DE102012215803A1

DE102012215803A1 - Verfahren zur Untersuchung von Glasmaterial, Verfahren zur Evaluierung von Glasmaterial und Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements

Info

Publication number: DE102012215803A1
Application number: DE102012215803A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Aoyagi; Jun Nakamura; Kazuo Tachiwana; Junko Akojima
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2013-03-07
Also published as: CN102998248A; JP5492846B2; US20130059069A1; JP2013057539A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials und ein Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials bereitgestellt, die in der Lage sind, die Erzeugung einer Diskrepanz zwischen einem Evaluierungsresultat und einem tatsächlichen Degradationszustand der Oberfläche einer Linse zu verhindern, und auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements bereitzustellen, das in der Lage ist, in genügender Weise chemische Beständigkeit aufzuweisen, die von dem optischen Element besessen wird, welches das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials ist, um einen Test hinsichtlich der chemischen Beständigkeit eines Glasmaterials durchzuführen, umfassend Untersuchen einer Korrelation zwischen einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentrationsindizes einer Verfahrensflüssigkeit, in welche das Glasmaterial eingetaucht wird, und einer Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit eines vorgeschriebenen Typs des Glasmaterials.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials, ein Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials und ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements, wobei ein Glasmaterial betrachtet wird, das ein Material zur Bildung eines optischen Elements ist.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Oberflächendegradation (zum Beispiel weißer Schleier, blauer Schleier und latenter Fehler (latent flaw)), die in einem Glasmaterial zur Bildung eines optischen Elements, zum Beispiel eine Linse und ein Prisma, erzeugt werden kann, steht in enger Beziehung zu der chemischen Beständigkeit des Glasmaterials. Die chemische Beständigkeit des Glasmaterials be-zeichnet die Beständigkeit, wenn eine chemische Reaktion zwischen einer Glasmaterialkomponente und Verfahrensflüssigkeit (Reinigungsflüssigkeit und Polierflüssigkeit usw.) auftritt, und spezifischer können Wasserbeständigkeit, Säurebeständigkeit und Detergens-Beständigkeit usw. als die Beständigkeit angegeben werden. Eine solche chemische Beständigkeit ist in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Glasmaterials unterschiedlich und ist daher zur Evaluierung des Glasmaterials unentbehrlich.
Herkömmlicherweise wird die chemische Beständigkeit des Glasmaterials durch eine Technik, die im Standard der Japan Optical Glass Industry Association definiert ist, untersucht und evaluiert. Es wird zum Beispiel nach einem Glaspulververfahren auf Wasserbeständigkeit (Dw), Glaspulververfahren auf Säurebeständigkeit (D_A), Oberflächenverfahren auf Beständigkeit gegen blauen Schleier (T_blue), auf Beständigkeit gegen latentes Fließen (D_NaOH), Beständigkeit gegen latenten Fehler (D_STTP) und chemische Beständigkeit (D_O) untersucht und diese werden evaluiert, so dass jeder Typ dieser Indizes in Grad 1 bis 6 klassifiziert wird (siehe zum Beispiel Nicht-Patent-Dokumente 1 und 2).

Nicht-Patent-Dokument 1: "Method for measuring chemical durability of optical glass (surface method)" von Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS07-1975
Nicht-Patent-Dokument 2: "Technical information (chemical property)", [online], HOYA GROUP optics division, [gesucht am 7. September 2011], Internet <URL:http://www.hoyaopticalworld.com/japanese/technical/003.html>

Allerdings beinhaltet die oben beschriebene herkömmliche Technik manchmal ein Problem bezüglich der Untersuchung und Evaluierung des Glasmaterials, wie es im Folgenden beschrieben wird.
Entsprechend der herkömmlichen Evaluierungsresultatinformationen wird, wenn sechs Typen (D_W, D_A, T_blue, D_NaOH, D_STTP, D₀) des Glasmaterials untersucht und evaluiert werden, festgestellt, dass die chemische Beständigkeit aller Glasmaterialien des Glastyps mit der Bezeichnung ”FDS18 (von HOYA Corporation)” mit Grad 1 klassifiziert wird und dass diese Glasmaterialien ausgezeichnete chemische Beständigkeit haben.
Wenn allerdings eine Linse, die ein optisches Element ist, durch einen Schleifschritt, einen Polierschritt und einen Reinigungsschritt unter Verwendung von Reinigungsflüssigkeit, die auf das FDS18 aufgetragen wird, hergestellt wird, gibt es das Problem, dass an einer Oberfläche der Linse in einem Verfahren der Beschichtung der Oberfläche der Linse mit einem Antireflexionsfilm ein latenter Fehler (latent flaw) erzeugt wird.
Dies bedeutet, dass sich der tatsächliche Zustand der Oberfläche der Linse im Lauf der Zeit verschlechtert, obgleich die chemische Beständigkeit aller Glasmaterialien mit Grad 1 gemäß der Evaluierung einer herkömmlichen Technik klassifiziert ist. Dies bedeutet auch, dass es manchmal eine Diskrepanz zwischen einem Evaluierungsresultat durch die herkömmliche Technik und dem tatsächlichen Degradationszustand der Oberfläche der Linse gibt.
Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials und ein Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials bereitzustellten, die in der Lage sind, die Erzeugung einer Diskrepanz zwischen einem Evaluierungsresultat und dem tatsächlichen Oberflächenzustand der Linse zu verhindern, und auch ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elements bereitzustellen, das in der Lage ist, in ausreichender Weise chemische Beständigkeit, die durch das optische Element besessen wird, aufzuweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, haben die Erfinder der vorliegende Erfindung Untersuchungen über den Grund für die Degradation des tatsächlichen Zustandes der Oberfläche der Linse im Lauf der Zeit ungeachtet der Verwendung der Glasmaterialien, die bei einer Evaluierung nach einer herkömmlichen Technik alle Grad 1 für die chemische Beständigkeit haben, durchgeführt.
Als Resultat einer solchen Studie wird von den Erfindern der vorliegenden Erfindung als Grund für die Verschlechterung bzw. Degradation des tatsächlichen Oberflächenzustandes der Linse im Verlauf der Zeit Folgendes angenommen.

(Grund 1) Die Leistungsfähigkeit, die das Glasmaterial besitzen soll, wird durch die herkömmliche Technik nicht vollständig evaluiert. Das Glasmaterial hat nämlich ein Charakteristikum, das durch ein Untersuchungs- und Evaluierungsverfahren der herkömmlichen Technik nicht auftritt.
(Grund 2) Die Bearbeitung bzw. Behandlung, die beim Untersuchen und Evaluieren des Glasmaterials nicht durchgeführt wird, hat als ein äußerer Faktor Einfluss auf die tatsächliche Oberfläche der Linse.

