(57)【要約】【課題】赤外線透過性の無機粒子を有機ポリマー樹脂中へ高密度に充填したナノコンポジット材料を用いて、高い赤外線透過性能を有する光学素子を提供する。【解決手段】赤外線透過性の無機粒子と、有機ポリマー樹脂４とからなる赤外線透過用の光学素子であって、無機粒子としての混合粒子５を平均粒子径が大きい粒子径分布を持つ粗粒子２と、平均粒子径が粗粒子２よりも小さい微粒子３とで構成し、それぞれの粒子の平均粒子径の比が、３：１以上１００：１以下である構成を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線透過性の無機粒子と、有機ポリマー樹脂とからなる赤外線透過用の光学素子であって、前記無機粒子が粒子径分布の異なる粒子からなる混合粒子であることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記混合粒子は、所定の平均粒子径を有する第１粒子と、前記第１粒子よりも平均粒子径の小さい第２粒子とを混合させ、かつ、前記第１粒子の平均粒子径と前記第２粒子の平均粒子径との比が３：１以上１００：１以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記混合粒子の全粒子の体積に対して、前記第２粒子の体積が２０体積％以上６０体積％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記無機粒子が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムのうちの少なくとも１種類を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機材料中に無機化合物粒子を含有させた複合化材料を用いた光学素子に関し、さらに詳しくは赤外線透過用のレンズ、窓材などの光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、母材となる有機ポリマー樹脂中に、ナノメートルまたはサブミクロンサイズに微粒子化した無機粒子を混合させることにより、粗粒子や固体結晶では得られなかった特異な物性を示す微粒子複合化材料、いわゆるナノコンポジット材料が注目を集めている。
【０００３】
光学材料の分野では、無機粒子の粒子径を光の波長よりも小さくすることにより、通常は光を透過しない物質が、光透過性を有するようになり、レンズや窓材としての利用が期待できる。また、これらのナノコンポジット材料は、従来の材料に比べて成形加工が容易で、低価格であるという利点も有している。
【０００４】
従来、赤外線透過用レンズには、ゲルマニウムやカルコゲン化合物などが用いられているが、材料コスト、成形加工コストが高く、可視光用ガラスレンズより高価であるため、赤外線を撮像するカメラが高価であることの最大の原因となっている。
【０００５】
一方、このようなナノコンポジット材料を赤外線透過用レンズや窓材などの光学材料として用いるためには、赤外線透過性の無機粒子を高密度で充填し、赤外線の透過性能を高めることが必要である。
【０００６】
無機粒子を高密度充填する方法として、ファインセラミックスの複数の系からなる混合物の充填において、それぞれの系の粒子径分布が重複しない粗粒子と微粒子を混合し、高密度充填混合物を得る方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−６９７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ナノコンポジット材料を赤外線透過用のレンズや窓材などの光学素子として用いる場合には、有機ポリマー樹脂の赤外線吸収が大きいために、赤外線透過性の無機粒子を高密度に充填しなければ充分な赤外線透過性能は得られない。
【０００８】
例えば、レンズとして使用するためには、赤外線の透過率が５０％以上必要である。そのため、赤外線透過性の無機粒子として塩化ナトリウム粒子を用いる場合、有機ポリマー樹脂に混合させる塩化ナトリウムの濃度を５０体積％以上にしなければならない。
【０００９】
赤外線透過性の無機粒子は、粉粒体としての嵩密度が低いため有機ポリマー樹脂中に高密度で充填することが難しくなる。すなわち、無機粒子の充填率を増やすために、無機粒子の濃度を高くして有機ポリマー樹脂と混合しようとしても、無機粒子の濃度がある値を超えると、均一に混じり合わずにナノコンポジット材料の表面に無機粒子が析出することが多い。この場合、析出した無機粒子は有機ポリマー樹脂中へ充填されずに剥がれ落ち、結果として無機粒子の充填率が低下することになる。
