JP2022013673A - Optical glass, preform, and optical element - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学ガラス、プリフォーム及び光学素子に関する。 The present invention relates to optical glass, preforms and optical elements.
光学ガラスはデジタルカメラ、プロジェクタ、及び監視カメラに加え、自動運転技術が進む中で車載カメラに搭載する撮像レンズ等の光学素子としての用途が増えている。車載カメラの中でも例えば屋外で用いられる用途において、カバーガラスやコーティング面をガラスの最表面に設けることが一般的とされているが、同時にレンズ自体の化学的耐久性が求められている。化学的耐久性が良好となることでレンズ表面の腐食によるクモリが発生し難く、長期的に使用が可能となる。また、車載カメラは、大気中の粉塵やタイヤなどによって巻き込まれた小石との衝突によりレンズに傷が生じるため、衝撃による傷が生じ難い光学ガラスが求められている。 In addition to digital cameras, projectors, and surveillance cameras, optical glass is increasingly used as an optical element such as an image pickup lens mounted on an in-vehicle camera as automatic driving technology advances. Among in-vehicle cameras, for example, in applications used outdoors, it is common to provide a cover glass or a coated surface on the outermost surface of the glass, but at the same time, the chemical durability of the lens itself is required. By improving the chemical durability, it is difficult for cloudiness to occur due to corrosion of the lens surface, and it can be used for a long period of time. Further, in an in-vehicle camera, an optical glass that is less likely to be scratched by an impact is required because the lens is scratched by a collision with pebbles caught by dust in the atmosphere or tires.
光学ガラスから光学素子を作製する方法としては、例えば、光学ガラスから形成されたゴブ又はガラスブロックに対して研削及び研磨を行って光学素子の形状を得る方法、光学ガラスから形成されたゴブ又はガラスブロックを再加熱して成形（リヒートプレス成形）して得られたガラス成形体を研削及び研磨する方法、及び、ゴブ又はガラスブロックから得られたプリフォーム材を超精密加工された金型で成形（精密モールドプレス成形）して光学素子の形状を得る方法が知られている。いずれの方法であっても、熔融したガラス原料からゴブ又はガラスブロックを形成する際に、安定なガラスが得られることが求められる。ここで、得られるゴブ又はガラスブロックを構成するガラスの失透に対する安定性（耐失透性）が低下してガラスの内部に結晶が発生した場合、もはや光学素子として好適なガラスを得ることができない。 Examples of a method for manufacturing an optical element from optical glass include a method of obtaining a shape of an optical element by grinding and polishing a gob or a glass block formed of the optical glass, and a gob or glass formed of the optical glass. A method of grinding and polishing a glass molded body obtained by reheating a block and molding (reheat press molding), and molding a preform material obtained from a gob or a glass block with an ultra-precision machined mold. A method of obtaining the shape of an optical element by (precision mold press molding) is known. Regardless of the method, it is required that stable glass can be obtained when forming gobs or glass blocks from the molten glass raw material. Here, when the stability (devitrification resistance) of the obtained gob or the glass constituting the glass block against devitrification is lowered and crystals are generated inside the glass, it is possible to obtain a glass suitable as an optical element. Can not.
車載カメラ用レンズ硝材の材料として、１．７００００以上１．８００００の屈折率（ｎｄ）及び４５．００以上５５．００以下のアッベ数（νｄ）の光学特性と、優れた化学的耐久性並びにヌープ硬さなどの機械的特性を兼ね備えたガラス材料の需要が非常に高まっている。 As a material for lens glass for in-vehicle cameras, it has an optical property with a refractive index (nd) of 1.70000 or more and 1.80000 and an Abbe number (ν d ) of 45.00 or more and 55.00 or less, and excellent chemical durability. In addition, the demand for glass materials having mechanical properties such as Knoop hardness is increasing very much.
車載用光学機器に使用される材料として、例えば特許文献１～４に代表されるようなガラス組成物が知られている。 As a material used for an in-vehicle optical device, for example, glass compositions represented by Patent Documents 1 to 4 are known.
しかし、特許文献１及び２に示されている光学ガラスは、ＳｉＯ２成分よりもＢ２Ｏ３成分の含有量が多いため耐酸性が劣っており、また屈折率（ｎｄ）が１．７００００以上１．８００００以下、及びアッベ数（νｄ）が４５．００以上５５．００以下の範囲を満たしていない。 However, the optical glass shown in Patent Documents 1 and 2 has inferior acid resistance because the content of the B2O3 component is higher than that of the SiO2 component , and the refractive index (nd) is 1.70000 . It does not satisfy the range of 1.80000 or less and the Abbe number (ν d ) of 45.00 or more and 55.00 or less.
