(57)【要約】      （修正有）【課題】フツリン酸塩ガラスの製造に際して、ガラスの清澄性を大幅に改善し得る製造方法の提供。【解決手段】フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、ガラス原料を調合する工程と、前記ガラス原料を熔融して熔融ガラス１０を得る工程と、清澄槽２で前記熔融ガラス１０を清澄する工程と、清澄後に熔融ガラス１０を成形する工程とを有し、前記ガラス原料にガラス原料１００質量％に０．１〜１０質量％の水分を付加する、光学ガラスの製造方法。【選択図】図１
2015196601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、
ガラス原料を調合する工程と、
前記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、
前記熔融ガラスを清澄する工程と、
清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、
前記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記ガラス原料として含水原料を使用する、請求項１に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項３】
調合工程において、ガラス原料に水分を付加する、請求項１または２に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の方法により光学ガラスを作製し、前記光学ガラスを用いて光学素子を作製する、光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フツリン酸塩ガラスの製造に際し、ガラスの清澄性を大幅に改善し得るガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フツリン酸塩ガラスは、光学ガラスとして有用なガラスであり、一般的に広く用いられている。フツリン酸塩ガラスの製造方法としては、例えば特許文献１〜３で提案されているような方法が挙げられる。
【０００３】
ところで、高品質の光学ガラスを作製する場合には、光学特性を所望の値に制御するだけでなく、得られるガラスに脈理や、気泡が生じないようにガラスを製造することが求められる。特に、ガラスに残存する気泡については、清澄工程を設けることで多くは除去できるが、さらに清澄性を高める観点からガラス原料に清澄剤として作用する成分を添加するのが一般的である。
【０００４】
しかし、フツリン酸塩ガラスの製造においては、適切な清澄剤がないなどの理由から、清澄剤を用いることなく熔融するのが一般的であった。そのため、清澄性がいまだ十分でなく、高品質なフツリン酸塩ガラスを得るためには、清澄性の改善が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０６０１３４号公報
【特許文献２】特許第４７２１２９０号公報
【特許文献３】特許第４４３７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フツリン酸塩ガラスの製造に際して、ガラスの清澄性を大幅に改善し得る製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
このような課題の解決を目的とした本発明の要旨は以下の通りである。
［１］  フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、
ガラス原料を調合する工程と、
上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、
上記熔融ガラスを清澄する工程と、
清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、
上記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法。
【０００８】
［２］  上記ガラス原料として含水原料を使用する、上記［１］に記載の光学ガラスの製造方法。
【０００９】
［３］  調合工程において、ガラス原料に水分を付加する、上記［１］または［２］に記載の光学ガラスの製造方法。
【００１０】
［４］  上記［１］〜［３］のいずれかに記載の方法により光学ガラスを作製し、上記光学ガラスを用いて光学素子を作製する、光学素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の製造方法によれば、フツリン酸塩系ガラスの製造に際して、ガラスの清澄性を大幅に改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るガラスの製造方法おいて用いるガラス熔融炉の断面を模式的に示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
