JP2006117503A - Optical glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低い転移温度（Ｔｇ）、さらに低分散性を有し、精密プレス成形に適した使用するガラスプリフォーム材、及び精密プレス成形に適した光学ガラスに関する。 The present invention relates to a glass preform material having a low transition temperature (Tg) and a low dispersibility and suitable for precision press molding, and an optical glass suitable for precision press molding.
近年、光学機器の小型軽量化が著しく進行している中で、光学機器の光学系を構成するレンズの枚数を減少させる目的でガラス製の非球面レンズが多く用いられるようになってきており、ガラス製の非球面レンズは、加熱軟化したガラスプリフォーム材を、高精度な成形面をもつ金型でプレス成形し、金型の高精度な成形面の形状をガラスプリフォーム材に転写して得る方法、すなわち、精密プレス成形によって製造されることが主流となっている。 In recent years, while a reduction in the size and weight of optical devices has been remarkably progressing, glass aspherical lenses are often used for the purpose of reducing the number of lenses constituting the optical system of optical devices. An aspherical lens made of glass is produced by press-molding a heat-softened glass preform with a mold having a high-precision molding surface, and transferring the shape of the high-precision molding surface of the mold to the glass preform. The mainstream method is to obtain it, that is, manufactured by precision press molding.
精密プレス成形によって、ガラス成形品を得るにあたっては、加熱軟化させたガラスプリフォーム材を高温環境下でプレス成形することが必要であるので、この際に使用する金型も高温に曝され、金型の成形面が酸化、侵食されたり、金型成形面の表面に設けられている離型膜が損傷したりして、金型の高精度な成形面が維持できなくなることが多く、また、金型自体も損傷し易い。そのようになると、金型の交換、メンテナンスの回数が増加して、低コスト、大量生産を実現できなくなる。そこで、精密プレス成形に使用するガラス及び精密プレス成形に使用するガラスプリフォーム材のガラスは、上記損傷を抑制し、金型の高精度な成形面を長く維持し、かつ低い温度での精密プレス成形を可能にするという観点から、できるだけ低い転移温度（Ｔｇ）を有することが望まれている。現在、精密プレス成形に使用するガラスプリフォーム材のガラスの転移温度（Ｔｇ）が６３０℃を超えると精密プレス成形が困難となるため、転移温度（Ｔｇ）が６３０℃以下である低分散性ガラスが求められている。また、失透が生じたガラスプリフォーム材を精密プレス成形しても失透は消失せず、失透を含むガラス成形品は、レンズ等の光学素子として使用することができないため、精密プレス成形に使用するガラスプリフォーム材のガラスは、耐失透性が優れたガラスであることが必要とされる。 In order to obtain a glass molded product by precision press molding, it is necessary to press-mold the glass preform material that has been softened by heating in a high-temperature environment. In many cases, the molding surface of the mold is oxidized and eroded, or the release film provided on the surface of the molding surface of the mold is damaged, so that the highly accurate molding surface of the mold cannot be maintained. The mold itself is also easily damaged. In such a case, the number of times of mold replacement and maintenance increases, and low cost and mass production cannot be realized. Therefore, the glass used for precision press molding and the glass preform material glass used for precision press molding suppress the above-mentioned damage, maintain a high-precision molding surface of the mold for a long time, and perform precision press at a low temperature. From the viewpoint of enabling molding, it is desired to have a transition temperature (Tg) as low as possible. At present, when the glass transition temperature (Tg) of the glass preform material used for precision press molding exceeds 630 ° C, precision press molding becomes difficult, so the low dispersibility glass having a transition temperature (Tg) of 630 ° C or less. Is required. In addition, even when precision preformed glass preform material that has been devitrified, devitrification does not disappear, and glass molded products containing devitrification cannot be used as optical elements such as lenses. The glass of the glass preform material used for is required to have excellent devitrification resistance.
非球面レンズに用いられる光学ガラスは、種々の光学定数（屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νd））を有するものが求められているが、なかでも、近年、光学系の色収差の補正の為、アッベ数（νｄ）が大きいレンズ、すなわち、低分散性を有するものが求められている。特に光学設計上、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７１、アッベ数（νｄ）が５５を超える範囲を有する低分散性光学ガラスが強く求められている。 Optical glasses used for aspherical lenses are required to have various optical constants (refractive index (nd) and Abbe number (ν d )). Therefore, a lens having a large Abbe number (νd), that is, a lens having low dispersion is required. In particular, low-dispersion optical glass having a refractive index (nd) of 1.65 to 1.71 and an Abbe number (νd) of more than 55 is strongly demanded in optical design.
そのため、従来から低分散ガラスを得る為に種々の提案がされている。例えば、特許文献１にはＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＨｆＯ2系の光学ガラスが開示されているが、この文献に具体的に開示されているガラスは、転移温度を下げる成分であるアルカリ成分、又はフッ素の含有量が少ないため、転移温度（Ｔｇ）が高く、精密プレス成形が困難である。また、高額原料であるＨｆＯ2を含有している為、コストアップが問題である。 Therefore, various proposals have conventionally been made to obtain low dispersion glass. For example, Patent Document 1 discloses a B 2 O 3 —La 2 O 3 —HfO 2 -based optical glass. The glass specifically disclosed in this document is a component that lowers the transition temperature. Since the content of the alkali component or fluorine is small, the transition temperature (Tg) is high and precision press molding is difficult. Moreover, since it contains HfO 2 which is a high-priced raw material, a cost increase is a problem.
特許文献２には、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−ＲＯ+Ｆ系の光学ガラスが、特許文献３にはＢ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−ＬａＦ3系の光学ガラスが開示されているが、双方ともフッ素の含有量が多く、熔解中の揮発が激しく、均質なガラスを得ることは困難である。 Patent Document 2 discloses B 2 O 3 —La 2 O 3 —Gd 2 O 3 —RO + F optical glass, and Patent Document 3 describes B 2 O 3 —Li 2 O 3 —Gd 2 O 3 —. LaF 3 -based optical glasses are disclosed, but both of them have a high fluorine content, volatilization during melting is difficult, and it is difficult to obtain a homogeneous glass.
特許文献４にはＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＺｎＯ−Ｌａ2Ｏ3系の光学ガラスが開示されているが、この文献に具体的に開示されているガラスは、高分散成分であるＺｎＯやアルカリ成分を多く含有しているため、アッベ数（νｄ）が４８〜５５と低く、上記特定範囲内の光学定数を有していない。そのため上述した近年の光学設計上の要求を満たすことができない。 Patent Document 4 discloses SiO 2 —B 2 O 3 —Li 2 O—ZnO—La 2 O 3 based optical glass, but the glass specifically disclosed in this document is a highly dispersed component. Therefore, the Abbe number (νd) is as low as 48 to 55 and does not have an optical constant within the specific range. Therefore, the above-mentioned recent optical design requirements cannot be satisfied.
特許文献５には、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｌｉ2Ｏ−ＬｉＦ−ＺｎＯ−ＺｎＦ2系の光学ガラスが開示されているが、フッ素化合物の含有量が多く、熔解中の揮発が激しく、均質なガラスを得ることは困難である。また、この文献に具体的に開示されているガラスは、高分散成分であるＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｎＯを多量に含有しているため、アッベ数（νｄ）が３５〜５５と低く、上記特定範囲内の光学定数を有していない。そのため上述した近年の光学設計上の要求を満たすことができない。 Patent Document 5 discloses an optical glass of B 2 O 3 —La 2 O 3 —Li 2 O—LiF—ZnO—ZnF 2 system, but the content of fluorine compounds is large, and volatilization during melting occurs. It is difficult to obtain intense and homogeneous glass. Further, since the glass specifically disclosed in this document contains a large amount of TiO 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5, and ZnO that are highly dispersed components, the Abbe number (νd) is 35. It is as low as ˜55 and does not have an optical constant within the above specific range. Therefore, the above-mentioned recent optical design requirements cannot be satisfied.
特許文献６にはＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−ＺｎＯ系の光学ガラスが、特許文献７にはＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｌａ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｌａ2Ｏ3系の光学ガラスがそれぞれ開示されているが、双方とも、高分散成分であるＺｎＯを多く含有しているため、アッべ数（νｄ）が５５までであり、上記特定範囲内の光学定数を有していない。従って上述した近年の光学設計上の要求を満たすことができない。 Patent Document 6 discloses a B 2 O 3 —La 2 O 3 —Gd 2 O 3 —ZnO-based optical glass, and Patent Document 7 describes B 2 O 3 —SiO 2 —La 2 O 3 —Gd 2 O 3 —. ZnO—La 2 O 3 -based optical glasses are disclosed respectively, but both contain a large amount of ZnO, which is a highly dispersed component, so the Abbe number (νd) is up to 55, and the above specific range It has no optical constant. Therefore, the above-mentioned recent optical design requirements cannot be satisfied.
