2018年2月14日～16日にかけて東京ビッグサイトにて開催されているナノテクノロジーの展示会「nano tech 2018 第17回 国際ナノテクノロジー総合展・技術会議」において、産業技術総合研究所(産総研)のブースでは、500度程度で酸化物ガラスを作製する技術の紹介を行っている。
同研究は、平成26年度より、内閣府が進める戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)/革新的設計生産技術の研究テーマの1つ「ガラス部材の先端的加工技術開発」において、産総研と石塚硝子が共同で、500℃程度で溶融可能なガラスや、そのための合成プロセスの開発を進めてきた成果となる。
一般的なガラスは、さまざまな用途に活用されているが、ガラスを溶融・成形するためには高い温度を必要とする課題があった。一方で、LEDの封止剤やレンズなどの光学材料では、多少性能を犠牲にしてでも、低コストかつ成形温度が低い有機高分子(樹脂)を用いる流れができているが、近年、LEDの高輝度化、短波長化が進んだことにより、樹脂製のレンズや封止剤の劣化が問題となり、ガラスで代替したいというニーズがあり、それを実現するためには、樹脂に近い温度域で、ガラスを液相合成から成形加工まで行えるプロセス技術の実現が求められていたという。
今回、開発された技術は、そうしたニーズに対応することを目指したもので、常温で流動性を示すリン酸と、物性を制御するための種々の金属化合物を原料とし、ガラスの前駆体液を最適なパラメータに調製。これにより、500℃程度で流動性を示すガラス融液が得られ、これを型に流し出し冷却することで、ガラスが得られるというものとなっている。
組成の改良により、リン酸塩ガラスの弱点である耐水性の改善も実用レベルまで改善されたほか、樹脂に比べて高い耐熱性、耐光性も実現したという。
-
ガラスの組成の最適化をはかることで、500℃という従来よりも低い温度でガラスを形成することが可能となった
なお、ブースで対応してくれた今回の研究の代表担当者である産総研 高機能ガラス研究グループの正井博和 主任研究員によると、ガラスのパラメータ調整により、その性質を変えることができることがわかったことから、さまざまな用途に応じたガラスの設計が可能になったとのことで、今回の出展を通して、来場者からさまざまなニーズのキャッチアップを行うことで、今後の材料設計などにそれを生かしていきたいとしていた。