また、特許文献３に示されている光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．７００００以上１．８００００以下、及びアッベ数（νｄ）が４５．００以上５５．００以下の範囲を満たしておらず、またＬｉ２Ｏ成分の含有量が多いためリヒートプレス成形性が良好ではない。 Further, the optical glass shown in Patent Document 3 satisfies a range in which the refractive index (nd) is 1.70000 or more and 1.80000 or less and the Abbe number (ν d ) is 45.00 or more and 55.00 or less . In addition, the reheat press formability is not good because the content of the Li 2 O component is high.
さらに、特許文献４に示されている光学ガラスは、耐酸性が優れているがＴｉＯ２成分の含有量が多いため、屈折率（ｎｄ）が１．７００００以上１．８００００以下、及びアッベ数（νｄ）が４５．００以上５５．００以下の範囲を満たしていない。 Further, the optical glass shown in Patent Document 4 has excellent acid resistance but contains a large amount of TiO2 component, so that the refractive index (nd) is 1.70000 or more and 1.80000 or less, and the Abbe number. (Ν d ) does not satisfy the range of 45.00 or more and 55.00 or less.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、所望の光学特性を有し、化学的耐久性が良好であり、且つ、硬度が高く、さらにリヒートプレス成形性が良好な光学ガラスを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to have desired optical properties, good chemical durability, high hardness, and a reheat press. An object of the present invention is to provide an optical glass having good formability.
より具体的には、１．７００００以上１．８００００の屈折率（ｎｄ）及び４５．００以上５５．００以下のアッベ数（νｄ）を有し、耐酸性が１～３級、ヌープ硬さが６または７級でありながら、リヒートプレス成形性が良好な光学ガラスを提供することにある。 More specifically, it has a refractive index (nd) of 1.70000 or more and 1.80000 and an Abbe number (ν d ) of 45.00 or more and 55.00 or less, has acid resistance of 1st to 3rd grade, and is Knoop hardness. It is an object of the present invention to provide an optical glass having a good reheat press formability while having a 6 or 7 grade.
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、Ｂ２Ｏ３成分よりもＳｉＯ２成分の含有量を増やし、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ａｌ２Ｏ３成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、所望の光学特性を有し、良好な化学的耐久性及び機械特性を兼ね備え、リヒートプレス成形性が良好なガラス材料を作成できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 As a result of intensive test and research to solve the above problems, the present inventor increased the content of the SiO 2 component more than the B 2 O 3 component, and increased the content of the La 2 O 3 component, Y 2 O 3 component, and Al. By adjusting the content of each component including 2O3 component, a glass material having desired optical properties, good chemical durability and mechanical properties, and good reheat press moldability is created. We have found what we can do and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
（１）酸化物基準の質量％で、
Ｌａ２Ｏ３成分を８．０％以上、
Ｌｉ２Ｏ成分の含有量が８．０％以下、
Ａｌ２Ｏ３成分を含有し、
質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が１．０以上５．０以下、
であり、
屈折率（ｎｄ）が１．７００００以上１．８００００以下、
アッベ数（νｄ）が４５．００以上５５．００以下、
粉末法による耐酸性が１～３級
ヌープ硬さが６～７級である光学ガラス。
(1) By mass% based on oxides,
La 2 O 3 component 8.0% or more,
Li 2 O component content is 8.0% or less,
Contains Al 2 O 3 component,
Mass ratio SiO 2 / B 2 O 3 is 1.0 or more and 5.0 or less,
And
Refractive index (nd) is 1.70000 or more and 1.80000 or less,
Abbe number (ν d ) is 45.00 or more and 55.00 or less,
Optical glass with acid resistance of 1st to 3rd grade by powder method and Knoop hardness of 6th to 7th grade.
（２）ＲＯ成分が８．０％以下（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）である（１）に記載の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), wherein the RO component is 8.0% or less (R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba).
（３）質量比（Ｌｉ２Ｏ×１０３）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）が４５．０以下
である（１）又は（２）に記載の光学ガラス。
(3) The optical glass according to (1) or (2), wherein the mass ratio (Li 2 O × 10 3 ) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) is 45.0 or less.
（４）（１）から（３）のいずれかに記載の光学ガラスからなる光学素子。 (4) An optical element made of the optical glass according to any one of (1) to (3).
（５）（１）から（４）のいずれかに記載の光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。 (5) A preform for polishing and / or precision press molding made of the optical glass according to any one of (1) to (4).
本発明によれば、所望の光学特性を有し、化学的耐久性に優れ、衝撃などに強く、リヒートプレス成形性が良好な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optical glass having desired optical characteristics, excellent chemical durability, strong impact resistance, and good reheat press moldability, and a preform and an optical element using the same. can.
