JP2000072474A - プレス成形レンズ用光学ガラス - Google Patents

プレス成形レンズ用光学ガラス

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    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 屈折率(nd)1.56〜1.62、アッベ
数(νd)56.0〜64.0の範囲の光学恒数の範囲
の光学恒数を有し、プレス成形レンズに適した440℃
以下の屈状温度(Ts)を維持しつつ、870℃以下の
液相温度(L.T.)を有し、比較的低い温度でプリフ
ォームの熱間成形を行える光学ガラスを提供する。 【解決手段】 重量%で、P25 が48〜58%、A
23 が1〜 3%、Li2Oが1〜4%、La23
が0〜4%、MgOが0〜5%、CaOが0〜10%、
SrOが0〜10%、BaOが2〜15%(ただし、M
gO+CaO+SrO+BaOの合量は8〜20%)、
ZnOが18〜32%、Gd23 が1〜5%、ZrO2
が0〜1%、Nb25 が0〜2%である光学ガラス組
成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は比較的低温でプリフォー
ムの熱間成形が可能で、かつプレス成形レンズに適した
光学ガラスに関する。
【0002】
【従来の技術】精密光学部品として、例えばレンズをプ
レス成形により製造する方式は近年広く使用されてい
る。プレス成形は、それぞれ相対向する面が転写面とな
った下型及び上型を胴型内に設けるようにした成形型を
用い、この成形型の下型と上型との間にガラス素材を配
置した状態で加熱炉内に搬入して、この加熱炉内でガラ
ス素材をプレス成形が可能な屈伏温度にまで加熱した上
で、上下の型に加圧力を作用させてプレス成形すること
により、ガラス素材に下型及び上型の転写面形状を転写
するものである。プレス成形に用いられるガラス素材と
しては、レンズ形状にできるだけ近似した形状のプリフ
ォームが用いられる。このプリフォームは熱間成形によ
り形成され、ガラスを溶融状態にまで加熱してその溶融
ガラスを所定量だけ型に受けることにより生成される。
【0003】以上のことから、プレス成形に用いられる
ガラスの特性としては、まずプレス成形が可能な温度、
つまり屈伏温度ができるだけ低いものを用いるのが望ま
しい。また、プリフォームを熱間成形するに当っては、
ガラスの粘度が高い方が精度良く成形できることにな
る。従って、プレス成形に適したガラスとしては、屈伏
温度(Ts)及び液相温度(L.T.)ができるだけ低
いものが望まれる。
【0004】ここで、屈折率(nd)が1.52〜1.
62、アッベ数(νd)が59.0〜64.0の範囲の
光学恒数を持つプレス成形レンズ用ガラスとして、P2
5−ZnO−Li2O系ガラス(特許2616980号
公報)が知られている。この公知のガラスは屈伏温度が
500℃以下というように低いことから、プレス成形レ
ンズ用のプリフォームとしては優れた特性を有してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した公
知のガラスの組成には、屈伏温度を下げるためにZnO
を多量に含んでいる関係から、液相温度の上昇を招き、
プリフォームの熱間成形時の精度が劣るという欠点があ
る。また、光ファイバー用のガラスとして、P25−Z
nO−Li2O系ガラスを用いることが、特公平4−3
2015号公報に示されている。このガラスの組成とし
ては、希土類酸化物を用いることにより屈折率を高く
し、かつ転移点温度を下げるようにしている。ただし、
希土類酸化物としてLa23 を用いていることから、
レンズとして十分に耐失透性の良いガラスは得られてい
ない。
【0006】従って、本発明の目的は、 屈折率(n
d)が1.56〜1.62で、アッベ数(νd)が5
6.0〜64.0の範囲の光学恒数を有し、しかもプレ
ス成形レンズに適した低い屈伏温度を維持しつつ、 比
較的低温でプリフォームの熱間成形が可能な光学ガラス
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は以上のよう
な従来技術の欠点を解消すべく鋭意研究を行った結果、
希土類酸化物としてLa23 の代わりにGd23 を加
えたP25−ZnO−Li2O−Gd23 系が、低い屈
伏温度を維持しつつ液相温度を著しく下げることを知見
したことによって発明を完成するに至った。
【0008】而して、本発明によるガラスの組成を重量
%で表すと、 P25 48〜58% Al23 1〜 3% Li2O 1〜 4% Na2O 0〜 4% MgO 0〜 5% CaO 0〜10% SrO 0〜10% BaO 2〜15% ただし、MgO+CaO+SrO+BaOの合量 8〜20% ZnO 18〜32% Gd23 1〜 5% ZrO2 0〜 1% Nb25 0〜 2% である。
【0009】本発明の光学ガラスの組成における各成分
範囲を以上のように検定した理由は次の通りである。
【0010】まず、P25 はガラスの骨格を構成する
主成分であるが、 本願の目的とする光学恒数、つまり
屈折率(nd)1.56〜1.62、アッベ数(νd)
56.0〜64.0の範囲の光学恒数を得るために、こ
のP25 の含量は48% 〜58%に限定される。
