JP2007169086A - Optical glass for mold press forming - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide optical glass for mold press forming, which satisfies characteristics to be requested as the optical glass for mold press forming and has, in particular, 1.585-1.595 refractive index (nd) and ≥59 Abbe number (υd) and is excellent in weather resistance and in which lead and fluorides are not contained. <P>SOLUTION: The optical glass for mold press forming consists of the glass expressed by SiO<SB>2</SB>-B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-R"<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-RO (wherein R" is one or more elements selected from La and Gd; and R is one or more elements selected from Mg, Ca, Sr and Ba) containing 39-60 mass% SiO<SB>2</SB>, 19-35 mass% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 59-75 mass% (SiO<SB>2</SB>+B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>), 0.1-25 mass% R"<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 1.5-4.8 mass% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 12-23 mass% RO and 15-27 mass% (RO+R"<SB>2</SB>O<SB>3</SB>). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はモールドプレス成形用光学ガラスに関するものである。   The present invention relates to an optical glass for mold press molding.

CD、MD、DVD、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラや一般のカメラの撮影用レンズ等の光学レンズ用に、屈折率(nd)が1.585〜1.595、アッベ数(νd)が59以上の光学ガラスが使用されている。従来、このようなガラスとしてSiO2−PbO−R'2O(R'2Oはアルカリ金属酸化物)を基本とした鉛含有ガラスやフッ化物を含有したガラスが広く使用されていたが、近年では環境上の問題から、SiO2−B23−RO(ROはアルカリ土類金属酸化物)−R'2O系ガラス等の非鉛系ガラスに切り替えられつつある。(例えば特許文献1〜3参照)
特開平6−107425号公報 特開2000−302479号公報 特開2002−249341号公報
Refractive index (nd) is 1.585 to 1.595, Abbe number (νd) for optical lenses such as optical pickup lenses for CD, MD, DVD, and other various optical disk systems, video cameras and photographing lenses for general cameras. ) Of 59 or more is used. Conventionally, lead glass and glass containing fluoride based on SiO 2 —PbO—R ′ 2 O (R ′ 2 O is an alkali metal oxide) have been widely used as such glass. In view of environmental problems, non-lead glass such as SiO 2 —B 2 O 3 —RO (RO is an alkaline earth metal oxide) —R ′ 2 O glass is being switched. (For example, see Patent Documents 1 to 3)
JP-A-6-107425 JP 2000-302479 A JP 2002-249341 A

これらの光ピックアップレンズや撮影用レンズは、次のようにして作製される。   These optical pickup lenses and photographing lenses are manufactured as follows.

まず溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、同じく研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。次に、精密加工を施した金型中で、プリフォームガラスを軟化状態となるまで加熱するとともに、加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズが作製される。   First, molten glass is dropped from the tip of a nozzle to once produce a droplet glass, which is then ground, polished and washed to obtain a preform glass. Alternatively, a molten glass is quenched and cast to produce a glass block, which is then ground, polished and washed to obtain a preform glass. Next, the preform glass is heated until it is in a softened state in a precision-processed mold, and pressure-molded to transfer the surface shape of the mold to the glass. This molding method is called a mold press molding method and is widely used. In this way, an optical pickup lens and a photographing lens are manufactured.

それ故、モールドプレス成形用光学ガラスには、求められる光学定数(屈折率、アッベ数)を満足することは勿論のこと、金型を劣化させないようにガラスの軟化点が低いこと、金型との融着が起こりにくいこと、耐侯性が高いこと等が要求される。   Therefore, the optical glass for mold press molding not only satisfies the required optical constants (refractive index, Abbe number), but also has a low softening point so as not to deteriorate the mold, Therefore, it is required that the material is not easily fused and has high weather resistance.

しかしながら、特許文献に示すような従来の非鉛系のガラスは、十分な耐侯性を有していない。そのため、ガラスの切削、研磨、洗浄工程におけるガラス成分の研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出によって表面が変質したり、最終製品においても、高温多湿状態に長時間晒されるとガラスの表面が変質し、信頼性が損なわれるという問題が発生する。   However, conventional lead-free glass as shown in the patent literature does not have sufficient weather resistance. Therefore, the surface of the glass is altered by elution of the glass components in the glass cutting, polishing, and cleaning processes into the polishing and cleaning water and various cleaning solutions. There arises a problem that the quality deteriorates and the reliability is impaired.

特に、屈折率(nd)が1.585〜1.595、アッベ数(νd)が59以上のガラスにおいて、良好な耐候性を有するものはなかった。   In particular, none of the glasses having a refractive index (nd) of 1.585 to 1.595 and an Abbe number (νd) of 59 or more has good weather resistance.

本発明の目的は、モールドプレス成形用光学ガラスとして要求される特性を満足し、特に、屈折率(nd)が1.585〜1.595、アッベ数(νd)が59以上であり、耐侯性に優れ、しかも、鉛及びフッ化物を含まないモールドプレス成形用光学ガラスを提供することである。   The object of the present invention is to satisfy the properties required for optical glass for mold press molding, and in particular, the refractive index (nd) is 1.585 to 1.595, the Abbe number (νd) is 59 or more, and the weather resistance Furthermore, the present invention provides an optical glass for mold press molding which is excellent in the above and does not contain lead and fluoride.

本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、SiO2−B23−R"23(R"はLa、Gdの一種以上)−RO(RはMg、Ca、Sr、Baの一種以上)系ガラスからなり、質量%で、SiO2 39〜60%、B23 19〜35%、SiO2+B23 59〜75%、R"23 0.1〜25%、Al23 1.5〜4.8%、RO 12〜23%、RO+R"23 15〜27%含有することを特徴とする。 The optical glass for mold press molding of the present invention is SiO 2 —B 2 O 3 —R ″ 2 O 3 (R ″ is one or more of La and Gd) —RO (R is one or more of Mg, Ca, Sr and Ba). ) Based glass, SiO 2 39-60%, B 2 O 3 19-35%, SiO 2 + B 2 O 3 59-75%, R " 2 O 3 0.1-25%, Al 2 O 3 1.5 to 4.8%, RO 12 to 23%, RO + R ″ 2 O 3 15 to 27%.

