JP2000264673A - モールドレンズ用ガラス - Google Patents
モールドレンズ用ガラスInfo
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
- C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
- C03C3/155—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths containing zirconium, titanium, tantalum or niobium
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、屈折率が高く、ガラス転移温度が
低く、モールドレンズ用に適したガラス材料を提供する
ものである。 【解決手段】 Ｂ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ
2）−ＲＯ（Ｒ：２価金属）からなるモールドレンズ用
ガラス１において、Ｂ2Ｏ3を少なくすることによって、
屈折率を高く、ガラス転移温度を低くできた。また、Ｒ
Ｏ成分としてＺｎＯ−ＢａＯ−ＣａＯの３成分系を用い
ることによって液相温度は低下し、ガラスを安定化する
ことができる。
低く、モールドレンズ用に適したガラス材料を提供する
ものである。 【解決手段】 Ｂ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ
2）−ＲＯ（Ｒ：２価金属）からなるモールドレンズ用
ガラス１において、Ｂ2Ｏ3を少なくすることによって、
屈折率を高く、ガラス転移温度を低くできた。また、Ｒ
Ｏ成分としてＺｎＯ−ＢａＯ−ＣａＯの３成分系を用い
ることによって液相温度は低下し、ガラスを安定化する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種光デバイスに用
いられるモールドレンズ用ガラス材料に関するものであ
る。
いられるモールドレンズ用ガラス材料に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】１９８３年ころからレンズを研磨によら
ないで熱間プレスによって、研磨面と同じ表面形状、表
面粗さの精度を有するモールドレンズの成形技術が開発
された。このモールドレンズをつくるための要素技術の
一つとしてガラス転移温度の低いガラス組成がある。
ないで熱間プレスによって、研磨面と同じ表面形状、表
面粗さの精度を有するモールドレンズの成形技術が開発
された。このモールドレンズをつくるための要素技術の
一つとしてガラス転移温度の低いガラス組成がある。
【０００３】モールドレンズは、精密に研削、研磨され
た金型を用いて、ガラス屈伏点より１０〜２０℃高温で
長時間（約２０秒）プレスすることによって得られる。
この時、金型とガラスの温度は同一でなければならな
い。同一温度にすることによってガラスの変形（ヒケ）
を生ずることなく、金型形状をガラスに転写することが
できる（特願昭４６−１９００２号）。
た金型を用いて、ガラス屈伏点より１０〜２０℃高温で
長時間（約２０秒）プレスすることによって得られる。
この時、金型とガラスの温度は同一でなければならな
い。同一温度にすることによってガラスの変形（ヒケ）
を生ずることなく、金型形状をガラスに転写することが
できる（特願昭４６−１９００２号）。
【０００４】金型からプレスしたレンズを離型するため
に、金型表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）
やＴｉＣＮ等の薄膜がコートされるが、プレス温度がか
なり高いためにガラスと離型膜が反応して融着したり、
あるいは物理的に薄膜が劣化することがある。これを避
けるためには窒素雰囲気下でプレスを行うだけでなく、
できるだけ低温でプレスすることが望ましい。そのため
に屈伏点（Ｔs）あるいはガラス転移点（Ｔg）の低いガ
ラスが必要になる。
に、金型表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）
やＴｉＣＮ等の薄膜がコートされるが、プレス温度がか
なり高いためにガラスと離型膜が反応して融着したり、
あるいは物理的に薄膜が劣化することがある。これを避
けるためには窒素雰囲気下でプレスを行うだけでなく、
できるだけ低温でプレスすることが望ましい。そのため
に屈伏点（Ｔs）あるいはガラス転移点（Ｔg）の低いガ
ラスが必要になる。
【０００５】従来の光学ガラスは、屈折率、アッベ数及