【0011】Al23 は1%以上添加することにより
液相温度を下げ、耐候性を向上させる。しかし3%を超
えると逆に液相温度を上昇させる。
【0012】Li2Oは屈伏温度の低温度化に必要な成
分で1%以上必要である。ただし、添加量が4%を超え
ると液相温度の上昇を招くことになる。
【0013】Na2Oを少量添加すると、屈伏温度と液
相温度を改善する上で有効である。ただし、4%を超え
ると液相温度が逆に上昇するとともに耐候性が悪化す
る。
【0014】BaOはアッベ数を高く保持し液相温度の
低いガラスを得るのに必須であり、少なくとも2%以上
必要だが、添加量が15%を超えると屈伏温度が上昇す
るので望ましくはない。
【0015】MgO,CaO,SrOは液相温度の改善
と光学恒数の調整を行う上で有効である。ただし、それ
らが各々5%,10%,15%を超えると液相温度が上
がってしまう。また、所望の屈伏温度と液相温度を得る
ということから、MgO,CaO,SrO,BaOの合
量は8〜20%に限定される。
【0016】ZnOは屈伏温度が低くかつ屈折率が比較
的高いガラスを得るのに有効な成分であり18%以上必
要だが、32%を超えると液相温度が上昇するとともに
所望のアッベ数を得るのが困難になる。
【0017】Gd23は既に説明したように、液相温度
を下げるのに有効であり、かつ耐候性改善の効果もあ
り、1%以上必要である。ただし、Gd23 の添加量
が5%を超えると逆に液相温度が上昇する。
【0018】ZrO2 ,Nb25 は耐候性を改善する
効果が大きいので、必要に応じて微量添加される。ただ
し、ZrO2 が1%を超えると液相温度が上昇し、Nb
25が2%を超えると所望のアッベ数を維持できなくな
る。
【0019】
【実施例】次に本発明に係る実施組成例および前記従来
の光学ガラスの比較組成例を、屈折率(nd)、アッベ
数(νd)、屈状温度(Ts)、液相温度(L.T.)
の測定結果とともに表1,2に示す。表2の比較例N
o.7は表1の実施例No.1のGd23 をLa23
に置き換えた組成であり、比較例No.8は実施例N
o.5のGd23 をLa23 に置き換えた組成であ
る。
【0020】表記の光学ガラスは、P25 原料として
正燐酸またはメタ燐酸塩を用い、他の成分についてはメ
タ燐酸塩、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を用い、 これら
の原料を所定の割合に調合して白金製るつぼに投入し、
1000〜1200℃の電気炉にて溶融、 攪拌均質化
してから鉄製型に流し込み徐冷することにより得る。
【0021】表中の屈折率(nd)、アッベ数(νd)
は、速度−10K/hourにて徐冷した場合の結果で
ある。屈状温度(Ts)は熱膨張測定機を用いて5K/
minで昇温した場合の結果である。また、液相温度
(L.T.)は500〜1000℃の温度勾配のついた
失透試験装置に30分保持した後、倍率100倍の偏光
顕微鏡で結晶の有無を観察して得た結果である。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】 以上の表1,2に見られるとおり、Gd23 はLa2
3 と比較して液相温度を下げるのに有効であることがわ
かる。 その結果、 表1に見られるように、本発明の光
学ガラスはいずれも440℃以下の屈状温度(Ts)を
維持しつつ液相温度(L.T.)を870℃以下に下げ
ることが可能である。
【0024】
【発明の効果】本発明のP25−ZnO−Li2O−G
23 系光学ガラスは、屈折率(nd)1.56〜
1.62、アッベ数(νd)56.0〜64.0の範囲
の光学恒数の範囲の光学恒数を有し、しかもプレス成形
レンズに適した440℃以下の屈状温度(Ts)を維持
しつつ、870℃以下の液相温度(L.T.)を有して
いるため、比較的低い温度でプリフォームの熱間成形を
行うことができる等といった効果を奏する。
フロントページの続き Fターム(参考) 4G062 AA04 BB09 DA01 DB03 DC01 DD05 DD06 DE04 DE05 DF01 EA03 EB01 EB02 EB03 EC01 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FC02 FD01 FE01 FF01 FG01 FG02 FG03 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK04 KK05 KK07 KK10 MM02 NN02 NN03 NN32

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で P25 48〜58% Al23 1〜 3% Li2O 1〜 4% Na2O 0〜 4% MgO 0〜 5% CaO 0〜10% SrO 0〜10% BaO 2〜15% ただし、MgO+CaO+SrO+BaOの合量 8〜20% ZnO 18〜32% Gd23 1〜 5% ZrO2 0〜 1% Nb25 0〜 2% からなり、屈伏温度(Ts)が440℃以下、液相温度
    (L.T.)が870℃以下で、屈折率(nd)が1.
    56〜1.62、アッベ数(νd)が56.0〜64.
    0である光学ガラス。
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