本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、CD、MD、DVD、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラや一般のカメラの撮影用レンズ等の光学レンズに使用される1.585〜1.595の屈折率(nd)、59以上のアッベ数(νd)を有している。また、耐候性が良好であるため、製造工程や製品の使用中に物性の劣化や表面の変質を起こすことがない。しかも、軟化点が低くガラス成分が揮発し難いため、成形精度の低下および金型の劣化や汚染が生じない。それ故、モールドプレス成形用光学ガラスとして好適である。   The optical glass for mold press molding of the present invention is used for optical lenses such as optical pickup lenses for CD, MD, DVD, and other various optical disk systems, and photographing lenses for video cameras and general cameras. It has a refractive index (nd) of 595 and an Abbe number (νd) of 59 or more. In addition, since the weather resistance is good, the physical properties are not deteriorated or the surface is not deteriorated during the production process or use of the product. In addition, since the softening point is low and the glass component is difficult to volatilize, the molding accuracy is not lowered and the mold is not deteriorated or contaminated. Therefore, it is suitable as an optical glass for mold press molding.

本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、SiO2−B23−R"23(R"はLa、Gdの一種以上)−RO(RはMg、Ca、Sr、Baの一種以上)系ガラスを基本組成とし、鉛及びフッ化物を含まないガラスである。より具体的には、SiO2 39〜60%、B23 19〜35%、SiO2+B23 59〜75%、R"23 0.1〜25%、Al23 1.5〜4.8%、RO 12〜23%(RはMg、Ca、Sr、Baの一種以上)、RO+R"23 15〜27%の基本組成を有するガラスである。一般に、非鉛系のガラスでは、高い屈折率を得るために、アルカリ土類金属酸化物であるROを多量に含有させており、この系のガラスの耐候性を低下させる原因となっている。そこで、本発明のガラスでは、屈折率を高める成分であるR"23と、耐侯性を向上させる成分であるAl23含有させて、ROの含有量を抑えることで、屈折率を維持しながら、ガラスの耐候性を改善している。また、R"23を含有させると、アッベ数が低下する傾向にあるが、B23を含有させることで、アッベ数の低下を防止している。 The optical glass for mold press molding of the present invention is SiO 2 —B 2 O 3 —R ″ 2 O 3 (R ″ is one or more of La and Gd) —RO (R is one or more of Mg, Ca, Sr and Ba). ) A glass having a basic composition and containing no lead and fluoride. More specifically, SiO 2 39~60%, B 2 O 3 19~35%, SiO 2 + B 2 O 3 59~75%, R "2 O 3 0.1~25%, Al 2 O 3 1 0.5 to 4.8%, RO 12 to 23% (R is one or more of Mg, Ca, Sr and Ba), and RO + R " 2 O 3 15 to 27%. In general, lead-free glass contains a large amount of RO, which is an alkaline earth metal oxide, in order to obtain a high refractive index, which causes a decrease in the weather resistance of this glass. Therefore, the glass of the present invention contains R " 2 O 3 that is a component that increases the refractive index and Al 2 O 3 that is a component that improves weather resistance, and suppresses the content of RO, thereby reducing the refractive index. While maintaining, the weather resistance of the glass is improved. Also, when R " 2 O 3 is contained, the Abbe number tends to decrease, but by containing B 2 O 3 , the Abbe number is decreased. Is preventing.

このようにすることで、優れた耐侯性と、1.585〜1.595の屈折率(nd)、59以上のアッベ数(νd)を有するモールドプレス成形用光学ガラスを得ることができ、色分散が少なく、高機能で小型の光学素子用の光学レンズとして使用することができる。   By doing so, an optical glass for mold press molding having excellent weather resistance, a refractive index (nd) of 1.585 to 1.595, and an Abbe number (νd) of 59 or more can be obtained. It can be used as an optical lens for small optical elements with little dispersion and high functionality.

尚、屈折率(nd)が1.585より低くなると、光学レンズを大きくする必要があり、小型の光学素子用の光学レンズとして使用し難くなる。一方、1.595より高くなると光軸調整が難しくなる。また、アッベ数59より小さくなると、光学レンズの色分散が大きくなり、光学レンズとして使用し難くなる。   When the refractive index (nd) is lower than 1.585, it is necessary to enlarge the optical lens, which makes it difficult to use as an optical lens for a small optical element. On the other hand, if it is higher than 1.595, it becomes difficult to adjust the optical axis. On the other hand, when the Abbe number is smaller than 59, the chromatic dispersion of the optical lens increases, making it difficult to use the optical lens.

また、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、ガラスの軟化点が650℃以下(好ましくは640℃以下、更に好ましくは630℃以下)であることが好ましい。ガラスの軟化点が低くなると、低温でのプレス成形が可能となり、金型の酸化、ガラス成分の揮発による金型の汚染やガラスと金型との融着を抑えることができる。   Moreover, the optical glass for mold press molding of the present invention preferably has a glass softening point of 650 ° C. or lower (preferably 640 ° C. or lower, more preferably 630 ° C. or lower). When the softening point of the glass is lowered, press molding at a low temperature becomes possible, and mold oxidation and mold contamination due to volatilization of glass components and fusion between the glass and the mold can be suppressed.

更に、モールドプレス成形時におけるガラスと金型の融着をより効果的に防止するには、上記特徴に加えて、ガラスの塩基性度を11以下(好ましくは9.5以下)にすることが望ましい。   Furthermore, in order to more effectively prevent the fusion between the glass and the mold at the time of mold press molding, in addition to the above characteristics, the basicity of the glass should be 11 or less (preferably 9.5 or less). desirable.

