JP2005104824A - Optical glass with low refractive index - Google Patents

Optical glass with low refractive index Download PDF

Info

Publication number
JP2005104824A
JP2005104824A JP2004237364A JP2004237364A JP2005104824A JP 2005104824 A JP2005104824 A JP 2005104824A JP 2004237364 A JP2004237364 A JP 2004237364A JP 2004237364 A JP2004237364 A JP 2004237364A JP 2005104824 A JP2005104824 A JP 2005104824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
component
optical
refractive index
sio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004237364A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4592353B2 (en
Inventor
Junko Ishioka
石岡順子
Masahiro Onozawa
小野沢雅浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ohara Inc
Original Assignee
Ohara Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ohara Inc filed Critical Ohara Inc
Priority to JP2004237364A priority Critical patent/JP4592353B2/en
Publication of JP2005104824A publication Critical patent/JP2005104824A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4592353B2 publication Critical patent/JP4592353B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an SiO<SB>2</SB>-R<SB>2</SB>O-RO-based optical glass used for various optical members such as an interchangeable lens and the like having such optical constants as a refractive index (nd) of 1.49-1.54 and an Abbe's number (νd) of 55-65. <P>SOLUTION: The optical glass comprises by mass% >65-75% SiO<SB>2</SB>, 15-25% R<SB>2</SB>O (wherein, R is Li, Na, K and Cs; but Li<SB>2</SB>O is 0.1-5.0%; Na<SB>2</SB>O is 1.0-10.0%; K<SB>2</SB>O is 5.0-20.0%; Cs<SB>2</SB>O is 0-5.0%), 0.5-10% R'O (wherein, R' is Mg, Ca, Sr and Ba; but MgO, CaO, SrO and BaO are 0-10% respectively), furthermore, 0-6.0% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0-<1.0% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 0-<3.0% ZnO, 0-<2.0% TiO<SB>2</SB>, 0-2.0% ZrO<SB>2</SB>, 0-3.0% WO<SB>3</SB>, 0-2.0% Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and 0-2% F in fluorides by which a part or all of one or more kinds of above oxides are displaced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、屈折率(nd)1.49〜1.54、アッベ数(νd)が55〜65の範囲の光学恒数を有する交換レンズ等の各種光学部材に使用されるSiO-RO-RO系の光学ガラスに関する。より限定すれば、イオン交換(屈折率分布形成や化学強化を目的とする)やガラス母材の表面変質処理(但し、反射防止膜等の機能性膜によるガラスコーティング処理は除く)などは行わずに光学部材へ使用する光学ガラスに関する。 The present invention relates to SiO 2 —R 2 used for various optical members such as an interchangeable lens having a refractive index (nd) of 1.49 to 1.54 and an Abbe number (νd) of 55 to 65. The present invention relates to an O-RO optical glass. More specifically, ion exchange (for the purpose of refractive index distribution formation and chemical strengthening) and glass surface modification (except for glass coating treatment with a functional film such as an antireflection film) are not performed. The present invention relates to an optical glass used for an optical member.

近年、地球環境保全の観点から、環境汚染物を製品から排除する傾向が高まっている。光学ガラス分野においては、古くはPbOやAsなどの環境負荷の高い成分を使用して製造されていたが、徐々にそれら環境汚染成分を含有しない光学ガラスに置き換えられてきている。しかしながら、一部の光学ガラスでは、未だ環境汚染成分を含むものが存在し、さらなる環境負荷低減が望まれている。 In recent years, from the viewpoint of global environmental conservation, there is an increasing tendency to exclude environmental pollutants from products. In the optical glass field, it was manufactured using components with high environmental loads such as PbO and As 2 O 3 in the old days, but it has been gradually replaced with optical glasses that do not contain these environmental pollutants. However, some optical glasses still contain an environmental pollutant component, and further environmental load reduction is desired.

屈折率(nd)が1.49〜1.54、アッベ数(νd)が55〜65の範囲の光学定数を有するSiO-RO-RO系の光学ガラスとしては、特開平3-183638や特開平4-224132のような主にステンレス封止用途を目的とする光学ガラスや、特開平8-34633のようなソラリゼーションのない光学ガラス、特開平10-167753の無鉛クラウンガラスなどが知られている。 As an SiO 2 —R 2 O—RO optical glass having an optical constant in the range of refractive index (nd) of 1.49 to 1.54 and Abbe number (νd) of 55 to 65, JP-A-3-183638 is disclosed. And optical glass mainly for the purpose of sealing stainless steel such as JP-A-4-224132, optical glass without solarization such as JP-A-8-34633, and lead-free crown glass disclosed in JP-A-10-167753. ing.

特開平3-183638や特開平4-224132に開示されているような、Alを比較的多く含有するガラスは、化学的耐久性には優れるが脱泡性が悪く、高温でのガラス溶解が必要であり、エネルギー使用量の増大及び生産効率の悪化が懸念され、望ましくないものである。また、化学的耐久性を追い求めすぎると、研磨などの加工性の悪化を招き、製造コストが増大する懸念もある。 Glasses containing a relatively large amount of Al 2 O 3 as disclosed in JP-A-3-183638 and JP-A-4-224132 are excellent in chemical durability but poor in defoaming properties, and are glass at high temperatures. Dissolution is necessary, which is undesirable due to concerns about an increase in energy consumption and deterioration in production efficiency. Further, if the chemical durability is excessively pursued, there is a concern that the workability such as polishing is deteriorated and the manufacturing cost is increased.