【００１４】
本実施形態に係る光学ガラスの製造方法は、フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、ガラス原料を調合する工程と、上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、上記熔融ガラスを清澄する工程と、清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、上記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法。
【００１５】
このような製造方法によれば、フツリン酸塩ガラスの製造に際し、清澄性を大幅に改善することができ、高品質の光学ガラスを得ることができる。このような効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のように推察している。
【００１６】
本発明では、ガラス原料に水を付加することにより、清澄工程において水蒸気として、あるいは加水分解した他の成分として、熔融ガラス中から気体が放出され易くなることで、清澄性（泡品質）が向上すると考えられる。すなわち、ガラス原料に投入される水分が清澄剤として働くと考えている。
【００１７】
従来のフツリン酸塩系ガラスの製造方法では、熔融において水分は極力避けるもの考えられていた。そのため、水分含有量の少ない原料を選択したり、熔融槽内を正圧にすることで、水蒸気を含んだ外気が侵入することを避けて熔融するのが一般であった。これは、熔融時、水分があると、原料中のフッ化物と反応し、揮発性のＨＦガスとなり飛散、原料ロスとなると同時に屈折率を下げる働きのあるＦの含有量が変動して、製品ガラスの屈折率を不安定にするからである（例えば、特許文献２等参照）。
【００１８】
しかし、このような水分を極力避けて行うガラスの製造方法では、清澄性が悪く、作製したガラスに気泡が残ることが大きな問題であった。そのため、生産性改善、製品品質向上等の観点から、製造時の清澄性（泡品質）は、さらに向上することが望まれていた。
【００１９】
このような問題に対しては、通常、清澄剤等を用いることにより泡品質を改善するのが一般的であるが、フツリン酸塩系ガラスにおいては、清澄剤として適当なものがない。また、塩化物は清澄効果を有するが、塩化物を使用すると、白金熔解槽を侵蝕し、ガラス内部に白金異物が混入しやすくなる。そのため、従来は、清澄剤無しで熔解する方法が主流であった。
【００２０】
また、清澄剤の他に泡品質を改善する方法としては、清澄温度を高め、溶存ガスを放出し易くする方法もあるが、フツリン酸塩系ガラスはそもそも構成成分が揮発し易いため、より組成変動が大きくなり、ひいては目的とする光学特性が得られない問題を招来する。そのため、このような方法は好ましくなかった。
【００２１】
この他にも、泡品質を改善する方法としては、清澄工程において、処理する熔融ガラスの流量を少なくし、清澄時間を長くする方法や、熔融ガラスの流量を変えず、清澄槽の幅を大きくし深さを浅くすることで、表面積を増やす方法等が挙げられるが、前者は生産性が悪化するため、後者は既存設備が使えず新たな設備投資が必要となるため、いずれの方法も生産コストが増加することから、好ましくなかった。
【００２２】
このような清澄性の問題を解決するため、本発明者らは、従来避けることが一般的であった水分に着目し、水分を清澄剤とすることで、特殊な清澄剤を使用することなく、また生産コストを増加させることもなく、優れた清澄性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００２３】
光学ガラスの製造方法
以下、本発明に係る光学ガラスの製造方法について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００２４】
また、以下、図１を参照しながら、本発明の一形態について説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２５】
なお、図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法で用いられる熔融炉の一例を示す断面の概略図である。
【００２６】
本実施形態に係る光学ガラスの製造方法は、好ましくは、
ガラス原料を調合する工程（調合工程）と、
上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程（熔融工程）と、
上記熔融ガラスを清澄する工程（清澄工程）と、
上記熔融ガラスを成形する工程（成形工程）と、を有し、
上記ガラス原料に水分を付加することを特徴とする。
【００２７】
このような本実施形態に係る製造方法で用いられる熔融炉としては、投入口７、熔融槽１、連結パイプ４，５、および清澄槽２、流出パイプ６を備えることが好ましい。図１に示されるその他の箇所については、必要に応じて設ければよい。