Erstens, der Grund 1 ist Folgender. Jeder Typ der chemischen Beständigkeit, einschließlich Säurebeständigkeit usw., wird durch die herkömmliche Technik evaluiert, und die herkömmliche Technik entspricht dem Inhalt, der in The Japan Optical Glass Industry Association Standard definiert ist. Demnach ist der Wasserstoffionenkonzentrationsindex (im Folgenden ”pH” genannt) in einer Verfahrensflüssigkeit, in welche eine Glasmaterialprobe eingetaucht wird, für jeden zu evaluierenden Indextyp fest definiert. Außerdem sind die Evaluierungsbedingungen, die nicht nur den pH der Verfahrensflüssigkeit betreffen, sondern auch Form und Größe des Glasmaterials, Eintauchzeit, die für ein Eintauchen in die Verfahrensflüssigkeit verlangt wird, und Flüssigkeitstemperatur usw., nicht abgeglichen.
Die herkömmliche Technik verwendet ferner einzelne Evaluierungsstufen, zum Beispiel Grad 1 bis Grad 6, und verwendet keine detailliertere Technik der Klassifizierung und Evaluierung des Glasmaterials, das eine hervorragendere Beständigkeit als Grad 1 hat.
Aus diesen Fakten resultieren die folgenden Betrachtungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung: der Punkt ist, dass ein Einfluss der pH-Änderung der Verfahrensflüssigkeit, in die das Glasmaterial eingetaucht wird, durch die Evaluierung der herkömmlichen Technik nicht erfasst werden kann, und es scheint, dass dieser Punkt zeigt, dass die vorliegende Erfindung ein Charakteristikum hat, das durch das herkömmliche Verfahren zum Untersuchen und Evaluieren des Glasmaterials nicht erfasst wird.
Als Nächstes, der Grund 2 ist wie folgt. Eine Herstellungsstufe zur Herstellung einer Linse umfasst im Allgemeinen eine Reinigungsstufe, die eine Reinigungsflüssigkeit verwendet. Im Reinigungsschritt wird dann ein Reinigungspulver durch Verwendung einer stark alkalischen Reinigungsflüssigkeit verbessert. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung nehmen an, dass höchstwahrscheinlich der pH der Reinigungsflüssigkeit, die in der Reinigungsstufe verwendet wird, als der äußere Faktor Einfluss auf den Zustand der Oberflächenlinse hat, wodurch der Zustand der Linsenoberfläche sich im Lauf der Zeit verschlechtert.
Als Resultat tatkräftiger Anstrengungen durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung basierend auf den oben beschriebenen Gründen 1 und 2 wird ungeachtet einem allgemeinen Verständnis, dass die Inhalte, die durch The Japan Optical Glass Industry Association Standard definiert werden, erfüllt werden sollten, ein vollständig neues unkonventionelles Konzept wie folgt gefunden. Der pH der Verfahrensflüssigkeit wird nämlich verändert und der Einfluss davon wird untersucht und evaluiert. Basierend auf einem solchen Konzept mit einem anderen Blickwinkel erhalten die Erfinder der vorliegenden Erfindung demnach die Erkenntnis, dass die oben beschriebenen Probleme gelöst werden können, indem Untersuchung und Evaluierung so durchgeführt werden, dass der Einfluss des pH auf die chemische Beständigkeit des Glasmaterials (nämlich das Charakteristikum, das durch die Untersuchung und die Evaluierung, die auf der herkömmlichen Technik basiert, nicht erfasst wird) erfasst werden kann, und zwar getrennt von den Inhalten, die durch The Japan Optical Glass Industry Association Standard definiert werden.
Dann wird die vorstehend genannte Erkenntnis in die Praxis umgesetzt und es wird eine Korrelation zwischen pH und der chemischen Beständigkeit erfasst und durch Verwendung einer derartigen Korrelation gelangen die Erfinder der vorliegenden Erfindung zu der Erkenntnis, dass die Erzeugung einer Diskrepanz zwischen der Evaluierung, die an dem Glasmaterial durchgeführt wird, und dem tatsächlichen Oberflächenzustand des Glasmaterials verhindert werden kann, selbst nachdem das Glas tatsächlich in ein Produkt, zum Beispiel ein optisches Element, umgewandelt wurde, welches das Glasmaterial ist, dessen chemische Beständigkeit durch die herkömmlichen Technik als hochgradig evaluiert wurde.
Selbst im Fall eines Glasmaterials, dessen chemische Beständigkeit als niedriggradig bzw. mit niedrigem Grad evaluiert wird, kann zusätzlich durch Einstellen des pH der Verfahrensflüssigkeit, die zur Herstellung des optischen Elements verwendet wird, in einem Bereich des pH, der für jeden Typ des Glasmaterials festgelegt ist, die chemische Beständigkeit des Glasmaterials in einigen Fällen als genügend herausgefunden werden, so dass es nicht schlechter ist als das optische Element, das auf dem Glasmaterial basiert, dessen chemische Beständigkeit als mit hoher Qualität evaluiert wird.
Basierend auf einer solchen neuen Erkenntnis der Erfinder der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung bereitgestellt, und ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials, um einen Test bezüglich der chemischen Beständigkeit eines Glasmaterials durchzuführen, bereit, umfassend:
Untersuchen einer Korrelation zwischen einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentrationsindizes einer Verfahrensflüssigkeit, in die das Glasmaterial eingetaucht wird, und einer Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit des Glasmaterials eines vorbeschriebenen Typs.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß dem ersten Aspekt bereit, wobei Trübungswerte des Glasmaterials, nachdem es in die Verfahrensflüssigkeit für eine vorbestimmte Zeit eingetaucht wurde, als die Indexwerte der chemischen Beständigkeit verwendet werden.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt bereit, wobei Gewichtsänderungswerte des Glasmaterials, bevor/nachdem es für eine vorbestimmte Zeit in die Verfahrensflüssigkeit eingetaucht wurde, als die Indexwerte der chemischen Beständigkeit verwendet werden.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials bereit, wobei basierend auf einer Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die durch das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte untersucht werden, ein Wasserstoffionenkonzentrationsindex der Verfahrensflüssigkeit, die zur Verarbeitung jedes Typs des Glasmaterials verwendet wird, so ausgewählt wird, dass entsprechende Indexwerte der chemischen Beständigkeit in einem zulässigen Bereich liegen.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes bereit, umfassend:
Untersuchen eines Glasmaterials in jedem Typ, um eine Korrelation zwischen einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentrationsindizes einer Verfahrensflüssigkeit, in die ein Glasmaterial eingetaucht wird, und einer Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit eines vorbeschriebenen Typs des Glasmaterials zu untersuchen;
Evaluieren des Glasmaterials durch Auswählen eines Wasserstoffionenkonzentrationsindex der Verfahrensflüssigkeit, die zur Verarbeitung des Glasmaterials zu verwenden ist, derart, dass ein entsprechender Indexwert der chemischen Beständigkeit in einem zulässigen Bereich eingestellt wird, basierend auf einer Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die in der Stufe des Untersuchens des Glasmaterials untersucht wurden, und
Verarbeiten des Glasmaterials unter Verwendung der Verfahrensflüssigkeit, die den Wasserstoffionenkonzentrationsindex hat, der in der Stufe des Evaluierens des Glasmaterials ausgewählt wurde, um dadurch ein optisches Element herzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Einfluss der Änderung der Wasserstoffionenkonzentrationsindizes auf die Indexwerte der chemischen Beständigkeit erfasst werden. Daher kann die Erzeugung einer Diskrepanz zwischen der Evaluierung für das Glasmaterial und dem tatsächlichen Oberflächenzustand des Glasmaterials verhindert werden. Als Resultat kann chemische Beständigkeit, die von dem optischen Element besessen wird, in ausreichender Weise aufgewiesen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, in der die Abbé-Zahl und der Brechungsindex, die von jedem Typ an Glasmaterialien besessen werden, durch Mittelpunkte von Sechsecken aufgetragen sind, die jeden Typ der Glasmaterialien angeben, wobei die Abbé-Zahl νd auf der horizontalen Achse aufgetragen ist und der Brechungsindex nd auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Es wird betont, dass der chemische Beständigkeits-Index, der auf The Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS07 basiert, durch eine Region an jeder Seite jedes Sechsecks, das jeden Typ der Glasmaterialien zeigt, angegeben ist. Es wird auch betont, dass der Typ des chemischen Beständigkeits-Index in Abhängigkeit von der Region an jeder Seite wie folgt unterschiedlich ist: eine obere Seitenregion des Hexagons bzw. Sechsecks zeigt eine Wasserbeständigkeitsklasse nach dem Pulververfahren (Dw) an, und eine Region, die im Uhrzeigersinn zu der oberen Seitenregion des Hexagons benachbart ist, (nämlich die obere rechte Region), zeigt die Säurebeständigkeitsklasse nach dem Pulververfahren (D_A) an und eine untere rechte Region zeigt die Beständigkeit gegen blauen Schleier nach dem Oberflächenverfahren (T_blue) an und eine untere Seitenregion des Hexagons gibt einen latenten Fließwiderstand (D_NaOH) an und eine untere linke Region gibt einen Widerstand gegen latenten Fehler (D_STTP) an und eine obere linke Region gibt den chemische Beständigkeits-Index (D_O) an. Außerdem wird ein Unterschied im Grad der chemischen Beständigkeit durch ein Muster in jeder Region angegeben.
2A ist eine Darstellung, die ein Resultat eines Testes zeigt, der an einem Glasmaterial von Beispiel 1 (Glastyp: FDS18) durchgeführt wurde, wobei der pH auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, Trübungswerte (%) auf der rechten vertikalen Achse aufgetragen sind und Gewichtsänderungswerte (g) auf der linken vertikalen Achse aufgetragen sind, die in dieser Figur als Diagramm aufgetragen sind. 2B ist eine Darstellung, die ein Resultat eines Testes zeigt, der an einem Glasmaterial von Beispiel 16 durchgeführt wurde (Glastyp: M-FCD1), wobei der pH auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, Trübungswerte (%) auf der rechten vertikalen Achse aufgetragen sind und Gewichtsänderungswerte (g) auf der linken vertikalen Achse aufgetragen sind, die in dieser Figur als Diagramm aufgetragen sind.
Beschreibung einer detaillierten Ausführungsform der Erfindung
Detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
Diese Ausführungsform wird im Detail in der folgenden Reihenfolge beschrieben.

1. Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials A) Herstellung eines Glasmaterials B) Herstellung einer Verfahrensflüssigkeit C) Einstellung eines Indexwertes der chemischen Beständigkeit (Trübungswert/Gewichtsänderungswert)
2. Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials
3. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes A) Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials B) Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials C) Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials
4. Effekt dieser Ausführungsform
5. Modifiziertes Beispiel

<1. Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials>
A) Herstellung eines Glasmaterials
Zuerst wird ein Glasmaterial für einen Test für jeden Typ des Glasmaterials, das Gegenstand einer Untersuchung auf chemische Beständigkeit ist, hergestellt. Ein derartiges Glasmaterial wird im Folgenden auch ”eine Glasprobe” genannt.
Es wird betont, dass hier genanntes Glasmaterial ein Material zur Bildung eines optischen Elements (eines optischen Glases) umfasst, bei dem die chemische Zusammensetzung in Abhängigkeit vom Typ des Glasmaterials verschieden ist (vereinfacht im Folgenden als ”Glastyp” bezeichnet). Dementsprechend ist die chemische Beständigkeit des Glasmaterials auch in Abhängigkeit vom unterschiedlichen Glastyp unterschiedlich.
Die Glasprobe wird beispielsweise wie folgt verarbeitet. Das Glasmaterial wird nämlich zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 43,7 mm und einer Dicke von 5 mm verarbeitet, und es wird ein Sandrieseltest an zwei gegenüberliegenden Hauptoberflächen (Ebenen mit einem Durchmesser von 43,7 mm) mit einer Granularität von #1200, definiert in JIS R 6001 (Granularität eines Poliermaterials) unter Verwendung eines Schleifkorns A, definiert in JIS R 6111 (künstliches Schleifmittel), durchgeführt. Dann wird das so verarbeitete Glasmaterial unter Verwendung von Straßenasphaltteer (straight asphalt pitch) und Ceroxid (CeO₂) als Endbehandlung poliert, so dass durch eine Lupe kein Grau beobachtet wird, um dadurch die Glasprobe zu erhalten. Allerdings ist die Glasprobe nicht darauf beschränkt, und es kann eine andere annehmbar sein, vorausgesetzt, sie kann in die Verfahrensflüssigkeit eingetaucht werden.
B) Herstellung einer Verfahrensflüssigkeit
Zusätzlich zu der Glasprobe wird außerdem Verfahrensflüssigkeit zum Eintauchen der Glasprobe in einen Behälter mit einer Größe, die geeignet ist, die Glasprobe aufzunehmen, hergestellt. In diesem Fall wird eine Verfahrensflüssigkeit hergestellt, die es erlaubt, den Wasserstoffionenkonzentrationsindex (pH) in geeigneter Weise einzustellen. Es kann in Betracht gezogen werden, dass die pH-Einstellung so durchgeführt wird, dass reines Wasser als neutrale Verfahrensflüssigkeit verwendet wird und Salpetersäure (HNO₃) zugesetzt wird, wenn das reine Wasser in saures umgewandelt wird, und Natriumhydroxid (NaOH) zugesetzt wird, wenn das reine Wasser in alkalisches umgewandelt wird. Denn für das reine Wasser werden HNO₃ und NaOH verwendet und das Mischungsverhältnis von HNO₃ und NaOH wird variiert. Dies kann als spezifisches Beispiel für die Verfahrensflüssigkeit angeführt werden. Es wird betont, dass die Verfahrensflüssigkeit nicht darauf beschränkt ist und dass auch andere Verfahrensflüssigkeit verwendet werden kann, vorausgesetzt, dass die pH-Einstellung durchgeführt werden kann.
Nachdem die Glasprobe und die Verfahrensflüssigkeit hergestellt wurden, wird die Glasprobe in die Verfahrensflüssigkeit, die auf einen bestimmten pH eingestellt ist und so gehalten wird, dass sie eine vorgeschriebene Temperatur (zum Beispiel 50°C) hat, für eine vorbestimmte Zeit (zum Beispiel 15 Stunden) eingetaucht. Es wird betont, dass die Temperatur und die Zeit usw. in geeigneter Weise eingestellt werden können und nicht auf spezifische Werte beschränkt sind.
Es wird betont, dass angenommen wird, dass Flüssigkeit (zum Beispiel Polierflüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit), die in der Stufe der Verarbeitung des Glasmaterials in <3. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes> verwendet wird, als die Verfahrensflüssigkeit zu verwenden ist. Die Flüssigkeit, die bis zur Fertigstellung des optischen Elements als Produkt verwendet wird, wird nämlich als die Verfahrensflüssigkeit eingesetzt. Dann wird die Glasprobe in diese Verfahrensflüssigkeit eingetaucht und die Änderungsweise der Indexwerte der chemischen Beständigkeit entsprechend der pH-Änderung wird untersucht. Basierend auf einem Testresultat davon wird dann das Glasmaterial für jeden Typ des Glasmaterials evaluiert und es wird ein pH-Bereich der Verfahrensflüssigkeit, welche die Verfahrensflüssigkeit ist, die in der Stufe der Verarbeitung des Glasmaterials eingesetzt wird, wenn das optische Element produziert wird, bestimmt. Danach wird in einer tatsächlichen Stufe der Verarbeitung des Glasmaterials die Verfahrensflüssigkeit (zum Beispiel Polierflüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit) mit diesem pH-Bereich verwendet. Von der in <1. Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials> verwendeten Verfahrensflüssigkeit wird nämlich verlangt, dass sie als Polierflüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit eingesetzt wird, welche in der Stufe der Verarbeitung des Glasmaterials zur Herstellung des optischen Elementes verwendet werden.
C) Einstellen der Indexwerte der chemischen Beständigkeit (Trübungswerte und Gewichtsänderungswerte)
Danach wird die chemische Beständigkeit des Glasmaterials untersucht. Spezifischer ausgedrückt, es werden vorgeschriebene Arten von Indexwerten der chemischen Beständigkeit gemessen, welches die Indexwerte der chemischen Beständigkeit für die Proben des Glasmaterials sind, das aus der Verfahrensflüssigkeit herausgezogen wurde. Auf der Basis dieser Messung wird die Korrelation zwischen der pH-Änderung der Verfahrensflüssigkeit, in welche die Glasprobe eingetaucht wird, und der Änderung der vorgeschriebenen Arten der Indexwerte der chemischen Beständigkeit bei der Glasprobe, die in die Verfahrensflüssigkeit eingetaucht worden war, für jeden Typ der Glasprobe untersucht.
Die chemische Beständigkeit des Glasmaterials bezeichnet die Beständigkeit, wenn eine chemische Reaktion zwischen einer Komponente des Glasmaterials und der Verfahrensflüssigkeit (zum Beispiel Polierflüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit) auftritt, und die Indexwerte der chemischen Beständigkeit werden als objektive Referenz (Index) zur Evaluierung einer derartigen Beständigkeit verwendet.
Es können verschiedene Arten von Indexwerten als Indexwerte der chemischen Beständigkeit verwendet werden, und die ”Trübungswerte” und die ”Gewichtsänderungswerte” werden als die vorgeschriebenen Arten der Indexwerte der chemischen Beständigkeit in dieser Ausführungsform verwendet. Der Grund ist, dass unter Verwendung der ”Trübungswerte” und der ”Gewichtsänderungswerte” und insbesondere unter Verwendung der ”Trübungswerte” die Verschlechterung eines Oberflächenzustandes der Glasprobe im Lauf der Zeit (zum Beispiel die Degradation beim Zustand des Glasmaterials infolge von Schleierbildung (Fogging)) genau und objektiv erfasst werden kann.