また、特開平8-34633には、ソラリゼーション防止のため、SnO及びSnO成分を必須含有とした光学ガラスが開示されているが、SnO及びSnO成分はガラス熔解時に溶解装置の白金部材と合金化してガラス漏れを招くなど、溶解設備に多大な悪影響を及ぼすことがしばしば問題となる。 In addition, JP-A-8-34633 discloses an optical glass containing SnO and SnO 2 components as essential components for preventing solarization. However, SnO and SnO 2 components are used as a platinum member and an alloy of a melting apparatus during glass melting. It often becomes a problem to have a great adverse effect on the melting equipment, such as causing glass leakage.

特開平10-167753の無鉛クラウンガラスでは、PbOやAs成分を含有していないが、ZnO成分が必須含有である。ZnO成分はガラス研削・研磨工程で生じる水分を含む研削/研磨屑(スラッジ)を経て水中へ(Znイオンとして)溶出するので、適切な処理なく排水すると水質汚濁を招くため、廃水処理に注意を要する。環境保全及び製造コストの低減という観点から、極力、環境汚染物質を含有しない光学ガラスが必要とされる。 The lead-free crown glass disclosed in JP-A-10-167753 does not contain PbO or As 2 O 3 components, but contains a ZnO component. The ZnO component elutes into the water (as Zn ions) through grinding / polishing waste (sludge) containing moisture generated in the glass grinding / polishing process, so draining without proper treatment will cause water pollution, so be careful with wastewater treatment. Cost. From the viewpoint of environmental protection and reduction of manufacturing costs, optical glass containing as little environmental pollutants as possible is required.

さらに特開平9−255253には、PbOやAs成分を含有していない無鉛クラウンフリントガラスが記載されているが、TiOやNbを高含有とさせるため、所望のνdを実現しにくい。 Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 9-255253 describes lead-free crown flint glass that does not contain PbO or As 2 O 3 components. However, in order to increase the content of TiO 2 and Nb 2 O 5 , a desired νd is set. It is difficult to realize.

特開昭48−85613には、PbOやAs成分を含有していないメガネ用ガラスが記載されているが、これは化学強化が必須であり、Alを比較的多く含有するガラスは、化学的耐久性には優れるが高温でのガラス溶解が必要であり、エネルギー使用量の増大及び生産効率の悪化が懸念され、望ましくないものである。また、化学的耐久性を追い求めすぎると、研磨などの加工性の悪化を招き、製造コストが増大する懸念もある。 JP-A-48-85613 describes a glass for glasses which does not contain PbO and As 2 O 3 components, but this requires chemical strengthening and contains a relatively large amount of Al 2 O 3. Glass is excellent in chemical durability but requires glass melting at a high temperature, which is undesirable because of an increase in energy consumption and deterioration in production efficiency. Further, if the chemical durability is excessively pursued, there is a concern that the workability such as polishing is deteriorated and the manufacturing cost is increased.

また、リヒートプレスのような熱間加工においては、より低温加熱で所望の形状にプレスすることが、エネルギー使用量の節約につながるため、ガラスの軟化温度が低いほど環境負荷が低減できる。一般的に、SiOを多量に含むガラスは軟化温度が高いため、高温でのリヒートプレスを余儀なくされる。
特開平3−183638号公報 特開平4−224132号公報 特開平8−34633号公報 特開平10−167753号公報 特開平9−255253号公報 特開昭48−85613号公報
Further, in hot working such as reheat press, pressing to a desired shape by lower temperature heating leads to saving of energy usage, so that the environmental load can be reduced as the glass softening temperature is lower. In general, a glass containing a large amount of SiO 2 has a high softening temperature, and thus must be reheat-pressed at a high temperature.
JP-A-3-183638 JP-A-4-224132 JP-A-8-34633 Japanese Patent Laid-Open No. 10-167753 JP-A-9-255253 JP-A-48-85613

本発明の目的は、屈折率(nd)が1.49〜1.54、アッベ数(νd)が55〜65の範囲の光学定数を有するSiO-RO-RO系の光学ガラスを、環境負荷を少なく、かつ、安価な製造コストで提供することにある。 An object of the present invention is to provide an SiO 2 —R 2 O—RO based optical glass having an optical constant in the range of refractive index (nd) of 1.49 to 1.54 and Abbe number (νd) of 55 to 65, The purpose is to provide an environmental load with low manufacturing costs.

本発明者は、上記目標を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、特定の組成を有するSiO-RO-RO系光学ガラスにおいて、PbOやAsのような環境汚染物質を使用することなく所望の光学恒数を実現し、かつ、ガラス原料及びガラス溶解工程及び加工工程を通して、安価な製造コストで所望の光学ガラスを供給できることを見出し、本発明をなすに至った。 The present inventor has conducted extensive studies to achieve the above-mentioned goal, and as a result, in the SiO 2 —R 2 O—RO optical glass having a specific composition, an environmental pollutant such as PbO or As 2 O 3. The present inventors have found that a desired optical constant can be realized without using a glass, and a desired optical glass can be supplied at a low production cost through a glass raw material, a glass melting step and a processing step.