【００２８】
以下、各工程ごとに詳しく説明していく。
＜調合工程＞
調合工程では、所望の特性の光学ガラスが得られるように、原材料等を調合して、ガラス原料を作製する。
【００２９】
ガラス原料としては、所望の特性の光学ガラスが得られるように調整されたバッチ原料（調合原料）や混合カレットを用いることができる。
【００３０】
バッチ原料は、作製しようとする光学ガラスの特性に応じて、ガラス成分に対応する原材料を所定の比率で秤量、配合し、十分混合することで得られる。
【００３１】
原材料は、特に限定されるものではなく、ガラス成分に応じて、酸化物、リン酸、リン酸塩（ポリリン酸塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩など）、ホウ酸、無水ホウ酸、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物など、公知のガラス原料を使用することができる。
【００３２】
また、混合カレットは、予めバッチ原料を粗熔解（ラフメルト）してガラス化した、カレット状のガラス（以下、単に「カレット」という）を、所定の比率で配合することで得られる。通常、カレットは、事前に特性評価（例えば屈折率測定の測定）が行われていることが好ましい。例えば、所定の屈折率を有する光学ガラスを作製しようとする場合、屈折率が同じカレットをそのまま用いて混合カレットとしてもよいし、本熔解（リメルト）後に所定の屈折率となるように、屈折率の高いカレットと屈折率の低いカレットとを所定の割合で配合して混合カレットとしてもよい。
【００３３】
なお、カレットはガラスからなるが、均質なガラスである必要はない。また、カレットは気泡を含むものであってもよい。さらに、バッチ原料の未熔解物を含むものであってもよい。カレットの組成、光学特性（例えば、屈折率、アッベ数など）を評価する際には、カレットの一部を採取し、再熔融して均質で泡を含まないガラスを作り、このガラスの組成、光学特性を測定することで評価する。
【００３４】
＜熔融工程＞
熔融工程では、調合工程で準備したガラス原料を投入口７から熔融槽１へと投入し、熔融する。
【００３５】
熔融条件は、ガラス原料やガラス組成に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、混合したガラス原料が十分熔解出来る温度以上で熔解する。熔融温度の上限は特に規定しないが、熔融槽１での原料の揮発を抑制し、目的のガラス品質が得られる温度以下で熔融することが望ましい。一般には８００℃〜１０００℃が好ましい。
【００３６】
＜清澄工程＞
清澄工程では、熔融工程で十分に熔融した熔融ガラスを、清澄槽２に送り込み、所定の温度で維持し、清澄処理を行う。
【００３７】
清澄処理の条件は、ガラス組成に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、清澄槽の温度を１１００℃〜１４００℃の範囲内で調整することができる。
【００３８】
なお、必要に応じて清澄工程後に均質化工程を設けてもよい。均質化工程は公知の方法により行うことができる。
【００３９】
＜成形工程＞
成形工程では、清澄工程を経た（必要に応じて均質化工程も経た）熔融ガラスを、流出パイプ６から流出し、所定の方法で成形する。
【００４０】
成形方法は、特に限定されるものではなく、例えば、鋳型に鋳込んで成形する方法や熔融ガラスをプレス成形する工程などが挙げられる。
【００４１】
上記鋳込み成形では長尺のブロック状ガラスを成形したり、棒状のガラスを成形したり、ゴブ状のガラスなどを成形することができる。また、プレス成形では、光学素子の形状に近似した形状にガラスを成形してもよい。
【００４２】
成形したガラスは、予めガラス転移温度付近に加熱したアニール炉内に移し、室温まで徐冷される。得られたガラスには適宜、切断、研削、研磨を施こして再加熱、軟化してプレス成形するためのプレス成形用素材としてもよい。
【００４３】
なお、ガラスを製造する際に用いる熔融槽１等の材料は特に限定されないが、グラシィーカーボン製が好ましく、白金製の熔融槽を用いることも可能である。ただし、白金を用いる場合にはガラスに白金インクルージョンの混入を避ける注意が必要である。
【００４４】
本実施形態に係るガラスの製造方法では、上記のようなガラスの製造方法において、特に、上記ガラス原料に水分を付加することを特徴とする。
【００４５】
ガラス原料に水分を付加する方法は、特に限定されるものではないが、例えば次の方法が挙げられる。
（１）乾燥したガラス原料に所定の割合で水を添加する。
（２）含水量の多い原材料またはカレットを用いる。
（３）上記（１）または（２）の方法を組み合わせる。
【００４６】
方法（１）