特許文献８にはＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＳｎＯ2−Ｌａ2Ｏ3−Ｙｂ2Ｏ3系の光学ガラス、特許文献９にはＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−ＳｎＯ2−二価金属酸化物系の光学ガラスがそれぞれ開示されているが、双方とも、ＳｎＯ2を含有している。ＳｎＯ2はガラス熔解坩堝として使用する白金と反応し、合金になりやすいため、生産上含有させることは好ましくない。 Patent Document 8 discloses B 2 O 3 —SiO 2 —SnO 2 —La 2 O 3 —Yb 2 O 3 optical glass, and Patent Document 9 describes B 2 O 3 —SiO 2 —La 2 O 3 —ZnO—. SnO 2 -divalent metal oxide based optical glasses are disclosed, both of which contain SnO 2 . Since SnO 2 reacts with platinum used as a glass melting crucible and easily becomes an alloy, it is not preferable to contain it in production.
特許文献１０にはＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｌａ2Ｏ3−ＺｒＯ2及び（又は）Ｔａ2Ｏ5系の光学ガラスが開示されているが、高分散成分であるＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5の含有量がＺｒＯ2+Ｔａ2Ｏ5＝５〜２５％と多いため、上記特定範囲内の光学定数を有していない。そのため上述した近年の光学設計上の要求を満たすことはできない。
以上、従来の低分散性光学ガラスでは、転移温度（Ｔｇ）が高いか又は転移温度（Ｔｇ）は低くても、近年強く求められている前記特定範囲の光学定数を有することはできない等で、上述した近年の光学設計上の要求を満たすことはできない。 As described above, in the conventional low-dispersion optical glass, even if the transition temperature (Tg) is high or the transition temperature (Tg) is low, it cannot have an optical constant in the specific range that has been strongly demanded in recent years. The above-mentioned recent optical design requirements cannot be satisfied.
本発明の目的は、以上のような課題に鑑みて、従来の技術に記載した光学ガラスの諸欠点を総合的に解消し、上記特定範囲の光学定数を有し、かつ、転移温度（Ｔｇ）が低く、精密プレス成形に使用できるガラスプリフォーム材、及び精密プレス成形に適した光学ガラスを提供することにある。 In view of the above-described problems, the object of the present invention is to comprehensively eliminate the various disadvantages of the optical glass described in the prior art, to have an optical constant in the specific range, and to have a transition temperature (Tg). It is an object of the present invention to provide a glass preform material that is low and can be used for precision press molding, and optical glass suitable for precision press molding.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ガラス組成物全質量に対するＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＬｉ2Ｏの合計量を所定の値以上にすること、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計含有質量に対するＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3及びＬｕ2Ｏ3の各成分の合計含有質量の比を特定の範囲にすることによって、極めて低いフッ素含有量で、あるいはフッ素を含有しなくとも、上記特定範囲の光学定数を有し、かつ精密プレス成形が可能な低い転移温度（Ｔｇ）、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）を有し、精密プレス成形に使用するガラスプリフォーム材、及び精密プレス成形に適した光学ガラスが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive test studies, and as a result, SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Li 2 O with respect to the total mass of the glass composition. The total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3, and Lu 2 O 3 with respect to the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is set to a predetermined value or more. By setting the ratio in a specific range, a liquid having a low transition temperature (Tg) having an optical constant in the above specific range and capable of precision press molding with a very low fluorine content or without containing fluorine. It has been found that a glass preform material having a viscosity (dPa · s) at a phase temperature and used for precision press molding and optical glass suitable for precision press molding can be obtained, and the present invention has been completed.
さらに、本発明者らはガラス組成物中に含まれるＧｄ2Ｏ3の質量に対するＬａ2Ｏ3の質量比を特定の範囲にすることにより、所望の光学定数及び物性を有し、かつ極めて良好な安定性を有する光学ガラスを作成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。 Furthermore, the present inventors have desired optical constants and physical properties and are extremely good by setting the mass ratio of La 2 O 3 to the mass of Gd 2 O 3 contained in the glass composition within a specific range. The present inventors have found that an optical glass having excellent stability can be produced, and have completed the present invention.
より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 More specifically, the present invention provides the following.
（１） 屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７１、アッベ数（νｄ）が５５を超え６０までの範囲の光学定数を有し、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．５以上であることを特徴とする光学ガラス。 (1) Refractive index (nd) has an optical constant in the range of 1.65 to 1.71, Abbe number (νd) in the range of more than 55 to 60, and logarithm logarithm of viscosity (dPa · s) at the liquidus temperature Is an optical glass characterized by being 0.5 or more.
（２） ガラス転移温度（Ｔｇ）が６３０℃以下であることを特徴とする（１）に記載の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), wherein the glass transition temperature (Tg) is 630 ° C. or lower.
（３） 前記ガラス転移温度（Ｔｇ）が６２５℃以下であることを特徴とする（１）又は（２）いずれか記載の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), wherein the glass transition temperature (Tg) is 625 ° C. or lower.
（４） 前記ガラス転移温度（Ｔｇ）が５５０℃以上であることを特徴とする（１）から（３）記載の光学ガラス。 (4) The optical glass according to (1) to (3), wherein the glass transition temperature (Tg) is 550 ° C. or higher.
（５） 前記ガラス転移温度（Ｔｇ）が５７０℃以上であることを特徴とする（１）から（４）記載の光学ガラス。 (5) The optical glass according to (1) to (4), wherein the glass transition temperature (Tg) is 570 ° C. or higher.
（６） 前記液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．５〜２．０である（１）から（５）いずれか記載の光学ガラス。 (6) The optical glass according to any one of (1) to (5), wherein the logarithm log η of the viscosity (dPa · s) at the liquidus temperature is 0.5 to 2.0.
（７） 必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、及びＬｉ2Ｏを含有し、ガラス組成物全質量に対する前記必須成分の合計量が９１質量％以上である（１）から（６）いずれか記載の光学ガラス。 (7) SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Li 2 O are contained as essential components, and the total amount of the essential components with respect to the total mass of the glass composition is 91% by mass or more. The optical glass according to any one of (1) to (6).
（８） 質量表示で、前記必須成分として、ＳｉＯ2 １〜１２％、Ｂ2Ｏ3 ２０〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 １４〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ２８〜４０％、Ｌｉ2Ｏ ０．５％を超え５％までの範囲、任意成分として、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｌｕ2Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜０．１％、ＺｒＯ2 ０〜４％、ＺｎＯ ０〜３．５％未満、ＲＯ ０〜４％以下（但し、ＲＯはＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜４％）、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％、の酸化物換算組成の各成分を含有し、前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）の合計量が、前記酸化物換算組成１００質量部に対して０〜２質量部の範囲となる各成分を含有する（７）に記載の光学ガラス。 (8) In mass display, as the essential components, SiO 2 1-12%, B 2 O 3 20-45%, La 2 O 3 14-30%, Gd 2 O 3 28-40%, Li 2 O 0 In the range of more than 5% to 5%, as optional components, Yb 2 O 3 0-5%, Lu 2 O 3 0-5%, TiO 2 0-0.1%, ZrO 2 0-4%, ZnO 0 to less than 3.5%, RO 0 to 4% or less (provided that RO is one or more selected from CaO, SrO and BaO, and the total amount of RO + ZnO is 0 to 4%), Sb 2 O 3 The total amount of fluorine (F) containing each component of the oxide equivalent composition of 0 to 1% and fluoride-substituting a part or all of the oxide is 100 parts by mass of the oxide equivalent composition. Optical glass as described in (7) containing each component used as the range of 0-2 mass parts.
なお、本明細書中において、「酸化物換算組成」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属フッ化物等が熔融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成であり、上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したFの合計量とは、本発明のガラス組成物中に存在しうるフッ素の含有率を、前記酸化物換算組成１００質量部を基準にして、F原子として計算した場合の質量部数で表したものである。 In the present specification, the “oxide equivalent composition” means that oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass constituents of the present invention are all decomposed and changed to oxides during melting. Assuming that the total mass of the generated oxide is 100% by mass, it is a composition expressing each component contained in the glass, and the total of F in which a part or all of the oxide is substituted with fluoride The amount represents the content of fluorine that may be present in the glass composition of the present invention in terms of parts by mass when calculated as F atoms based on 100 parts by mass of the oxide equivalent composition.
（９） ｍｏｌ％表示で、前記必須成分としてＳｉＯ2 １〜２５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜７０％、Ｌａ2Ｏ3 ３〜１５％、Ｇｄ2Ｏ3 ３〜２０％、Ｌｉ2Ｏ １〜２０％、任意成分として、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｌｕ2Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜０．１％、ＺｒＯ2 ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％未満、ＲＯ ０〜５％（但し、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜１０％）、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％、の酸化物換算組成の各成分を含有し、前記酸化物換算組成の総モル数に対する前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）のモル数の比が０〜０．１５となるように各成分を含有する（７）に記載の光学ガラス。 (9) in mol% display, SiO 2 1 to 25% as the essential components, B 2 O 3 40~70%, La 2 O 3 3~15%, Gd 2 O 3 3~20%, Li 2 O 1 20%, as optional components, Yb 2 O 3 0~5%, Lu 2 O 3 0~5%, TiO 2 0~0.1%, ZrO 2 0~5%, less than 0 to 5% ZnO, RO 0 to 5% (however, RO is at least one selected from CaO, SrO and BaO, and the total amount of RO + ZnO is 0 to 10%), Sb 2 O 3 0 to 1% in terms of oxide The ratio of the number of moles of fluorine (F) containing each component of the composition and fluoride-substituting part or all of the oxide with respect to the total number of moles of the oxide equivalent composition is 0 to 0.15. The optical glass according to (7) containing each component.