【００１０】
通常のこれらの無機粒子では、その粒子径分布が正規分布を有しており、このようなナノコンポジット材料中に充填しうる最大濃度は４６体積％程度である。そのため、赤外線透過用のレンズなどの光学素子として必要とされる５０体積％には到達しないという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決して、ナノメートルまたはサブミクロンサイズの赤外線透過性の無機粒子を有機ポリマー樹脂中へ高密度に充填し、高い光透過性能を有する光学素子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】
【００１２】
この目的を達成するために、本発明の光学素子は、赤外線透過性の無機粒子と、有機ポリマー樹脂とからなる赤外線透過用の光学素子であって、無機粒子を粒子径分布の異なる粒子からなる混合粒子としている。
【００１３】
このような構成により、平均粒子径の大きな粒子間に平均粒子径の小さな粒子を充填させて無機粒子の充填密度を向上させ、赤外線透過性能を向上させた低コストで成形が容易な光学素子を実現することができる。
【００１４】
さらに、混合粒子は、所定の平均粒子径を有する第１粒子と、第１粒子よりも平均粒子径の小さい第２粒子とを混合させ、かつ、第１粒子の平均粒子径と第２粒子の平均粒子径との比が３：１以上１００：１以下であることが望ましい。このような構成によれば、有機ポリマー樹脂中の無機粒子の充填率を５０体積％以上確保して、赤外線透過率を５０％以上とすることができる。
【００１５】
さらに、混合粒子の全粒子の体積に対して、第２粒子の体積が２０体積％以上６０体積％以下であることが望ましい。このような構成によれば、確実に無機材料の充填率を５０％以上とすることができる。
【００１６】
さらに、無機粒子が、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムのうちの少なくとも１種類であることが望ましい。このような構成によれば、赤外線透過率の高い光学素子を実現することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有機ポリマー樹脂中への赤外線透過性の無機材料を高密度で充填することが可能となり、赤外線の透過性能を向上させたレンズや窓材などの光学素子を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、赤外線透過性の無機材料として、塩化ナトリウムを用いた場合について説明する。図１は本発明の実施の形態１における光学素子としての赤外線透過レンズの構成を示す概略図であり、図１（ａ）は赤外線透過レンズの概観形状を示す図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部の内部構造の詳細を示す図である。図２は同赤外線透過レンズの製造方法を示すフローチャート、図３（ａ）、図３（ｂ）は同赤外線透過レンズに用いる赤外線透過性の無機粒子である塩化ナトリウム粒子の粒子径分布を示す図である。また、図４は、同赤外線透過レンズに用いる塩化ナトリウム粒子を、平均粒子径の大きな第１粒子である粗粒子と、第１粒子よりも平均粒子径の小さな第２粒子である微粒子との混合粒子とした際の、混合粒子中の微粒子の混合率と有機ポリマー樹脂中への無機粒子の充填率との関係を示す図であり、微粒子に対する粗粒子の粒子径比をパラメータとしている。図５は同赤外線透過レンズに用いる塩化ナトリウム粒子の粗粒子と微粒子の粒子径比と最大充填率との関係を示す図であり、図４におけるそれぞれの粒子径比における最大充填率より求めている。図６は赤外線透過レンズの波長８〜１２μｍにおける赤外線の透過率特性を示す図である。
【００２０】
図１（ａ）には示すように、本発明の実施の形態１における赤外線透過レンズ１は凸レンズを構成している。図１（ｂ）に示すように、赤外線透過性を有する無機粒子として塩化ナトリウムを用い、第１粒子としての粗粒子２間の隙間に、第２粒子としての微粒子３が入り込むように有機ポリマー樹脂４の中に充填されて形成されている。
【００２１】
すなわち、無機粒子を平均粒子径の大きな粗粒子２と粗粒子２よりも平均粒子径の小さな微粒子３との混合粒子５により構成し、粗粒子２間の隙間に微粒子３が入り込むように充填している。このような構成により、塩化ナトリウムの混合粒子５を有機ポリマー樹脂４へ、高い充填率で充填させることができる。
