に割れ等の問題が発生しやすい。一方、加熱処理温度がガラス成形体の軟化点より高いと、着色低減の効果は得られるものの、ガラス成形体が熱変形して金型による精密形状を維持することが困難となる。
【００３０】
加熱処理の時間は特に限定されず、例えば１分〜１０時間、さらには１０分〜５時間、特に３０分〜２時間の範囲で適宜選択すればよい。
【００３１】
加熱処理後、室温まで徐冷して歪を十分に取り除き、所望のガラス成形体を得る。
【００３２】
本発明のガラス成形体は、屈折率ｎｄが１．６５以上、好ましくは１．７０以上、より好ましくは１．７５以上、より好ましくは１．８０以上、より好ましくは１．８５以上、さらに好ましくは１．９０以上である。光学ガラスの屈折率ｎｄが１．６５未満であると、所望の集光効率が得られにくく、焦点距離が長くなる傾向があるため、レンズを含む光学系の小型化が困難になる。
【００３３】
本発明のガラス成形体の組成系は特に限定されないが、前記屈折率ｎｄを満たすものであることが好ましい。特に、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５等の遷移金属元素を含む成分を含有することが好ましい。このような組成系として、例えば、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラス、ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＷＯ３−Ｌａ２Ｏ３系ガラスなどがあげられる。なかでも、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラスを用いることにより、高屈折率であり、かつ高温多湿環境下での耐久性が高く、長期信頼性の高いガラス成形体の提供が可能となる。なお、本発明において「〜系ガラス」とは、該当する成分を必須成分として含有するガラスをいう。
【００３４】
Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラスとしては、質量％で、Ｂ２Ｏ３ １〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ １〜５５％、ＺｎＯ １〜５０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３５％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜２５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２５％の組成を含有するものが好ましい。各成分の含有量をこのように限定した理由を以下に示す。
【００３５】
Ｂ２Ｏ３はガラスの骨格成分であり、耐失透性を向上させる効果がある。また、ガラスの軟化点を低下させることができる。さらに、Ｂ２Ｏ３はガラスの塩基性度を低下させる作用もあり、モールドプレス成形におけるガラスと金型の融着防止にも効果がある。Ｂ２Ｏ３の含有量は１〜４５％、好ましくは５〜４５％、より好ましくは８〜２９％、さらに好ましくは１０〜２４％、特に好ましくは１２〜２１％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が４５％を超えると、ガラスの化学的耐久性が低下し、耐候性が著しく悪化する傾向がある。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が１％より少ないと、ガラスの耐失透性が低下し、安定してガラスを得ることが困難となる傾向がある。
【００３６】
Ｌａ２Ｏ３はガラスの十分な作業温度範囲を確保するための成分であり、また屈折率を高める効果がある。さらに、ガラスの軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果もある。ただし、高屈折率を得るために多量に添加すると、失透しやすくなる傾向がある。Ｌａ２Ｏ３の含有量は１〜５５％、好ましくは５〜４０％、より好ましくは５〜２５％、さらに好ましくは７〜２４．５％、特に好ましくは９〜２４．２％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が５５％を超えると失透しやすくなり、液相温度が上昇するため、作業性が大幅に低下する傾向がある。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が１％より少ないと、屈折率が低下し、また耐候性が悪化する傾向がある。
【００３７】
ＺｎＯはガラスの屈折率および化学的耐久性を高め、かつ軟化点を低下させることができる成分である。また、Ｂ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３を多量に含むガラスは失透しやすいが、ＺｎＯは当該失透を抑制する効果がある。ＺｎＯの含有量は１〜５０％、好ましくは１０〜４５％、より好ましくは１５．５〜３０％、さらに好ましくは１６〜２１％、特に好ましくは１６〜２０％である。ＺｎＯの含有量が５０％を超えるとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。一方、ＺｎＯの含有量が１％より少ないとガラスの屈折率が低下し、また失透抑制効果が得られず、液相温度が上昇し作業温度範囲を十分に確保できなくなる傾向がある。
【００３８】
Ｇｄ２Ｏ３はガラスの屈折率を高める成分である。Ｇｄ２Ｏ３を含有することにより、Ｌａ２Ｏ３の含有量を低減することができることから、結果として耐失透性の向上に効果がある。また、Ｇｄ２Ｏ３は耐失透性を向上させる効果があり、作業温度範囲を拡大することができる成分である。ただし、Ｇｄ２Ｏ３を多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。このような観点から、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０〜３５％、好ましくは０〜２５％、より好ましくは０．５〜２４％、さらに好ましくは１〜１５％、特に好ましくは２〜１０％、最も好ましくは３〜９．５％である。