なお、本明細書中において、「酸化物換算組成」をｍｏｌ％表示の組成を表すために使用する場合は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属フッ化物等が熔融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総モル量を１００ｍｏｌ％としてガラス中に含有される各成分を表記した組成を意味する。 In addition, in this specification, when using "oxide conversion composition" in order to represent the composition of mol% display, the oxide, composite salt, metal fluoride used as a raw material of the glass component of this invention It is assumed that all components are contained in the glass, assuming that the total molar amount of the generated oxide is 100 mol%, assuming that all of the above are decomposed and changed to oxides during melting.
（１０） 前記光学ガラスがフッ素を実質的に含有しない（７）から（９）いずれか記載の光学ガラス。 (10) The optical glass according to any one of (7) to (9), wherein the optical glass does not substantially contain fluorine.
（１１） ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計含有質量に対する、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3及びＬｕ2Ｏ3の各成分の合計含有質量の比が１．０〜１．５の範囲である（７）から（１０）いずれか記載の光学ガラス。 (11) The ratio of the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Lu 2 O 3 to the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 1.0-1 The optical glass according to any one of (7) to (10), which is in the range of 0.5.
（１２） Ｇｄ2Ｏ3の含有質量に対する、Ｌａ2Ｏ3の含有質量の比が０．１〜１．０である（７）から（１１）いずれか記載の光学ガラス。 (12) The optical glass according to any one of (7) to (11), wherein the ratio of the content mass of La 2 O 3 to the content mass of Gd 2 O 3 is 0.1 to 1.0.
（１３） 質量表示で、前記必須成分として、ＳｉＯ2 １〜１２％、Ｂ2Ｏ3 ２０〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 １４〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ２８〜４０％、Ｌｉ2Ｏ ０．５％を超え５％までの範囲、任意成分として、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｌｕ2Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜０．１％、ＺｒＯ2 ０〜４％、ＺｎＯ ０〜３．５％未満、ＲＯ ０〜４％以下（但し、ＲＯはＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜４％）、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％、の酸化物換算組成の各成分を含有し、前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）の合計量が、前記酸化物換算組成１００質量部に対して０〜２質量部の範囲となる各成分を含有する光学ガラス。 (13) In terms of mass, as the essential components, SiO 2 1-12%, B 2 O 3 20-45%, La 2 O 3 14-30%, Gd 2 O 3 28-40%, Li 2 O 0 In the range of more than 5% to 5%, as optional components, Yb 2 O 3 0-5%, Lu 2 O 3 0-5%, TiO 2 0-0.1%, ZrO 2 0-4%, ZnO 0 to less than 3.5%, RO 0 to 4% or less (provided that RO is one or more selected from CaO, SrO and BaO, and the total amount of RO + ZnO is 0 to 4%), Sb 2 O 3 The total amount of fluorine (F) containing each component of the oxide equivalent composition of 0 to 1% and fluoride-substituting a part or all of the oxide is 100 parts by mass of the oxide equivalent composition. Optical glass containing each component in the range of 0 to 2 parts by mass.
（１４） （１）から（１３）いずれか記載の光学ガラスからなる光学素子成形用プリフォーム。 (14) A preform for molding an optical element comprising the optical glass according to any one of (1) to (13).
（１５） （１４）に記載の光学素子成形用プリフォームを成形してなる光学素子。 (15) An optical element formed by molding the preform for molding an optical element according to (14).
（１６） （１）から（１３）いずれか記載の光学ガラスを成形してなる光学素子。 (16) An optical element formed by molding the optical glass according to any one of (1) to (13).
本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７１、アッベ数（νｄ）が５５を超え、６０までの範囲の光学定数を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５５０〜６３０℃であり、また、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）が０．５〜２．０であるので、精密プレス成形に使用するガラスプリフォーム材、及び精密プレス成形に適している。また、従来の光学ガラスに比べて、アッベ数（νｄ）が大きい、すなわち低分散性に優れ、上述した近年の光学設計上の要求を満たしており、産業上非常に有用である。 The optical glass of the present invention has an optical constant in the range of refractive index (nd) of 1.65 to 1.71, Abbe number (νd) of more than 55 and up to 60, and glass transition temperature (Tg) of 550. Since it is ˜630 ° C. and the viscosity (dPa · s) at the liquidus temperature is 0.5 to 2.0, it is suitable for a glass preform material used for precision press molding and precision press molding. Further, it has a large Abbe number (νd) as compared with the conventional optical glass, that is, excellent in low dispersibility, satisfies the above-mentioned recent optical design requirements, and is very useful in industry.
以下、本発明について具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described.
本発明の光学ガラスに含有できる成分について説明する。以下、特に断りのない限り各成分の含有率は質量％で表すものとする。 The components that can be contained in the optical glass of the present invention will be described. Hereinafter, unless otherwise specified, the content of each component is expressed in mass%.
本発明の光学ガラスは、必須成分としてＳｉＯ2 １〜１２％、Ｂ2Ｏ3 ２０〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 １４〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ２８〜４０％、Ｌｉ2Ｏ ０．５％を超え５質量％までの酸化物換算組成の各成分を含み、ガラス組成物全質量に対する必須成分ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、及びＬｉ2Ｏの合計量が９１質量％以上であり、また、任意成分としてＹｂ2Ｏ3 ０〜５％、及び／又はＬｕ2Ｏ3 ０〜５％、及び／又はＴｉＯ2 ０〜０．１％、及び／又はＺｒＯ2 ０〜４％、及び／又はＺｎＯ ０〜３．５％未満、及び／又はＲＯ ０〜４％以下（但し、ＲＯはＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上からなり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜４％）、及び／又はＳｂ2Ｏ3 ０〜１％の酸化物換算組成の各成分を含有し、且つこれらの酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）の合計量が、前記酸化物換算組成１００質量部に対して０〜２質量部の範囲となる各成分を含有し、ＳｉＯ2及びＢ2Ｏ3の合計含有質量に対する、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3及びＬｕ2Ｏ3の各成分の合計含有質量の比が１．０〜１．５の範囲であって、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７１、アッベ数（νｄ）が５５を超え６０までの範囲の光学定数を有し、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηが０．５以上であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が６３０℃以下である光学ガラスである。 In the optical glass of the present invention, SiO 2 1-12%, B 2 O 3 20-45%, La 2 O 3 14-30%, Gd 2 O 3 28-40%, Li 2 O 0.5 as essential components. The total of the essential components SiO 2 , B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and Li 2 O with respect to the total mass of the glass composition, including each component having an oxide conversion composition of more than 5% up to 5% by mass The amount is 91% by mass or more, and Yb 2 O 3 0 to 5% and / or Lu 2 O 3 0 to 5% and / or TiO 2 0 to 0.1% as an optional component, and / or ZrO 2 0 to 4%, and / or ZnO 0 to less than 3.5%, and / or RO 0 to 4% or less (provided that RO consists of one or more selected from CaO, SrO and BaO, RO + ZnO is 0 to 4% in total) and / or each component of the oxide equivalent composition of Sb 2 O 3 0 to 1% And the total amount of fluorine (F) in which some or all of these oxides are fluoride-substituted is in the range of 0 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the oxide equivalent composition. The ratio of the total content of each component of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Lu 2 O 3 to the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 1.0 to 1.5 having a refractive index (nd) of 1.65 to 1.71, an Abbe number (νd) of more than 55 and up to 60, and a viscosity at a liquidus temperature (dPa An optical glass having a logarithmic log η of s) of 0.5 or more and a glass transition temperature (Tg) of 630 ° C. or less.
＜必須成分について＞
上記組成のガラスにおいてＳｉＯ2成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラスの粘度を高め、耐失透性を向上させるのに有効な成分であるが、その量が少なすぎると上記効果を十分に得ることが困難であり、その量が多すぎると転移温度（Ｔｇ）が高くなり、未熔解物が発生しやすくなる。
<About essential ingredients>
In the glass having the above composition, the SiO 2 component is an effective component for increasing the viscosity of the glass and improving the devitrification resistance in the optical glass of the present invention. However, if the amount is too small, the above effect is sufficiently obtained. It is difficult to obtain, and when the amount is too large, the transition temperature (Tg) becomes high and undissolved material is easily generated.
従って、耐失透性を維持し、低い転移温度（Ｔｇ）を得やすくするためには、好ましくは１％、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１２％、より好ましくは１１％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。 Therefore, in order to maintain devitrification resistance and to easily obtain a low transition temperature (Tg), the lower limit is preferably 1%, more preferably 1.5%, most preferably 2%, preferably 12%. , More preferably 11%, and most preferably 10% as the upper limit.
ＳｉＯ2成分は、原料として例えばＳｉＯ2等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The SiO 2 component can be introduced into the glass composition using, for example, SiO 2 as a raw material.