フツリン酸塩ガラスは、水分が含まれると組成変動（ひいては特性変動）が生じるため、従来は乾燥したガラス原料を用いるのが一般的であった。そのため、ガラス原料として調合される各種原材料は、水分を除去できる程度に加熱処理しているものが広く用いられてきた。また、カレットを用いる場合にも、水分を排除した条件で作製されたカレットを用いるのが一般的であった。
【００４７】
しかし、方法（１）では、これまで通りの加熱処理された乾燥した原材料、または水分を排除した条件で作製されたカレットを秤量して、所定の割合で水を加えることで、バッチ原料あるいは、混合カレットを調合する。
【００４８】
このように、ガラス原料の段階で所定量の水を添加することにより、清澄工程における熔融ガラス中に溶存する水分を増やすことができ、清澄性を向上できると考えられる。
【００４９】
水分の添加量としては、ガラス原料やガラス組成、熔融時間、熔融装置等に応じて適宜調整することが好ましいが、例えば、ガラス原料１００質量％に対して、０．１〜１０質量％とすることができる。
【００５０】
方法（２）
方法（２）では、従来一般的に用いられてきた乾燥した原材料または乾燥条件で作製されたカレットに代えて、水分が付加された原材料またはカレットを用いて、ガラス原料を調合する。
【００５１】
水分が付加された原材料とは、乾燥処理を行っていない原材料が挙げられる。このような原材料を用いることで、従来行っていた乾燥処理を省略できることから、製造工程を短縮できると共に、生産コストも低減できる。また、乾燥状態を維持する必要がないため、原材料の保管が容易となる。この他、水分が付加された原材料としては、例えば、加湿処理を行った原材料なども用いることができる。
【００５２】
また、水分が付加されたカレットとは、カレットに水分が含まれるような条件で作製されたカレットが挙げられる。例えば、カレットの作製で用いる原料バッチに水分を加えておく方法や、熔融雰囲気に水蒸気を積極的に投入させる方法などが挙げられる。このようなカレットについても、乾燥状態を維持する必要がないため、保管が容易となる。
【００５３】
本実施形態では、上記（１）または（２）の方法を必要に応じて組み合わせて行うことができる。また、本実施形態では、水分量を適切に制御できる観点から、上記（１）の方法を行うことがより好ましい。
【００５４】
なお、ガラス原料に水分を付加する場合には、清澄性を改善できる一方で、水分により揮発し易い成分が熔融ガラスからより揮発しやすくなる傾向にある。その結果、得られる光学ガラスにおいて、ガラス組成が設計組成から外れることで、光学特性が期待値からのずれる問題が生じる。
【００５５】
そのため、本実施形態に係る製造方法においては、予め水分付加に伴い組成変動の比率を把握し、ガラス原料の段階で揮発量を考慮した組成の調整を行うことが好ましい。このような調整方法としては、例えば揮発し易い成分を予め大目に秤量し、出来上がりのガラス組成を補正する方法等が挙げられる。
【００５６】
ガラス組成について
以下、断りのない限り、カチオン成分の「％」はカチオン％を示し、アニオン成分の「％」はアニオン％を示す。カチオン％とは、全カチオン成分の合計含有量に対する特定のカチオン成分の含有量の割合をモル百分率で表すときの単位である。したがって、全カチオン成分の合計含有量は１００カチオン％となる。また、アニオン％とは、全アニオン成分の合計含有量に対する特定のアニオン成分の含有量の割合をモル百分率で表すときの単位である。したがって、全アニオン成分の合計含有量は１００アニオン％となる。
【００５７】
本実施形態に係る光学ガラスは、フツリン酸塩系ガラスであり、必須成分として、Ｐ5+と、Ａｌ3+と、アルカリ土類金属成分と、Ｏ-と、Ｆ-とを含有し、さらに任意成分として、Ｙ3+を含有することが好ましい。なお、アルカリ土類金属成分としては、Ｍｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+およびＢａ2+から選択される少なくとも一つの成分であることが、より好ましい。本実施態様における好ましいガラス組成について、以下、詳しく説明する。
【００５８】
Ｐ5+はフツリン酸塩ガラスの基本成分であり、耐失透性、高屈折率を得るのに重要なカチオン成分である。このようなＰ5+の含有量は、好ましくは０．５〜５０％であり、より好ましくは３〜４５％である。Ｐ5+が少なすぎるとガラスが不安定になり失透傾向を示し、逆に多すぎると、低分散特性を得ることが困難となる。
【００５９】
Ａｌ3+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、熱膨張を抑制する重要な成分である。このようなＡｌ3+の含有量は、好ましくは３〜５０％であり、より好ましくは６〜４５％である。Ａｌ3+は、多すぎても少なすぎてもガラスが不安定になり、失透傾向を示す。
【００６０】
Ｍｇ2+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、さらに比重を小さくし、摩耗度を下げ加工性を向上させる重要なカチオン成分である。このようなＭｇ2+の含有量は、好ましくは０〜１５％であり、より好ましくは０〜１０％である。Ｍｇ2+は、多すぎても少なすぎてもガラスが不安定になり、失透傾向を示す。