本発明の第1の構成は、屈折率(nd)1.49〜1.54、アッベ数(νd)55〜65の範囲の光学恒数を有し、質量%で、
SiO >65 〜 75%
O(RはLi、Na、K及びCsから成る群より選択される1種以上)
15 〜 25%
として、LiO 0.1 〜 5.0%
NaO 1.0 〜 10.0%
O 5.0 〜 20.0%及び
CsO 0 〜 5.0%
並びにR’O(R’はMg、Ca、Sr及びBaから成る群より選択される1種以上)
0.5 〜 10%
として、MgO 0 〜 10%及び/又は
CaO 0 〜 10%及び/又は
SrO 0 〜 10%及び/又は
BaO 0 〜 10%
さらに、B 0 〜 6.0%
Al 0 〜 <1.0%及び/又は
ZnO 0 〜 <3.0%及び/又は
TiO 0 〜 <2.0%及び/又は
ZrO 0 〜 2.0%及び/又は
WO 0 〜 3.0%及び/又は
Sb 0 〜 2.0%並びに
一種又は二種以上の上記酸化物の一部又は全部を置換した弗化物のFの合計量0〜2%の各成分を含有するガラスである。
The first configuration of the present invention has an optical constant in the range of refractive index (nd) 1.49 to 1.54, Abbe number (νd) 55 to 65,
SiO 2 > 65 to 75%
R 2 O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs)
15-25%
As, Li 2 O 0.1 ~ 5.0%
Na 2 O 1.0 ~ 10.0%
K 2 O 5.0 ~ 20.0%, and Cs 2 O 0 ~ 5.0%
And R′O (R ′ is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba)
0.5 to 10%
MgO 0 to 10% and / or CaO 0 to 10% and / or SrO 0 to 10% and / or BaO 0 to 10%
Further, B 2 O 3 0 ~ 6.0 %
Al 2 O 3 0 to <1.0% and / or ZnO 0 to <3.0% and / or TiO 2 0 to <2.0% and / or ZrO 2 0 to 2.0% and / or WO 3 Each of 0 to 3.0% and / or Sb 2 O 3 0 to 2.0% and a total amount of 0 to 2% of F in the fluoride in which part or all of one or more of the above oxides are substituted Glass containing components.

本発明の第2の構成は、屈折率(nd)1.50〜1.53、アッベ数(νd)57〜62の範囲の光学恒数を有し、質量%で
SiO 67 〜 72%
0 〜 6.0%
Al 0 〜 <1.0%及び/又は
並びにRO(RはLi、Na、K及びCsから成る群より選択される1種以上)
20 〜 25%
として、LiO 0.1 〜 5.0%
NaO 1.0 〜 10.0%
O 10.0 〜 20.0%及び
CsO 0 〜 5.0%
R’O(R’はMg、Ca、Sr及びBaから成る群より選択される1種以上)
0.5 〜 5.0%
として、MgO 0 〜 5.0%及び/又は
CaO 0 〜 5.0%及び/又は
SrO 0 〜 5.0%及び/又は
BaO 0 〜 5.0%
さらに、B 0 〜 6.0%
Al 0 〜 <1.0%及び/又は
TiO 0 〜 <2.0%及び/又は
ZrO 0 〜 2.0%及び/又は
WO 0 〜 3.0%及び/又は
Sb 0 〜 2.0%
の各成分を含有するガラスである。
The second configuration of the present invention has an optical constant in the range of refractive index (nd) 1.50 to 1.53 and Abbe number (νd) 57 to 62, and is SiO 2 67 to 72% in mass%.
B 2 O 3 0 to 6.0%
Al 2 O 3 0 to <1.0% and / or R 2 O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs)
20-25%
Li 2 O 0.1-5.0%
Na 2 O 1.0 ~ 10.0%
K 2 O 10.0 ~ 20.0%, and Cs 2 O 0 ~ 5.0%
R′O (R ′ is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba)
0.5-5.0%
MgO 0 to 5.0% and / or CaO 0 to 5.0% and / or SrO 0 to 5.0% and / or BaO 0 to 5.0%
Further, B 2 O 3 0 ~ 6.0 %
Al 2 O 30 to <1.0% and / or TiO 2 0 to <2.0% and / or ZrO 2 0 to 2.0% and / or WO 3 0 to 3.0% and / or Sb 2 O 3 0 ~ 2.0%
It is the glass containing each component of.

本発明の第3の構成は、ZnO、PbO及びAsを含有しない前記構成1又は2に記載のガラスである。 A third configuration of the present invention, ZnO, a glass according to the configuration 1 or 2 containing no PbO and As 2 O 3.

以上述べたとおり、本発明によれば、屈折率(nd)が1.49〜1.54、アッベ数(νd)が55〜65の範囲の光学定数を有する光学ガラスを、環境負荷を少なく、かつ、安価な製造コストで生産できた。また、本発明のガラスは、ガラス転移点(Tg)の温度が低いため、比較的低温でのリヒートプレスが可能であるばかりでなく、プレス成形後に研削や研磨を必要としないでそのままレンズ等の光学素子として用いることができるガラスの精密プレス、いわゆるモールドプレス用のガラスとしても適している。   As described above, according to the present invention, an optical glass having an optical constant in the range of refractive index (nd) of 1.49 to 1.54 and Abbe number (νd) of 55 to 65 is reduced in environmental load, And it was able to produce at a low manufacturing cost. Further, since the glass of the present invention has a low glass transition point (Tg), it can be reheat-pressed at a relatively low temperature, and can be used as a lens or the like without requiring grinding or polishing after press molding. It is also suitable as a precision press for glass that can be used as an optical element, that is, glass for so-called mold press.

上記のとおり、各成分の組成範囲を限定した理由は次のとおりである。以下、各成分は質量%にて表記する。
SiOはガラス形成酸化物として欠くことができない成分であるが、65%以下では化学的耐久性が不十分であり、所望の光学恒数を得にくい。また、75%を超えるとガラスの溶融性が悪くなり、ガラス熔解のために多大なエネルギーを消費してしまう。従って、SiOの含有率は、好ましくは65%より大きく、より好ましくは66%以上であり、最も好ましくは67%を下限とし、好ましくは75%、より好ましくは73%、最も好ましくは72%を上限として含有される。
As described above, the reason for limiting the composition range of each component is as follows. Hereinafter, each component is expressed in mass%.
SiO 2 is an indispensable component as a glass-forming oxide, but if it is 65% or less, the chemical durability is insufficient and it is difficult to obtain a desired optical constant. On the other hand, if it exceeds 75%, the melting property of the glass deteriorates and a great amount of energy is consumed for melting the glass. Therefore, the content of SiO 2 is preferably more than 65%, more preferably 66% or more, most preferably 67% as the lower limit, preferably 75%, more preferably 73%, most preferably 72%. Is contained as the upper limit.