Ｂ2Ｏ3成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラス形成酸化物成分として欠かすことのできない成分である。しかし、その量が少なすぎると耐失透性が不十分となり、多すぎると化学的耐久性が悪くなる。従って、良好な化学的安定性を維持しやすくする為には、好ましくは２０％、より好ましくは２３％、最も好ましくは２５％を下限とし、好ましくは４５％、より好ましくは４２％、最も好ましくは４０％を上限として含有することができる。 The B 2 O 3 component is an indispensable component as a glass-forming oxide component in the optical glass of the present invention. However, when the amount is too small, the devitrification resistance is insufficient, and when the amount is too large, the chemical durability is deteriorated. Therefore, in order to facilitate maintaining good chemical stability, the lower limit is preferably 20%, more preferably 23%, most preferably 25%, preferably 45%, more preferably 42%, most preferably May contain up to 40%.
Ｂ2Ｏ3成分は、原料として例えばＨ3ＢＯ3等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The B 2 O 3 component can be introduced into the glass composition using, for example, H 3 BO 3 as a raw material.
前述のとおり、本発明者はＳｉＯ2とＢ2Ｏ3との合計含有質量に対するＬａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、Ｙｂ2Ｏ3及びＬｕ2Ｏ3の各成分の合計含有質量の比、すなわち（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3＋Ｌｕ2Ｏ3）／（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）の値を特定の範囲の値にすることにより、耐失透性及び化学的耐久性を向上させ、低い転移点（Ｔｇ）を維持しつつ所望の光学定数を維持することを見出した。 As described above, the present inventor has the ratio of the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 and Lu 2 O 3 to the total content of SiO 2 and B 2 O 3 , That is, by setting the value of (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Yb 2 O 3 + Lu 2 O 3 ) / (SiO 2 + B 2 O 3 ) within a specific range, devitrification resistance and chemical durability are achieved. It was found that the desired optical constant was maintained while maintaining a low transition point (Tg).
上記効果を奏するために、本発明において（Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3＋Ｌｕ2Ｏ3）／（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）の値は、好ましくは１．０〜１．５、より好ましくは１．０〜１．４５、最も好ましくは１．０〜１．４の範囲となる In order to achieve the above effects, in the present invention, the value of (La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Yb 2 O 3 + Lu 2 O 3 ) / (SiO 2 + B 2 O 3 ) is preferably 1.0 to 1.5. , More preferably 1.0 to 1.45, most preferably 1.0 to 1.4.
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効であり低分散性を有する本発明のガラスに欠かすことのできない成分である。しかし、その量が少なすぎるとガラスの光学定数の値を上記特定範囲内に維持し難く、多すぎると耐失透性が悪くなる。 The La 2 O 3 component is an essential component of the glass of the present invention that is effective for increasing the refractive index of the glass and lowering the dispersion, and has low dispersibility. However, when the amount is too small, it is difficult to maintain the value of the optical constant of the glass within the specific range, and when it is too large, the devitrification resistance is deteriorated.
従って、上記効果を奏するために、好ましくは１４％、より好ましくは１４．５％、最も好ましくは１５％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２８％、最も好ましくは２７％を上限として含有することができる。Ｌａ2Ｏ3成分は、原料として例えばＬａ2Ｏ3、Ｌａ（ＮＯ３）３・ｘＨ２Ｏ、ＬａＦ3等を使用してガラス組成物中に導入できる。 Therefore, in order to achieve the above effect, the lower limit is preferably 14%, more preferably 14.5%, most preferably 15%, preferably 30%, more preferably 28%, and most preferably 27%. Can be contained. The La 2 O 3 component can be introduced into the glass composition using, for example, La 2 O 3, La (NO 3 ) 3 .xH 2 O, LaF 3 or the like as a raw material.
Ｇｄ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、その量が少なすぎると上記効果が充分ではなく、過剰に添加すると逆に耐失透性が悪くなる。 The Gd 2 O 3 component is effective for increasing the refractive index of the glass and lowering the dispersion. However, if the amount is too small, the above effect is not sufficient, and if added in excess, the devitrification resistance is worsened.
従って、本発明の光学ガラスにおける所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持しやすくするためには、好ましくは２８％、より好ましくは３０％、最も好ましくは３１％を下限とし、好ましくは４０％、より好ましくは３９％、最も好ましくは３８％を上限として含有することができる。 Therefore, in order to easily maintain good devitrification resistance while maintaining a desired optical constant in the optical glass of the present invention, the lower limit is preferably 28%, more preferably 30%, and most preferably 31%. , Preferably 40%, more preferably 39%, most preferably 38%.
Ｇｄ2Ｏ3成分は、原料として例えばＧｄ2Ｏ3、ＧｄＦ3等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The Gd 2 O 3 component can be introduced into the glass composition using, for example, Gd 2 O 3 , GdF 3 or the like as a raw material.
本発明のさらなる態様において、ガラス組成物中のＧｄ2Ｏ3の質量に対するＬａ2Ｏ3の質量比、すなわち（Ｌａ2Ｏ3）／（Ｇｄ2Ｏ3）の値は所定の値に限定されることが好ましい。かかる値は光学ガラスの低分散化を促進しかつ耐失透性を向上させるに重要な要素である。本発明者は、かかる値を所定の範囲に設定することにより所望のアッベ数及び良好な耐失透性を併せ持つ光学ガラスを実現することを見出したのである。 In a further aspect of the invention, the mass ratio of La 2 O 3 to the mass of Gd 2 O 3 in the glass composition, ie the value of (La 2 O 3 ) / (Gd 2 O 3 ) is limited to a predetermined value. It is preferable. Such a value is an important factor for promoting the low dispersion of the optical glass and improving the devitrification resistance. The present inventor has found that an optical glass having both a desired Abbe number and good devitrification resistance can be realized by setting such a value within a predetermined range.
（Ｌａ2Ｏ3）／（Ｇｄ2Ｏ3）の値は、好ましくは０．１、より好ましくは０．２、最も好ましくは０．３を下限とし、好ましくは１．０、より好ましくは０．９、最も好ましくは０．８を上限とする。 The value of (La 2 O 3 ) / (Gd 2 O 3 ) is preferably 0.1, more preferably 0.2, and most preferably 0.3, preferably 1.0, more preferably 0. .9, most preferably 0.8.
Ｌｉ2Ｏ成分は、転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果を奏する。しかしその量が少なすぎるとこれらの効果が不十分であり、多すぎると耐失透性が急激に悪化する。 The Li 2 O component has the effect of significantly lowering the transition temperature (Tg) and promoting the melting of the mixed glass raw material. However, if the amount is too small, these effects are insufficient, and if the amount is too large, the devitrification resistance deteriorates rapidly.
従って、良好な転移温度（Ｔｇ）、又は耐失透性を維持しやすくする為には、好ましくは０．５％、より好ましくは１％、最も好ましくは１．５％を下限とし、好ましくは５％、より好ましくは４％、最も好ましくは３％を上限として含有することができる。 Therefore, in order to easily maintain a good transition temperature (Tg) or devitrification resistance, the lower limit is preferably 0.5%, more preferably 1%, and most preferably 1.5%. The upper limit may be 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%.
Ｌｉ2Ｏ成分は、原料として例えばＬｉ2ＣＯ3、ＬｉＦ、ＬｉＮＯ3、ＬｉＯＨ、等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The Li 2 O component can be introduced into the glass composition using, for example, Li 2 CO 3 , LiF, LiNO 3 , LiOH, or the like as a raw material.
なお、本発明の光学ガラスにおいては、ガラスの高分散化を抑え、化学的耐久性を向上させるために酸化物換算組成のガラス全質量に対する必須成分ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3及びＬｉ2Ｏの質量の和が、９１％以上、好ましくは９２％以上、より好ましくは９３％以上、最も好ましくは９４％以上である。 In the optical glass of the present invention, suppressing a high dispersion glass, essential components SiO 2 to the glass the total weight of the oxide basis composition to improve the chemical durability, B 2 O 3, La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Li 2 O are 91% or more, preferably 92% or more, more preferably 93% or more, and most preferably 94% or more.
＜任意成分について＞
Ｙｂ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、過剰に添加するとガラスの耐失透性を悪化させる。
<About optional components>
The Yb 2 O 3 component is effective for increasing the refractive index of the glass and reducing the dispersion. However, when added excessively, the devitrification resistance of the glass is deteriorated.
Ｙｂ2Ｏ3成分は、本発明における所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持しやすくするために、好ましくは５％以下、より好ましくは４％以下、最も好ましくは３％以下で含有することができる。 The Yb 2 O 3 component is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, most preferably 3% in order to easily maintain good devitrification resistance while maintaining the desired optical constant in the present invention. It can be contained in the following.
Ｙｂ2Ｏ3成分は、原料として例えばＹｂ2Ｏ3、ＹｂＦ３等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The Yb 2 O 3 component can be introduced into the glass composition using, for example, Yb 2 O 3 or YbF 3 as a raw material.