【００６１】
Ｃａ2+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、さらに摩耗度を下げ加工性を向上させるカチオン成分である。このようなＣａ2+の含有量は、好ましくは０〜４０％であり、より好ましくは０〜３５％である。Ｃａ2+は、多すぎても少なすぎてもガラスが不安定になり、失透傾向を示す。
【００６２】
Ｓｒ2+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、屈折率を向上させるカチオン成分である。ただし、Ｓｒ2+の含有量が３０％を超えるとガラスが不安定になり、失透傾向が強まる。そのため、Ｓｒ2+の含有量は、好ましくは０〜３０％であり、より好ましくは０〜２５％である。
【００６３】
Ｂａ2+は耐失透性を向上させ、屈折率を向上させる働きをする成分である。ただし、Ｂａ2+の含有量が５０％を超えるとガラスが不安定になり、失透傾向が強まるとともに、比重が増加し、また加工性が低下する傾向を示す。そのため、Ｂａ2+の含有量は、好ましくは０〜５０％であり、より好ましくは２〜４５％であり、さらに好ましくは４〜４５％である。
【００６４】
なお、耐失透性を向上させる上からＭｇ2+、Ｃａ2+、Ｓｒ2+およびＢａ2+の合計含有量は、好ましくは２５〜７０％であり、より好ましくは３０〜６５％である。
【００６５】
Ｙ3+はフツリン酸塩ガラスの屈折率を向上させるとともに、異常部分分散性を損なわずに、耐失透性と加工性を向上させるカチオン成分である。しかし、Ｙ3+の含有量が４％以上になると、液相温度が上昇する傾向を示す。液相温度が上昇すると、熔融ガラスの成形時における失透を回避する上から、ガラスの成形温度をより高温にしなければならなくなる。その結果、熔融ガラスからの揮発が増大し、均質なガラスを得ることが難しくなる。また、揮発の増大によって、得られるガラスの光学特性が変動しやすくなる。このような問題を回避するため、Ｙ3+の含有量は、好ましくは４％未満であり、より好ましくは０〜３％である。
【００６６】
また、本実施形態に係る光学ガラスは、任意のカチオン成分として、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｚｎ2+、Ｎｂ5+、Ｚｒ4+、Ｂ3+、Ｓｉ4+、Ｓｃ3+、Ｔｉ4+、Ａｓ3+およびＳｂ3+等の各種成分を含有してもよい。
【００６７】
Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+は、屈折率・アッベ数の調整、耐失透性の向上、熱的特性の調整、機械的特性の向上などの目的で導入することができる成分である。これらの成分を含有する場合には、耐失透性を維持しつつ、低分散ガラスを得る上から、Ｌｉ+、Ｎａ+およびＫ+の合計含有量を０〜３０％の範囲にすることが好ましく、０〜２５％の範囲にすることが好ましい。
【００６８】
また、Ｌａ3+、Ｇｄ3+、Ｚｎ2+、Ｎｂ5+、Ｚｒ4+、Ｂ3+、Ｓｉ4+、Ｓｃ3+、Ｔｉ4+、Ａｓ3+およびＳｂ等は、屈折率・アッベ数の調整、耐失透性の向上、熱的特性の調整、機械的特性の向上等の目的で含有させることができるが、合計含有量が５％未満とすることが好ましく、より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１％以下とする。
【００６９】
Ｏ2-の含有量は、好ましくは０．５〜９０％であり、より好ましくは５〜８５％である。Ｏ2-が少なすぎるとガラスが不安定になり、失透傾向を示し、多すぎると低分散特性を得ることが難しくなる傾向にある。
【００７０】
Ｆ-はアッベ数を大きくし、異常部分分散性を向上させる不可欠なアニオン成分であるが、ガラスの構造を弱くするため、熱膨張を大きく、摩耗度を大きくする成分でもある。Ｆ-の含有量は、好ましくは１０〜９９．５％であり、より好ましくは１５〜９５％である。Ｆ-は、少なすぎると低分散特性を得ることが難しくなり、多すぎると、ガラスが不安定になり、失透傾向を示す。
【００７１】
また、本実施形態に係る光学ガラスは、任意のアニオン成分として、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-を含有してもよい。これらの成分は、熔融ガラスを流出する際、白金製流出パイプの外周に熔融ガラスが濡れ上がり、ガラスの均質性が低下することを抑制する効果が期待できる。なお、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-の合計含有量は、０．５％以下の範囲とすることが望ましい。
【００７２】
なお、上記成分は、ＩＣＰ分析などにより光学ガラスを分析することで定量することができる。
【００７３】
さらに、本発明に係る製造方法により得られた光学ガラスは、上記成分に加えて、ＯＨ-を含有する。このようなＯＨ-は、ガラスの分光透過率を測定することでβＯＨとして定量できる。βＯＨは、下記式（１）により表すことができる。