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the optical glass of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be carried out with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. .. It should be noted that the description may be omitted as appropriate for the parts where the explanations are duplicated, but the gist of the invention is not limited.
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで「酸化物換算組成」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、金属弗化物等が熔融時に全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質量数を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る。
[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention is described below. In the present specification, the content of each component shall be expressed in mass% with respect to the total mass of the oxide equivalent composition, unless otherwise specified. Here, the "oxide-equivalent composition" is used when it is assumed that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass constituents of the present invention are all decomposed at the time of melting and changed to oxides. It is a composition which describes each component contained in a glass, assuming that the total mass number of oxides is 100 mass%.
＜必須成分、任意成分について＞
Ｌａ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率及びアッベ数を高めながら、耐失透性を高める必須成分である。従って、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは８．０％以上、より好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは１１．０以上を下限とする。
他方で、Ｌａ２Ｏ３成分の含有量を５０．０％以下とすることで、ガラスの安定性を高め、耐酸性の悪化を抑えられるため、好ましくは５０．０％以下、より好ましくは４８．０％以下、さらに好ましくは４７．０％以下を上限とする。
<About essential and optional ingredients>
The La 2 O 3 component is an essential component that enhances devitrification resistance while increasing the refractive index and Abbe number of the glass. Therefore, the lower limit of the content of the La 2 O 3 component is preferably 8.0% or more, more preferably 10.0% or more, and further preferably 11.0 or more.
On the other hand, by setting the content of the La 2 O 3 component to 50.0% or less, the stability of the glass can be improved and the deterioration of acid resistance can be suppressed, so that it is preferably 50.0% or less, more preferably 48. The upper limit is 0.0% or less, more preferably 47.0% or less.
ＳｉＯ２成分は、網目形成成分であり、ガラスの耐酸性及び硬度を向上させつつリヒートプレス成形性を高める必須成分である。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは７．０％以上、より好ましくは９．０％以上、さらに好ましくは１０．０％以上とする。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を３０．０％以下にすることでガラスの安定性が高くなり、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２８．０％、さらに好ましくは２７．５％以下、最も好ましくは２７．０％以下を上限とする。
The SiO 2 component is a network-forming component, and is an essential component that enhances reheat press moldability while improving the acid resistance and hardness of glass. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably 7.0% or more, more preferably 9.0% or more, and further preferably 10.0% or more.
On the other hand, by setting the content of the SiO 2 component to 30.0% or less, the stability of the glass is improved and the decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the content of the SiO 2 component is preferably 30.0% or less, more preferably 28.0%, still more preferably 27.5% or less, and most preferably 27.0% or less.
Ｂ２Ｏ３成分は、網目形成成分であり、ガラスの硬度を向上させつつリヒートプレス成形性を高める必須成分である。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．５％以上、さらにも好ましくは２．０％以上とする。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を２５．０％以下にすることで、より大きな屈折率を得やすくなり、且つ耐酸性の悪化を抑えられる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．０％以下、より好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１２．０％以下を上限とする。
The B 2 O 3 component is a network forming component and is an essential component that enhances reheat press moldability while improving the hardness of glass. Therefore, the content of the B2O3 component is preferably 1.0% or more , more preferably 1.5% or more, and even more preferably 2.0% or more.
On the other hand, by setting the content of the B2O3 component to 25.0% or less, it becomes easier to obtain a larger refractive index and deterioration of acid resistance can be suppressed. Therefore, the content of the B 2 O 3 component is preferably 20.0% or less, more preferably 18.0% or less, more preferably 15.0% or less, still more preferably 12.0% or less. ..
ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、網目形成成分であり、特に希土類酸化物を多く含むガラスでは同様の作用効果を奏する成分であるということが技術常識とされている。しかしながら、本発明者は鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ２成分の含有量をＢ２Ｏ３成分より多量に含有することで耐酸性を向上させる効果を見出した。すなわち、本発明においてＢ２Ｏ３成分とＳｉＯ２成分は同様の作用効果を奏する成分ではない。 It is generally accepted that the SiO 2 component and the B 2 O 3 component are network-forming components, and particularly in glass containing a large amount of rare earth oxides, components having the same action and effect. However, as a result of diligent testing and research, the present inventor has found an effect of improving acid resistance by containing a larger amount of the SiO 2 component than the B 2 O 3 component. That is, in the present invention, the B 2 O 3 component and the SiO 2 component are not components having the same effect.