【００２２】
その結果、赤外線透過レンズ１の中に占める塩化ナトリウムの体積割合を増加させ、有機ポリマー樹脂４による赤外線の吸収量を減少させて、レンズとしての赤外線透過性能を向上させることができる。
【００２３】
次に、このような赤外線透過レンズ１の製造方法を図２を用いて説明する。まず、図３（ａ）に示す粒子径分布を有する平均粒子径が０．３μｍの塩化ナトリウムの粗粒子２を１０重量％となるように溶媒のトルエンに分散含有させて、分散液２４０ｇを調合する（ステップＳ１０１）。
【００２４】
次に、図３（ｂ）に示す粒子径分布を有する平均粒子径が０．０３μｍの塩化ナトリウムの微粒子３を１０重量％となるように溶媒のトルエンに分散含有させて、分散液１６０ｇを調合する（ステップＳ１０２）。
【００２５】
次に、これらの分散液を混合し、粗粒子２と微粒子３の粒子全体に占める微粒子３の比率が４０重量％となるように、混合粒子分散液４００ｇを調合する（ステップＳ１０３）。次に、この混合粒子分散液に対し、軟化点９０℃、比重０．９２の有機ポリマー樹脂４を１０ｇ添加する。有機ポリマー樹脂４は溶媒のトルエンに溶解するので、撹拌して塩化ナトリウムの混合粒子５と有機ポリマー樹脂４とを均一に混合させる（ステップＳ１０４）。
【００２６】
次に、塩化ナトリウムの混合粒子５と有機ポリマー樹脂４との混合物を広口ガラス容器に入れ、溶媒留去法により、溶媒のトルエンを揮発飛散させて塩化ナトリウムの混合粒子５と有機ポリマー樹脂４との混合物を固化させる。混合物が固化した後、真空乾燥炉中で炉内を排気して真空状態に保ち、残留しているトルエンを完全に揮発させて混合物を乾燥する。
【００２７】
このようにして、平均粒子径０．３μｍの塩化ナトリウムの粗粒子２と０．０３μｍの塩化ナトリウムの微粒子３との混合粒子５（４０ｇ）が、有機ポリマー樹脂４（１０ｇ）の内部に均一に分布したナノコンポジット材料を調製する（ステップＳ１０５）。
【００２８】
このようにして調製されたナノコンポジット材料は、塩化ナトリウムの混合粒子５の充填率が、重量百分率では８０重量％となり、体積百分率に換算すると６３体積％となっている。次に、調製されたナノコンポジット材料を成形プレス機に入れ、１５０℃に加熱して軟化させた後、加圧成形することにより所定形状のレンズなどの光学素子に加工する（ステップＳ１０６）。
【００２９】
以上の工程により、粒子径分布の異なる塩化ナトリウムの混合粒子５を有機ポリマー樹脂４に充填したナノコンポジット材料を、図１（ａ）に示すような構成の赤外線透過レンズ１として作製することができる。
【００３０】
図４は、塩化ナトリウム粒子を、平均粒子径の大きな第１粒子である粗粒子２と、第１粒子よりも平均粒子径の小さな第２粒子である微粒子３との混合粒子５とした際の、混合粒子５中の微粒子３の混合率と有機ポリマー樹脂４中への混合粒子５の充填率との関係を示す図であり、微粒子３に対する粗粒子２の粒子径比をパラメータとして示している。
【００３１】
図４から、例えば、粗粒子２の粒子径０．３μｍ、微粒子３の粒子径０．０３μｍで粒子径比が１０の混合粒子５では、微粒子３の混合率を４０体積％としたときに、最大充填率６７体積％が得られている。
【００３２】
また、粒子径比が３の混合粒子５では、微粒子３の混合率を３０体積％としたときに最大充填率５２体積％が得られる。さらに、粒子径比が１００の混合粒子５では、微粒子３の混合率を４０体積％としたときに最大充填率７６体積％が得られる。
【００３３】
図４より明らかなように、いずれの粒子径比においても、混合粒子５が最大の充填率となる微粒子３の混合率は、２０体積％以上５０体積％以下の範囲にあることがわかり、微粒子の混合率をこの範囲内で選択することで、充填率を高めることができる。
【００３４】
また、図５には、図４より求めた粗粒子２と微粒子３との粒子径比と最大充填率との関係を示す。図５より、粒子径比が３以上１００以下において、最大充填率が増加し、１００以上となっても充填率は飽和傾向となることがわかる。また、微粒子３と粗粒子２との粒子径比が１０以上であれば、最大充填率が６７体積％以上を確保することができ、３０以上であれば最大充填率が７４体積％以上を実現することができる。
【００３５】
次に、このようにして作製した赤外線透過レンズ１の赤外線透過性能について、図６を参照しながら説明する。図６には、上述した本発明の実施の形態１における製造方法に基づき製造した厚さ１ｍｍの赤外線透過レンズと、比較例としての塩化ナトリウムの粗粒子のみで製造した厚さ１ｍｍの赤外線透過レンズを用い、それぞれ波長８〜１２μｍの赤外線を透過させた場合の透過率の変化を示している。