βＯＨ＝−［ｌｎ（Ｂ／Ａ）］／ｔ                    ・・・（１）
【００７４】
ここで、上記式（１）中、ｔは外部透過率の測定に用いる上記ガラスの厚み（ｍｍ）を表し、Ａは上記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長２５００ｎｍにおける外部透過率（％）を表し、Ｂは上記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長２９００ｎｍにおける外部透過率（％）を表す。また、上記式（１）中、ｌｎは自然対数である。βＯＨの単位はｍｍ-1である。また、βＯＨの値は、値が大きいほど、ガラス中にＯＨ-が多く含まれていることを意味している。
【００７５】
なお、「外部透過率」とは、ガラスに入射する入射光の強度Ｉｉｎに対するガラスを透過した透過光の強度Ｉｏｕｔの比（Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎ）、すなわち、ガラスの表面における表面反射も考慮した透過率であり、後述する「内部透過率」とは、ガラスの表面における表面反射がない場合の透過率（すなわちガラスを構成するガラス材料自体の透過率）である。それぞれの透過率は、分光光度計を用いて、透過スペクトルを測定することにより得られる。
【００７６】
本発明に係る製造方法では、ガラス原料に水分を付加することを特徴としている。そのため、このような方法により得られる光学ガラスは、水分を積極的に除いてきた従来の製造方法により得られる光学ガラスよりも、ＯＨ-をガラス中に多く含有していると考えられる。
【００７７】
光学ガラスの特性
本発明に係る製造方法により得られる光学ガラスは、好ましくは以下の特性を有する。
【００７８】
屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．４０〜１．６５である。
【００７９】
また、アッベ数（νｄ）は、好ましくは６０〜９９である。
【００８０】
光学素子の製造
本発明に係る製造方法により得られた光学ガラスを使用して光学素子を作るには、公知の方法を適用すればよい。例えば、熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラス素材を作製する。次に、このガラス素材を再加熱、プレス成形して光学素子ブランクを作製する。さらに光学素子ブランクの研磨を含む工程により加工して光学素子を作製する。
【００８１】
あるいは、熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラス素材を作製し、このガラス素材を加熱、精密プレス成形して光学素子を作製する。
【００８２】
上記の各工程において、熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、ガラス成形体を加工してプレス成形用ガラス素材を作製してもよい。
あるいは、熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、この成形体を加工して光学素子を作製する。
【００８３】
作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。
【００８４】
光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マクロレンズ、レンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、回折格子などを例示することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００８６】
また、本実施形態に係る光学ガラスは、光学素子用の材料として好適であるため、非晶質性（アモルファス）のガラスであることが好ましい。ガラス製の光学素子を作製する方法には、例えば、ガラス材料を加熱、軟化させて成形する方法がある。ガラス質の中に結晶相が分散した結晶化ガラスは、上記成形方法には不向きである。また、結晶化ガラス中の結晶相が光を散乱し、光学素子としての性能を低下させることもある。非晶質性ガラスには、このような問題はない。
【実施例】
【００８７】
以下、比較例を交えながら、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８８】
比較例１
［バッチ原料の調製］
まず、所望の特性を備えた光学ガラスを作製するにあたり、ガラスの原材料として、各構成成分に対応するフッ化物およびメタリン酸塩をそれぞれ乾燥粉末として準備した。次に、最終的に得られる光学ガラスのガラス組成が、表１に示す組成Ｉとなるように、上記原材料を秤量し、十分混合してバッチ原料Ｉを作製した。
【００８９】
【表１】
2015196601.tif 000003