尚、本発明において、塩基性度とは、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100として定義され、Field Strength(以下F.S.と表記する)は次式により求められる。   In the present invention, the basicity is defined as (total number of moles of oxygen atoms / total number of cation field strength) × 100, and Field Strength (hereinafter referred to as FS) is expressed by the following formula: Is required.

F.S.=Z/r2
Zはイオン価数、rはイオン半径を示している。尚、本発明におけるZ、rの数値は表1の値(『科学便覧基礎偏 改訂2版(1975年 丸善株式会社発行)』に記載された値)を用いた。本発明者の知見によれば、塩基性度が低いほど、金型と融着しにくくなる。以下にガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。
F. S. = Z / r 2
Z represents an ionic valence, and r represents an ionic radius. The values of Z and r in the present invention are the values in Table 1 (values described in “Science Manual Basic Bias Revised 2nd Edition (1975 Maruzen Co., Ltd.)”). According to the knowledge of the present inventor, the lower the basicity, the harder it is to fuse with the mold. The mechanism by which the basicity of the glass controls the fusion will be described below.

ここでSiO2を例に挙げて、ガラスの塩基性度の求め方を示す。 Here, taking SiO 2 as an example, how to determine the basicity of the glass will be described.

まず、酸素原子のモル数を求める。1molのSiO2中には、2molの酸素原子が含まれる。よって、この酸素の原子数2molに、ガラス組成中のSiO2のモル%を掛けることで、ガラス中のSiO2が持つ酸素原子のモル数が求められる。同様に各成分の酸素原子のモル数を求め、その合計を「酸素原子のモル数の総和」とする。 First, the number of moles of oxygen atoms is obtained. In 1 mol of SiO 2 , 2 mol of oxygen atoms are contained. Therefore, the number of moles of oxygen atoms possessed by SiO 2 in the glass can be obtained by multiplying the number of moles of oxygen by 2 mol by the mole percentage of SiO 2 in the glass composition. Similarly, the number of moles of oxygen atoms of each component is obtained, and the sum is defined as “total number of moles of oxygen atoms”.

次にF.S.を求める。陽イオンSi4+はZ=4、r=0.4であるため、F.S.=25となる。Si4+はSiO2に1mol含まれているのでガラス中のF.S.は、25×1(mol)×(組成中のSiO2のモル%)として求められる。 Next, F. S. Ask for. Since the cation Si 4+ is Z = 4 and r = 0.4, F.I. S. = 25. Since 1 mol of Si 4+ is contained in SiO 2 , F. S. Is calculated as 25 × 1 (mol) × (mol% of SiO 2 in the composition).

これを各成分について求め、その合計を「陽イオンのF.S.の総和」とする。   This is calculated | required about each component and let the sum total be "the sum total of FS of a cation."

そして「酸素原子のモル数の総和」を「陽イオンのF.S.の総和」で割った値に100をかけたものを「ガラスの塩基性度」とする。   Then, the value obtained by multiplying the value obtained by dividing the “total number of moles of oxygen atoms” by the “total number of FS of cation” by 100 is defined as “basicity of glass”.

次にガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。   Next, a mechanism in which the basicity of the glass controls the fusion will be described.

ガラスの塩基性度はガラス中の酸素の電子がガラス中の陽イオンにどのくらい引きつけられているかを示す指標になる。塩基性度の高いガラスではガラス中の陽イオンによる酸素の電子の引きつけが弱い。したがって、塩基性度の高いガラスは、電子を求める傾向の強い陽イオン(金型成分)と接した際、塩基性度の低いガラスに比べガラス中に金型からの陽イオンの侵入が起きやすい。金型成分である陽イオンがガラス中へ侵入(拡散)すると、界面付近のガラス相中の金型成分濃度が増加する。これによりガラス相と金型相の組成差が減少するため、両者の間の親和性が増し、ガラスが金型に濡れやすくなる。このような機構により、ガラスと金型が融着すると考えられる。従って塩基性度が低くなるにしたがって、ガラス中に金型成分が侵入しにくくなり、ガラスと金型は融着しなくなる。   The basicity of the glass is an index indicating how much oxygen electrons in the glass are attracted to the cations in the glass. In a glass having a high basicity, the attraction of oxygen electrons by cations in the glass is weak. Therefore, when a glass having a high basicity is in contact with a cation (mold component) that has a strong tendency to demand electrons, a cation from the mold is more likely to enter the glass than a glass having a low basicity. . When the cation which is a mold component penetrates (diffuses) into the glass, the mold component concentration in the glass phase near the interface increases. Thereby, since the difference in composition between the glass phase and the mold phase is reduced, the affinity between the two is increased, and the glass is easily wetted by the mold. It is considered that the glass and the mold are fused by such a mechanism. Therefore, as the basicity is lowered, the mold components are less likely to enter the glass, and the glass and the mold are not fused.

具体的にはガラスの塩基性度が11以下、好ましくは9.5以下であれば融着が起こらなくなると考えられる。ガラスの塩基性度が9.5を超えると金型と融着する傾向が現れ、11を超えるとガラスと金型が融着して製品の面精度が損なわれ、量産性が顕著に悪化する傾向にある。   Specifically, if the basicity of the glass is 11 or less, preferably 9.5 or less, it is considered that fusion does not occur. If the basicity of the glass exceeds 9.5, a tendency to fuse with the mold appears, and if it exceeds 11, the glass and the mold are fused to deteriorate the surface accuracy of the product, and the mass productivity is remarkably deteriorated. There is a tendency.

尚、各成分の範囲を上記のように限定した理由は以下の通りである。   The reason why the range of each component is limited as described above is as follows.