【００３６】
図６において、Ｂは図２における製造方法で製作した平均粒子径が０．３μｍの粗粒子２と平均粒子径が０．０３μｍの微粒子３とを、充填率６３体積％となるように調合したナノコンポジット材料を用いた赤外線透過レンズ１の赤外線透過率の変化を示している。また、Ｃは、図３（ａ）に示した平均粒子径０．３μｍの塩化ナトリウム粒子のみを用い、その場合に最大充填率となる４０体積％のナノコンポジット材料を用いた比較例としての赤外線透過レンズの赤外線透過率の変化を示している。
【００３７】
図６から、本発明の実施の形態１における赤外線透過レンズ１は、平均粒子径０．３μｍの塩化ナトリウム粒子のみを用いた赤外線透過レンズに比べて、透過率が２０％ほど向上していることがわかる。
【００３８】
また、図６から明らかなように、赤外線波長に対する赤外線透過率の特性は、本発明の実施の形態１における赤外線透過レンズ１の特性Ａと、比較例の特性Ｂとは、波長に対して同様の透過率特性を示し、特性Ａが全体的に２０％程度向上している。すなわち、本発明の実施の形態１における塩化ナトリウムの充填率が６３体積％、比較例における塩化ナトリウムの充填率が４０体積％であることから、その充填率の差が赤外線透過率の差となり、波長１０μｍ程度における赤外線透過率が、それぞれの充填率とほぼ一致する。したがって、必要な赤外線透過率の値を確保するためには、コンポジット材料として赤外線透過材料の充填率をその値に近い充填率とすることで実現することができる。
【００３９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、赤外線透過性の無機材料として、フッ化バリウムを用いた場合について説明する。
【００４０】
図７は本発明の実施の形態２における光学素子としての赤外線透過レンズの構成を示す概略図であり、図７（ａ）は赤外線透過レンズの概観形状を示す図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ部の内部構造の詳細を示す図である。図８（ａ）、図８（ｂ）は同赤外線透過レンズに用いる赤外線透過性の無機粒子であるフッ化バリウム粒子の粒子径分布を示す図である。また、図９は、同赤外線透過レンズに用いるフッ化バリウム粒子を、平均粒子径の大きな第１粒子である粗粒子と、第１粒子よりも平均粒子径の小さな第２粒子である微粒子との混合粒子とした際の、混合粒子中の微粒子の混合率と有機ポリマー樹脂中への無機粒子の充填率との関係を示す図であり、微粒子に対する粗粒子の粒子径比をパラメータとしている。図１０は同赤外線透過レンズに用いるフッ化バリウム粒子の粗粒子と微粒子の粒子径比と最大充填率との関係を示す図であり、図９におけるそれぞれの粒子径比における最大充填率より求めている。図１１は同赤外線透過レンズの波長８〜１２μｍにおける赤外線の透過率特性を示す図である。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、本発明の実施の形態２における赤外線透過レンズ１０は一方が凸形状で他方が凹形状のレンズを構成している。図７（ｂ）に示すように、赤外線透過性を有する無機粒子としてフッ化バリウムを用い、第１粒子としての粗粒子６間の隙間に、第２粒子としての微粒子７が入り込むように有機ポリマー樹脂８の中に充填されて形成されている。
【００４２】
すなわち、無機粒子を平均粒子径の大きな粗粒子６と粗粒子６よりも平均粒子径の小さな微粒子７との混合粒子９により構成し、粗粒子６間の隙間に微粒子７が入り込むように充填している。このような構成により、フッ化バリウムの混合粒子９を有機ポリマー樹脂８内へ、高い充填率で充填させることができる。
【００４３】
その結果、赤外線透過レンズ１０の中に占めるフッ化バリウムの体積割合を増加させ、有機ポリマー樹脂８による赤外線の吸収量を減少させて、レンズとしての赤外線透過性能を向上させることができる。
【００４４】
次に、このような赤外線透過レンズ１０の製造方法は、実施の形態１で述べたのと同様であり、同じく図２を用いて説明する。まず、図８（ａ）に示す粒子径分布を有する平均粒子径が０．３μｍのフッ化バリウムの粗粒子６を１０重量％となるように溶媒のエタノールに分散含有させて、分散液２４０ｇを調合する（ステップＳ１０１）。
【００４５】
次に、図８（ｂ）に示す粒子径分布を有する平均粒子径が０．０３μｍのフッ化バリウムの微粒子７を１０重量％となるように溶媒のエタノールに分散含有させて、分散液１６０ｇを調合する（ステップＳ１０２）。
