JP2003300751A

JP2003300751A - 光学ガラス

Info

Publication number: JP2003300751A
Application number: JP2002099809A
Authority: JP
Inventors: Susumu Uehara; 進上原
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2003-10-21
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP4059695B2

Abstract

(57)【要約】【課題】屈折率（ｎ_d）が１．８８以上、
アッベ数（ν_d）が２３以下の範囲の光学定数を有し、
ガラス転移点（Ｔｇ）が低い、精密モールドプレス成形
に適した光学ガラスを提供する。【解決手段】質量％で、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１０％、
Ｐ₂Ｏ₅ １０〜３０％、Ｂｉ₂Ｏ₃ ５〜２５％、ＴｉＯ
₂ ０．５〜１０％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ３０〜５０％、ＷＯ₃
０〜１０％、ＲＯ０〜１０％、ただし、ＲはＣａ、Ｂ
ａ、Ｚｎのうちの１種以上、Ｌｉ₂Ｏ０〜６％、Ｎａ₂
Ｏ５〜１５％、の範囲の各成分を含有し、転移点（Ｔ
ｇ）が４８０〜５８０℃の範囲にあることを特徴とする
光学ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率（ｎ_d）が
１．８８以上及びアッベ数（ν_d）が２３以下の範囲の
光学定数を有する光学ガラスであって、精密モールドプ
レス成形に適した光学ガラスに関する。【０００２】【従来の技術】従来、高屈折率領域の光学ガラスは酸化
鉛を多量に含有する組成系が代表的であり、耐失透性が
高いために安定で、かつガラス転移点（Ｔｇ）が低いた
め、精密モールドプレス成形用として使用されてきた。
例えば、特開平１−３０８８４３号公報には酸化鉛を多
量に含有する精密モールドプレス用の光学ガラスが開示
されている。【０００３】しかしながら精密モールドプレス成形を実
施する場合の環境は金型の酸化防止のために還元性雰囲
気に保たれているため、ガラス成分に酸化鉛を含有して
いるとガラス表面から還元された鉛が析出し、金型表面
に付着してしまい、金型の精密面を維持できなくなると
いう問題点があった。また、酸化鉛は環境に対して有害
であり、フリー化が望まれてきた。【０００４】特開平８−１５７２３１号公報には酸化鉛
を含有せず、屈伏点の低い光学ガラスが開示されてい
る。しかし、ここに開示された光学ガラスの屈折率（ｎ
ｄ）は、１．７０〜１．７７（第１の態様）及び１．７
７〜１．８５（第２の態様）の範囲である。【０００５】特開２００１−５８８４５号公報には酸化
鉛を含有せず、屈折率（ｎｄ）が１．８３以上であり、
屈伏点が５５０℃以下の光学ガラスが開示されている。
しかし、屈折率（ｎ_d）が１．８８以上の高屈折率組成
では、ガラス化せず、乳白化し易い傾向があった。【０００６】【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の光
学ガラスに見られる諸欠点を改善し、屈折率（ｎ_d）が
１．８８以上、アッベ数（ν_d）が２３以下の範囲の光
学定数を有し、ガラス転移点（Ｔｇ）が低い、精密モー
ルドプレス成形に適した光学ガラスを提供することを目
的とする。【０００７】【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するために鋭意試験研究を重ねた結果、屈折率
（ｎ _d）が１．８８〜１．９３、アッベ数（ν_d）が１８
〜２３の範囲の光学定数を有し、ガラス転移点（Ｔｇ）
が４８０〜５８０℃の範囲にあり、かつ環境上好ましく
ない物質を含まず、精密モールドプレス性が極めて良好
であるという光学ガラスを見いだし、本発明に至ったも
のである。【０００８】すなわち、前記目的を達成すべく、請求項
１に記載の発明は、屈折率（ｎ_d）が１．８８以上及び
アッベ数（ν_d）が２３以下の範囲の光学定数を有する