Ｌｕ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、過剰に添加するとガラスの耐失透性を悪化させる。本発明における所望の光学定数を維持しつつ良好な耐失透性を維持しやすくするためには、好ましくは５％以下、より好ましくは４％以下、最も好ましくは３％で含有することができる。 The Lu 2 O 3 component is effective in increasing the refractive index of the glass and lowering the dispersion. However, when added excessively, the devitrification resistance of the glass is deteriorated. In order to make it easy to maintain good devitrification resistance while maintaining the desired optical constant in the present invention, it is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and most preferably 3%. .
Ｌｕ2Ｏ3成分は、原料として例えばＬｕ2Ｏ3等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The Lu 2 O 3 component can be introduced into the glass composition using, for example, Lu 2 O 3 as a raw material.
ＴｉＯ2成分は光線透過率を悪化させることと、ガラスを高分散化させるが、ガラスのソーラリゼーション防止のため任意に添加することもできる。本発明の光学定数を維持するためには、その量は好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０５％以下の量にて含有することができ、最も好ましくは含有しない。 The TiO 2 component deteriorates the light transmittance and makes the glass highly dispersed, but can be optionally added to prevent glass solarization. In order to maintain the optical constant of the present invention, the amount thereof can be contained preferably in an amount of 0.1% or less, more preferably 0.05% or less, most preferably not.
ＴｉＯ2成分は、原料として例えばＴｉＯ2等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The TiO 2 component can be introduced into the glass composition using, for example, TiO 2 as a raw material.
ＺｒＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善し、化学的耐久性を向上させる効果があるが、しかし、過剰に添加すると逆に耐失透性が悪くなるうえ、転移温度（Ｔｇ）を所望の低い値に維持し難くなる。 ZrO 2 component has the effect of adjusting optical constants, improving devitrification resistance, and improving chemical durability. However, when added excessively, devitrification resistance is worsened and the transition temperature is lowered. It becomes difficult to maintain (Tg) at a desired low value.
従って、良好な転移温度（Ｔｇ）、耐失透性を維持しやすくする為には、好ましくは４％以下、より好ましくは３．５％以下、最も好ましくは３％以下で含有することができる。 Therefore, in order to easily maintain a good transition temperature (Tg) and devitrification resistance, the content can be preferably 4% or less, more preferably 3.5% or less, and most preferably 3% or less. .
ＺｒＯ2成分は、原料として例えばＺｒＯ2、ＺｒＦ4等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The ZrO 2 component can be introduced into the glass composition using, for example, ZrO 2 or ZrF 4 as a raw material.
ＺｎＯ成分は、転移温度（Ｔｇ）を低める効果が大きい成分であるが、高分散成分である為、過剰に添加すると上記特定範囲内の光学定数を有することが難しくなり、耐失透性も悪くなる。 The ZnO component is a component having a large effect of lowering the transition temperature (Tg). However, since it is a highly dispersed component, it becomes difficult to have an optical constant within the specific range when added in excess, and the devitrification resistance is poor. Become.
従って、良好な耐失透性を維持しつつ転移温度（Ｔｇ）を低くするためには、好ましくは３．５％未満、より好ましくは３．３％以下、最も好ましくは３．０％以下の量で含有することができる。ＺｎＯ成分は、原料として例えばＺｎＯ、ＺｎＦ2等を使用してガラス組成物中に導入できる。 Therefore, in order to lower the transition temperature (Tg) while maintaining good devitrification resistance, it is preferably less than 3.5%, more preferably 3.3% or less, and most preferably 3.0% or less. It can be contained in an amount. The ZnO component can be introduced into the glass composition using, for example, ZnO, ZnF 2 or the like as a raw material.
Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは転移温度（Ｔｇ）を下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果があるが、過剰に含有すると耐失透性、化学的耐久性を著しく悪化させるため、好ましくは２％、より好ましくは１％を上限とし、最も好ましく含有しない。 Na 2 O and K 2 O have an effect of lowering the transition temperature (Tg) and promoting the melting of the mixed glass raw material, but if excessively contained, the devitrification resistance and chemical durability are remarkably deteriorated. The upper limit is preferably 2%, more preferably 1%, and most preferably not contained.
ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ成分から選ばれる１種又は２種以上の成分であるＲＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ成分の合計量が多すぎると耐失透性が悪くなる。 The RO component which is one or more components selected from CaO, SrO and BaO components is effective for adjusting the optical constant. However, when the total amount of the CaO, SrO and BaO components is too large, the devitrification resistance is deteriorated.
従って、特に良好な耐失透性を維持しやすくする為には、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ成分の合計量は、好ましくは４％以下、より好ましくは３．５％以下、最も好ましくは３％以下で含有することができる。 Therefore, in order to facilitate maintaining particularly good devitrification resistance, the total amount of CaO, SrO and BaO components is preferably 4% or less, more preferably 3.5% or less, and most preferably 3% or less. Can be contained.
ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＣＯ3、ＣａＦ2、Ｃａ（ＯＨ）2、等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The CaO component can be introduced into the glass composition using, for example, CaCO 3 , CaF 2 , Ca (OH) 2 , or the like as a raw material.
ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒ（ＮＯ3）2、ＳｒＦ2、Ｓｒ（ＯＨ）2等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The SrO component can be introduced into the glass composition using, for example, Sr (NO 3 ) 2 , SrF 2 , Sr (OH) 2 or the like as a raw material.
ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＣＯ3、Ｂａ（ＮＯ3）2、ＢａＦ2、Ｂａ（ＯＨ）2等を使用してガラス組成物中に導入できる。 The BaO component can be introduced into the glass composition using, for example, BaCO 3 , Ba (NO 3 ) 2 , BaF 2 , Ba (OH) 2 or the like as a raw material.
また、前記ＲＯ+ＺｎＯの合計量が多すぎても耐失透性を悪化させる。従って、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ並びにＺｎＯの合計質量を好ましくは４％以下、より好ましくは３．５％以下、最も好ましくは３％以下で含有することができる。 Moreover, even if there is too much total amount of the said RO + ZnO, devitrification resistance will be deteriorated. Therefore, the total mass of CaO, SrO, BaO and ZnO can be preferably 4% or less, more preferably 3.5% or less, and most preferably 3% or less.
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融時の脱泡剤として添加しうるが、その量は１％までで十分である。 The Sb 2 O 3 component can be added as a defoaming agent at the time of melting the glass, but up to 1% is sufficient.
Ｆ成分は、ガラスの分散を低くしつつ、転移温度（Ｔｇ）を低下させ、耐失透性を向上させるために有効であり、特にＦ成分をＬａ2Ｏ3成分と共存させることにより、上記特定範囲内の光学定数を有し、かつ、精密プレス成形が可能な低い転移温度（Ｔｇ）を有する低分散性の光学ガラスを得ることができる。 The F component is effective for reducing the transition temperature (Tg) and improving the devitrification resistance while lowering the dispersion of the glass. In particular, the F component is allowed to coexist with the La 2 O 3 component. A low-dispersion optical glass having an optical constant within a specific range and a low transition temperature (Tg) capable of precision press molding can be obtained.
なお、本発明の光学ガラス中においては、Ｆ成分は各珪素や他の金属元素の1種又は2種以上の酸化物一部又は全部と置換したフッ化物の形態で存在するものと考えられる。当該酸化物の一部又は全部と置換したフッ化物のＦとしての合計量が多すぎると、フッ素成分の揮発量が多くなり、均質なガラスを得にくくなる。さらに、フッ素成分の揮発により所望の光学定数を維持することが困難になる。 In the optical glass of the present invention, it is considered that the F component exists in the form of a fluoride substituted with one or more oxides of one or more kinds of silicon and other metal elements. If the total amount of the fluoride substituted with part or all of the oxide is too large, the volatilization amount of the fluorine component increases and it becomes difficult to obtain a homogeneous glass. Furthermore, it becomes difficult to maintain a desired optical constant due to volatilization of the fluorine component.
従って、酸化物換算組成のガラス組成物１００質量部に対して、好ましくは２質量部以下、より好ましくは１．９質量部以下、最も好ましくは１．８質量部以下の量を含有する。あるいは、実質的に含有しなくてもよい。ここでいう実質的に含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。 Therefore, the amount is preferably 2 parts by mass or less, more preferably 1.9 parts by mass or less, and most preferably 1.8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the glass composition having an oxide equivalent composition. Or it does not need to contain substantially. The phrase “substantially not contained” as used herein means that it is not contained artificially unless it is mixed as an impurity.
＜含有させるべきでない成分について＞
次に本発明の光学ガラスにおいて含有させるべきでない成分について説明する。
<About ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention will be described.
鉛化合物は、精密プレス成形時に金型と融着しやすい成分であるという問題並びにガラスの製造のみならず、研磨等のガラスの冷間加工及びガラスの廃棄に至るまで、環境対策上の措置が必要となり、環境負荷が大きい成分であるという問題があるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。 Lead compounds are components that are easy to fuse with molds during precision press molding and glass manufacturing, as well as glass processing such as polishing and environmental measures, including glass disposal and glass disposal. The optical glass of the present invention should not be contained because it is necessary and has a problem that it is a component with a large environmental load.
Ａｓ2Ｏ3、カドミウム及びトリウムは、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。 Since As 2 O 3 , cadmium and thorium are harmful components to the environment and are very environmentally harmful components, they should not be contained in the optical glass of the present invention.