び化学耐久性等の性質から組成が決定され、Ｔgを低く
することはなかった。
び化学耐久性等の性質から組成が決定され、Ｔgを低く
することはなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】モールドレンズ用のガ
ラスとしては、金型コート膜の寿命を長くしてコスト低
減を図るために、Ｔgの低いガラスが必要とされるが、
球面収差等のレンズの収差を少なくするためには屈折率
が高いことが望ましく、Ｔgが低く、屈折率（ｎd）の高
いモールドレンズ用ガラスを要求されている。
ラスとしては、金型コート膜の寿命を長くしてコスト低
減を図るために、Ｔgの低いガラスが必要とされるが、
球面収差等のレンズの収差を少なくするためには屈折率
が高いことが望ましく、Ｔgが低く、屈折率（ｎd）の高
いモールドレンズ用ガラスを要求されている。
【０００７】本発明は、Ｔgが低く、屈折率（ｎd）の高
いモールドレンズ用ガラスを提供することを目的とする
ものである。
いモールドレンズ用ガラスを提供することを目的とする
ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ＢａＯ，Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，
ＲＯとからなるものである。
に本発明は、ＢａＯ，Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，
ＲＯとからなるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、Ｂ2Ｏ3，
Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＲＯとからなるもの
で、環境に悪影響を与えず、高ｎd、低Ｔgにできるとい
う作用を有するものである。
Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＲＯとからなるもの
で、環境に悪影響を与えず、高ｎd、低Ｔgにできるとい
う作用を有するものである。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のＳ
ｉＯ2とＢ2Ｏ3との合計が２０〜３０ｗｔ％でかつ、Ｓ
ｉＯ2が０〜３ｗｔ％、Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5およびＺｒ
Ｏ2との合計が２０〜４０ｗｔ％、ＲＯが４０〜５０ｗ
ｔ％とからなるもので、低Ｔgでガラス化を容易にでき
るという作用を有するものである。
ｉＯ2とＢ2Ｏ3との合計が２０〜３０ｗｔ％でかつ、Ｓ
ｉＯ2が０〜３ｗｔ％、Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5およびＺｒ
Ｏ2との合計が２０〜４０ｗｔ％、ＲＯが４０〜５０ｗ
ｔ％とからなるもので、低Ｔgでガラス化を容易にでき
るという作用を有するものである。
【００１１】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載のＬａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5およびＺｒＯ2との合計を１０
０重量部とした場合に、Ｌａ2Ｏ3が４３〜５０重量部、
Ｎｂ2Ｏ5が４０〜４７重量部、ＺｒＯ2が６〜１３重量
部とからなるもので、ガラス化を容易にでき、また、高
ｎd化できるという作用を有するものである。
載のＬａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5およびＺｒＯ2との合計を１０
０重量部とした場合に、Ｌａ2Ｏ3が４３〜５０重量部、
Ｎｂ2Ｏ5が４０〜４７重量部、ＺｒＯ2が６〜１３重量
部とからなるもので、ガラス化を容易にでき、また、高
ｎd化できるという作用を有するものである。
【００１２】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載のＲＯは、少なくともＺｎＯ，ＢａＯ，ＣａＯのいず
れか一種を含むもので、ガラスの液相温度を低下させ、
ガラス化を容易にできる作用を有するものである。
載のＲＯは、少なくともＺｎＯ，ＢａＯ，ＣａＯのいず
れか一種を含むもので、ガラスの液相温度を低下させ、
ガラス化を容易にできる作用を有するものである。
【００１３】また、請求項５記載の発明は、請求項４記
載のＲＯの合計を１００重量部とした場合に、ＺｎＯが
３０〜６０重量部、ＢａＯが２０〜５０重量部、ＣａＯ
が１０〜２０重量部とからなるものでガラス化を容易に