SiO2はガラスの骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。その含有量が60%より多くなると、屈折率が著しく低下したり、軟化点が高くなる傾向にある。また、溶融性が悪化して脈理や泡がガラス中に残り、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる。一方、39%より少なくなると耐候性が悪化しやすくなる。SiO2の好ましい範囲は40〜55%であり、より好ましくは41〜48%である。 SiO 2 is a component constituting the skeleton of the glass and has an effect of improving weather resistance. When the content is more than 60%, the refractive index tends to be remarkably lowered and the softening point tends to be high. In addition, the meltability deteriorates and striae and bubbles remain in the glass, so that the required quality as lens glass is not satisfied. On the other hand, if it is less than 39%, the weather resistance tends to deteriorate. The preferred range of SiO 2 is 40 to 55%, more preferably 41 to 48%.

23はガラスの骨格成分であり、耐失透性の向上に効果がある。また、アッベ数を高めたり、軟化点を低下させる成分である。また、ガラスの塩基性度を下げる効果もあり、モールドプレス成形におけるガラスと金型の融着防止にも効果がある。その含有量が35%より多くなると、ガラスの化学的耐久性が低下し、耐候性が著しく悪化する。一方、19%より少なくなると、耐失透性が低下し作業温度範囲を十分に確保できなくなる。また、所望のアッベ数が得難くなる。B23の好ましい範囲は19〜29%であり、より好ましくは19〜25%である。 B 2 O 3 is a skeletal component of glass and is effective in improving devitrification resistance. In addition, it is a component that increases the Abbe number or decreases the softening point. It also has the effect of reducing the basicity of the glass, and is effective in preventing the fusion between the glass and the mold in mold press molding. When the content exceeds 35%, the chemical durability of the glass is lowered and the weather resistance is remarkably deteriorated. On the other hand, if it is less than 19%, the devitrification resistance is lowered, and the working temperature range cannot be sufficiently secured. Moreover, it becomes difficult to obtain a desired Abbe number. A preferable range of B 2 O 3 is 19 to 29%, more preferably 19 to 25%.

また、ガラスの耐失透性、耐侯性、溶融性を悪化させることなく、所望の屈折率とアッベ数を得るには、SiO2とB23は合量で59〜75%にする必要がある。その合量が75%より多くなると、屈折率が低下する。また、耐失透性や溶融性が悪化する虞がある。一方、59%より少なくなると、アッベ数や耐侯性が低下する虞がある。SiO2+B23の好ましい範囲は59〜72%であり、より好ましくは59〜68%である。 Further, in order to obtain a desired refractive index and Abbe number without deteriorating the devitrification resistance, weather resistance, and meltability of the glass, the total amount of SiO 2 and B 2 O 3 needs to be 59 to 75%. There is. When the total amount exceeds 75%, the refractive index decreases. Moreover, there exists a possibility that devitrification resistance and a meltability may deteriorate. On the other hand, if it is less than 59%, the Abbe number and weather resistance may be lowered. The preferable range of SiO 2 + B 2 O 3 is 59 to 72%, more preferably 59 to 68%.

R"23(R"はLa、Gdの一種以上)は、SiO2−B23−R"23−RO系ガラスにおいて、屈折率を高める成分であるため、多量のROを含有させる必要がなくなり、耐候性の向上に効果がある。また、R"23にも耐候性を向上させる効果がある。R"23が25%を超えると、アッベ数が著しく低下する傾向にある。一方、0.1%より少なくなると、耐候性が低下したり、所望の屈折率が得難くなる。R"23の好ましい範囲は0.5〜20%であり、より好ましくは0.5〜15%である。 R " 2 O 3 (R" is one or more of La and Gd) is a component that increases the refractive index in SiO 2 -B 2 O 3 -R " 2 O 3 -RO-based glass. This eliminates the need for inclusion, and is effective in improving weather resistance. R " 2 O 3 is also effective in improving weather resistance. When R ″ 2 O 3 exceeds 25%, the Abbe number tends to be remarkably reduced. On the other hand, when it is less than 0.1%, the weather resistance is lowered and it is difficult to obtain a desired refractive index. The preferable range of 2 O 3 is 0.5 to 20%, more preferably 0.5 to 15%.

La23は、R"23の中でもアッベ数を低下させずに屈折率を高める効果が大きい成分である。また、軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果もある。但し、高い屈折率を得るために多量に添加すると分相しやすくなるため、Gd23によりその一部を置換することが好ましい。その含有量は0.1〜20%である。La23が20%より多くなると、分相しやすく、液相温度が高くなって作業性を悪化させる傾向がある。一方、0.1%より少なくなると、屈折率が低下したり、耐候性が悪化する。La23の好ましい範囲は0.5〜15%であり、より好ましくは4〜9%である。 La 2 O 3 is a component having a large effect of increasing the refractive index without reducing the Abbe number among R ″ 2 O 3. Further , La 2 O 3 has an effect of suppressing an increase in softening point and improving weather resistance. However, it becomes likely to undergo phase separation and a large amount is added in order to obtain a high refractive index, it is preferable to substitute a part of the Gd 2 O 3. its content is 0.1 to 20% .la 2 If O 3 is more than 20%, phase separation tends to occur and the liquidus temperature tends to be high and workability tends to be deteriorated, while if it is less than 0.1%, the refractive index is lowered and the weather resistance is low. The preferable range of La 2 O 3 is 0.5 to 15%, more preferably 4 to 9%.

Gd23は、屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させたり、ガラスの失透を抑制し、作業温度範囲を広げる効果もある。但し、その含有量が6%より多くなるとアッベ数が著しく低下する傾向にある。Gd23の好ましい範囲は0〜4%であり、より好ましくは0〜3%である。 Gd 2 O 3 is a component that increases the refractive index. It also has the effect of improving weather resistance, suppressing devitrification of glass, and extending the working temperature range. However, when the content exceeds 6%, the Abbe number tends to decrease remarkably. The preferable range of Gd 2 O 3 is 0 to 4%, more preferably 0 to 3%.