”Trübungswert” ist ein Wert, der den Grad einer sogenannten Schleierbildung bzw. eines „Fogging” angibt, wobei die Transparenz umso höher ist, je kleiner der Wert dafür ist. Spezifischer ausgedrückt, der Trübungswert wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Trübungswert (%) = T_d/T_t × 100 (T_d: Diffusionsdurchlässigkeit, T_t: Gesamtlichtdurchlässigkeit). Eine derartiger Trübungswert kann unter Verwendung eines Trübungsmessgeräts, definiert in ”Method (surface method) for measuring chemical durability of optical glass 07-1975 by Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS” und Durchlassen des gemessenen Lichtes vertikal zu den zwei entgegengesetzten Hauptoberflächen der Glasprobe, nachdem diese für eine vorgeschriebene Zeit in der Verfahrensflüssigkeit eingetaucht war, gemessen werden. Es wird betont, dass in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung der Trübungswert die gleiche Bedeutung wie ”Trübung” bzw. ”haze” in ”Method (surface method) for measuring chemical durability of optical glass 07-1975 by Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS”, hat.
”Gewichtsänderungswert” ist der Wert, der eine Gewichtsänderung (Verringerungsmenge) der Glasprobe vor/nach Eintauchen in die Verfahrensflüssigkeit angibt. Ein derartiger Gewichtsänderungswert (g) kann gemessen werden, indem das Gewicht der Glasprobe vor/nach Eintauchen in die Verfahrensflüssigkeit für eine vorgeschriebene Zeit und Errechnen eines Unterschiedes, der durch jede Messung erhalten wird, gemessen werden.
Nach Messung des Trübungswertes und des Gewichtsänderungswertes der Glasprobe, die in die Verfahrensflüssigkeit, welche auf einen bestimmten pH eingestellt ist, für eine vorgeschriebene Zeit eingetaucht wurde, werden der Trübungswert und der Gewichtsänderungswert der Probe einer neuen Glasprobe desselben Glastyps wie die vorstehend genannte Glasprobe unter Verwendung der Verfahrensflüssigkeit mit geändertem pH unter denselben Bedingungen der Verfahrensflüssigkeit, ausgenommen pH-Wert, gemessen. Es wird die gleiche Messtechnik wie die Messtechnik, die vor Änderung des pH-Wertes verwendet wurde, verwendet. Der Trübungswert und der Gewichtsänderungswert werden nämlich erneut nur unter Änderung des pH der Verfahrensflüssigkeit gemessen.
Auf diese Weise können der Trübungswert und der Gewichtsänderungswert, die jedem von zwei oder mehr pH-Werten entsprechen, erhalten werden. Daher kann die Korrelation zwischen der Änderung des pH der Verfahrensflüssigkeit und der Änderung der Trübungswerte in den Proben des Glasmaterials und die Korrelation zwischen der Änderung des pH der Verfahrensflüssigkeit und der Änderung der Gewichtsänderungswerte bei den Proben der Glasmaterialien für jeden Typ der Glasproben erfasst werden. Es können nämlich Informationen bezüglich der Korrelation zwischen der Änderung von pH-Wert und Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit (spezifischer der Änderung der Trübungswerte und der Gewichtsänderungswerte) für jeden Typ des Glasmaterials erhalten werden, indem die Glasmaterialien unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Verfahren untersucht werden.
Es wird betont, dass der Trübungswert und der Gewichtsänderungswert bezüglich wenigstens zwei pH-Werten gemessen werden können. Der Grund ist, dass die Korrelation zwischen der Änderung des pH und der Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit erfasst werden kann, indem die Messung bezüglich zweier pH-Werte durchgeführt wird. Allerdings sollten vorzugsweise drei oder mehr pH-Werte von Azidität bis Alkalinität gemessen werden, wie zum Beispiel pH = 3, 2, 6,3, 9, 9,4, 11,8. Der Grund ist, dass die Genauigkeit der Spezifizierung der Korrelation verbessert werden kann, indem die Auflösungsleistung verbessert wird, wenn drei oder mehr pH-Werte gemessen werden.
<2. Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials>
In dieser Ausführungsform wird, basierend auf der Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die durch das vorstehend genannte Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials untersucht wurden, der pH der Verfahrensflüssigkeit, die zur Verarbeitung jedes Typs des Glasmaterials verwendet wird, so ausgewählt, dass der entsprechende Indexwert der chemischen Beständigkeit in einen zulässigen Bereich gebracht wird. Dieser zulässige Wert kann von einer Person, die das Glasmaterial verarbeitet, willkürlich festgelegt werden.
Ein Resultat, das durch das Verfahren zur Untersuchung des Glasmaterials erhalten wird, wird im Folgenden beschrieben werden, und 1 und 2 werden zur Evaluierung des Glasmaterials unter Verwendung dieses Resultates verwendet.
1 ist eine Darstellung, in der Abbé-Zahl νd und der Brechungsindex nd, die von jedem Typ an Glasmaterialien besessen werden, durch Mittelpunkte von Sechsecken, die jeden Typ der Glasmaterialien anzeigen, aufgetragen werden. Es wird betont, dass der Index der chemischen Beständigkeit, der auf The Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS07 basiert, durch eine Region an jeder Seite jedes Sechsecks, das jeden Typ der Glasmaterialien zeigt, angezeigt wird. Es wird auch betont, dass die Art des Index der chemischen Beständigkeit in Abhängigkeit von der Region an jeder Seite unterschiedlich ist, und zwar wie folgt: eine obere Seitenregion des Sechsecks gibt die Wasserbeständigkeitsklasse nach dem Pulververfahren (Dw) an, und eine Region, die im Uhrzeigersinn benachbart zu der oberen Seitenregion des Sechsecks ist (nämlich obere rechte Region), gibt die Säurebeständigkeitsklasse nach dem Pulververfahren (D_A) an und eine untere rechte Region gibt eine Beständigkeit gegen blauen Schleier nach dem Oberflächenverfahren (T_blue) an und eine untere Seitenregion des Sechsecks gibt eine latente Fließbeständigkeit (D_NaOH) an und eine untere linke Region gibt eine latente Fehlerbeständigkeit (D_STTP) an und eine obere linke Region gibt die chemischen Beständigkeit (D_O) an. Darüber hinaus wird eine Differenz im Grad der chemischen Beständigkeit durch ein Muster in jeder Region gezeigt. Es wird betont, das ”–”, das bei der Anzeige des Grads angegeben ist, zeigt, dass infolge einer Elution einer Gesamtoberfläche des Glasmaterials, wenn es in die Verfahrensflüssigkeit eingetaucht wird, keine blaue Schleierschicht beobachtet wird oder die Änderung einer Interferenzfarbe unregelmäßig ist, was es unmöglich macht, eine Evaluierung durchzuführen, auf der der Grad basiert.