は、ガラスの熔融性や安定性の改善効果があるので、必要に応じ添加しうるが、6.0%よりも多く含有させると、化学的耐久性の悪化やガラスの着色のみならず、再加熱による乳白(分相及び失透発生)を招く。従って好ましくは6.0%、より好ましくは5.8%、最も好ましくは5.7%を上限として含有される。 B 2 O 3 has the effect of improving the meltability and stability of the glass, so it can be added as necessary. However, if it is contained in an amount of more than 6.0%, only the chemical durability is deteriorated and the glass is colored. Instead, it causes milky whiteness (phase separation and devitrification) due to reheating. Accordingly, the upper limit is preferably 6.0%, more preferably 5.8%, and most preferably 5.7%.

Alは、微量の含有でガラスの化学的耐久性を向上させる効果があるが、過度の添加は高温での溶解が必要になるため、好ましくは1.0%未満であり、より好ましくは0.8%以下であり、最も好ましくは0.6%を上限として含有される。 Al 2 O 3 has an effect of improving the chemical durability of the glass when contained in a trace amount, but excessive addition requires melting at a high temperature, so it is preferably less than 1.0%, and more preferably Is 0.8% or less, and most preferably contains 0.6% as an upper limit.

LiOは、少量の添加でガラスの熔融性を良好にし、ガラスの軟化温度を低下させる効果があり、ガラス溶融時やリヒートプレス加工時の製造コストを低減できるので、本発明において必須の成分である。0.1%未満ではその効果が十分に得られず、5%を超えると所望の光学恒数が得られないことに加えて化学的耐久性が著しく悪化する。
従って好
ましくは0.1%、より好ましくは0.2%、最も好ましくは0.4%を下限とし、好ましくは5%、より好ましくは4.5%、最も好ましくは4%を上限として含有される。
Li 2 O is an essential component in the present invention because it has the effect of improving the meltability of the glass with a small amount of addition and lowering the softening temperature of the glass, and can reduce the production cost at the time of glass melting and reheat press processing. It is. If it is less than 0.1%, the effect is not sufficiently obtained, and if it exceeds 5%, the desired optical constant cannot be obtained, and the chemical durability is remarkably deteriorated.
Therefore, it is preferably 0.1%, more preferably 0.2%, most preferably 0.4% as the lower limit, preferably 5%, more preferably 4.5%, most preferably 4%. The

NaOは、ガラスの溶融性の向上及び光学恒数の調整に有効なため必須成分であるが、1.0%未満ではその効果が十分でなく、10%を越えると、ガラスの化学的耐久性を著しく低下させる傾向がある。従って好ましくは1.0%、より好ましくは1.5%、最も好ましくは2%を下限とし、好ましくは10%、より好ましくは9.5%、最も好ましくは9%を上限として含有される。 Na 2 O is an essential component because it is effective in improving the meltability of the glass and adjusting the optical constant. However, if it is less than 1.0%, the effect is not sufficient. There is a tendency to significantly reduce durability. Therefore, it is preferably 1.0%, more preferably 1.5%, most preferably 2% as the lower limit, preferably 10%, more preferably 9.5%, most preferably 9%.

Oは、NaOと同様の効果があるため必須の成分であるが、5%未満ではその効果が十分ではなく、20%を越えると耐失透性の悪化や化学的耐久性の劣化を招く。よって、特に所望の光学恒数を維持しつつガラス溶融時の粘性を低下させるためには、好ましくは5%、より好ましくは10%を下限とし、最も好ましくは12%より多く、好ましくは20%、より好ましくは19%、最も好ましくは18%を上限として含有される。 K 2 O is an essential component because it has the same effect as Na 2 O. However, if it is less than 5%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 20%, devitrification resistance is deteriorated and chemical durability is poor. It causes deterioration. Therefore, in order to lower the viscosity at the time of glass melting, particularly while maintaining a desired optical constant, the lower limit is preferably 5%, more preferably 10%, and most preferably more than 12%, preferably 20%. More preferably, the upper limit is 19%, and most preferably 18%.

CsO成分は、上述のアルカリ金属酸化物と同等の効果が得られるため、任意に添加することが可能であるが、比較的原料価格が高いため、安価にガラス製造をするためには、好ましくは5%、より好ましくは4%、最も好ましくは3%を上限として含有される。 The Cs 2 O component can be arbitrarily added because the same effect as the above-mentioned alkali metal oxide can be obtained. However, since the raw material price is relatively high, Preferably, the upper limit is 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%.

