JP2005200299A - 特に精密プレスした光学要素用の光学ガラス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 無鉛光学ガラスは、酸化物基準で以下の組成(質量%表示):P2O5 40〜60%、Al2O3 1〜20%、B2O3 0〜<5%、Na2O 0〜30%、K2O 0〜30%、Li2O 0〜<1%、ΣM2O >15〜40%、BaO 1〜20%、ZnO 1〜20%、SrO 0〜5%、CaO 0〜5%、MgO 0〜5%、ΣMO 5〜25%を有し、1.50≦nd≦1.57の屈折率nd、61≦νd≦70のアッベ数νd及び好ましくは400℃以下の低い転移温度を有し、画像、映写、遠距離通信、光通信技術及びレーザー技術の分野において光学要素として好適に使用できる。
【選択図】 なし
Description
従来、類似の光学特性又は類似の化学組成を有するガラスは既に先行技術に記載されているが、これらのガラスは重大な欠点を有する。特に、多くのガラスは比較的高価な成分Li2O及び/又はTiO2などの結晶化傾向を増大する成分を比較的高いレベルで含有する。
特許文献2には、同様に低い軟化点を有する光学ガラスが記載されている。この場合にもまた、この特性は非常に高いレベルでのアルカリ金属の添加及び比較的僅かなP2O5の添加によって達成される。このガラスは、Li2O及びTiO2の両成分を非常に多量に含有せねばならない。
特許文献4及び5には、常に少なくとも5質量%のLi2Oを含有するイオン交換可能なガラスが記載されている。
特許文献7には、少なくとも1質量%のLi2Oを含有する低融点ガラスが記載されている。さらに、Y2O3、La2O3及び/又はGd2O3は必須成分であり、これらも同様に高価な成分である。
特許文献9には、低い融点を有する結晶性ガラス組成物が記載されている。このガラスは、ガラス内でとりわけ不透明剤として機能する少なくとも0.1モル%のSnO2を含有する。SnO2は酸化物ガラスには非常に高い温度でのみ比較的多量に溶解し、従って溶解プロセスがより困難になる。
特許文献14には、常に6〜15モル%のSiO2及び/又はB2O3を含有する曇りフリーのガラスが記載されている。これら両成分は、液相線温度(失透上限点UDP)、すなわちそれ以上の温度ではガラス中に結晶が形成せず或いは存在する結晶が再溶解する温度範囲、を上昇させる。
特許文献16には、低い分散を示す光学クラウンガラスが記載されている。しかしながら、61〜70の分散で1.50〜1.57の屈折率は達成されていない。
特許文献20には、少なくとも1質量%のB2O3及び/又はTiO2を含有する光学ガラスが記載されており、前記したような欠点を有する。
特許文献22は、34モル%の比較的高いZnO含量を有する光学ガラスに関する。このような高いレベルのZnOは、ガラスが不透明になる傾向を増大する。
特許文献24には、せいぜい35モル%の燐酸塩含有量を有する低融点ガラスが記載されている。このガラスはまた、少なくとも8モル%のB2O3を含有する。溶解中、B2O3のかなりの部分が揮発し得るという問題が生ずる。さらに、B2O3は、その粘度特性に関してガラスを「ロング」にし、またUDPを増大させる。
P2O5 40〜60質量%、Al2O3 1〜20質量%、
B2O3 0〜<5質量%、
Na2O 0〜30質量%、K2O 0〜30質量%、
Li2O 0〜<1質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) >15〜40質量%、
BaO 1〜20質量%、ZnO 1〜20質量%、
SrO 0〜5質量%、CaO 0〜5質量%、
MgO 0〜5質量%、
ΣMO(BaO,ZnO,SrO,CaO,MgO) 5〜25質量%、
を有し、1.50≦nd≦1.57の屈折率nd、61≦νd≦70のアッベ数νdを有する無鉛光学ガラスが提供される。
P2O5 43〜59質量%、Al2O3 4〜15質量%、
Na2O 1〜25質量%、K2O 1〜25質量%、
ΣM2O 16〜35質量%、
BaO 4〜15質量%、ZnO 2〜14質量%、
SrO 0〜3質量%、CaO 0〜3質量%、
MgO 0〜3質量%、ΣMO 10〜25質量%、
を有する。
P2O5 45〜55質量%、Al2O3 5〜14質量%、
Na2O 3〜20質量%、K2O 3〜20質量%、
ΣM2O 16〜30質量%、
BaO 5〜11質量%、ZnO 5〜11質量%、
SrO 0〜3質量%、CaO 0〜4質量%、
MgO 0〜2質量%、ΣMO 0〜22質量%、
を有する。
P2O5 45〜52質量%、Al2O3 5〜14質量%、
Na2O 5〜15質量%、K2O 5〜15質量%、
ΣM2O 20〜28質量%、
BaO 5〜10質量%、ZnO 5〜10質量%、
SrO 0〜2質量%、CaO 0〜2質量%、
MgO 0〜2質量%、ΣMO 10〜21質量%、
を有する。
本発明の第三の側面によれば、前記いずれかの無鉛光学ガラスを、精密プレスすることを特徴とする光学要素の製造方法が提供される。
さらに本発明の第四の側面によれば、前記いずれかの無鉛光学ガラスの画像、映写、遠距離通信、光通信技術及び/又はレーザー技術の分野における光学要素としての使用方法が提供される。