できる作用を有するものである。
載のＲＯの合計を１００重量部とした場合に、ＺｎＯが
３０〜６０重量部、ＢａＯが２０〜５０重量部、ＣａＯ
が１０〜２０重量部とからなるものでガラス化を容易に
できる作用を有するものである。
【００１４】以下、本発明の実施の形態におけるモール
ド用ガラスについて説明する。
ド用ガラスについて説明する。
【００１５】まず、特級試薬のＨ3ＢＯ3，ＳｉＯ2，Ｌ
ａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3，
ＺｎＯを用い、これらを種々の割合で混合して得られた
試料５０ｇを白金るつぼに投入し、電気炉中で１３５０
℃にて４０分間溶融する。
ａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2，ＢａＣＯ3，ＣａＣＯ3，
ＺｎＯを用い、これらを種々の割合で混合して得られた
試料５０ｇを白金るつぼに投入し、電気炉中で１３５０
℃にて４０分間溶融する。
【００１６】次に、あらかじめＴgに加熱された金型中
に流し出し、ガラス化するか否かを確認する。
に流し出し、ガラス化するか否かを確認する。
【００１７】次に、得られたガラスを徐冷炉中にてＴg
からＴg−４０℃までは１０℃／ｈ、それ以下では１０
０℃／ｈにて冷却し、熱歪みを除去する。
からＴg−４０℃までは１０℃／ｈ、それ以下では１０
０℃／ｈにて冷却し、熱歪みを除去する。
【００１８】次に、このガラスを１５mm×１５mm×５mm
の直方体形状に成形し、各面を鏡面研磨した後、屈折率
及びアッベ数測定を行う。更に、ガラスの一部を粉砕、
粉末状にした後、示差熱分析（ＤＴＡ分析）を行うこと
により、Ｔg，Ｔs，液相温度（ＴL）の測定を行う。
の直方体形状に成形し、各面を鏡面研磨した後、屈折率
及びアッベ数測定を行う。更に、ガラスの一部を粉砕、
粉末状にした後、示差熱分析（ＤＴＡ分析）を行うこと
により、Ｔg，Ｔs，液相温度（ＴL）の測定を行う。
【００１９】以上のように製造されたモールドレンズ用
ガラスのガラス化領域について、以下に図面を用いて説
明する。
ガラスのガラス化領域について、以下に図面を用いて説
明する。
【００２０】図１はＢ2Ｏ3２０ｗｔ％でＬａ2Ｏ3，Ｎｂ
2Ｏ5，ＺｒＯ2の比を変化させてモールドレンズ用ガラ
ス１を作製した場合のガラス化領域を説明する図であ
る。図１よりＬａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2の合計を１
００重量部として、Ｌａ2Ｏ3が４３〜５０重量部、Ｎｂ
2Ｏ5が４０〜４７重量部、ＺｒＯ2が６〜１３重量部の
場合にはガラス化するが、それ以外では結晶化すること
がわかる。
2Ｏ5，ＺｒＯ2の比を変化させてモールドレンズ用ガラ
ス１を作製した場合のガラス化領域を説明する図であ
る。図１よりＬａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2の合計を１
００重量部として、Ｌａ2Ｏ3が４３〜５０重量部、Ｎｂ
2Ｏ5が４０〜４７重量部、ＺｒＯ2が６〜１３重量部の
場合にはガラス化するが、それ以外では結晶化すること
がわかる。
【００２１】また、図２はＢ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2
Ｏ5，ＺｒＯ2）−ＺｒＯ系のモールドレンズ用ガラス１
のガラス化領域を説明する図で、Ｌａ2Ｏ3：Ｎｂ2Ｏ5：
ＺｒＯ2＝４６．８：４３．８：９．４の比としたもの
である。図２より、Ｂ2Ｏ3２０ｗｔ％がガラス化領域に
おけるＢ2Ｏ3の下限であることが分かる。各ガラス組成
のｎdを図３に、各ガラスのＴgを図４にそれぞれ示す
と、Ｂ2Ｏ3２５ｗｔ％以上では屈折率１．７５以上でＴ
g５５０℃以下のガラスを作製することが困難であり、
モールドレンズ用ガラスとしては好ましくない。
Ｏ5，ＺｒＯ2）−ＺｒＯ系のモールドレンズ用ガラス１
のガラス化領域を説明する図で、Ｌａ2Ｏ3：Ｎｂ2Ｏ5：
ＺｒＯ2＝４６．８：４３．８：９．４の比としたもの
である。図２より、Ｂ2Ｏ3２０ｗｔ％がガラス化領域に
おけるＢ2Ｏ3の下限であることが分かる。各ガラス組成
のｎdを図３に、各ガラスのＴgを図４にそれぞれ示す
と、Ｂ2Ｏ3２５ｗｔ％以上では屈折率１．７５以上でＴ
g５５０℃以下のガラスを作製することが困難であり、
モールドレンズ用ガラスとしては好ましくない。
【００２２】また、モールドレンズ用ガラスはガラス形
成酸化物（ここではＢ2Ｏ3）が減少すると結晶化傾向を
増す。モールドレンズ用ガラスを大量生産するためには
ガラスの安定性が重要であり、ガラスを安定化させるた