複数のアルカリ金属酸化物を共存させることにより、混合アルカリ効果によって化学的耐久性が向上する効果が得られるため、アルカリ金属酸化物ROの合計量は、好ましくは15%、より好ましくは20%、最も好ましくは21%を下限とし、好ましくは25%、より好ましくは24.5%、最も好ましくは24%を上限とする。ROの合計量が15%未満では、アルカリ金属酸化物の溶融性向上効果が十分得られず高温でのガラス熔解が必要となり、エネルギー使用量の増大及び生産性の悪化を招くので不適切である。一方、25%より多いと、相対的にSiO成分の含有量が低下するため、ガラスの化学的耐久性が著しく悪化する。 By coexisting a plurality of alkali metal oxides, an effect of improving chemical durability due to the mixed alkali effect is obtained. Therefore, the total amount of the alkali metal oxides R 2 O is preferably 15%, more preferably 20 %, Most preferably 21% is the lower limit, preferably 25%, more preferably 24.5%, and most preferably 24%. If the total amount of R 2 O is less than 15%, the effect of improving the meltability of the alkali metal oxide cannot be obtained sufficiently, and glass melting at a high temperature is required, leading to an increase in energy consumption and a decrease in productivity. It is. On the other hand, if it exceeds 25%, the content of the SiO 2 component is relatively lowered, so that the chemical durability of the glass is remarkably deteriorated.

MgO、CaO、SrO、BaOの各アルカリ土類金属酸化物(R’O)成分は、光学恒数(屈折率(nd)及びアッベ数(νd))を調整できるので、各成分とも10%を上限として任意に添加することができる。nd=1.50〜1.53のガラスを実現するためには、各成分とも5%を上限として任意に添加することがより好ましい。また、R’O成分は、SiO-RO系ガラスに適量添加することにより、ガラス中でのアルカリ金属イオンの移動/拡散を抑制する効果があるため、ガラスの化学的耐久性を向上させる効果が得られるので、R’O成分の合計量は、必ず0.5%以上含有させる必要がある。しかし、R’O成分を合計10%以上含有させると、屈折率(nd)が大きくなり過ぎ、所望の光学恒数が得られなくなる。従って、R’Oの合計量は好ましくは0.5%、より好ましくは0.8%、最も好ましくは1%を下限とし、好ましくは10%、より好ましくは7%、最も好ましくは5%を上限とする。 Each alkaline earth metal oxide (R′O) component of MgO, CaO, SrO, and BaO can adjust optical constants (refractive index (nd) and Abbe number (νd)), so each component has 10%. Any upper limit can be added. In order to realize a glass with nd = 1.50 to 1.53, it is more preferable that each component is arbitrarily added with an upper limit of 5%. In addition, R'O component has the effect of suppressing migration / diffusion of alkali metal ions in the glass by adding an appropriate amount to the SiO 2 -R 2 O glass, thereby improving the chemical durability of the glass. Therefore, the total amount of R′O component must be 0.5% or more. However, when the total content of R′O components is 10% or more, the refractive index (nd) becomes too large, and a desired optical constant cannot be obtained. Therefore, the total amount of R′O is preferably 0.5%, more preferably 0.8%, most preferably 1%, and preferably 10%, more preferably 7%, most preferably 5%. The upper limit.

ZnO成分は、熔解時のガラス粘性を低下させる効果がありガラスの溶融性を向上し、またガラスの軟化温度を低下させる効果もあるため、3.0%未満を任意に含有させることができる。それ以上の添加は、所望の光学恒数を実現できないので好ましくない。ZnO成分が排水等へ溶出し水質汚染を招く懸念を払拭するために、より好ましくは2%を上限とし、最も好ましくは不可避な混入を除き一切含有しない。   The ZnO component has an effect of lowering the glass viscosity at the time of melting, improves the meltability of the glass, and also has an effect of lowering the softening temperature of the glass, so that less than 3.0% can be arbitrarily contained. Addition beyond that is not preferable because the desired optical constant cannot be realized. In order to dispel the concern that the ZnO component will elute into the waste water and cause water pollution, the upper limit is more preferably 2%, and most preferably it is not contained at all except unavoidable contamination.

TiO成分は、ソラリゼーションの防止及び光学恒数の調整に有用であるため、任意に2.0%未満を添加することができる。それ以上の添加は、所望の光学恒数を実現できなくなるため、好ましくない。従って、本発明においては、好ましくは2.0%未満、より好ましくは1.9%、最も好ましくは1.8%を上限として含有される。 Since the TiO 2 component is useful for preventing solarization and adjusting the optical constant, it can optionally be added in an amount of less than 2.0%. Addition beyond that is not preferable because a desired optical constant cannot be realized. Therefore, in the present invention, it is preferably contained in an upper limit of less than 2.0%, more preferably 1.9%, and most preferably 1.8%.

ZrO成分は、光学恒数の調整及び化学的耐久性の向上の効果が得られるために、任意に2.0%までを添加することができるが、それ以上の添加は、ガラスの溶融性が悪化するため、好ましくない。従って、本発明においては、好ましくは2.0%、より好ましくは1.5%、最も好ましくは1%を上限として含有される。 The ZrO 2 component can be arbitrarily added up to 2.0% because of the effect of adjusting the optical constant and improving the chemical durability. Is not preferable because it deteriorates. Therefore, in the present invention, it is preferably contained at an upper limit of 2.0%, more preferably 1.5%, and most preferably 1%.

WO成分は、ガラスの溶融性を向上しつつ光学恒数の調整が行えるため、任意に3.0%までを添加することができるが、それ以上の添加は、ガラスの着色が顕著になるため、好ましくない。従って、本発明においては、好ましくは3.0%、より好ましくは2.5%、最も好ましくは2%を上限として含有される。 Since the WO 3 component can adjust the optical constant while improving the meltability of the glass, it can be arbitrarily added up to 3.0%, but if it is added more, the coloring of the glass becomes remarkable. Therefore, it is not preferable. Accordingly, in the present invention, the upper limit of the content is preferably 3.0%, more preferably 2.5%, and most preferably 2%.