2A ist eine Darstellung, die ein Resultat eines Testes zeigt, der an einem Glasmaterial von Beispiel 1 (Glastyp: FDS18) durchgeführt wurde, wie es später beschrieben wird, wobei der pH auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, Trübungswerte (%) auf einer rechten vertikalen Achse aufgetragen sind und Gewichtsänderungswerte (g) an einer linken vertikalen Achse aufgetragen sind, die in dieser Figur als Diagramm gezeigt sind. 2B ist eine Darstellung, die ein Resultat eines Testes zeigt, der an einem Glasmaterial von Beispiel 16 (Glastyp: M-FCD1) durchgeführt wurde, wie es später beschrieben werden wird, wobei der pH auf der horizontalen Achse aufgetragen ist, Trübungswerte (%) auf der rechten vertikalen Achse aufgetragen sind und Gewichtsänderungswerte (g) auf der linken vertikalen Achse aufgetragen sind, welche in dieser Figur als Diagramm aufgetragen sind.
Wenn beispielsweise das Glasmaterial von Beispiel 1, wie es später beschrieben werden wird, (Glastyp: FDS18), verwendet wird, kann, wie in 2A gezeigt, der pH der Verfahrensflüssigkeit in einem Bereich von wenigstens 3,2 oder mehr und 11,8 oder weniger eingestellt werden, indem der Trübungswert als der Indexwert der chemischen Beständigkeit verwendet wird, und sein zulässiger Wert auf 2% oder weniger eingestellt wird. Ferner wird der pH der Verfahrensflüssigkeit in denselben Bereich gebracht, selbst wenn der Gewichtsänderungswert als der Indexwert der chemischen Beständigkeit verwendet wird und sein zulässiger Wert auf 0,01% oder weniger eingestellt wird.
Wenn der zulässige Wert des Trübungswertes auf die Nähe von 0% (zum Beispiel 0,20% oder weniger) eingestellt wird, so wird festgestellt, dass der pH der Verfahrensflüssigkeit in einem Bereich von wenigstens 3,2 oder mehr oder 9,4 oder weniger eingestellt wird.
Wie in 1 gezeigt ist, ist bei dem Glasmaterial, das den Glastyp FDS18 hat, nämlich der Grad der chemischen Beständigkeit der herkömmlichen Technik durchaus hoch, und daher ist es erforderlich, dass die Polierflüssigkeit und die Reinigungsflüssigkeit im vorstehend genannten pH-Bereich zur Zeit der Herstellung des optischen Elementes eingestellt werden, und dies kann vor Herstellung des optischen Elementes erfasst werden.
Darüber hinaus wird als weitere Probe das Glasmaterial (Glastyp: M-FCD1) von Beispiel 16 verwendet, wie es später beschrieben werden wird, und dieser Fall wird als weiteres Beispiel angegeben. Wenn dieses Glasmaterial durch die herkömmliche Technik untersucht wird, wie es in 1 gezeigt ist, ist der Grad der chemischen Beständigkeit ganz niedrig. Bei Betrachtung dieses Glasmaterials kann die Korrelation zwischen der Änderung der pH-Werte und der Änderung des Trübungswertes durch Verwendung des Verfahrens zur Untersuchung des Glasmaterials dieser Ausführungsform erhalten werden, wie es in 2B gezeigt ist. Entsprechend dieser Figur kann ein Trübungswert von 1% oder weniger erreicht werden, indem der pH der Verfahrensflüssigkeit in einem Bereich von 6,3 oder mehr und 6,9 oder weniger eingestellt wird. Obgleich dieses Material im Vergleich zu dem Glasmaterial von Beispiel 1 (Glastyp: FDS18) als Grad der chemischen Beständigkeit der herkömmlichen Technik schlechter ist, kann das optische Element mit hoher chemischer Beständigkeit (hier niedriger Trübungswert), die nicht schlechter ist als bei Glasmaterial mit hohem Grad (hoher Qualität), erhalten werden, indem der pH der Verfahrensflüssigkeit auf 6,3 oder mehr und 6,9 oder weniger eingestellt wird, wobei dieses die Verfahrensflüssigkeit ist, die zur Herstellung des optischen Elementes als Produkt eingesetzt wird. Bei Verwendung des Verfahrens zur Untersuchung eines Glasmaterials und des Verfahrens zur Evaluierung eines Glasmaterials dieser Ausführungsform kann außerdem der oben beschriebene niedrige Trübungswert verwirklicht werden, wie es zu Beginn vorausgesagt wurde, selbst nachdem das optische Element in ein Produkt umgewandelt wurde.
Wenn das Glasmaterial mit niedrigem Brechungsindex und hoher Abbé-Zahl verwendet wird, wie es in 1 gezeigt ist, ist es im Allgemeinen unvermeidbar, dass der Grad der chemischen Beständigkeit der herkömmlichen Technik erniedrigt ist. Selbst im Fall einer Verwendung des Glasmaterials, das einen niedrigen Brechungsindex und eine hohe Abbé-Zahl hat, kann durch Verwendung des Verfahrens zur Untersuchung eines Glasmaterials und des Verfahrens zur Evaluierung eines Glasmaterials gemäß dieser Ausführungsform der pH-Bereich der Verfahrensflüssigkeit entsprechend dem Glastyp durch das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials erhalten werden. Dann kann die chemische Beständigkeit, die derjenigen des Glasmaterials mit hohem Brechungsindex und niedriger Abbé-Zahl entspricht, erhalten werden, indem die Verfahrensflüssigkeit mit diesem pH-Bereich verwendet wird, wenn das Glasmaterial verarbeitet wird.
Selbst in dem Fall, dass das Glasmaterial eine beliebige Art von Brechungsindex und Abbé-Zahl hat, kann eine chemische Beständigkeit aufgewiesen werden, von der behauptet wird, dass sie die ist, die ursprünglich von dem Glasmaterial besessen wurde, nämlich eine potentielle chemische Beständigkeit, die durch die herkömmliche Technik nicht erfasst wird.
Als Resultat kann ein solches Glasmaterial frei gewählt werden, selbst in dem Fall des Glasmaterials, dessen Verwendung abgelehnt wird, da die Person, die das Glasmaterial besitzt, eine Evaluierung mit niedrigem Grad hinsichtlich der chemischen Stabilität erhält. Dann kann das optische Element, das geeignet ist, ausreichende chemische Beständigkeit aufzuweisen, produziert werden, wobei es einen gewünschten Brechungsindex und eine gewünschte Abbé-Zahl hat.
<3. Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes>
Das Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes wird im Folgenden beschrieben.
Obgleich das optische Element, das das Glasmaterial verwendet, genutzt werden kann, wird in dieser Ausführungsform eine optische Glaslinse (einfach Linse genannt) produziert und dieser Fall wird nachfolgend beschrieben.
In dieser Ausführungsform werden die Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Untersuchung eines Glasmaterials und der Schritt der Evaluierung eines Glasmaterial unter Verwendung des vorstehend genannten Verfahrens zur Evaluierung eines Glasmaterials an der Glastestprobe durchgeführt. Nachdem in beiden Stufen ein geeigneter pH-Bereich der Verfahrensflüssigkeit erhalten wurde, wird der Schritt des Verarbeitens eines Glasmaterials zu dem Glasmaterial, das die Grundlage des optischen Elementes als Produkt ist, durchgeführt, wobei die Verfahrensflüssigkeit mit limitiertem pH-Bereich verwendet wird.
Nachfolgend wird jede Stufe beschrieben werden und ein Teil, der mit bereits beschriebenen Inhalten überlappt, wird weggelassen.
A) Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials
Zuerst wird der Glastyp für die Linse ausgewählt. In dieser Ausführungsform wird derselbe Glastyp wie der von Beispiel 1, wie später beschrieben werden, ausgewählt (Glastyp: FDS18) und die Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials und die Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials werden an dem Glasmaterial dieses Glastyps durchgeführt. Außerdem werden der Trübungswert und der Gewichtsänderungswert als Indexwerte des chemischen Beständigkeit in der Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials verwendet. Als Resultat kann, wie in 2A gezeigt ist, die Korrelation zwischen dem Trübungswert und dem Gewichtsänderungswert bezüglich der Änderung des pH der Verfahrensflüssigkeit in der Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials erhalten werden.