【００９０】
［光学ガラスの作製］
上記のように調合されたバッチ原料Ｉをガラス原料として、熔融槽１（白金製坩堝）に投入し、９００〜１０００℃、大気雰囲気中で、加熱、熔融し、熔融ガラスとした（熔融工程）。
【００９１】
熔融槽１内の熔融ガラスは、白金製の連結パイプ４中を通って、白金製の清澄槽２中へ流入した。この時、清澄槽２内の温度は熔融槽１内の温度よりも高温に設定し、清澄槽２中に流入した熔融ガラスの温度を１０５０〜１３００℃の範囲（清澄温度）にまで昇温することで、泡切れを促進した（清澄工程）。
【００９２】
次いで、清澄槽２内の熔融ガラスを、白金製の連結パイプ５中を通じて、白金製の均質化槽３内に流入した。この時、均質化槽３内の温度は熔融槽１や清澄槽２の温度よりも低温に設定し、均質化槽３内に流入した熔融ガラスの温度を６５０〜８００℃の範囲（均質化温度）にまで下降した。その際、均質化槽３中に挿入された白金製の攪拌器具８を回転させることにより、その攪拌羽によって熔融ガラスを攪拌し、熔融ガラスの均質化を促した（均質化工程）。
【００９３】
このようにして均質化した熔融ガラスを、大気雰囲気中で、均質化槽３の底部に取り付けた白金製のガラス流出パイプ６より流出し（流出工程）、流出パイプの下方に配置した鋳型に流し込むことで、長尺のガラスブロック（幅１３０ｍｍ×厚１０ｍｍ）を成形した（成形工程）。
【００９４】
その後、上記ガラスブロックを、大気雰囲気中で、＋１００℃／時の速度で昇温し、それぞれのガラス転移温度付近で１．５〜８時間保持し、−１０℃／時の速度で降温して（アニール工程）、歪を除去した光学ガラスサンプルを得た。
【００９５】
実施例１
実施例１では、比較例１で用いた原材料のうち乾燥したフッ化物に代えて、水が混入したフッ化物を準備すると共に、原材料に水が混入した場合の組成変動を考慮してガラス原料を調合した以外は、比較例１と同様の条件で光学ガラスサンプルを得た。
【００９６】
［光学ガラスの評価］
［１］ガラス組成
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、これを酸およびアルカリ処理し、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ法）、イオンクロマトグラフフィー法を用いて、各成分の含有量を定量することで測定し、組成Ｉと一致していることを確認した。
【００９７】
［２］屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
光学ガラスサンプルを作製する際の、均質化工程を経た熔融ガラスを掬い取り、鋳型に鋳込んで成形し、ガラス転移温度付近の温度で保持した後、−１０℃／時の降温速度で冷却し、測定用試料を作製した。得られた測定用試料について、日本光学硝子工業会規格で定められた屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、ｎｇ、ｎＦ、ｎｃを測定した。さらに、これら屈折率の測定値より、アッベ数νｄを算出した。
【００９８】
なお、これらの特性値は、ガラス組成に起因する特性である。そのため、同じガラス組成となるように作製された光学ガラスサンプル（比較例１と実施例１）では、実質的に同じ値となることが確認された。結果を表１に示す。
【００９９】
［３］残留泡の評価
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、光学顕微鏡（倍率２０〜１００倍）を用いてガラス内部を拡大観察（１００倍）し、ガラス中に含まれる泡の数をカウントし、以下に示す１級から５級の５段階で評価した。なお、泡の数は、少ないほど、すなわち、級数が小さいほど、清澄性に優れていることを示す。結果を表２に示す。
１級：０個／ｋｇ
２級：１〜２個／ｋｇ
３級：３〜４個／ｋｇ
４級：５〜６個／ｋｇ
５級：６個以上／ｋｇ
【０１００】
【表２】
2015196601.tif 000004
【０１０１】
表２に示されるように、本発明の比較例に係る製造方法で作製されたフツリン酸塩ガラスの光学ガラスは、残留泡の評価が２級であることが確認された。これに対し、本発明の実施例に係る製造方法によれば、ガラス原料に水分が付加されていることにより、清澄性が向上し、得られる光学ガラスにおいて残留泡は認められず、残留泡の評価は１級であることが確認された。
【０１０２】
比較例２
［バッチ原料の調製］
まず、所望の特性を備えた光学ガラスを作製するにあたり、ガラスの原材料として、フッ化物、メタリン酸塩、塩化物および酸化物をそれぞれ準備した。次に、最終的に得られる光学ガラスのガラス組成が、表１に示す組成IIとなるように、上記原材料を秤量し、十分混合してバッチ原料IIを作製した。
【０１０３】
【表３】
2015196601.tif 000005
【０１０４】
［光学ガラスの作製］
上記のように調合されたバッチ原料IIをガラス原料として、熔融槽１（白金製坩堝）に投入し、９００〜１０００℃、大気雰囲気中で、加熱、熔融し、熔融ガラスとした（熔融工程）。