【００３９】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり、耐失透性を向上させ、作業範囲を広げる効果がある。また、ガラスの耐候性を向上させる効果もある。ＳｉＯ２の含有量は０〜３０％、好ましくは０〜２０％、より好ましくは１〜１５％、さらに好ましくは２〜１０％である。ＳｉＯ２の含有量が３０％を超えるとガラスの屈折率が著しく低下したり、ガラス転移点Ｔｇが６５０℃を超えモールドプレスが困難になる可能性がある。
【００４０】
Ｌｉ２Ｏはガラスの軟化点を低下させるための成分である。Ｌｉ２Ｏの含有量は０〜１０％、好ましくは０．１〜５％、より好ましくは０．５〜４％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が１０％を超えると、ガラスの液相温度が著しく上昇して作業温度範囲が狭くなり、量産性に悪影響を与える傾向がある。また、ガラスの耐候性が著しく悪化する傾向がある。
【００４１】
Ｔａ２Ｏ５はガラスの屈折率、化学的耐久性および耐失透性を高める効果がある。Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜４０％、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０．５〜１５％、さらに好ましくは１〜１０％である。Ｔａ２Ｏ５の含有量が４０％を超えると、逆に失透しやすくなり、またコストが高くなる傾向がある。
【００４２】
ＺｒＯ２はガラスの屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性と化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、ＺｒＯ２の含有量が多すぎるとガラスの軟化点が上昇し、モールドプレス成形性が悪化する傾向がある。このような観点から、ＺｒＯ２の含有量は０〜１５％、好ましくは０．５〜１０％、より好ましくは１〜８％である。
【００４３】
ＷＯ３はガラスの屈折率を高める効果がある。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上させる効果もある。ＷＯ３の含有量は０〜２５％、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％、さらに好ましくは０．５〜４％、特に好ましくは１〜３．５％である。ＷＯ３の含有量が２５％を超えるとガラスが着色して透過率が低下してしまい、所望の光学特性を得ることが困難となる。
【００４４】
Ｎｂ２Ｏ５はガラスの屈折率を高める成分である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０〜２５％、好ましくは０〜１５％、より好ましくは０．５〜１０％、さらに好ましくは１〜８％である。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が２５％を超えるとガラスの可視光透過率が低下してしまい、所望の光学特性を得ることが困難となる。
【００４５】
また、上記成分以外にも種々の成分、例えばＹ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３等を添加することが可能である。
【００４６】
Ｙ２Ｏ３はアッベ数を低下することなく屈折率を高める成分であり、Ｌａ２Ｏ３との置換により耐失透性を改善することができる。Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜１５％、好ましくは１〜１０％、より好ましくは２〜８％である。Ｙ２Ｏ３の含有量が１５％を超えると失透しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる傾向がある。
【００４７】
Ｓｂ２Ｏ３は清澄剤としての添加される成分である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０〜１％、好ましくは０．１〜０．５％である。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が１％を超えると、ガラスが着色し透過率が低下する傾向がある。
【００４８】
なお、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３系ガラスのより好ましい組成範囲としては、質量％で、Ｂ２Ｏ３ ５〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜２５％、ＺｎＯ １０〜４５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜１５％を含有するものが挙げられる。
【００４９】
ＴｅＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＷＯ３−Ｌａ２Ｏ３系ガラスとしては、Ｂ２Ｏ３ ０．１〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＴｅＯ２ ０．１〜４０％、ＷＯ３ ０．１〜４５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％の組成を含有するものが挙げられる。各成分の含有量をこのように限定した理由を以下に示す。
【００５０】
Ｂ２Ｏ３はガラスを安定化させる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は０．１〜４５％、好ましくは４〜４５％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が０．１％未満であると、前記効果が得られにくい。一方、Ｂ２Ｏ３の含有量が４５％を超えると、ガラスの屈折率が低下しやすくなる。