Ｐ2Ｏ5は、本発明の光学ガラスに含有させると、耐失透性を悪化させやすいのでＰ2Ｏ5を含有させることは好ましくない。 If P 2 O 5 is contained in the optical glass of the present invention, devitrification resistance is likely to be deteriorated, so it is not preferable to contain P 2 O 5 .
ＴｅＯ2は、白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際、テルルと白金が合金化し、合金となった箇所は耐熱性が悪くなるため、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮されるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。 When TeO 2 melts a glass raw material in a platinum crucible or a melting tank in which the portion in contact with the molten glass is formed of platinum, tellurium and platinum are alloyed, and the alloyed portion has poor heat resistance. Therefore, since there is concern about the danger of an accident that a hole is opened at that location and the molten glass flows out, it should not be included in the optical glass of the present invention.
さらに本発明の光学ガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ等の着色成分は、含有しないことが好ましい。但し、ここでいう含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。 Furthermore, it is preferable that the optical glass of the present invention does not contain coloring components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Eu, Nd, Sm, Tb, Dy, and Er. However, the term “not contained” as used herein means that it is not contained artificially unless it is mixed as an impurity.
＜ｍｏｌ％表示＞
本発明のガラス組成物は、その組成が質量％で表されているため直接的にｍｏｌ％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のｍｏｌ％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
<Mol% display>
The glass composition of the present invention cannot be expressed directly in the description of mol% because the composition is expressed by mass%, but exists in the glass composition satisfying various properties required in the present invention. The composition of each component in terms of mol% takes the following values in terms of oxide equivalent composition.
必須成分としてＳｉＯ2 １〜２５ｍｏｌ％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜７０ｍｏｌ％、Ｌａ2Ｏ3 ３〜１５ｍｏｌ％、Ｇｄ2Ｏ3 ３〜２０ｍｏｌ％、Ｌｉ2Ｏ １〜２０ｍｏｌ％を含み、また、任意成分としてＹｂ2Ｏ3 ０〜５ｍｏｌ％、及び／又はＬｕ2Ｏ3 ０〜５ｍｏｌ％、及び／又はＴｉＯ2 ０〜０．１ｍｏｌ％、及び／又はＺｒＯ2 ０〜５ｍｏｌ％、及び／又はＺｎＯ ０〜５ｍｏｌ％未満、及び／又はＲＯ ０〜５ｍｏｌ％（但し、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜１０ｍｏｌ％）、及び／又はＳｂ2Ｏ3 ０〜１ｍｏｌ％の酸化物換算組成の各成分を含有し、かつ酸化物換算組成の総モル数に対する前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したＦのモル数の比が０〜０．１５となるように各成分を含有する。 SiO 2 1~25mol% as an essential component, comprises B 2 O 3 40~70mol%, La 2 O 3 3~15mol%, Gd 2 O 3 3~20mol%, the Li 2 O 1 to 20 mol%, also optionally Yb 2 O 3 0-5 mol% and / or Lu 2 O 3 0-5 mol% and / or TiO 2 0-0.1 mol% and / or ZrO 2 0-5 mol% and / or ZnO 0 Less than -5 mol%, and / or RO 0-5 mol% (however, RO is 1 type (s) or 2 or more types chosen from CaO, SrO, and BaO, and the total amount of RO + ZnO is 0-10 mol%), and / or Sb 2 O 3 containing each component of 0 to 1 mol% of an oxide composition in terms of, and some or all of the oxide to the total number of moles of oxide composition in terms of moles of F that fluoride substituted Ratio is 0-0.15 Each component is contained so that
本発明のガラス組成物におけるＳｉＯ2成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね１ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね３ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは概ね２５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２３ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２１ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the SiO 2 component in the glass composition of the present invention is as described above, but in order to achieve the effect, the lower limit is preferably about 1 mol%, more preferably about 2 mol%, and most preferably about 3 mol%, The upper limit is preferably about 25 mol%, more preferably about 23 mol%, and most preferably about 21 mol%.
本発明のガラス組成物におけるＢ2Ｏ3成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね４０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね４７ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは概ね７０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね６７ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね６８ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the B 2 O 3 component in the glass composition of the present invention is as described above. In order to achieve the effect, the lower limit is preferably about 40 mol%, more preferably about 45 mol%, and most preferably about 47 mol%. And preferably about 70 mol%, more preferably about 67 mol%, and most preferably about 68 mol% as the upper limit.
本発明のガラス組成物におけるＬａ2Ｏ3成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね３ｍｏｌ％、より好ましくは概ね３．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね４ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは概ね１５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね１３ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１１ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the La 2 O 3 component in the glass composition of the present invention is as described above, but preferably 3 mol%, more preferably approximately 3.5 mol%, and most preferably approximately 4 mol% in order to achieve the effect. Is preferably about 15 mol%, more preferably about 13 mol%, and most preferably about 11 mol%.
本発明のガラス組成物におけるＧｄ2Ｏ3成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね３ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね６ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは概ね２０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね１９ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１７ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the Gd 2 O 3 component in the glass composition of the present invention is as described above. In order to achieve the effect, the lower limit is preferably about 3 mol%, more preferably about 4 mol%, and most preferably about 6 mol%. And preferably about 20 mol%, more preferably about 19 mol%, and most preferably about 17 mol%.
本発明のガラス組成物におけるＹｂ2Ｏ3成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね３ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the Yb 2 O 3 component in the glass composition of the present invention is as described above. In order to exhibit the effect, the upper limit is preferably about 5 mol%, more preferably about 3 mol%, and most preferably about 2 mol%. It can contain as.
本発明のガラス組成物におけるＬｕ2Ｏ3成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね３ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the Lu 2 O 3 component in the glass composition of the present invention is as described above. In order to achieve the effect, the upper limit is preferably about 5 mol%, more preferably about 3 mol%, and most preferably about 2 mol%. It can contain as.
本発明のガラス組成物におけるＴｉＯ2成分の効果は上述のとおりである。本発明のガラス中においては好ましくは概ね０．１ｍｏｌ％、より好ましくは概ね０．０５ｍｏｌ％を上限として含有することができ、最も好ましくは含有しない。 The effect of the TiO 2 component in the glass composition of the present invention is as described above. In the glass of the present invention, it can preferably be contained at an upper limit of about 0.1 mol%, more preferably about 0.05 mol%, and most preferably not contained.
本発明のガラス組成物におけるＺｒＯ2成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね３ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the ZrO 2 component in the glass composition of the present invention is as described above. In order to achieve the effect, it is preferably about 5 mol%, more preferably about 3 mol%, and most preferably about 2 mol% as the upper limit. can do.
本発明のガラス組成物におけるＺｎＯ成分の効果は上述のとおりである。本発明のガラス中においては好ましくは概ね５ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね４．８ｍｏｌ％、最も好ましくは４．６ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the ZnO component in the glass composition of the present invention is as described above. In the glass of the present invention, the upper limit of about 5 mol%, more preferably about 4.8 mol%, and most preferably 4.6 mol% is preferable.
ＲＯ成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね４ｍｏｌ％を上限として含有することができる。また、前記ＲＯ+ＺｎＯの合計モル数は好ましくは概ね１０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね８ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね６％を上限として含有することができる。 The effect of the RO component is as described above, but in order to achieve the effect, it is preferably about 5 mol%, more preferably about 4.5 mol%, and most preferably about 4 mol%. The total number of moles of RO + ZnO is preferably about 10 mol%, more preferably about 8 mol%, and most preferably about 6%.
本発明のガラス組成物におけるＬｉ2Ｏ成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね１ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね３ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは概ね２０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね１９ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１８ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the Li 2 O component in the glass composition of the present invention is as described above, but in order to achieve the effect, the lower limit is preferably about 1 mol%, more preferably about 2 mol%, and most preferably about 3 mol%. , Preferably about 20 mol%, more preferably about 19 mol%, and most preferably about 18 mol%.
本発明のガラス組成物におけるＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏ成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは４ｍｏｌ％、より好ましくは２ｍｏｌ％を上限とし、最も好ましくは含有しない。 The effects of the Na 2 O and K 2 O components in the glass composition of the present invention are as described above, but in order to exert the effects, preferably 4 mol%, more preferably 2 mol% is set as the upper limit, most preferably contained do not do.
本発明のガラス組成物におけるＳｂ2Ｏ3成分の効果は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、好ましくは概ね１ｍｏｌ％、より好ましくは概ね０．８ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね０．５ｍｏｌ％を上限として含有することができる。 The effect of the Sb 2 O 3 component in the glass composition of the present invention is as described above, but in order to achieve the effect, it is preferably about 1 mol%, more preferably about 0.8 mol%, and most preferably about 0.00. It can contain 5 mol% as an upper limit.