【００４６】
次に、これらの分散液を混合し、粗粒子６と微粒子７の粒子全体に占める微粒子７の混合率が６７体積％となるように、混合粒子分散液４００ｇを調合する（ステップＳ１０３）。
【００４７】
次に、軟化点１００℃、比重０．９６の有機ポリマー樹脂８（６ｇ）を２００℃の温度で加熱溶融し、溶融有機ポリマー樹脂を準備する。溶融有機ポリマー樹脂に対し、混合粒子分散液４００ｇを滴下して、有機ポリマー樹脂８とフッ化バリウムの混合粒子９を混合し、２００℃の温度下で有機ポリマー樹脂８とフッ化バリウムの混合粒子９との混合物を３０分間攪拌する。
【００４８】
この過程において、エタノールは完全に揮発するので、フッ化バリウムの混合粒子９と有機ポリマー樹脂８のみが均一に混合した複合化樹脂材料の溶融混合物が調製される（ステップＳ１０４）。
【００４９】
次に、上記溶融混合物を５０℃以下の温度になるまで冷却し、固化させる。このようにして、平均粒子径が０．３μｍのフッ化バリウムの粗粒子６と平均粒子径が０．０３μｍのフッ化バリウムの微粒子７との混合粒子９（４０ｇ）が、有機ポリマー樹脂８（６ｇ）の内部に均一に分布した複合化されたナノコンポジット材料を調製できる（ステップＳ１０５）。
【００５０】
ここで調製されたナノコンポジット材料中に占めるフッ化バリウムの混合粒子９の充填率は、重量百分率では８７重量％となり、体積百分率に換算すると５７体積％となっている。
【００５１】
次に、調製されたナノコンポジット材料を成形プレス機に入れ、１５０℃に加熱して軟化させた後、加圧成形することにより所定形状のレンズなどの光学素子に加工する（ステップＳ１０６）。
【００５２】
以上の工程により、粒子径分布の異なるフッ化バリウムの混合粒子９を有機ポリマー樹脂８に充填したナノコンポジット材料を、図７（ａ）に示すような構成の赤外線透過レンズ１０として作製することができる。
【００５３】
図９は、フッ化バリウム粒子を、平均粒子径の大きな第１粒子である粗粒子６と、第１粒子よりも平均粒子径の小さな第２粒子である微粒子７との混合粒子９とした際の、混合粒子９中の微粒子７の混合率と有機ポリマー樹脂８中への混合粒子９の充填率との関係を示す図であり、微粒子７に対する粗粒子６の粒子径比をパラメータとして示している。
【００５４】
図９から、例えば、粗粒子６の粒子径０．３μｍ、微粒子７の粒子径０．０３μｍで粒子径比が１０の混合粒子９では、微粒子７の混合率を４０体積％としたときに、最大充填率６１体積％が得られている。
【００５５】
また、粒子径比が３の混合粒子９では、微粒子７の混合率を３０体積％としたときに最大充填率４５体積％が得られる。さらに、粒子径比が１００の混合粒子９では、微粒子７の混合率を５０体積％としたときに最大充填率６５体積％が得られる。
【００５６】
図９より明らかなように、いずれの粒子径比においても、混合粒子９が最大の充填率となる微粒子７の混合率は、３０体積％以上６０体積％以下の範囲にあることがわかる。
【００５７】
また、図１０には、図９より求めた粗粒子６と微粒子７との粒子径比と最大充填率との関係を示す。図１０より、粒子径比が３以上１００以下において、最大充填率が増加し、１００以上となっても充填率は飽和傾向となることがわかる。また、微粒子７と粗粒子６との粒子径比が１０以上であれば、最大充填率が５４体積％以上を確保することができ、３０以上であれば最大充填率が６５体積％以上を実現することができる。
【００５８】
次に、このようにして作製した赤外線透過レンズ１０の赤外線透過性能について、図１１を参照しながら説明する。図１１には、上述した本発明の実施の形態２における製造方法に基づき製造した厚さ１ｍｍの赤外線透過レンズ１０と、比較例としてのフッ化バリウムの平均粒子径が０．３μｍの粗粒子のみで製造した厚さ１ｍｍの赤外線透過レンズを用い、それぞれ波長８〜１２μｍの赤外線を透過させた場合の透過率の変化を示している。
【００５９】
図１１において、Ｅは図２における製造方法で製作した平均粒子径が０．３μｍの粗粒子６と平均粒子径が０．０３μｍの微粒子７とを、充填率５７体積％となるように調合したナノコンポジット材料を用いた赤外線透過レンズ１０の赤外線透過率の変化を示している。また、Ｆは、平均粒子径０．３μｍのフッ化バリウムの粒子のみを用い、その場合に最大充填率が３０体積％のナノコンポジット材料を用いた比較例としての赤外線透過レンズの赤外線透過率の変化を示している。
【００６０】