Sb成分は、脱泡成分として公知である通り、ガラスの清澄及び脱泡に効果があるので、2.0%までを添加しうる。それ以上の添加は、清澄及び脱泡効果に寄与しないため、必要がない。従って、本発明においては、好ましくは2.0%、より好ましくは1.5%、最も好ましくは1%を上限として含有される。 As known as a defoaming component, the Sb 2 O 3 component is effective for clarifying and defoaming glass, so it can be added up to 2.0%. Further addition is not necessary because it does not contribute to fining and defoaming effects. Therefore, in the present invention, it is preferably contained at an upper limit of 2.0%, more preferably 1.5%, and most preferably 1%.

F成分は、ガラスの粘性を低下させることができ、また、脱泡効果があるので、上述金属元素の一種又は2種以上の酸化物の一部又は全部を置換した弗化物のFとしての合計が2%までを添加することができる。しかし、F成分を添加すると、ガラス溶解中にF成分が揮発し大気を汚染する恐れがある。従って、本発明においては、好ましくは2.0%、より好ましくは1%、最も好ましくは一切含有しない。   Since the F component can reduce the viscosity of the glass and has a defoaming effect, the total of fluorides in which a part or all of one or more oxides of the above metal elements are substituted as F. Up to 2% can be added. However, when the F component is added, the F component volatilizes during the melting of the glass and may contaminate the atmosphere. Therefore, in this invention, Preferably it is 2.0%, More preferably, it is 1%, Most preferably, it does not contain at all.

さらに、本発明においては、鉛及び/又はPbO及びAsは、好ましくは0.01%、より好ましくは0.005%を上限とし、最も好ましくは不可避な混入を除き、一切含有しないことが好ましい。 Furthermore, in the present invention, lead and / or PbO and As 2 O 3 are preferably 0.01%, more preferably 0.005% as the upper limit, and most preferably, except for unavoidable contamination, do not contain at all. Is preferred.

またSnO及びSnOは、好ましくは0.01%、より好ましくは0.005%を上限とし、最も好ましくは一切含有しない。 SnO 2 and SnO are preferably 0.01%, more preferably 0.005%, and most preferably none.

Tiを除く、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag及びMo等の各遷移金属成分は、それぞれを単独または複合して少量含有した場合でも着色してしまい、可視域の特定の波長に吸収を生じさせるため、可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。また、LaおよびGdを除く各希土類成分それぞれも単独又は複合して含有することにより着色してしまうことがあり、可視域の特定の波長に吸収を生じさせる傾向があるため、可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。
さらに、Pb、Th、Cd、Tl、As、Os、Te、Be、Se、Biの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされるため、環境上の影響を重視する場合には実質的に含まないことが好ましい。
Each transition metal component such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo, excluding Ti, is colored even when contained in a small amount by combining them individually or in combination. In order to cause absorption at the wavelength of the optical glass, it is preferable that the optical glass using the wavelength in the visible region does not substantially contain. In addition, since each rare earth component except La and Gd may be colored alone or in combination, it tends to cause absorption at a specific wavelength in the visible range. In the optical glass to be used, it is preferable not to contain substantially.
Furthermore, each component of Pb, Th, Cd, Tl, As, Os, Te, Be, Se, Bi has tended to be refrained from being used as a harmful chemical material in recent years. In addition, since measures for environmental measures are required up to the disposal after commercialization, it is preferable that they are not substantially included when importance is placed on the environmental impact.

次に本発明の実施例について説明する。
表1に屈折率(nd)が1.49〜1.54、アッベ数(νd)が55〜65である光学ガラスを得るための好適な実施例(No.1〜10)の組成と、得られたガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、10mm厚ガラスの80%外部透過率となる波長(T80%)、ガラス溶融における脱泡性テストの結果(B)を示す。
Next, examples of the present invention will be described.
Table 1 shows the compositions and preferred examples (Nos. 1 to 10) for obtaining optical glass having a refractive index (nd) of 1.49 to 1.54 and an Abbe number (νd) of 55 to 65. The refractive index (nd), Abbe number (νd) of the obtained glass, wavelength (T80%) at which 80% external transmittance of 10 mm thick glass is obtained, and the result (B) of the defoaming test in glass melting are shown.

また、表2に公知の光学ガラスの比較例(A〜C)のそれを示す。ここで比較例A及びBは前述の特開平10−167753の実施例1及び3、比較例Cは前述の特開平4−224132の実施例6を示す。   Table 2 shows those of comparative examples (A to C) of known optical glasses. Here, Comparative Examples A and B show Examples 1 and 3 of the above-mentioned JP-A-10-167753, and Comparative Example C shows Example 6 of the above-mentioned JP-A-4-224132.

表中の数値は全てガラス総質量に対する各成分の質量%を表す。   All the numerical values in the table represent the mass% of each component with respect to the total glass mass.

Figure 2005104824
Figure 2005104824

Figure 2005104824
Figure 2005104824

ガラス溶融における脱泡テストの詳細について記述する。所定の組成となるように準備した300gのガラス原料を白金ルツボへ入れ、1400℃の電気炉内へ投入してガラス化させた。投入してから、1時間後に炉外へ取り出し白金棒でガラスを攪拌し、その後再び1400℃の電気炉で2時間保温した後、電気炉温度を1300℃に降温して1時間保温した後、金型に鋳込み徐冷して得たガラスサンプルを10mm厚対面研磨して、ガラス中に含まれる泡の数を観察した。ガラス観察により、泡の数が1cm3単位体積あたりに20ヶ未満を〇、20ヶ以上50ヶ未満を△、50ヶ以上存在したものを×表記とした。 Details of the defoaming test in glass melting are described. 300 g of glass raw material prepared to have a predetermined composition was put into a platinum crucible and put into an electric furnace at 1400 ° C. to be vitrified. After putting it in, after 1 hour, it was taken out of the furnace and the glass was stirred with a platinum rod. After that, the temperature was kept again in an electric furnace at 1400 ° C. for 2 hours, and then the temperature was lowered to 1300 ° C. and kept for 1 hour. A glass sample obtained by pouring into a mold and slowly cooling was polished face-to-face with a thickness of 10 mm, and the number of bubbles contained in the glass was observed. According to glass observation, less than 20 bubbles per cm 3 unit volume were indicated as “〇”, 20 or more and less than 50 as “Δ”, and 50 or more bubbles as “×”.