Al23は骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。また、ガラス中のアルカリ成分の水への選択的溶出を抑制する効果が顕著である。その含有量が4.8%より多くなると、耐失透性が低下し作業温度範囲を十分に確保できなくなる。また、溶融性が悪化して脈理や泡がガラス中に残り、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる。一方、1.5%より少なくなると、アルカリ成分溶出量が多くなり、耐侯性が悪化する傾向にある。Al23の好ましい範囲は1.7〜4.8%であり、より好ましくは2〜4.8%である。 Al 2 O 3 is a component constituting the skeleton and has an effect of improving weather resistance. Moreover, the effect which suppresses the selective elution to the water of the alkali component in glass is remarkable. When the content is more than 4.8%, the devitrification resistance is lowered and the working temperature range cannot be sufficiently secured. In addition, the meltability deteriorates and striae and bubbles remain in the glass, so that the required quality as lens glass is not satisfied. On the other hand, when the content is less than 1.5%, the amount of alkali components eluted increases and the weather resistance tends to deteriorate. The preferable range of Al 2 O 3 is 1.7 to 4.8%, more preferably 2 to 4.8%.

RO(RはMg、Ca、Ba、Sr)は融剤として作用するとともに、SiO2−B23−R"23−RO系ガラスにおいて、アッベ数を低下させずに屈折率を高める効果がある。ROが23%を越えると、プリフォームガラスの溶融、成形工程中に失透ブツが析出し易く、液相温度が上がって作業温度範囲が狭くなり量産化し難くなる。さらにガラスから研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出が激しくなり、また高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著となり、耐候性が著しく悪化する。一方、12%より少なくなると、ガラスの屈折率が低下したり、ガラスの軟化点が上昇し易くなる。ROの好ましい範囲は13〜22%であり、より好ましくは13〜20%である。 RO (R is Mg, Ca, Ba, Sr) acts as a flux and increases the refractive index without reducing the Abbe number in SiO 2 —B 2 O 3 —R ″ 2 O 3 —RO glass. If RO exceeds 23%, devitrification will easily precipitate during the melting and forming process of the preform glass, the liquidus temperature will rise, the working temperature range will be narrowed, and mass production will be difficult. Elution into the abrasive cleaning water and various cleaning solutions becomes severe, and the surface of the glass changes significantly in high temperature and high humidity conditions, and the weather resistance is significantly deteriorated, whereas if it is less than 12%, the refractive index of the glass decreases. The range of RO is preferably 13 to 22%, more preferably 13 to 20%.

MgOは屈折率を高める成分であり、また、このガラス系においては軟化点を低下させる効果もある。しかし、その含有量が10%より多くなると、分相性が強くなり、液相温度が著しく高くなって作業性を悪化させる傾向がある。MgOの好ましい範囲は0〜5%であり、より好ましくは0〜3%である。   MgO is a component that increases the refractive index, and also has the effect of lowering the softening point in this glass system. However, when the content is more than 10%, the phase separation property becomes strong, and the liquidus temperature tends to be remarkably high and the workability tends to be deteriorated. The preferable range of MgO is 0 to 5%, more preferably 0 to 3%.

CaOは、屈折率を高める成分であり、また、このガラス系においては軟化点を低下させる効果もある。しかし、その含有量が10%より多くなると、分相性しやすくなり、液相温度が高くなって作業性を悪化させる虞がある。CaOの好ましく範囲は0〜7%であり、より好ましくは3〜7%である。   CaO is a component that increases the refractive index, and also has the effect of lowering the softening point in this glass system. However, when the content exceeds 10%, phase separation is likely to occur, and the liquidus temperature may be increased to deteriorate workability. The preferable range of CaO is 0 to 7%, more preferably 3 to 7%.

BaOは屈折率を高める成分であり、また、このガラス系においては液相温度を低下させ、作業温度範囲を広げる効果もある。しかし、その含有量が10%より多くなると、高温多湿状態でガラス表面からの析出が他のRO成分に比べ著しく多くなり、最終製品の耐候性を著しく損なうことになる。BaOの好ましい範囲は0〜9%であり、より好ましくは6〜9%であり、特に好ましくは7〜9%である。   BaO is a component that increases the refractive index, and also has the effect of lowering the liquidus temperature and widening the working temperature range in this glass system. However, if the content exceeds 10%, precipitation from the glass surface in a high-temperature and high-humidity state becomes significantly larger than other RO components, and the weather resistance of the final product is significantly impaired. The preferable range of BaO is 0 to 9%, more preferably 6 to 9%, and particularly preferably 7 to 9%.

SrOは屈折率を高める成分である。また、BaOに比べガラス表面からの析出量が少ないためSrOを積極的に使用することにより、耐侯性に優れたガラスを得ることができる。但し、その含有量が14%より多くなると、液相温度が高くなって作業性が悪化し易くなる。SrOの好ましい範囲は0.1〜10%であり、より好ましくは0.1〜7%である。   SrO is a component that increases the refractive index. Further, since the amount of precipitation from the glass surface is smaller than that of BaO, a glass having excellent weather resistance can be obtained by positively using SrO. However, if the content exceeds 14%, the liquidus temperature becomes high and the workability tends to deteriorate. The preferable range of SrO is 0.1 to 10%, more preferably 0.1 to 7%.

また、所望の屈折率とアッベ数を得るために、ROとR"23は合量で15〜27%にする必要がある。その合量が27%より多くなると、アッベ数が低下したり、プリフォームガラスの溶融、成形工程中に失透ブツが析出する虞がある。一方、15%より少なくなると、屈折率が著しく低下する。RO+R"23の好ましい範囲は16〜27%であり、より好ましくは17〜26%である。 Further, in order to obtain a desired refractive index and Abbe number, RO and R " 2 O 3 must be 15 to 27% in total. When the total amount exceeds 27%, the Abbe number decreases. There is a risk that devitrification deposits may precipitate during the melting and forming process of the preform glass. On the other hand, if it is less than 15%, the refractive index is remarkably lowered. The preferred range of RO + R " 2 O 3 is 16 to 27%. More preferably, it is 17 to 26%.