特に、本発明のガラスは、例えば精密たねの製造及びその精密な最終形状の光学部品を製造するための精密プレス作業など、最終形状に近い加工に適している。この点において、本発明に係るガラスの粘度−温度プロファイル及び作業点(温度)は、最終形状に近い熱間成形が可能なように、或いは感度の高い精密機械加工を用いてさえもこのようにして最終形状を生ずるように、好適に設定されたものである。
以下の説明において、「X−フリー」又は「成分Xがフリー」という表現は、ガラスは実質的にこの成分Xを含有しない、即ちこの種の成分はせいぜいガラス中に不純物のレベルで存在するが、個々の成分としてガラス組成物に添加されていないことを意味する。ここで、Xは例えばLi2Oなどの所望の成分を指している。
以下の説明において、ガラス成分含有量の詳細は全て、特に指摘しない限り酸化物基準の質量%で与えられている。
本発明のガラスは、好ましくはNa2OとK2Oを組み合わせて含有する。
本発明に係るガラスはさらに、TiO2及び/又はZrO2などの他の成分を好ましくは1質量%未満の量で含有することができる。
光学ガラスとして、本発明に係るガラスはまた、好ましくは、着色剤フリー及び/又はレーザー活性成分などの光学的に活性な成分フリーである。
Sb2O3 0〜1%及び/又は
SnO 0〜1%及び/又は
SO4 2- 0〜1%及び/又は
F- 0〜1%。
本発明はまた、前記したような本発明に係るガラスからなる光学要素にも関する。ここで、光学要素は、特にレンズ類、非球面部品類、プリズム類、およびコンパクトな構成部品である。用語「光学要素」は、例えば、たね、精密たね、等のこの種の光学要素のプリフォームも包含する。
本発明はまた、前記したような本発明に係るガラスを精密プレスする工程からなる光学要素の製造方法にも関する。
酸化物用の原料、好ましくは対応する炭酸塩と、好ましくは複合燐酸塩としての燐酸塩分を計量し、例えばSb2O3などの1種以上の清澄剤を加え、次いで充分に混合した。ガラスバッチを連続溶解装置内で約1150℃で溶解し、次いで清澄化し(1200℃)、均質化した。ガラスは約950℃の温度で注型でき、所望の寸法に加工した。大容積の連続装置では、経験から、温度は少なくとも約100K低くでき、材料は最終形状に近いプレス法で加工できる。
本発明に係るガラスは全て、400℃以下のTgを有し、結晶化抵抗性があり、良好な加工特性を有していた。比較例1は、ガラスを製造できなかった組成物であり、むしろ冷却した時に結晶化を生じた。従って、光学データを測定することができなかった。
Claims (9)
- 酸化物基準で以下の組成
P2O5 40〜60質量%、Al2O3 1〜20質量%、
B2O3 0〜<5質量%、
Na2O 0〜30質量%、K2O 0〜30質量%、
Li2O 0〜<1質量%、
ΣM2O >15〜40質量%、
BaO 1〜20質量%、ZnO 1〜20質量%、
SrO 0〜5質量%、CaO 0〜5質量%、
MgO 0〜5質量%、
ΣMO 5〜25質量%、
を有し、1.50≦nd≦1.57の屈折率nd、61≦νd≦70のアッベ数νdを有する無鉛光学ガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 43〜59質量%、Al2O3 4〜15質量%、
Na2O 1〜25質量%、K2O 1〜25質量%、
ΣM2O 16〜35質量%、
BaO 4〜15質量%、ZnO 2〜14質量%、
SrO 0〜3質量%、CaO 0〜3質量%、
MgO 0〜3質量%、ΣMO 10〜25質量%、
を有する請求項1に記載の光学ガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 45〜55質量%、Al2O3 5〜14質量%、
Na2O 3〜20質量%、K2O 3〜20質量%、
ΣM2O 16〜30質量%、
BaO 5〜11質量%、ZnO 5〜11質量%、
SrO 0〜3質量%、CaO 0〜4質量%、
MgO 0〜2質量%、ΣMO 0〜22質量%、
を有する請求項1に記載の光学ガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 45〜52質量%、Al2O3 5〜14質量%、
Na2O 5〜15質量%、K2O 5〜15質量%、
ΣM2O 20〜28質量%、
BaO 5〜10質量%、ZnO 5〜10質量%、
SrO 0〜2質量%、CaO 0〜2質量%、
MgO 0〜2質量%、ΣMO 10〜21質量%、
を有する請求項1に記載の光学ガラス。 - さらに清澄剤として以下の成分
Sb2O3 0〜1質量%及び/又は
SnO 0〜1質量%及び/又は
SO4 2- 0〜1質量%
の少なくとも1つを含有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学ガラス。 - リチウム及び/又はホウ素を含有しない請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学ガラス。
- 前記請求項1乃至6のいずれか一項に記載の無鉛光学ガラスからなる光学要素。
- 前記請求項1乃至6のいずれか一項に記載の無鉛光学ガラスを、精密プレスすることを特徴とする光学要素の製造方法。
- 前記請求項1乃至6のいずれか一項に記載の無鉛光学ガラスの画像、映写、遠距離通信、光通信技術及び/又はレーザー技術の分野における光学要素としての使用方法。
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