光学ガラスであって、質量％で、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１０％Ｐ₂Ｏ₅ １０〜３０％Ｂｉ₂Ｏ₃ １０〜２５％ＴｉＯ₂ ０．５〜１０％Ｎｂ₂Ｏ₅ ３０〜５０％ＷＯ₃ ０〜１０％ＲＯ０〜１０％ただし、ＲはＣａ、Ｂａ、Ｚｎのうちの１種以上Ｌｉ₂Ｏ０〜６％Ｎａ₂Ｏ５〜１５％の範囲の各成分を含有し、転移点（Ｔｇ）が４８０〜５
８０℃の範囲にあることを特徴とする光学ガラスであ
る。【０００９】本発明の光学ガラスは、高屈折率、高分散
であると共に、４８０〜５８０℃の範囲の低い転移点
（Ｔｇ）を有する。本発明の光学ガラスは、より好まし
くは転移点（Ｔｇ）が５００〜５８０℃を有する。【００１０】本発明の光学ガラスを構成する各成分の組
成範囲を前記の通りに限定した理由を以下に述べる。各
成分は質量％にて表現する。【００１１】Ｂ₂Ｏ₃成分は耐失透性の向上および低Ｔｇ
化に有効な成分であるが、その量が１０％を超えると逆
に耐失透性が悪くなる。従って、０〜１０％の範囲に限
定される。より好ましくは０〜８％の範囲にあり、特に
好ましくは２〜６％の範囲にある。【００１２】Ｐ₂Ｏ₅成分はガラス形成酸化物として働く
必須成分であり、耐失透性の向上に有効な成分である
が、その量が１０％未満ではその効果が不十分であり、
３０％を超えると本発明の目的とする屈折率（ｎｄ）を
満足できなくなる。従って、１０〜３０％の範囲に限定
される。より好ましくは１０％以上２５％未満の範囲に
あり、特に好ましくは１２％以上２４％未満の範囲にあ
る。【００１３】Ｂｉ₂Ｏ₃成分はガラスの屈折率を高めつ
つ、低Ｔｇ化させるのに非常に重要な必須成分である。
しかし、その量が５％未満ではその効果が不十分であ
り、２５％を超えると耐失透性が悪くなる。従って、５
〜２５％の範囲に限定される。より好ましくは１０％を
越えて２４％以下の範囲にあり、特に好ましくは１２〜
２０％の範囲にある。【００１４】ＧｅＯ₂成分は、ガラスの屈折率を高める
ために添加しうるが、原料が非常に高価であるため、０
％以上６％未満が好ましく、０％以上４％未満がより好
ましく、０％以上２％未満が特に好ましい。【００１５】ＴｉＯ₂成分は屈折率（ｎｄ）を高めるた
めに非常に重要な必須成分であるが、その量が０．５％
未満では効果が小さく、１０％を超えると耐失透性が悪
くなる。従って、０．５〜１０％の範囲に限定される。
より好ましくは２〜１０％の範囲にあり、特に好ましく
は４〜８％の範囲にある。【００１６】Ｎｂ₂Ｏ₅成分は目的の屈折率を満足するた
めに非常に重要な必須成分であるが、その量が３０％未
満では効果が見られず、５０％を超えると耐失透性が悪
くなる。従って、３０〜５０％の範囲に限定される。よ
り好ましくは３２〜５０％の範囲にあり、特に好ましく
は３４〜４８％の範囲にある。【００１７】ＷＯ₃成分は屈折率（ｎｄ）を高め、耐失
透性を改善する効果があるが、その量が１０％を超える
と逆に耐失透性が悪くなる。従って、０〜１０％の範囲
に限定される。より好ましくは０〜１０％未満の範囲に
あり、特に好ましくは０〜８％の範囲にある。【００１８】ＲＯ成分（Ｒ＝Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ）は耐失
透性の向上、低Ｔｇ化に効果があるが、その量が１０％
を超えると逆に耐失透性や化学的耐久性が悪くなる。従
って、０〜１０％の範囲に限定される。より好ましくは
０〜１０％未満の範囲にあり、特に好ましくは０．５〜
８％の範囲にある。【００１９】Ｌｉ₂Ｏ成分はＴｇを大幅に下げるのに有
効な成分であるが、６％を超えると耐失透性が急激に低
下する。従って、０〜６％の範囲に限定される。より好
ましくは０％以上６％未満の範囲にあり、特に好ましく
は０．５〜４％の範囲にある。【００２０】Ｎａ₂Ｏ成分はＴｇを下げつつ、ガラスを
安定化させるのに有効な必須成分であるが、その量が５
％未満では効果が不十分であり、１５％を超えると逆に
耐失透性が悪くなる。従って、５〜１５％の範囲に限定
される。より好ましくは５％を越えて１５％未満の範囲
にあり、特に好ましくは７％を越えて１２％未満の範囲
にある。【００２１】Ｋ₂Ｏ成分もＮａ₂Ｏ成分と同様に、Ｔｇを
下げつつ、ガラスを安定化させるために添加しうるが、
その量は６％までで充分である。【００２２】Ｓｂ₂Ｏ₃成分はガラス熔融時の脱泡のため
に添加しうるが、その量は１％までで十分である。【００２３】モールドプレス用光学ガラスとして不適当
な成分であるＰｂＯ、Ｆ₂等を含有しないことが好まし