【００５１】
Ｌａ２Ｏ３はガラスの骨格を形成する成分であり、屈折率を向上させる成分である。Ｌａ２Ｏ３の含有量は５〜５５％、好ましくは１０〜５０％、より好ましくは１５〜４０％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が５％未満であると、十分な屈折率が得られない傾向がある。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が５５％を超えると、ガラスが不安定になる傾向がある。
【００５２】
ＺｎＯはガラスを熱的に安定化させる成分である。ＺｎＯの含有量は０〜１５％、好ましくは０．１〜１０％、より好ましくは１〜５％である。ＺｎＯの含有量が１５％を超えるとガラス化を顕著に妨げる傾向がある。
【００５３】
ＴｅＯ２は高屈折率のガラスを得るのに有効な成分であり、またガラス転移点Ｔｇを下げる成分でもある。ＴｅＯ２の含有量は０．１〜４０％、好ましくは１〜３５％、より好ましくは５〜３０％、より好ましくは１０〜２５％である。ＴｅＯ２の含有量が０．１％未満であると、前記効果が得られにくい。一方、ＴｅＯ２の含有量が４０％を超えると、モールドプレス成形時の金型劣化が激しくなる傾向がある。
【００５４】
ＷＯ３は屈折率を高めるとともに、ガラスを安定化させる成分である。ＷＯ３の含有量は０．１〜４５％、好ましくは１〜４０％、より好ましくは５〜４０％である。ＷＯ３の含有量が０．１％未満であると、前記効果が得られにくい。一方、ＷＯ３の含有量が４５％を超えると、ガラスが熱的に不安定になる傾向がある。
【００５５】
ＳｉＯ２はガラスを安定化させる成分である。ＳｉＯ２の含有量は０〜２０％、好ましくは０．１〜１０％である。ＳｉＯ２の含有量が２０％を超えると、ガラスが熱的に不安定になる傾向がある。
【００５６】
ＺｒＯ２はガラスの屈折率を高める成分である。ＺｒＯ２の含有量は０〜１５％、好ましくは０．１〜１０％である。ＺｒＯ２の含有量が１５％を超えると、ガラス化を顕著に妨げる傾向がある。
【００５７】
また、上記成分に加えて、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５等を添加することができる。具体的には、これらの成分を合量で０〜３０％、好ましくは１〜２０％の範囲で含有することができる。
【００５８】
本発明のガラス成形体のガラス転移点Ｔｇは、モールドプレス成形が容易に行える点で、好ましくは６５０℃以下、より好ましくは６４０℃以下、さらに好ましくは６３０℃以下である。
【００５９】
本発明のガラス成形体の波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率は、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上である。波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率７０％未満であると、光の散乱や吸収によるロスが大きくなり、例えばレンズとして用いた場合に集光効率に劣る傾向がある。
【００６０】
また、本発明のガラス成形体をフォトダイオード等の光検出器に紫外線硬化樹脂を用いて接着する場合、ガラス成形体を介して紫外光が紫外線硬化樹脂に照射される。したがって、ガラス成形体の紫外域の透過率が高いほど、紫外線硬化樹脂への光照射量が多くなり硬化しやすくなるため好ましい。具体的には、本発明のガラス成形体は、波長３３０〜３８０ｎｍにおける透過率が７０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上、特に好ましくは９９％以上である。
【００６１】
本発明のガラス成形体をプレス成形により作製した場合、ガラス成形体表面に線状突起部が形成される場合がある。これは、金型表面における研磨傷等がガラス成形体表面に転写されてできたものであると考えられる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜９）
表１および２の各ガラス組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて溶融を行った。なお、実施例１〜７については１３００℃で２時間、実施例８、９については１０８０℃で２時間溶融した。溶融後、融液をインゴット状に成形し、アニールを行った。
【００６３】
インゴットを所望の寸法に切断および研磨を行いプレス用のガラスプリフォームを作製した。ガラスプリフォームをプレス装置の金型内に充填し、真空雰囲気にてガラスの軟化点付近まで加熱し、レンズ形状が形成されるまで圧力を印加しプレス成形を行った。プレス成形後、プレス装置内で室温まで徐冷し、レンズ（ガラス成形体）を得た。プレス成形後のレンズは表面が灰色に着色していた。
【００６４】
作製されたレンズを金型より取り出し、電気炉に入れ、大気（空気）雰囲気中にてガラス転移点Ｔｇ付近で１時間保持して加熱処理を行った後、１℃／ｍｉｎで室温まで降温した。加熱処理後のレンズは無色であった。
【００６５】
プレス成形後および加熱処理後のレンズの８００ｎｍにおける透過率を表１および２に示す。
【００６６】
なお、各実施例について、プレス成形を窒素雰囲気で行った場合でも、真空雰囲気の場合と同様に灰色の着色が見られ、プレス後に大気雰囲気中にて加熱処理を行うことで無色のガラスとなった。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形する工程を含むガラス成形体の製造方法であって、加熱成形後のガラス成形体を酸化性気体雰囲気下で加熱処理することを特徴とするガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