本発明のガラスは、軟化点を低下させるために、R’2O(R’はLi、Na、Kの一種以上)を含有させることができる。本発明においては、R"23の導入により、ROの含有量を抑えることが可能となり、耐候性が改善されているため、耐侯性を低下させる成分であるR’2Oを含有しても実用上使用可能な耐候性を維持することができる。 The glass of the present invention can contain R ′ 2 O (R ′ is one or more of Li, Na and K) in order to lower the softening point. In the present invention, by introducing R " 2 O 3 , it becomes possible to suppress the RO content and the weather resistance is improved, so that R ' 2 O, which is a component that reduces weather resistance, is contained. Also, the weather resistance that can be used practically can be maintained.

R’2Oは軟化点を低下させるための成分である。R’2Oが14%より多くなると、耐候性が著しく悪化したり、モールドプレス成形時にガラスからR’2Oが揮発してガラスと金型が融着しやすくなる。また、液相温度が著しく上昇して作業温度範囲が狭くなり、量産性に悪影響を与える。一方、3%より少なくなると、ガラスの軟化点を低下させる効果が得難くなる。R’2Oの好ましい範囲は5〜14%であり、より好ましくは5〜9%である。 R ′ 2 O is a component for lowering the softening point. When R ′ 2 O exceeds 14%, the weather resistance is remarkably deteriorated, or R ′ 2 O is volatilized from the glass at the time of mold press molding, and the glass and the mold are easily fused. In addition, the liquidus temperature is remarkably increased and the working temperature range is narrowed, which adversely affects mass productivity. On the other hand, if it is less than 3%, it is difficult to obtain the effect of lowering the softening point of the glass. The preferable range of R ′ 2 O is 5 to 14%, more preferably 5 to 9%.

R’2Oの中でもLi2Oが最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量が9%より多くなると、溶融時にB23‐R’2Oで形成される揮発物が多くなり、脈理が発生しやすくなる。また、モールド成形時にも揮発が生じて金型を汚染し、金型の寿命を大きく縮めてしまう。また、分相しやすく、液相温度が高くなって作業性を悪化させる傾向がある。さらに、F.S.が低く、ガラスの塩基性度大きくする成分であるため、プレス成形時に金型との融着を引き起こす原因となる。一方、3%より少なくなると、ガラスの軟化点を低下させる効果が得難くなる。Li2Oの好ましい範囲は4〜9%であり、より好ましくは5〜9%である。 Among R ′ 2 Os, Li 2 O has the greatest effect of lowering the softening point. When the content exceeds 9%, volatiles formed by B 2 O 3 —R ′ 2 O at the time of melting increase, and striae easily occur. In addition, volatilization occurs during molding, which contaminates the mold and greatly shortens the life of the mold. Moreover, it is easy to phase-separate and there exists a tendency for liquid phase temperature to become high and to worsen workability | operativity. Further, F.R. S. Is a component that increases the basicity of the glass and causes fusion with the mold during press molding. On the other hand, if it is less than 3%, it is difficult to obtain the effect of lowering the softening point of the glass. Li 2 O The preferred range is from 4 to 9%, more preferably 5 to 9%.

Na2Oは軟化点を低下させる成分である。その含有量が9%より多くなると、溶融時にB23‐R’2Oで形成される揮発物が多くなり、脈理が発生しやすくなる。また、モールド成形時にも揮発が生じて金型を汚染し、金型の寿命を大きく縮めてしまう。Na2Oの好ましい範囲は0〜7%であり、より好ましくは0〜3.5%である。 Na 2 O is a component that lowers the softening point. When the content exceeds 9%, volatiles formed by B 2 O 3 —R ′ 2 O at the time of melting increase, and striae easily occur. In addition, volatilization occurs during molding, which contaminates the mold and greatly shortens the life of the mold. The preferable range of Na 2 O is 0 to 7%, more preferably 0 to 3.5%.

2Oは軟化点を低下させる成分である。その含有量が5%より多くなると、溶融時にB23‐R’2Oで形成される揮発物が多くなり、脈理が発生しやすくなる。また、モールド成形時にも揮発が生じて金型を汚染し、金型の寿命を大きく縮めてしまう。K2Oの好ましい範囲は0〜4%であり、より好ましくは0〜2.5%である。 K 2 O is a component that lowers the softening point. When the content exceeds 5%, volatiles formed by B 2 O 3 —R ′ 2 O at the time of melting increase, and striae easily occur. In addition, volatilization occurs during molding, which contaminates the mold and greatly shortens the life of the mold. K 2 O in the preferred range is 0-4%, more preferably 0 to 2.5%.

ZnOは屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。また、ガラスの失透を抑制し、作業温度範囲を広げる効果もある。但し、その含有量が10%より多くなるとアッベ数が低下する傾向にある。ZnOの好ましい範囲は0〜5%であり、より好ましくは0〜2%である。   ZnO is a component that increases the refractive index and improves the weather resistance. It also has the effect of suppressing the devitrification of the glass and extending the working temperature range. However, when its content exceeds 10%, the Abbe number tends to decrease. The preferable range of ZnO is 0 to 5%, more preferably 0 to 2%.

Ta25は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。また、ガラスの失透を抑制し、作業温度範囲を広げる効果もある。但し、その含有量が7%より多くなるとアッベ数が著しく低下する傾向にある。Ta25の好ましい範囲は0〜5%であり、より好ましくは0〜3%である。 Ta 2 O 5 is a component that increases the refractive index and improves the weather resistance. It also has the effect of suppressing the devitrification of the glass and extending the working temperature range. However, when the content exceeds 7%, the Abbe number tends to decrease remarkably. The preferable range of Ta 2 O 5 is 0 to 5%, more preferably 0 to 3%.