B) Die Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials
Dann wird ein zulässiger Wert in der Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials so festgelegt, dass der Trübungswert 1% oder weniger ist und der Gewichtsänderungswert auf 0,001 g oder weniger gebracht wird. Durch diese Einstellung wird der pH-Bereich der Flüssigkeit, die in der Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials verwendet wird, mit 3,2 oder mehr und 9,8 oder weniger bestimmt.
C) Die Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials
Basierend auf dem Resultat, das durch die Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials erhalten wurde, wird die Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials mit dem Glasmaterial, das eine Grundlage der Linse als Produkt ist, durchgeführt, wobei dies dasselbe Glasmaterial wie der Glastyp ist, der in der Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials und der Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials ausgewählt wurde. Spezifischer, die Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials umfasst eine Polierstufe und eine Reinigungsstufe, die an der Linse durchgeführt werden. Der pH der Polierflüssigkeit in der Polierstufe wird in einem pH-Bereich eingestellt, der in der Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials, die oben beschrieben wurde, ausgewählt wurde. Entsprechend wird der pH der Reinigungsflüssigkeit in der Reinigungsstufe in einem pH-Bereich eingestellt, der in der oben beschriebenen Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials ausgewählt wurde. Die Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials umfasst nämlich die Stufe der Herstellung des optischen Elementes durch Verarbeiten des Glasmaterials unter Verwendung der Verfahrensflüssigkeit, die einen pH hat, der in der Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials, der oben beschrieben wurde, ausgewählt wurde.
Es wird betont, dass ein allgemein bekanntes Verfahren als Verfahren zur Herstellung der Linse eingesetzt werden kann. Als eine spezifische Stufe kann zum Beispiel Schmelzen einer Glasquelle für die Linse, Gießen, Rohrströmung (pipe flow), Walzen und Pressen, die herkömmlicherweise bekannte Verfahren sind, eingesetzt werden. Außerdem kann das allgemein bekannte Verfahren auch als die Stufe eingesetzt werden, die zur Herstellung einer optischen Glaslinse verwendet wird, das die Stufe ist, die in dieser Beschreibung nicht beschrieben wird. Das allgemein bekannte Verfahren umfasst Patent Nr. 4747039, Patent Nr. 4726666 und Patent Nr. 3361270 usw. der Anmelderin der vorliegenden Erfindung.
<4. Effekt dieser Ausführungsform>
Gemäß dieser Ausführungsform wird der folgende Effekt gezeigt.
Die Korrelation zwischen pH und der chemischen Beständigkeit wird erfasst und genutzt. Bei Glasmaterial mit einer chemischen Beständigkeit, die durch die herkömmliche Technik als mit einem hohen (Qualitäts-)Grad evaluiert wurde, kann daher die Erzeugung einer Diskrepanz zwischen der Evaluierung, die für das Glasmaterial gegeben wurde, und dem tatsächlichen Oberflächenzustand des Glasmaterials verhindert werden, selbst nachdem das Glasmaterial tatsächlich zu einem Produkt umgewandelt wurde.
Selbst im Fall eines Glasmaterials mit einer chemischen Beständigkeit, die durch die herkömmliche Technik als mit niedrigem Grad evaluiert wurde, wird der pH der Verfahrensflüssigkeit, die zur Herstellung des optischen Elementes eingesetzt wird, in einem Bereich eingestellt, der für jeden Typ des Glasmaterials bestimmt wird. So kann die chemische Beständigkeit des Glasmaterials in einigen Fällen als ausreichend hergeleitet werden, so dass sie nicht schlechter ist als die des optischen Elementes, das auf einem Glasmaterial mit einer chemischen Beständigkeit, die als von hohem Grad evaluiert wurde, basiert.
Selbst in einem Fall, in dem das Glasmaterial eine beliebige Art von Brechungsindex und Abbé-Zahl hat, kann die chemische Beständigkeit, von der angenommen wird, dass sie ursprünglich von dem Glasmaterial besessen wurde, die eine potentielle chemische Beständigkeit ist, die durch die herkömmliche Technik nicht erfasst wird, aufgewiesen werden.
Als Resultat kann selbst im Fall eines Glasmaterials, von dessen Verwendung abgesehen wird, da die Person, die das Glasmaterial verarbeitet, bezüglich der chemischen Beständigkeit eine Evaluierung mit niedrigem Grad erhält, ein solches Glasmaterial frei ausgewählt werden. Dann kann das optische Element, das geeignet ist, ausreichende chemische Beständigkeit aufzuweisen, produziert werden, wobei es einen gewünschten Brechungsindex und eine gewünschte Abbé-Zahl hat.
Aufgrund der oben beschriebenen Effekte wird das Verfahren zur Herstellung des optischen Elements zum Zwecke der Bereitstellung des Verfahrens zur Untersuchung eines Glasmaterials und des Verfahrens zur Evaluierung eines Glasmaterials bereitgestellt, das fähig ist, eine Diskrepanz zwischen dem Evaluierungsresultat und dem tatsächlichen Oberflächenzustand der Linse zu verhindern, und als Resultat geeignet ist, die chemische Beständigkeit, die von dem optischen Element besessen wird, in ausreichender Weise aufzuweisen.
<5. Modifiziertes Beispiel>
(Wenn der Indexwert der chemischen Beständigkeit nur den Trübungswert oder nur den Gewichtsänderungswert umfasst)
Diese Ausführungsform beschreibt den Fall, dass der Indexwert der chemischen Beständigkeit zwei Werte umfasst (nämlich den ”Trübungswert” und den ”Gewichtsänderungswert”). Jedoch kann das Konzept der vorliegenden Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in dem der Indexwert der chemischen Beständigkeit einer ist. Spezifischer ausgedrückt, im Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials und im Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials gemäß dieser Ausführungsform, wird die Korrelation zwischen der Änderung des pH der Verfahrensflüssigkeit und dem Trübungswert erfasst und aus dieser Korrelation kann ein geeigneter pH-Bereich erhalten werden.
In Umkehrung zu dem oben beschriebenen Fall kann das Konzept der vorliegenden Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem der Indexwert der chemischen Beständigkeit nur den Gewichtsänderungswert umfasst.
(Anderer Indexwert der chemischen Beständigkeit (Oberflächendegradation))