【０１０５】
その後、清澄槽２の温度を清澄温度（１１００〜１４００℃の範囲）にまで昇温し、清澄した（清澄工程）。続けて、均質化槽３の温度を均質化温度（８００〜１０００℃の範囲）にまで降温し、攪拌器具８で攪拌して均質化した（均質化工程）。
【０１０６】
このようにして均質化した熔融ガラスを、大気雰囲気中で、均質化槽３の底部に取り付けた白金製のガラス流出パイプ６より流出し（流出工程）、流出パイプの下方に配置した鋳型に流し込むことで、長尺のガラスブロック（幅１３０ｍｍ×厚１０ｍｍ）を成形した（成形工程）。
【０１０７】
その後、上記ガラスブロックを、大気雰囲気中で、＋１００℃／時の速度で昇温し、それぞれのガラス転移温度付近で１．５〜８時間保持し、−１０℃／時の速度で降温して（アニール工程）、歪を除去した光学ガラスサンプルを得た。
【０１０８】
実施例２
実施例２では、バッチ原料を準備する際に、各原材料を秤量し、乾燥した原材料１００ｇに対して水を１．０ｇ投入して混合すると共に、水を混入した場合の組成変動を考慮してガラス原料を調合した以外は、比較例１と同様の条件で光学ガラスサンプルを得た。
【０１０９】
［光学ガラスの評価］
［１］ガラス組成
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、比較例１および実施例１と同様の方法で、各成分の含有量を定量することで測定し、組成IIと一致していることを確認した。
【０１１０】
［２］屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄ
比較例１および実施例１と同様の方法で測定用試料を作製し、所定の測定を行うことで、比較例２および実施例２に係る光学ガラスの屈折率ｎｄおよびアッベ数νｄを求めた。なお、これらの光学ガラスについても、同じガラス組成となるように作製されていたため、各特性値は実質的に同じ値であることが確認された。結果を表３に示す。
【０１１１】
［３］残留泡の評価
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、比較例１および実施例１と同様の方法で、残留泡をカウントし、残留泡の数密度を１級から５級までの５段階で評価した。結果を表４に示す。
【０１１２】
【表４】
2015196601.tif 000006
【０１１３】
表４に示されるように、本発明の比較例に係る製造方法で作製されたフツリン酸塩ガラスの光学ガラスは、残留泡が多く、３級であることが確認された。これに対し、本発明の実施例に係る製造方法によれば、ガラス原料に水分が付加されていることにより、清澄性が向上し、得られる光学ガラスにおいて残留泡は認められず、残留泡の評価は１級であることが確認された。
【０１１４】
実施例３
実施例１、２において作製した光学ガラスを用いて、光学レンズを作製した。具体的には、ガラスを加熱、軟化し、目的のレンズの形状に近似する形状にプレス成形する。プレス成形後、ガラスをアニールし、研磨工程を含む加工工程により、光学レンズに仕上げた。なお、ガラスのプレス成形法、アニールの方法、加工工程は、公知の方法を適宜、適用すればよい。
【０１１５】
このようにして得た光学レンズは、泡を含まず、均質性が極めて高いことが確認された。
【０１１６】
最後に、これまで説明した実施の形態について総括する。
本実施の形態は、フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、
ガラス原料を調合する工程と、
上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、
上記熔融ガラスを清澄する工程と、
清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、
上記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法である。
【０１１７】
上記形態において、上記ガラス原料として含水原料を使用する、光学ガラスの製造方法であることが好ましい。
【０１１８】
また、上記形態において、調合工程において、ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法であることが好ましい。
【０１１９】
また、上記形態において、Ｙ3+の含有量が０カチオン％以上４カチオン％未満であるフツリン酸塩ガラスを製造する、光学ガラスの製造方法であることが好ましい。
【０１２０】
さらに、別の実施形態は、上記各形態の方法により光学ガラスを作製し、上記光学ガラスを用いて光学素子を作製する、光学素子の製造方法である。
【符号の説明】
【０１２１】
１・・・熔融槽
２・・・清澄槽
３・・・均質化槽
４、５・・・連結パイプ
６・・・流出パイプ
７・・・投入口
８・・・攪拌器具
１０・・・熔融ガラス
【図１】
2015196601.tif 000007