ガラス成形体の加熱処理を、当該ガラス成形体の歪点および軟化点の間のいずれかの温度で行うことを特徴とする請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
酸化性気体が空気または酸素であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
非酸化性気体が窒素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項５】
ガラスプリフォームが遷移金属元素を含有するガラスからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法で作製されたガラス成形体。
【請求項７】
屈折率ｎｄが１．６５以上であることを特徴とする請求項６に記載のガラス成形体。
【請求項８】
波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項６または７に記載のガラス成形体。
【請求項９】
質量％で、Ｂ２Ｏ３ １〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ １〜５５％、ＺｎＯ １〜５０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３５％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜２５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２５％の組成を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス成形体。
【請求項１０】
質量％で、Ｂ２Ｏ３ ０．１〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＴｅＯ２ ０．１〜４０％、ＷＯ３ ０．１〜４５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％の組成を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス成形体。
【請求項１１】
ガラスプリフォームを加熱成形してなるガラス成形体であって、波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が９５％以上であることを特徴とするガラス成形体。
【請求項１】
真空または非酸化性気体雰囲気下でガラスプリフォームを加熱成形する工程を含むガラス成形体の製造方法であって、加熱成形後のガラス成形体を酸化性気体雰囲気下で加熱処理することを特徴とするガラス成形体の製造方法。
【請求項２】
ガラス成形体の加熱処理を、当該ガラス成形体の歪点および軟化点の間のいずれかの温度で行うことを特徴とする請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
酸化性気体が空気または酸素であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
非酸化性気体が窒素であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項５】
ガラスプリフォームが遷移金属元素を含有するガラスからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス成形体の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法で作製されたガラス成形体。
【請求項７】
屈折率ｎｄが１．６５以上であることを特徴とする請求項６に記載のガラス成形体。
【請求項８】
波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が７０％以上であることを特徴とする請求項６または７に記載のガラス成形体。
【請求項９】
質量％で、Ｂ２Ｏ３ １〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ １〜５５％、ＺｎＯ １〜５０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３５％、ＳｉＯ２ ０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０〜１０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％、ＷＯ３ ０〜２５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２５％の組成を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス成形体。
【請求項１０】
質量％で、Ｂ２Ｏ３ ０．１〜４５％、Ｌａ２Ｏ３ ５〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％、ＴｅＯ２ ０．１〜４０％、ＷＯ３ ０．１〜４５％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、ＺｒＯ２ ０〜１５％の組成を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載のガラス成形体。
【請求項１１】
ガラスプリフォームを加熱成形してなるガラス成形体であって、波長３８０〜１６００ｎｍにおける透過率が９５％以上であることを特徴とするガラス成形体。
【公開番号】特開２０１０−１６８２２４（Ｐ２０１０−１６８２２４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９４４０（Ｐ２００９−９４４０）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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