Wie oben beschrieben wurde, können verschiedene Arten von Indexwerten als der Indexwert der chemischen Beständigkeit verwendet werden, und zwar andere als der ”Trübungswert” und der ”Gewichtsänderungswert”, vorausgesetzt, er zeigt chemische Beständigkeit an. Als Beispiel dafür kann die ”Degradation des Oberflächenzustandes” angegeben werden. Wie in Tabelle 1 von Beispiel 1 gezeigt ist (Glastyp: FDS18), das später beschrieben werden wird, kann der vorausgesagte pH-Bereich der Verfahrensflüssigkeit, die in der Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials verwendet wird, bestimmt werden, indem die Korrelation zwischen der Änderung des pH der Verfahrensflüssigkeit und der Degradation des Oberflächenzustandes des Glasmaterials untersucht wird. Wie in Tabelle 1 von Beispiel 1 gezeigt ist, wird der pH-Bereich zum Beispiel vorzugsweise auf mindestens 3,2 oder mehr und 9,4 oder weniger in einem Fall eingestellt, in dem der Glastyp FDS18 ist.
(Optisches Element)
Diese Ausführungsform beschreibt einen Fall, in dem das optische Element eine optische Glaslinse ist. Als spezifisches Beispiel für dieses optische Element kann jede Art einer Linse angegeben werden, zum Beispiel eine sphärische Linse, eine asphärische Linse, eine Mikrolinse, ein Beugungsgitter, eine Linse mit Beugungsgitter, ein Linsen-Array und ein Prisma usw. Außerdem kann im Hinblick auf die Oberflächenform eine konkave Meniskuslinse, eine bikonkave Linse, eine plankonkave Linse, eine konvexe Meniskuslinse, eine bikonvexe Linse und eine plankonvexe Linse usw. angegeben werden.
Es wird betont, dass diese Linsen optische Elemente sein können, indem darauf ein optischer Dünnfilm, zum Beispiel ein Antireflektionsfilm, ein Totalreflektionsfilm, ein Partialreflektionsfilm und ein Film mit Spektralcharakteristika, wie benötigt, angeordnet wird.
Außerdem ist das vorstehend genannte optische Element als eine Komponente eines kompakten optischen bildaufnehmenden Systems mit hoher Leistungsfähigkeit geeignet und ist für das optische Bildaufnahmesystem wie zum Beispiel eine Digitalkamera, eine Digitalvideokamera, eine Kamera, die an einem Handy montiert ist, und eine Kamera, die an einem Fahrzeug montiert ist, geeignet.
(Beispiele)
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher beschrieben. Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt wird.
<Beispiel 1>
(Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials)
Zunächst wird der Schritt der Untersuchung eines Glasmaterials durchgeführt. Das Glasmaterial des Glastyps FDS18 (von HOYA Corporation) wurde in diesem Beispiel als die Glasprobe, die in diesem Test eingesetzt wird, verwendet. Dann wurde entsprechend dem in diesem Beispiel gegebenen Beispiel die Glasprobe wie folgt untersucht. Das Glasmaterial wurde zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 43,7 mm und einer Dicke von 5 mm verarbeitet und es wurde ein Sandrieseltest an den zwei gegenüberliegenden Ebenen (Ebenen mit einem Durchmesser von 43,7 mm) mit einer Granularität von #1200, definiert in JIS R 6001 (Granularität eines Poliermaterials) durchgeführt, wobei Schleifkorn A, definiert in JIS R 6111 (künstliches Schleifmittel) verwendet wurde. Dann wurde das so verarbeitete Glasmaterial unter Verwendung eines Straßenasphaltteers und Ceroxid (CeO₂) poliert, um endbearbeitet zu werden, so dass durch eine Lupe kein Grau beobachtet wird, wodurch die Glastestprobe zu einer Linsenform verarbeitet wurde, welche ein Testziel in der Stufe zur Untersuchung eines Glasmaterials ist.
Außerdem wurden als Verfahrensflüssigkeit solche mit 5 verschiedenen pH-Werten hergestellt, nämlich pH = 3,2; 6,3; 6,9; 9,4; 11,8. Es wird betont, dass die Verfahrensflüssigkeit mit pH 3,2 hergestellt wurde, indem Salpetersäure (HNO₃) mit einer Konzentration von 6,3% mit reinem Wasser verdünnt wurde, um dadurch den pH einzustellen. Reines Wasser wurde als die Verfahrensflüssigkeit mit pH = 6,3 verwendet. Die Verfahrensflüssigkeit mit pH = 6,9; 9,4; 11,8 wurde hergestellt, indem Natriumhydroxid (NaOH), das eine Konzentration von 0,4% hatte, mit reinem Wasser verdünnt wurde, um dadurch den pH einzustellen. Es wird betont, dass, wenn die Flüssigkeit mit pH = 7 oder etwa 7 mit einem pH-Meter gemessen wurde, es schwierig war, eine Messung infolge der Schwankung der gemessenen Werte durchzuführen. Daher wurde der pH unter Verwendung von pH-Lackmuspapier gemessen, bei der der Fluktuationsbereich der gemessenen Werte eng ist.
Als Apparatur zur Durchführung dieses Tests wurde die folgende Apparatur verwendet. Zuerst wurde ein Wasserbad vorbereitet. Dann wurden zwei Kunststoffbehälter, die in dem Wasserbad angeordnet wurden, vorbereitet. Ein eine Glasmaterialprobe einschließender Kunststoffbehälter wurde in jedem Kunststoffbehälter angeordnet, um die Glastestprobe hineinzugeben. In dem die Glasmaterialprobe einschließenden Behälter ist eine Halterung zum Halten der Glastestprobe angeordnet.
Dann werden zwei Proben des Glasmaterials zur Untersuchung, die Testgegenstand sind, in jeden Glasmaterialprobe einschließenden Behälter gegeben. Die Verfahrensflüssigkeit (500 ml) mit zwei Testproben des Glasmaterials darin eingetaucht, wurde in einem der Behälter, die die Glasmaterialprobe einschließen, eingeschlossen. Dann wurde dieselbe Menge an wässrigem RO in dem anderen Behälter, der eine Glasmaterialprobe enthält, anstelle der Verfahrensflüssigkeit eingeschlossen. Außerdem wurde die Glastestprobe, die in wässriges RO eingetaucht war, zur Messung des Trübungswertes der Glastestprobe, die in die Verfahrensflüssigkeit eingetaucht war, verwendet, wobei diese dann zur Sensitivitätskorrektur zur Zeit der Messung des Trübungswertes durch ein Trübungsmessgerät verwendet wurde.
Danach wurde wässriges RO (800 ml) in jeden Kunststoffbehälter gegeben, und zwar in einem Zustand des Einsetzens jedes eine Glasprobe einschließenden Behälters. Auf diese Weise wird das Wasserniveau in dem Kunststoffbehälter höher eingestellt als das Wasserniveau der Verfahrensflüssigkeit oder des wässrigen RO in dem eine Glasprobe einschließenden Behälter.
Dann wurden zwei Kunststoffbehälter in dem Wasserbad angeordnet, wobei das Wasserbad mit destilliertem Wasser gefüllt war und die Temperatur auf etwa 50°C eingestellt war. Zu dieser Zeit wurde das Wasserniveau in dem Wasserbad so eingestellt, dass es höher war als das Wasserniveau des wässrigen RO in dem Kunststoffbehälter. Die Zeit, die zum Eintauchen in die Verfahrensflüssigkeit und das wässrige RO erforderlich war, wurde auf 15 Stunden eingestellt. Nach Eintauchen in die Verfahrensflüssigkeit wurden der Trübungswert, der Gewichtsänderungswert und der Oberflächendegradationszustand der Glastestprobe gemessen.
Danach wurde eine derartige Messung in jeder hergestellten Verfahrensflüssigkeit (5 verschiedene pH-Werte) durchgeführt.
Wie oben beschrieben wurde, wurde die Korrelation zwischen der pH-Änderung und den Indexwerten der chemischen Beständigkeit (Trübungswerte, Gewichtsänderungswerte und Oberflächendegradationszustand) in Beispiel 1 erfasst. Resultate davon sind in Beispiel 1 von 1 und Tabelle 1 gezeigt, wie es unten beschrieben ist.
Es wird betont, dass Tabelle 1 eine Tabelle ist, die die Korrelation zwischen den pH-Werten der Verfahrensflüssigkeit und dem Oberflächendegradationszustand angibt. (Tabelle 1)