本発明のガラス組成物におけるＦ成分は上述のとおりであるが、当該効果を奏するために、酸化物換算組成の総モル数に対する上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したＦのモル数の比が好ましくは概ね０．１５以下、より好ましくは０．１４以下、最も好ましくは０．１３以下となるように含有される。あるいは、実質的に含有しなくてもよい。ここでいう実質的に含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。 Although the F component in the glass composition of the present invention is as described above, the number of moles of F in which a part or all of the oxide is substituted with fluoride with respect to the total number of moles of the oxide-converted composition in order to achieve the effect. The ratio is preferably about 0.15 or less, more preferably 0.14 or less, and most preferably 0.13 or less. Or it does not need to contain substantially. The phrase “substantially not contained” as used herein means that it is not contained artificially unless it is mixed as an impurity.
＜物性＞
次に本発明の光学ガラスの物性について説明する。
<Physical properties>
Next, the physical properties of the optical glass of the present invention will be described.
本発明の光学ガラスは、主に加熱軟化させて精密プレス成形によってガラス成形品を得るためのガラスプリフォーム材として使用される。従って、この際に使用する金型の損傷を抑制し、金型の高精度な成形面を長く維持し、かつ、低い温度での精密プレス成形を可能にするために、できるだけ低い転移温度（Ｔｇ）を有することが望まれている。そのため、上記特定範囲の組成を用いることにより、所望のガラス転移温度（Ｔｇ）を実現させたものである。 The optical glass of the present invention is mainly used as a glass preform material for softening by heating and obtaining a glass molded product by precision press molding. Therefore, in order to suppress damage to the mold used at this time, maintain a high-precision molding surface of the mold for a long time, and enable precision press molding at a low temperature, the lowest possible transition temperature (Tg) ). Therefore, a desired glass transition temperature (Tg) is realized by using the composition in the specific range.
本発明の光学ガラスのガラス転移温度（Ｔｇ）は、好ましくは５５０℃、より好ましくは５７０℃、最も好ましくは５７５℃を下限とし、好ましくは６３０℃、より好ましくは６２５℃、最も好ましくは６２０℃を上限とする。ここでＴｇが低すぎると化学的耐久性が悪化し同時に耐失透性が低下し安定した生産を行うことが困難になる。また、Ｔｇが高くなりすぎるとモールドプレス性が悪化するだけでなく溶融性が低下し溶け残り等が発生しやすい。しかし溶け残り防止のために溶融温度を高くすると溶融容器からの白金溶け込み量が増し光線透過性が悪化してしまう傾向にある。 The glass transition temperature (Tg) of the optical glass of the present invention is preferably 550 ° C., more preferably 570 ° C., most preferably 575 ° C., preferably 630 ° C., more preferably 625 ° C., most preferably 620 ° C. Is the upper limit. Here, if Tg is too low, chemical durability is deteriorated, and at the same time, devitrification resistance is lowered, making it difficult to perform stable production. On the other hand, if Tg is too high, not only mold pressability is deteriorated, but meltability is lowered and undissolved parts are easily generated. However, if the melting temperature is increased to prevent undissolved residue, the amount of platinum dissolved from the melting container increases and the light transmittance tends to deteriorate.
本発明の光学ガラスでは、下記製造方法により、安定した生産を実現するため、液相温度を１１００℃以下とすることが重要である。特に好ましくは１０６５℃以下とすることで、安定生産可能な温度範囲が広くなり、また、ガラス熔解温度を下げることができるため、消費されるエネルギーを抑えることができる。 In the optical glass of the present invention, it is important to set the liquidus temperature to 1100 ° C. or lower in order to realize stable production by the following manufacturing method. Particularly preferably, by setting the temperature to 1065 ° C. or lower, the temperature range in which stable production can be performed is widened, and the glass melting temperature can be lowered, so that consumed energy can be suppressed.
尚、液相温度とは、粉砕したガラス試料を白金板上にのせ、温度傾斜のついた炉内に３０分間保持した後、取り出し、軟化したガラスの結晶の有無を顕微鏡にて観察し、結晶が認められない一番低い温度を表す。 The liquidus temperature refers to a crushed glass sample placed on a platinum plate, held in a furnace with a temperature gradient for 30 minutes, then taken out and observed with a microscope for the presence of softened glass crystals. Represents the lowest temperature at which is not recognized.
上述のとおり、本発明の光学ガラスはプレス成形用のガラスプリフォーム材として使用することができ、或いは熔融ガラスをダイレクトプレスすることも可能である。ガラスプリフォーム材として使用する場合、その製造方法及び熱間成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。ガラスプリフォーム材の製造方法としては、例えば特開平８−３１９１２４に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のような熔融ガラスから直接ガラスプリフォーム材を製造することもでき、またストリップ材を冷間加工して製造しても良い。 As described above, the optical glass of the present invention can be used as a glass preform material for press molding, or a molten glass can be directly pressed. When using as a glass preform material, the manufacturing method and the hot forming method are not particularly limited, and known manufacturing methods and forming methods can be used. As a method for producing a glass preform material, for example, a glass gob forming method described in JP-A-8-319124, an optical glass manufacturing method described in JP-A-8-73229, and a glass preform directly from molten glass such as a manufacturing apparatus. The material can also be manufactured, and the strip material can be manufactured by cold working.
なお、本発明の光学ガラスを用いて熔融ガラスを白金或いは強化白金から滴下させてガラスプリフォーム材を製造する場合、熔融ガラスの粘度は、低すぎるとガラスプリフォーム材に脈理が入りやすくなり、高すぎると、自重と表面張力によるガラスの切断が困難になる。 In addition, when manufacturing the glass preform material by dropping the molten glass from platinum or tempered platinum using the optical glass of the present invention, if the viscosity of the molten glass is too low, the glass preform material is likely to have striae. If it is too high, it becomes difficult to cut the glass due to its own weight and surface tension.
従って、高品質かつ安定した生産のためには、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数ｌｏｇηの値が好ましくは０．３、より好ましくは０．４、最も好ましくは０．５を下限とすることが好ましく、２．０、より好ましくは１．８、最も好ましくは１．５を上限とすることが好ましい。 Therefore, for high quality and stable production, the logarithmic log η value of the viscosity (dPa · s) at the liquidus temperature is preferably 0.3, more preferably 0.4, and most preferably 0.5. Preferably, the upper limit is 2.0, more preferably 1.8, and most preferably 1.5.
なお、ガラスプリフォーム材の熱間成形方法を特に限定するものではないが、例えば特公昭６２−４１１８０に記載の光学素子の成形方法のような方法を使用することができる。また、本発明の光学ガラスからガラスプリフォーム材を作製し、ガラスプリフォーム材をプレスして光学素子を製造しても良いし、またはガラスプリフォーム材を経ることなく溶融、軟化した当該光学ガラスを直接プレスして光学素子を製造するダイレクトプレスによるものでもよい。尚、光学素子とは、例えば両凸、両凹、平凸、平凹、メニスカスなどの各種レンズ、ミラー、プリズム、回折格子などとして用いられる。 The hot forming method for the glass preform material is not particularly limited, and for example, a method such as the optical element forming method described in JP-B-62-41180 can be used. Further, a glass preform material may be produced from the optical glass of the present invention, and the optical preform may be manufactured by pressing the glass preform material, or the optical glass melted and softened without passing through the glass preform material. Direct pressing may be used to manufacture an optical element by directly pressing. The optical element is used as various lenses such as biconvex, biconcave, plano-convex, plano-concave, meniscus, mirror, prism, diffraction grating and the like.
以下、本発明の実施例について述べるが、下記実施例はあくまで例示の目的であり、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described. However, the following examples are merely for illustrative purposes, and the present invention is not limited to these examples.
＜実施例１〜２３＞
本発明に係る光学ガラスの実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２３）の組成とともに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）及び転移温度（Ｔｇ）を測定し、液相温度における粘度、並びに耐失透性試験の結果を表１〜表４に示した。本発明の光学ガラスは、各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、フッ化物等の通常の光学ガラス用原料を使用して、各実施例の組成の割合となるように秤量し、混合して調合原料と成し、これを白金坩堝に投入し、組成による熔融性に応じて、１０００〜１３００℃で、３〜５時間熔融、清澄、撹拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより製造した。
<Examples 1 to 23>
Along with the compositions of Examples (No. 1 to No. 23) of optical glasses according to the present invention, the refractive index (nd), Abbe number (νd) and transition temperature (Tg) of these glasses were measured, and the liquidus temperature. Table 1 to Table 4 show the viscosity and the results of the devitrification resistance test. The optical glass of the present invention uses the usual optical glass raw materials such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides and the like as raw materials for each component, Weighed and mixed to form a blended raw material, which was put into a platinum crucible and melted, clarified and stirred at 1000-1300 ° C. for 3-5 hours depending on the meltability depending on the composition. Then, it was manufactured by casting into a mold or the like and gradually cooling.
表中、各成分の組成は質量％で表示するものとする。ただし、フッ素成分の含有率は、酸化物換算組成のガラス全質量を１００質量部とした場合に、ガラス組成物中に含まれ得るフッ素をＦ原子として計算した場合の質量部数で表したものである。 In the table, the composition of each component is expressed in mass%. However, the content of the fluorine component is expressed in terms of parts by mass when the fluorine that can be contained in the glass composition is calculated as F atoms when the total mass of the glass in oxide conversion composition is 100 parts by mass. is there.