以上のように、本発明の実施の形態２における光学素子である赤外線透過レンズ１０においても、実施の形態１における赤外線透過レンズと同様に、平均粒子径の大きな粗粒子６と平均粒子径の小さな微粒子７を混合した混合した混合粒子９として、コンポジット材料中のフッ化バリウムの混合粒子９の充填率を高めることによって、赤外線透過性能を向上させることができる。
【００６１】
なお、上述の実施の形態１では、図１に示すような両側凸形状のレンズを、実施の形態２では図７に示すように一方が凸形状で他方が凹形状のレンズを用いて説明しているが、本発明はこれに限ることはなく、両側凹形状、単純な矩形状の窓材、楔形をしたプリズムなどの赤外線透過用の光学素子にも適用できる。
【００６２】
また、上述した実施の形態１においては、溶媒液としてトルエンを、実施の形態２ではエタノールを例示して説明したが、これらに限定されることはない。例えば、キシレン、シクロヘキサンなどを溶媒液として利用でき、これらの溶媒液を単独または複数混合して用いてもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態１では、赤外線透過性の無機粒子として塩化ナトリウムを、実施の形態２ではフッ化バリウムを用いて説明したが、さらに、塩化カリウム、臭化カリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなどを用いても、同様に高い赤外線透過性能を有するレンズ、窓材などの光学素子を実現することができる。
【００６４】
また、上述した実施の形態１、２では、無機粒子の溶媒分散液を有機ポリマー樹脂に添加して、溶解、混合させてから溶媒を留去する方法でナノコンポジット材料を作製したが、本発明はこの方法に限定されることはない。例えば、乾式粉砕などで得た無機微粒子を、溶融した有機ポリマー樹脂に直接添加し、混練してナノコンポジット材料を作製する方法も利用できる。
【００６５】
以上説明したように、本発明によれば、赤外線透過性の微粒子と粗粒子とを混合することで粗粒子の隙間に微粒子を充填させて嵩密度を増加させ、これにより、ナノコンポジット材料内へ無機粒子の充填率を向上させて、レンズや窓材などの光学素子の赤外線透過性能を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、赤外線を透過させる光学材料として、特に赤外線カメラ、赤外線光ピックアップ装置などの光学素子に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態１における光学素子としての赤外線透過レンズの構成を示す概略図
【図２】同赤外線透過レンズの製造方法を示すフローチャート
【図３】同赤外線透過レンズに用いる赤外線透過性の無機粒子である塩化ナトリウム粒子の粒子径分布を示す図
【図４】同赤外線透過レンズに用いる塩化ナトリウム粒子の微粒子混合率と充填率の関係を示す図
【図５】同赤外線透過レンズに用いる塩化ナトリウム粒子の粗粒子と微粒子の粒子径比と最大充填率との関係を示す図
【図６】同赤外線透過レンズと比較例の赤外線の透過率特性を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における光学素子としての赤外線透過レンズの構成を示す概略図
【図８】同赤外線透過レンズに用いる赤外線透過性の無機粒子であるフッ化バリウム粒子の粒子径分布を示す図
【図９】同赤外線透過レンズに用いるフッ化バリウム粒子の微粒子混合率と充填率の関係を示す図
【図１０】同赤外線透過レンズに用いるフッ化バリウム粒子の粗粒子と微粒子の粒子径比と最大充填率との関係を示す図
【図１１】同赤外線透過レンズと比較例の赤外線の透過率特性を示す図
【符号の説明】
【００６８】
１，１０    赤外線透過レンズ
２，６    粗粒子
３，７    微粒子
４，８    有機ポリマー樹脂
５，９    混合粒子
【図１】
2010164738.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010164738.tif 000008
【図７】
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【図８】
2010164738.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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