pH Oberflächendegradationszustand

3,2 keine Änderung

6,3 keine Änderung

6,9 keine Änderung

9,4 keine Änderung

11,8 feiner Fehler an der Oberfläche
Außerdem zeigt 2A ein erweitertes Resultat von Beispiel 1.
(Stufe der Evaluierung von Glasmaterial)
Der pH der Verfahrensflüssigkeit, die zum Verarbeiten jedes Typs des Glasmaterials verwendet wurde, wurde auf der Basis der Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die im Schritt der Untersuchung eines Glasmaterials untersucht wurden, derart gewählt, dass ein entsprechender Indexwert der chemischen Beständigkeit in einen zulässigen Bereich gebracht wurde. In diesem Beispiel wurde der Wert in einem Bereich des Trübungswertes von 1% oder weniger und in einem Bereich des Gewichtsänderungswertes von 0,01 g oder weniger als der zulässige Wert eingestellt. Darüber hinaus wurde beim Oberflächendegradationszustand, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, der Zustand, der die Bildung des feinen Fehlers auf der Oberfläche nicht zulässt, in einem Bereich des zulässigen Wertes eingestellt. So wurde der pH-Bereich der Reinigungsflüssigkeit, die zur Herstellung des Produktes verwendet wurde, auf 3,2 oder mehr und 9,4 oder weniger eingestellt.
(Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials)
Nachdem der pH-Bereich der Polierflüssigkeit und der Reinigungsflüssigkeit durch die Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials festgelegt war, wurde die Glasprobe zur Produktverwendung, die dieselbe Art an Glasmaterial wie die Glastestprobe ist, durch die Reinigungsflüssigkeit, beider der pH im vorstehend genannten Bereich eingestellt war, gereinigt. Danach wurde diese Glasprobe zur Produktverwendung für einen Tag bei Raumtemperatur stehen gelassen.
(Evaluierung)
Wenn die Oberfläche der Glasprobe zur Produktverwendung betrachtet wurde, so war kein latenter Fehler an der Oberfläche der Glasprobe zur Produktverwendung erzeugt worden, und der Degradationszustand der Glasprobe zur Produktverwendung wurde nicht im Lauf der Zeit beobachtet. Es konnte nämlich eine Glasprobe zur Produktverwendung erhalten werden, die ausgezeichnete chemische Beständigkeit hat, die vergleichbar mit der Evaluierung der chemischen Beständigkeit durch die herkömmliche Technik ist.
<Beispiele 2 bis 18>
(Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials und Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials)
Entsprechend Beispiel 1 wurden die Stufe der Untersuchung eines Glasmaterials und die Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials an der Glastestprobe des Glastyps, der in jedem Beispiel ausgewählt wurde, durchgeführt. Danach wurden, wie in 1 gezeigt ist, Resultate einer Vielzahl von Typen des Glasmaterials, die in einer Glaskarte vorliegen, die durch Brechungsindex nd und Abbé-Zahl νd klassifiziert sind, tabellarisch auf der Glaskarte individuell für jeden Glastyp aufgelistet.
Es wird betont, dass die hier genannte Tabellisierung die Informationen zeigt, die bereitgestellt werden sollen, nämlich die Korrelation zwischen der Änderung von pH und der Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit, welche durch eine Figur (Graph) oder eine Tabelle oder beides angegeben sind. Außerdem bedeutet einzeln für jeden Typ des Glasmaterials”, dass die Resultate getrennt für jeden Glastyp einzeln gezeigt sind.
(Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials)
Entsprechend Beispiel 1 wurden der pH-Bereich der Polierflüssigkeit und der Reinigungsflüssigkeit durch die Stufe der Evaluierung eines Glasmaterials bestimmt und danach wurde eine Reinigung an der Glasprobe zur Produktverwendung, die derselbe Typ an Glasmaterial wie die Glastestprobe ist, durchgeführt. Danach wurde die Glasprobe zur Produktverwendung bei Raumtemperatur für 1 Tag stehen gelassen.
(Evaluierung)
Als die Oberfläche der Glasprobe zur Produktverwendung betrachtet wurde, war ähnlich wie in Beispiel 1 kein latenter Fehler an der Oberfläche der Glasprobe zur Produktverwendung erzeugt worden, und der Degradationszustand der Glasprobe zur Produktverwendung wurde nicht im Lauf der Zeit beobachtet. Denn es konnte eine Glasprobe zur Produktverwendung erhalten werden, die mit der Evaluierung der chemischen Beständigkeit durch die herkömmliche Technik vergleichbar ist.
Wenn darüber hinaus das Glasmaterial von Beispiel 16 (Glastyp: M-FCD1) verwendet wurde, konnte eine Glasprobe zur Produktverwendung, die hohe chemische Beständigkeit hat, die nicht schlechter als ein Glasmaterial mit hohem Grad ist, durch Einstellung des pH der Verfahrensflüssigkeit, die in der Stufe der Verarbeitung eines Glasmaterials eingesetzt wird, auf 6,3 oder mehr und 6,9 oder weniger erhalten werden, und zwar ungeachtet der Tatsache, dass das Glasmaterial von Beispiel 16 bezüglich des Grads der chemischen Beständigkeit gemäß der herkömmlichen Technik schlechter ist als das Glasmaterial von Beispiel 1 (Glastyp: FDS18).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

”Method for measuring chemical durability of optical glass (surface method)” von Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS07-1975 [0003]
”Technical information (chemical property)”, [online], HOYA GROUP optics division, [gesucht am 7. September 2011], Internet <URL:http://www.hoyaopticalworld.com/japanese/technical/003.html> [0003]
JIS R 6001 [0030]
JIS R 6111 [0030]
Method (surface method) for measuring chemical durability of optical glass 07-1975 by Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS [0037]
Method (surface method) for measuring chemical durability of optical glass 07-1975 by Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS [0037]
The Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS07 [0044]
JIS R 6001 [0074]
JIS R 6111 [0074]

Claims

Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials, um einen Test bezüglich der chemischen Beständigkeit eines Glasmaterials durchzuführen, umfassend: Untersuchen einer Korrelation zwischen einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentrationsindizes einer Verfahrensflüssigkeit, in die das Glasmaterial eingetaucht wird, und einer Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit eines vorgeschriebenen Typs des Glasmaterials.
Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß Anspruch 1, wobei Trübungswerte des Glasmaterials, nachdem es in die Verfahrensflüssigkeit für eine vorbestimmte Zeit eingetaucht wurde, als die Indexwerte der chemischen Beständigkeit verwendet werden.
Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei Gewichtsänderungswerte des Glasmaterials, bevor/nachdem es für eine vorbeschriebene Zeit in die Verfahrensflüssigkeit eingetaucht wurde, als die Indexwerte der chemischen Beständigkeit verwendet werden.
Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials, bei dem basierend auf einer Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die durch das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß Anspruch 1 oder 2 untersucht werden, ein Wasserstoffionenkonzentrationsindex der Verfahrensflüssigkeit, die zur Verarbeitung jedes Typs der Glasmaterialien verwendet wird, so ausgewählt wird, dass entsprechende Indexwerte der chemischen Beständigkeit in einem zulässigen Bereich eingestellt werden.
Verfahren zur Evaluierung eines Glasmaterials, wobei basierend auf der Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die durch das Verfahren zur Untersuchung eines Glasmaterials gemäß Anspruch 3 untersucht werden, ein Wasserstoffionenkonzentrationsindex der Verfahrensflüssigkeit, die zur Verarbeitung jedes Typs des Glasmaterials verwendet wird, so ausgewählt wird, dass entsprechende Indexwerte der chemischen Beständigkeit in einem zulässigen Bereich eingestellt werden.
Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes, umfassend: Untersuchen eines Glasmaterials für jeden Typ, um eine Korrelation zwischen einer Änderung der Wasserstoffionenkonzentrationsindizes einer Verfahrensflüssigkeit, in die ein Glasmaterial eingetaucht wird, und einer Änderung der Indexwerte der chemischen Beständigkeit eines vorgeschriebenen Typs des Glasmaterials zu untersuchen; Evaluieren des Glasmaterials durch Auswählen eines Wasserstoffionenkonzentrationsindex der Verfahrensflüssigkeit, die zur Verarbeitung des Glasmaterials zu verwenden ist, derart, dass ein entsprechender Indexwert der chemischen Beständigkeit in einem zulässigen Bereich eingestellt wird, basierend auf einer Korrelation für jeden Typ der Glasmaterialien, die in der Stufe der Untersuchung des Glasmaterials untersucht wurden, und Verarbeiten des Glasmaterials unter Verwendung der Verfahrensflüssigkeit, die den Wasserstoffionenkonzentrationsindex hat, der im Schritt des Evaluierens des Glasmaterials ausgewählt wurde, um dadurch ein optisches Element herzustellen.