い。【００２４】【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
述べるが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。【００２５】表１〜３に、本発明の光学ガラスの実施例
（Ｎｏ．１〜１３）及び比較例（Ａ）の組成を示し、各
実施例、比較例で得られたガラスの屈折率（ｎ_d）、ア
ッベ数（ν_d）、転移点（Ｔｇ）、及び屈伏点（Ａｔ）
を示した。【００２６】実施例Ｎｏ．１〜１３、及び比較例Ａは、
いずれも酸化物、リン酸塩、炭酸塩及び硝酸塩などの通
常の光学ガラス原料を表に示した各組成比になるように
所定の割合で秤量混合した後、白金坩堝などに投入し、
１１００〜１３００℃の温度で２〜５時間熔融し、撹拌
均質化した後、適当な温度に下げて金型等に鋳込み徐冷
した。実施例Ｎｏ．１〜１３については、無色透明なガ
ラスが得られたが、比較例Ａの組成では、ガラス化せず
乳白化し、不透明なセラミックス状のものとなった。【００２７】【表１】【００２８】【表２】【００２９】【表３】【００３０】転移点（Ｔｇ）及び屈伏点（Ａｔ）は、長
さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を毎分４℃の一定速度で
昇温加熱しつつ、試料の伸びと温度を測定して得られた
熱膨張曲線から求めた。【００３１】表１〜３に見られる通り、本発明の実施例
のガラスはいずれも屈折率（ｎ_d）が１．８８〜１．９
３及びアッベ数（ν_d）が１８〜２３の範囲内にあり、
転移点（Ｔｇ）が４８０〜５８０℃、屈伏点（Ａｔ）が
５３０〜６００℃の範囲内にあり、精密モールドプレス
成形用に好適であり、かつ耐失透性が良好であるため、
滴下法による精密モールドプレス成形用プリフォーム製
造にも好適である。【００３２】一方、比較例のガラス組成は、耐失透性に
難があるため、光学ガラス用途には適していない。【００３３】【発明の効果】以上述べた通り、本発明の光学ガラス
は、屈折率（ｎ_d）が１．８８以上及びアッベ数（ν_d）
が２３以下の範囲の光学定数を有する光学ガラスであっ
て、転移点（Ｔｇ）が４８０〜５８０℃の範囲内にあ
り、精密モールドプレス成形用に好適である。【００３４】また、本発明の光学ガラスは、近年急速に
需要が増大している光通信用レンズに好適である。光通
信用レンズは半導体レーザなどの発光体から放出される
レーザ光を光ファイバーに高効率で結合させるなどの働
きをするガラスレンズで、光通信用部材には欠かせない
微小光学部品である。このレンズにはボールレンズや非
球面レンズなどが用いられるが、その特性として高屈折
率であることが求められる。特に、本発明の光学ガラス
は、非球面レンズとして使用する場合の精密モールドプ
レス成形に適している。

フロントページの続きＦターム(参考） 4G062 AA04 BB09 DA01 DB01 DC01 DC02 DC03 DD04 DE01 DE02 DE03 DF01 EA01 EA02 EA03 EB03 EB04 EC01 ED01 EE01 EE02 EE03 EF01 EG01 EG02 EG03 FA01 FB02 FB03 FC01 FD01 FD02 FD03 FE01 FF01 FG05 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA03 GA04 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ04 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 NN01 NN02 NN32

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】屈折率（ｎ_d）が１．８８以上及びアッ
ベ数（ν_d）が２３以下の範囲の光学定数を有する光学
ガラスであって、質量％で、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜１０％Ｐ₂Ｏ₅ １０〜３０％Ｂｉ₂Ｏ₃ ５〜２５％ＴｉＯ₂ ０．５〜１０％Ｎｂ₂Ｏ₅ ３０〜５０％ＷＯ₃ ０〜１０％ＲＯ０〜１０％ただし、ＲはＣａ、Ｂａ、Ｚｎのうちの１種以上Ｌｉ₂Ｏ０〜６％Ｎａ₂Ｏ５〜１５％の範囲の各成分を含有し、転移点（Ｔｇ）が４８０〜５
８０℃の範囲にあることを特徴とする光学ガラス。