TiO2は化学耐久性を大きく向上させ、耐候性を向上させる効果がある。その含有量が0.2より多くなるとアッベ数が低下しやすくなる。TiO2の好ましい範囲は0〜0.1%であり、より好ましくは0〜0.05%である。 TiO 2 has the effect of greatly improving chemical durability and improving weather resistance. If the content exceeds 0.2, the Abbe number tends to decrease. The preferred range of TiO 2 is 0 to 0.1%, more preferably from 0 to 0.05%.

ZrO2は耐水性を向上させ、耐候性を向上させる効果がある。その含有量が5%より多くなるとアッベ数が低下しやすくなる。ZrO2の好ましい範囲は0〜3%であり、より好ましくは0〜0.5%である。 ZrO 2 has the effect of improving water resistance and improving weather resistance. If the content exceeds 5%, the Abbe number tends to decrease. The preferable range of ZrO 2 is 0 to 3%, more preferably 0 to 0.5%.

清澄剤としてSb23を添加することもできる。尚、ガラスに対する過度の着色を避けるため、Sb23の含有量は1%以下とする。 Sb 2 O 3 can also be added as a fining agent. In order to avoid excessive coloring to the glass, the content of Sb 2 O 3 is 1% or less.

上記以外にも、本発明の特徴を損ねない範囲でP25、WO3等の他成分を添加することができる。尚、P25は、モールドプレス成形においてガラスと金型の融着防止や液相温度の低下に効果があるが、分相性が強く耐水性が低下する傾向があるため、5%以下、特に2%以下に制限することが望ましい。WO3は屈折率を高める効果あるが、多量に添加すると、アッベ数が低下する傾向があるため、5%以下、特に2%以下に制限することが望ましい。 In addition to the above, other components such as P 2 O 5 and WO 3 can be added as long as the characteristics of the present invention are not impaired. P 2 O 5 is effective in preventing fusion between glass and a mold and lowering the liquidus temperature in mold press molding, but has a strong phase separation and tends to lower the water resistance. In particular, it is desirable to limit it to 2% or less. WO 3 has the effect of increasing the refractive index, but if added in a large amount, the Abbe number tends to decrease, so it is desirable to limit it to 5% or less, particularly 2% or less.

尚、PbO、フッ化物及びAs23は環境上及び人体への悪影響の理由から、また、Ag及びハロゲン類は光可逆変色キャリヤーとなるため、含有量はそれぞれ0.1%以下に抑えることが望ましい。 In addition, PbO, fluoride and As 2 O 3 are used for reasons of adverse effects on the environment and the human body, and Ag and halogens are photoreversible discoloration carriers. Is desirable.

次に、本発明のガラスを用いて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等を製造する方法を述べる。   Next, a method for producing an optical pickup lens, a photographing lens, etc. using the glass of the present invention will be described.

まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉中で溶融する。続けて、ガラス融液をプリフォームガラスに成形し、その後、プリフォームガラスを精密加工を施した金型中に入れて軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形(モールドプレス成形)し、金型の表面形状をガラスに転写させる。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズを得ることができる。尚、プリフォームガラスの成形法としては、特に制限はないが、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し液滴状ガラスを作製する液滴成形法を採用することが好ましい。その理由は、液滴成形法で得られるガラスは、球形状を有しているため、研削、研磨、洗浄工程がほとんど不要となるためである。   First, after preparing a glass raw material so that it may become a desired composition, it fuse | melts in a glass melting furnace. Subsequently, the glass melt is formed into preform glass, and then the preform glass is placed in a precision-worked mold and heated until it becomes softened (mold press molding). The surface shape of the mold is transferred to glass. In this way, an optical pickup lens and a photographing lens can be obtained. The preform glass molding method is not particularly limited, but it is preferable to employ a droplet molding method in which molten glass is dropped from the tip of a nozzle to produce droplet glass. The reason is that the glass obtained by the droplet forming method has a spherical shape, so that grinding, polishing, and cleaning steps are almost unnecessary.

以下、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。   EXAMPLES Hereinafter, the optical glass for mold press molding of this invention is demonstrated in detail based on an Example.

表2〜4は、本発明の実施例(試料No.1〜9)及び比較例(試料No.10〜12)を示している。   Tables 2 to 4 show Examples (Sample Nos. 1 to 9) and Comparative Examples (Sample Nos. 10 to 12) of the present invention.

各試料は次のようにして調製した。まず表に示す組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて1350℃で3時間溶融した。溶融後、融液をカーボン板上に流しだし、更にアニール後、各測定に適した試料を作製した。   Each sample was prepared as follows. First, glass raw materials were prepared so as to have the composition shown in the table, and were melted at 1350 ° C. for 3 hours using a platinum crucible. After melting, the melt was poured onto a carbon plate, and after annealing, a sample suitable for each measurement was produced.

得られた試料について、屈折率(nd)、アッベ数(νd)、耐侯性及び軟化点(Ts)を評価した。また塩基性度を算出した。それらの結果を各表に示す。   The obtained sample was evaluated for refractive index (nd), Abbe number (νd), weather resistance and softening point (Ts). The basicity was calculated. The results are shown in each table.

表から明らかなように、本発明の実施例であるNo.1〜9の各試料は、屈折率が1.5850〜1.5894、アッベ数が59.9〜62.4であった。また、高温多湿状態の曝露試験前後での透過率の変化は1.8%以下と小さく、耐候性も良好であった。しかも、軟化点が644℃以下、塩基性度が7.8以下であり、低温でのプレス成形が可能となり、金型の酸化、ガラス成分の揮発による金型の汚染やガラスと金型との融着を抑えることができると考えられる。   As is apparent from the table, No. 1 as an example of the present invention. Each of the samples 1 to 9 had a refractive index of 1.5850 to 1.5894 and an Abbe number of 59.9 to 62.4. Further, the change in transmittance before and after the exposure test in a high temperature and high humidity state was as small as 1.8% or less, and the weather resistance was also good. Moreover, it has a softening point of 644 ° C. or lower and a basicity of 7.8 or lower, which enables press molding at a low temperature, contamination of the mold due to oxidation of the mold and volatilization of the glass component, and between the glass and the mold. It is thought that fusion can be suppressed.