めにはＴLを下げ、またガラスの粘性を高めればよい。
そこで、ＲＯ成分（２価金属酸化物）の混合効果によ
り、液相温度を低下させると、Ｂ2Ｏ3を少量のＳｉＯ2
で置換することにより、粘性を高められる。
成酸化物（ここではＢ2Ｏ3）が減少すると結晶化傾向を
増す。モールドレンズ用ガラスを大量生産するためには
ガラスの安定性が重要であり、ガラスを安定化させるた
めにはＴLを下げ、またガラスの粘性を高めればよい。
そこで、ＲＯ成分（２価金属酸化物）の混合効果によ
り、液相温度を低下させると、Ｂ2Ｏ3を少量のＳｉＯ2
で置換することにより、粘性を高められる。
【００２３】その結果を（表１）の１〜４に示す。ここ
で、β値はガラスの安定性を示すパラメータであり、
「β＝（Ｔc−Ｔg）／（ＴL−Ｔc）」で表わされるもの
である。
で、β値はガラスの安定性を示すパラメータであり、
「β＝（Ｔc−Ｔg）／（ＴL−Ｔc）」で表わされるもの
である。
【００２４】
【表１】
【００２５】（表１）よりβ≧２．４であればガラスは
製造可能であるので、モールド用ガラスは、ＺｎＯ５０
ｗｔ％のうち２０ｗｔ％分をＢａＯで置換し、１０ｗｔ
％分をＣａＯで置換することによって極めて安定になる
ものである。
製造可能であるので、モールド用ガラスは、ＺｎＯ５０
ｗｔ％のうち２０ｗｔ％分をＢａＯで置換し、１０ｗｔ
％分をＣａＯで置換することによって極めて安定になる
ものである。
【００２６】
【発明の効果】本発明はＢ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ
2Ｏ5，ＺｒＯ2）−ＲＯ系においてＢ2Ｏ3を少なくし、
高原子価イオンとＲＯ成分を多成分化することによって
高ｎd、低Ｔgかつ安定なガラスを実現したもので、モー
ルドレンズ用の光学ガラスとして最適な組成を提供する
ものである。
2Ｏ5，ＺｒＯ2）−ＲＯ系においてＢ2Ｏ3を少なくし、
高原子価イオンとＲＯ成分を多成分化することによって
高ｎd、低Ｔgかつ安定なガラスを実現したもので、モー
ルドレンズ用の光学ガラスとして最適な組成を提供する
ものである。
【００２７】また、これらのモールドレンズ用ガラスを
プレス成形することにより、ガラスと金型コート膜との
反応を防ぎ、金型寿命が長くなり、モールドレンズのコ
スト低減につながるという効果も奏するものである。
プレス成形することにより、ガラスと金型コート膜との
反応を防ぎ、金型寿命が長くなり、モールドレンズのコ
スト低減につながるという効果も奏するものである。
【図１】本発明の実施の形態におけるＢ2Ｏ3−（Ｌａ2
Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2）系モールドレンズ用ガラスの
ガラス化領域を説明する図
Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2）系モールドレンズ用ガラスの
ガラス化領域を説明する図
【図２】同Ｂ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2）
−ＲＯ系モールドレンズ用ガラスのガラス化領域を説明
する図
−ＲＯ系モールドレンズ用ガラスのガラス化領域を説明
する図
【図３】同Ｂ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2）
−ＲＯ系モールドレンズ用ガラスのｎdの組成依存性を
説明する図
−ＲＯ系モールドレンズ用ガラスのｎdの組成依存性を
説明する図
【図４】Ｂ2Ｏ3−（Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，ＺｒＯ2）−
ＲＯ系モールドレンズ用ガラスのＴgの組成依存性を説
明する図
ＲＯ系モールドレンズ用ガラスのＴgの組成依存性を説
明する図
１ モールドレンズ用ガラス
フロントページの続き (72)発明者 平賀 将浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 東山 嘉紀 京都府京田辺市大住浜55−12 松下日東電 器株式会社内 (72)発明者 泉谷 徹郎 東京都日野市程久保685−58 Ｆターム(参考） 4G062 AA04 BB07 DA01 DA02 DA03 DA10 DB01 DC01 DC02 DC03 DC04 DD01 DE01 DE02 DE03 DE04 DE05 DF01 EA01 EA10 EB01 EC01 ED01 EE01 EE02 EE03 EE04 EE05 EF01 EG01 EG02 EG03 EG04 EG05 FA01 FA10 FB01 FC01 FC02 FC03 FC04 FC05 FD01 FE01 FF01 FG01 FG02 FG03 FG04 FG05 FH01 FJ01 FK01 FK02 FK03 FK04 FK05 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 NN32 NN34