表1に記載の本発明の実施例のガラスは、いずれも酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗素化合物及び水酸化物等の通常の光学ガラス原料を用いて所定の割合で秤量混合した後、白金ルツボ等に投入し、ガラス組成の溶融の難易度に応じて1300〜1450℃の温度で3〜4時間溶融し、撹拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型等に鋳込み徐冷することにより得られた。   The glasses of the examples of the present invention described in Table 1 were all mixed with a predetermined ratio using ordinary optical glass materials such as oxides, carbonates, nitrates, fluorine compounds and hydroxides, and then platinum. Put into a crucible, etc., melt for 3 to 4 hours at a temperature of 1300 to 1450 ° C. according to the difficulty of melting the glass composition, homogenize with stirring, lower to an appropriate temperature, and then cast into a mold etc. Was obtained.

表1に示したとおり、本発明の好ましい実施例ではいずれも、PbOやAsに代表される環境汚染物質を含有させることなく、所望の光学恒数を実現しつつ、溶融時の脱泡性に優れることが明らかである。一方、表2に示した比較例では、比較例A及びBでは、脱泡テストの評点が△であり、ガラス熔解時のエネルギー使用量の増大が懸念され、加えてガラス中にZnO成分を比較的高濃度で含有しているため、加工廃棄物及び加工設備での排水処理に注意を要する。比較例Cは、溶融時のガラス粘性が高く、脱泡性に劣っており、更に高温での溶解が必要となり、エネルギー使用量の増大を招くと思われる。 As shown in Table 1, in the preferred embodiments of the present invention, all of the preferred embodiments of the present invention achieve a desired optical constant without containing environmental pollutants typified by PbO and As 2 O 3 , and remove during melting. It is clear that the foamability is excellent. On the other hand, in the comparative examples shown in Table 2, in Comparative Examples A and B, the score of the defoaming test is Δ, and there is a concern about an increase in energy consumption during glass melting. In addition, a ZnO component is compared in the glass. Because it is contained at a high concentration, care must be taken in wastewater treatment at processing waste and processing equipment. Comparative Example C has a high glass viscosity at the time of melting, is inferior in defoaming property, needs to be melted at a higher temperature, and seems to cause an increase in energy consumption.

以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。

Although the present invention has been described in detail for the purpose of illustration, this embodiment is only for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.

Claims (3)

屈折率(nd)1.49〜1.54、アッベ数(νd)55〜65の範囲の光学恒数を有し、質量%で、
SiO >65 〜 75%
O(RはLi、Na、K及びCsから成る群より選択される1種以上)
15 〜 25%
として、LiO 0.1 〜 5.0%
NaO 1.0 〜 10.0%
O 5.0 〜 20.0%及び
CsO 0 〜 5.0%
並びにR’O(R’はMg、Ca、Sr及びBaから成る群より選択される1種以上)
0.5 〜 10%
として、MgO 0 〜 10%及び/又は
CaO 0 〜 10%及び/又は
SrO 0 〜 10%及び/又は
BaO 0 〜 10%
さらに、B 0 〜 6.0%
Al 0 〜 <1.0%及び/又は
ZnO 0 〜 <3.0%及び/又は
TiO 0 〜 <2.0%及び/又は
ZrO 0 〜 2.0%及び/又は
WO 0 〜 3.0%及び/又は
Sb 0 〜 2.0%並びに
一種又は二種以上の上記酸化物の一部又は全部を置換した弗化物のFの合計量0〜2%の
各成分を含有するガラス。
It has an optical constant in the range of refractive index (nd) 1.49 to 1.54, Abbe number (νd) 55 to 65,
SiO 2 > 65 to 75%
R 2 O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs)
15-25%
As, Li 2 O 0.1 ~ 5.0%
Na 2 O 1.0 ~ 10.0%
K 2 O 5.0 ~ 20.0%, and Cs 2 O 0 ~ 5.0%
And R′O (R ′ is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba)
0.5 to 10%
MgO 0 to 10% and / or CaO 0 to 10% and / or SrO 0 to 10% and / or BaO 0 to 10%
Further, B 2 O 3 0 ~ 6.0 %
Al 2 O 3 0 to <1.0% and / or ZnO 0 to <3.0% and / or TiO 2 0 to <2.0% and / or ZrO 2 0 to 2.0% and / or WO 3 Each of 0 to 3.0% and / or Sb 2 O 3 0 to 2.0% and a total amount of 0 to 2% of F in the fluoride in which one or more of the above oxides are partially or fully substituted Glass containing ingredients.
屈折率(nd)1.50〜1.53、アッベ数(νd)57〜62の範囲の光学恒数を有し、質量%で
SiO 67 〜 72%
0 〜 6.0%
Al 0 〜 <1.0%及び/又は
並びにRO(RはLi、Na、K及びCsから成る群より選択される1種以上)
20 〜 25%
として、LiO 0.1 〜 5.0%
NaO 1.0 〜 10.0%
O 10.0 〜 20.0%及び
CsO 0 〜 5.0%
R’O(R’はMg、Ca、Sr及びBaから成る群より選択される1種以上)
0.5 〜 5.0%
として、MgO 0 〜 5.0%及び/又は
CaO 0 〜 5.0%及び/又は
SrO 0 〜 5.0%及び/又は
BaO 0 〜 5.0%
さらに、B 0 〜 6.0%
Al 0 〜 <1.0%及び/又は
TiO 0 〜 <2.0%及び/又は
ZrO 0 〜 2.0%及び/又は
WO 0 〜 3.0%及び/又は
Sb 0 〜 2.0%
の各成分を含有するガラス。
It has an optical constant in the range of refractive index (nd) 1.50 to 1.53 and Abbe number (νd) 57 to 62, and is SiO 2 67 to 72% by mass.
B 2 O 3 0 to 6.0%
Al 2 O 3 0 to <1.0% and / or R 2 O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs)
20-25%
Li 2 O 0.1-5.0%
Na 2 O 1.0 ~ 10.0%
K 2 O 10.0 ~ 20.0%, and Cs 2 O 0 ~ 5.0%
R′O (R ′ is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba)
0.5-5.0%
MgO 0 to 5.0% and / or CaO 0 to 5.0% and / or SrO 0 to 5.0% and / or BaO 0 to 5.0%
Further, B 2 O 3 0 ~ 6.0 %
Al 2 O 30 to <1.0% and / or TiO 2 0 to <2.0% and / or ZrO 2 0 to 2.0% and / or WO 3 0 to 3.0% and / or Sb 2 O 3 0 ~ 2.0%
Glass containing each component.
ZnO、PbO及びAsを含有しない請求項1又は2に記載のガラス。