これに対して、比較例であるNo.10及び12の各試料は、曝露試験前後での透過率の変化が2.5%以上と大きく、耐候性が低かった。また、試料No.11は、アッベ数が57.5と低かった。   On the other hand, No. which is a comparative example. In each of the samples 10 and 12, the change in transmittance before and after the exposure test was as large as 2.5% or more, and the weather resistance was low. Sample No. 11 had an Abbe number as low as 57.5.

尚、屈折率(nd)は、ヘリウムランプのd線(587.6nm)に対する測定値で示した。   The refractive index (nd) is indicated by the measured value for the d-line (587.6 nm) of the helium lamp.

アッベ数(νd)は、上記したd線の屈折率と水素ランプのF線(486.1nm)、同じく水素ランプのC線(656.3nm)の屈折率の値を用い、アッベ数(νd)=[(nd−1)/(nF−nC)]式から算出した。   The Abbe number (νd) is obtained by using the refractive index of the d-line and the refractive index of the F-line (486.1 nm) of the hydrogen lamp and the C-line (656.3 nm) of the hydrogen lamp. = [(Nd-1) / (nF-nC)].

耐侯性の評価は、高温多湿状態の曝露試験前後のガラスの透過率を分光光度計で測定し、可視の波長域で差が大きくなる波長400nmにおけるガラスの透過率の差で評価した。透過率の差が2%以下であるものを「○」、2%より大きいものを「×」とした。尚、曝露試験は、温度60℃、湿度90%、168時間の条件で行い、ガラス試料は、大きさ30×25mmで、両面を光学研磨し5mmの肉厚にしたものを用いた。   The weather resistance was evaluated by measuring the transmittance of the glass before and after the exposure test in a high-temperature and high-humidity state with a spectrophotometer, and evaluating the difference in the transmittance of the glass at a wavelength of 400 nm where the difference is large in the visible wavelength range. When the difference in transmittance was 2% or less, “◯” was assigned, and when the difference was 2% or more, “X” was given. The exposure test was performed under the conditions of a temperature of 60 ° C., a humidity of 90%, and 168 hours, and a glass sample having a size of 30 × 25 mm and optically polished on both sides to a thickness of 5 mm was used.

軟化点(Ts)は、日本工業規格R−3104に基づいたファイバーエロンゲーション法によって測定した。   The softening point (Ts) was measured by a fiber elongation method based on Japanese Industrial Standard R-3104.

塩基性度は、(酸素原子のモル数の総和/陽イオンのField Strengthの総和)×100の式に基づいて算出したものである。尚、式中のField Strength(以下F.S.と表記する)は次式により求めた。   The basicity is calculated based on the formula: (total number of moles of oxygen atoms / total number of cation field strength) × 100. The field strength (hereinafter referred to as FS) in the formula was determined by the following formula.

F.S.=Z/r2
尚、Zはイオン価数、rはイオン半径を示しおり、Z、rの数値は表1の値を用いた。
F. S. = Z / r 2
Z represents the ionic valence, r represents the ion radius, and the values in Table 1 were used for the numerical values of Z and r.

Claims (8)

SiO2−B23−R"23(R"はLa、Gdの一種以上)−RO(RはMg、Ca、Sr、Baの一種以上)系ガラスからなり、質量%で、SiO2 39〜60%、B23 19〜35%、SiO2+B23 59〜75%、R"23 0.1〜25%、Al23 1.5〜4.8%、RO 12〜23%、RO+R"23 15〜27%含有することを特徴とするモールドプレス成形用ガラス。 SiO 2 —B 2 O 3 —R ″ 2 O 3 (R ″ is one or more of La and Gd) —RO (R is one or more of Mg, Ca, Sr and Ba) based glass, 2 39~60%, B 2 O 3 19~35%, SiO 2 + B 2 O 3 59~75%, R "2 O 3 0.1~25%, Al 2 O 3 1.5~4.8% , RO 12-23%, RO + R " 2 O 3 15-27% glass for molding press, characterized by containing. 質量%で、La23 0.1〜20%、Gd23 0〜6%含有することを特徴とする請求項1のモールドプレス成形用光学ガラス。 By mass%, La 2 O 3 0.1~20% , Gd 2 O 3 0~6% mold press molding an optical glass of claim 1, characterized in that it contains. 質量%で、MgO 0〜10%、CaO 0〜10%、BaO 0〜10%、SrO 0〜14%含有することを特徴とする請求項1または2に記載のモールドプレス成形用光学ガラス。   The optical glass for mold press molding according to claim 1 or 2, characterized by containing, in mass%, 0 to 10% MgO, 0 to 10% CaO, 0 to 10% BaO, and 0 to 14% SrO. 質量%で、R’2O(R’はLi、Na、Kの一種以上)を3〜14%含有することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。 The optical glass for mold press molding according to any one of claims 1 to 3, comprising 3 to 14% by mass of R ' 2 O (R' is one or more of Li, Na, and K). . 質量%で、Li2O 3〜9%、Na2O 0〜9%、K2O 0〜5%含有することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。 By mass%, Li 2 O 3~9%, Na 2 O 0~9%, optical mold press forming according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it contains K 2 O 0 to 5% Glass. 質量%で、ZnO 0〜10%、Ta25 0〜7%含有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。 % By mass, 0~10% ZnO, Ta 2 O 5 0~7% containing mold press molding an optical glass according to any one of claims 1 to 5, characterized in that. 質量%で、TiO2 0〜0.2%、ZrO2 0〜5%含有することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。 The optical glass for mold press molding according to any one of claims 1 to 6, comprising 0 to 0.2% of TiO 2 and 0 to 5% of ZrO 2 in mass%. 650℃以下の軟化点を有することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。   The optical glass for mold press molding according to any one of claims 1 to 7, which has a softening point of 650 ° C or lower.
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