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｂ2Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｚｒ
Ｏ2，ＲＯ（ただしＲは、２価金属）とからなるモール
ドレンズ用ガラス。 - 【請求項２】 ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3との合計が２０〜３０
ｗｔ％でかつ、ＳｉＯ2が０〜３ｗｔ％、Ｌａ2Ｏ3，Ｎ
ｂ2Ｏ5およびＺｒＯ2との合計が２０〜４０ｗｔ％、Ｒ
Ｏが４０〜５０ｗｔ％とからなる請求項１記載のモール
ドレンズ用ガラス。 - 【請求項３】 Ｌａ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5およびＺｒＯ2との
合計を１００重量部とした場合に、Ｌａ2Ｏ3が４３〜５
０重量部、Ｎｂ2Ｏ5が４０〜４７重量部、ＺｒＯ2が６
〜１３重量部からなる請求項２記載のモールドレンズ用
ガラス。 - 【請求項４】 ＲＯは、少なくともＺｎＯ，ＢａＯまた
はＣａＯのいずれか一種を含む請求項１記載のモールド
レンズ用ガラス。 - 【請求項５】 ＲＯの合計を１００重量部とした場合
に、ＺｎＯが３０〜６０重量部、ＢａＯが２０〜５０重
量部、ＣａＯが１０〜２０重量部からなる請求項４記載
のモールドレンズ用ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07334899A JP4277348B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | モールドレンズ用ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07334899A JP4277348B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | モールドレンズ用ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000264673A true JP2000264673A (ja) | 2000-09-26 |
| JP4277348B2 JP4277348B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=13515578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07334899A Expired - Fee Related JP4277348B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | モールドレンズ用ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4277348B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1346960A4 (en) * | 2000-12-28 | 2006-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | GLASS FOR SHAPED LENS |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP07334899A patent/JP4277348B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1346960A4 (en) * | 2000-12-28 | 2006-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | GLASS FOR SHAPED LENS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4277348B2 (ja) | 2009-06-10 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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