ZnO, glass according to claim 1 or 2 containing no PbO and As 2 O 3.

JP2004237364A 2003-09-09 2004-08-17 Low refractive index optical glass Active JP4592353B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004237364A JP4592353B2 (en) 2003-09-09 2004-08-17 Low refractive index optical glass

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003316915 2003-09-09
JP2004237364A JP4592353B2 (en) 2003-09-09 2004-08-17 Low refractive index optical glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005104824A true JP2005104824A (en) 2005-04-21
JP4592353B2 JP4592353B2 (en) 2010-12-01

Family

ID=34554218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004237364A Active JP4592353B2 (en) 2003-09-09 2004-08-17 Low refractive index optical glass

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4592353B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111574049A (en) * 2020-05-27 2020-08-25 成都光明光电股份有限公司 Glass composition
CN112939455A (en) * 2021-03-23 2021-06-11 成都光明光电股份有限公司 Optical glass, optical element and optical instrument

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02263729A (en) * 1989-03-31 1990-10-26 Toshiba Glass Co Ltd Fluorescent lamp glass
JPH04224132A (en) * 1990-12-25 1992-08-13 Nippon Electric Glass Co Ltd Optical glass
JPH069241A (en) * 1992-04-10 1994-01-18 Carl Zeiss:Fa Lead and barium-free crystal glass with high light transmission
JPH0692677A (en) * 1992-02-05 1994-04-05 Toshiba Glass Co Ltd Glass composition for illumination
JPH0692675A (en) * 1991-04-11 1994-04-05 Ohara Inc Optical glass having low specific gravity and low refractive index

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02263729A (en) * 1989-03-31 1990-10-26 Toshiba Glass Co Ltd Fluorescent lamp glass
JPH04224132A (en) * 1990-12-25 1992-08-13 Nippon Electric Glass Co Ltd Optical glass
JPH0692675A (en) * 1991-04-11 1994-04-05 Ohara Inc Optical glass having low specific gravity and low refractive index
JPH0692677A (en) * 1992-02-05 1994-04-05 Toshiba Glass Co Ltd Glass composition for illumination
JPH069241A (en) * 1992-04-10 1994-01-18 Carl Zeiss:Fa Lead and barium-free crystal glass with high light transmission

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111574049A (en) * 2020-05-27 2020-08-25 成都光明光电股份有限公司 Glass composition
CN112939455A (en) * 2021-03-23 2021-06-11 成都光明光电股份有限公司 Optical glass, optical element and optical instrument
CN112939455B (en) * 2021-03-23 2022-04-15 成都光明光电股份有限公司 Optical glass, optical element and optical instrument

Also Published As

Publication number Publication date
JP4592353B2 (en) 2010-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3113604B2 (en) Optical glass with negative anomalous dispersion
JP2016074556A (en) Optical glass and optical element
US7572746B2 (en) Optical glass
JP2016121035A (en) Optical glass, preform and optical element
CN106167354B (en) Optical glass and optical element
JP2011057509A (en) Optical glass
JP2016088758A (en) Optical glass, preform and optical element
JP2016121034A (en) Optical glass, preform and optical element
JP6973902B2 (en) Optical glass, preforms and optics
JP2016088774A (en) Optical glass, preform and optical element
JP2016074557A (en) Optical glass and optical element
JP2016088835A (en) Optical glass, preform and optical element
WO2010029967A1 (en) Glass
JP2007145613A (en) Optical glass
JP2010024101A (en) Optical glass, glass molded product and optical device
JP2007070194A (en) Optical glass
JP2010260746A (en) Optical glass, and optical element
JP2009018952A (en) Optical glass
JP2017036210A (en) Optical glass, preform and optical element
JP2009120485A (en) Optical glass
JP2016074558A (en) Optical glass and optical element
JPH06144868A (en) Optical glass
JP4592353B2 (en) Low refractive index optical glass
JP4219012B2 (en) Optical glass
JP2006117503A (en) Optical glass

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070405

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100311

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100506

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100909

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100914

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4592353

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130924

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250