屈折率（ｎｄ）及び、アッベ数（νｄ）は徐冷降温速度を−２５℃／hにして得られた光学ガラスについて測定した。 The refractive index (nd) and the Abbe number (νd) were measured for the optical glass obtained at a slow cooling rate of -25 ° C / h.
ガラス転移温度（Ｔｇ）は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＪＩＳ０８-２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法により測定した。ただし、試料片として長さ５０mm、直径４mmの試料を使用した。 The glass transition temperature (Tg) was measured by the method described in Japan Optical Glass Industry Association Standard JOJIS08-2003 (Measurement Method of Thermal Expansion of Optical Glass). However, a sample having a length of 50 mm and a diameter of 4 mm was used as a sample piece.
液相温度の測定は、粉砕したガラス試料を白金板上にのせ、温度傾斜のついた炉内に３０分間保持した後、取り出し、軟化したガラスの結晶の有無を顕微鏡にて観察し、結晶が認められない一番低い温度を求めた。 The liquid phase temperature is measured by placing a crushed glass sample on a platinum plate and holding it in a furnace with a temperature gradient for 30 minutes, then taking it out and observing the softened glass crystals with a microscope. The lowest temperature that was not recognized was determined.
液相温度における粘度η（ｄＰａ・ｓ）は、球引上げ式粘度計（有限会社オプト企業：型番ＢＶＭ−１３ＬＨ）を使用し、液相温度での粘度を測定した。なお、表１〜５中において粘度を表す場合は粘度ηの常用対数で表す。 Viscosity η (dPa · s) at the liquidus temperature was measured by using a ball pulling viscometer (Opto Corporation: Model number BVM-13LH) and measuring the viscosity at the liquidus temperature. In Tables 1 to 5, the viscosity is represented by a common logarithm of viscosity η.
＜比較例Ａ〜Ｆ＞
また、比較例の光学ガラス（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｆ）の組成とともに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、転移温度（Ｔｇ）、液相温度、及び液相温度における粘度を測定し、結果を表５に示した。比較例に係る光学ガラスは、実施例と同様にして、各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、フッ化物等の通常の光学ガラス用原料を使用して、各比較例の組成の割合となるように秤量し、混合して調合原料と成し、これを白金坩堝に投入し、組成による熔融性に応じて、１０００〜１３００℃で、３〜５時間熔融、清澄、撹拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより製造した。
<Comparative Examples A to F>
In addition to the composition of the optical glasses (No. A to No. F) of the comparative examples, the refractive index (nd), Abbe number (νd), transition temperature (Tg), liquidus temperature, and liquidus temperature of these glasses. The viscosity was measured and the results are shown in Table 5. The optical glass according to the comparative example, in the same manner as in the examples, using ordinary optical glass raw materials such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, etc. corresponding to the respective raw materials, Weighed so as to have the composition ratio of each comparative example, mixed to form a blended raw material, put this into a platinum crucible, and melted at 1000 to 1300 ° C. for 3 to 5 hours depending on the meltability depending on the composition After clarification, stirring and homogenization, the mixture was cast into a mold and gradually cooled.
表１〜表４に見られるとおり、本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．２３）はすべて、上記特定範囲内の光学定数（屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７１、及びアッベ数（νd）が５５を超え６０未満）を有し、また、転移温度（Ｔｇ）が５５０〜６３０℃の範囲にあり、かつ液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）が０．５〜２．０であることから、精密プレス成形に使用するガラスプリフォーム材、及び精密プレス成形に適している。 As can be seen in Tables 1 to 4, all of the optical glasses (No. 1 to No. 23) of the examples of the present invention have optical constants (refractive index (nd) within the above specified range of 1.65 to 1. 71 and an Abbe number (ν d ) of more than 55 and less than 60), a transition temperature (Tg) in the range of 550 to 630 ° C., and a viscosity (dPa · s) at the liquidus temperature of 0 Since it is .5 to 2.0, it is suitable for glass preform materials used for precision press molding and precision press molding.
これに対し、表５に示すとおり、比較例Ｎｏ．Ａ、Ｃ及びＤのガラスは、屈折率（ｎｄ）は１．６５〜１．７１の範囲内であるが、アッベ数（νｄ）が５５以下であり、上記特定範囲内の光学定数を有しておらず、上述した近年の光学設計上の要求を満たしていない。 On the other hand, as shown in Table 5, Comparative Example No. A, C, and D glasses have a refractive index (nd) in the range of 1.65 to 1.71, but an Abbe number (νd) of 55 or less, and has an optical constant within the specific range. It does not satisfy the above-mentioned recent optical design requirements.
また、比較例Ｎｏ．Ｂ、Ｅ、及びＦは、ガラス中に結晶が発生し、非常に不安定であり、上記特定範囲内の光学定数を有さず、上述した近年の光学設計上の要求を満たすことができない。 Comparative Example No. B, E, and F generate crystals in glass, are very unstable, do not have optical constants within the above specific range, and cannot meet the above-described recent optical design requirements.
また、比較例Ｎｏ．Ａ、Ｄのガラスは、ガラスの粘度を下げる成分であるＺｎＯが、ＲＯ+ＺｎＯの合計含有量０〜４％の範囲を大きく超えており、上記、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）が、指定範囲から外れているため、安定した生産が困難である。 Comparative Example No. In the glasses of A and D, ZnO, which is a component that lowers the viscosity of the glass, greatly exceeds the range of 0 to 4% of the total content of RO + ZnO, and the viscosity at the liquidus temperature (dPa · s) is as described above. Because it is out of the specified range, stable production is difficult.
Claims (16)
任意成分として、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｌｕ2Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜０．１％、ＺｒＯ2 ０〜４％、ＺｎＯ ０〜３．５％未満、ＲＯ ０〜４％以下（但し、ＲＯはＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜４％）、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％、の酸化物換算組成の各成分を含有し、
前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）の合計量が、前記酸化物換算組成１００質量部に対して０〜２質量部の範囲となる各成分を含有する請求項７に記載の光学ガラス。 In terms of mass, the essential components include SiO 2 1-12%, B 2 O 3 20-45%, La 2 O 3 14-30%, Gd 2 O 3 28-40%, Li 2 O 0.5%. Over 5% range,
As optional components, Yb 2 O 3 0-5%, Lu 2 O 3 0-5%, TiO 2 0-0.1%, ZrO 2 0-4%, ZnO 0-3.5%, RO 0 4% or less (provided that RO is at least one selected from CaO, SrO and BaO, and the total amount of RO + ZnO is 0 to 4%), Sb 2 O 3 0 to 1% Contains each ingredient,
The total amount of fluorine (F) in which a part or all of the oxide is fluoride-substituted contains each component in a range of 0 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the oxide equivalent composition. The optical glass described in 1.
任意成分として、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｌｕ2Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜０．１％、ＺｒＯ2 ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％未満、ＲＯ ０〜５％（但し、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜１０％）、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％、の酸化物換算組成の各成分を含有し、
前記酸化物換算組成の総モル数に対する前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）のモル数の比が０〜０．１５となるように各成分を含有する請求項７に記載の光学ガラス。 By mol%, SiO 2 1 to 25% as the essential components, B 2 O 3 40~70%, La 2 O 3 3~15%, Gd 2 O 3 3~20%, Li 2 O 1~20% ,
As optional components, Yb 2 O 3 0-5%, Lu 2 O 3 0-5%, TiO 2 0-0.1%, ZrO 2 0-5%, ZnO 0-5%, RO 0-5% (However, RO is, CaO, at least one selected from SrO and BaO, 0% is the total amount of RO + ZnO), each component of Sb 2 O 3 0~1%, the oxide composition in terms of Containing
8. Each component is contained so that the ratio of the number of moles of fluorine (F) in which a part or all of the oxide is fluoride-substituted with respect to the total number of moles of the oxide conversion composition is 0 to 0.15. The optical glass described in 1.
任意成分として、Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％、Ｌｕ2Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜０．１％、ＺｒＯ2 ０〜４％、ＺｎＯ ０〜３．５％未満、ＲＯ ０〜４％以下（但し、ＲＯはＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種以上であり、ＲＯ+ＺｎＯの合計量が０〜４％）、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％、の酸化物換算組成の各成分を含有し、
前記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したフッ素（Ｆ）の合計量が、前記酸化物換算組成１００質量部に対して０〜２質量部の範囲となる各成分を含有する光学ガラス。 In terms of mass, the essential components include SiO 2 1-12%, B 2 O 3 20-45%, La 2 O 3 14-30%, Gd 2 O 3 28-40%, Li 2 O 0.5%. Over 5% range,
As optional components, Yb 2 O 3 0-5%, Lu 2 O 3 0-5%, TiO 2 0-0.1%, ZrO 2 0-4%, ZnO 0-3.5%, RO 0 4% or less (provided that RO is at least one selected from CaO, SrO and BaO, and the total amount of RO + ZnO is 0 to 4%), Sb 2 O 3 0 to 1% Contains each ingredient,
Optical glass containing each component in which the total amount of fluorine (F) in which a part or all of the oxide is fluoride-substituted is in the range of 0 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the oxide equivalent composition.
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