Ａｌ２Ｏ３成分は、網目形成成分であり、耐酸性を向上させることができる必須成分である。また、Ｌａ２Ｏ３成分と共にＡｌ２Ｏ３成分を含有させることで、特に耐酸性を維持することができる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３．０％以上、より好ましくは５．０％以上、さらに好ましくは５．８％以上を下限とする。
他方で、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を２０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２０．０％以下、より好ましくは１８．５％以下、さらに好ましくは１８．０％以下、さらに好ましくは１７．０％以下を上限とする。
The Al 2 O 3 component is a network-forming component and is an essential component capable of improving acid resistance. Further, by containing the Al 2 O 3 component together with the La 2 O 3 component, acid resistance can be particularly maintained. Therefore, the lower limit of the content of the Al 2 O 3 component is preferably 3.0% or more, more preferably 5.0% or more, still more preferably 5.8% or more.
On the other hand, by setting the content of the Al 2 O 3 component to 20.0% or less, the devitrification resistance of the glass can be enhanced. Therefore, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 20.0% or less, more preferably 18.5% or less, still more preferably 18.0% or less, still more preferably 17.0% or less. ..
Ｙ２Ｏ３成分は、０．０％超含有する場合にガラスの屈折率及びアッベ数を高められる。Ｙ２Ｏ３成分は、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分と比べたときに、耐酸性を向上させる効果が最も大きいが、一方でガラスの安定性を低下させてしまう性質をもつ。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０．０％以上、より好ましくは０．０％超、より好ましくは８．０％以上、より好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは１１．０以上を下限とする。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３２．０％以下、より好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２８．０％以下、さらに好ましくは２６．０％以下を上限とする。
When the Y2O3 component is contained in an amount of more than 0.0%, the refractive index and Abbe number of the glass can be increased. The Y 2 O 3 component has the greatest effect of improving acid resistance when compared with the La 2 O 3 component and the Gd 2 O 3 component, but on the other hand, it has the property of lowering the stability of the glass. Therefore, the content of the Y2O3 component is preferably 0.0% or more , more preferably more than 0.0%, more preferably 8.0% or more, still more preferably 10.0% or more, still more preferably. The lower limit is 11.0 or higher.
On the other hand, the content of the Y2O3 component is preferably 32.0% or less, more preferably 30.0% or less, more preferably 28.0% or less, still more preferably 26.0% or less. do.
Ｇｄ２Ｏ３成分は、０．０％超含有する場合にガラスの屈折率を高めながら、安定したガラスを作ることができる。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０．０％以上、より好ましくは０．０％超、より好ましくは０．５％以上、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは１．５以上を下限とする。
他方で、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量を４８．０％以下にすることで、比重の増大を抑えることができる。従って、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は、好ましくは４８．０％以下、より好ましくは４５．０％以下、より好ましくは４０．０％以下、さらに好ましくは３５．０％以下を上限とする。
When the Gd 2 O 3 component is contained in an amount of more than 0.0%, a stable glass can be produced while increasing the refractive index of the glass. Therefore, the content of the Gd 2 O 3 component is preferably 0.0% or more, more preferably more than 0.0%, more preferably 0.5% or more, still more preferably 1.0% or more, still more preferably. The lower limit is 1.5 or more.
On the other hand, by setting the content of the Gd 2 O 3 component to 48.0% or less, an increase in the specific gravity can be suppressed. Therefore, the content of Gd 2 O 3 is preferably 48.0% or less, more preferably 45.0% or less, more preferably 40.0% or less, still more preferably 35.0% or less.
Ｙｂ２Ｏ３成分は、０．０％超含有する場合にガラスの屈折率を高められる成分である。しかしながら、Ｙｂ２Ｏ３成分は原料価格が高く、含有量が多いと生産コストが高くなってしまう。従って、Ｙｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは４．０％以下、より好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．１％以下を上限とする。 The Yb 2 O 3 component is a component that can increase the refractive index of glass when it is contained in an amount of more than 0.0%. However, the raw material price of the Yb 2 O 3 component is high, and if the content is high, the production cost becomes high. Therefore, the content of the Yb 2 O 3 component is preferably 4.0% or less, more preferably 2.0% or less, still more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less, still more preferably. The upper limit is 0.1% or less.
ＺｒＯ２成分は、０．０％超含有する場合に耐酸性の低下が抑えられ、ガラスの屈折率を高められる成分である。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０．０％以上、より好ましくは０．０％超、より好ましくは０．５％以上、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは１．５以上を下限とする。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、比重の増大と耐酸性及び耐失透性の悪化を抑制できる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下を上限とする。
The ZrO2 component is a component that can suppress a decrease in acid resistance and increase the refractive index of glass when it is contained in an amount of more than 0.0%. Therefore, the content of the ZrO2 component is preferably 0.0% or more , more preferably more than 0.0%, more preferably 0.5% or more, still more preferably 1.0% or more, still more preferably 1. The lower limit is 5 or more.
On the other hand, by setting the content of the ZrO2 component to 10.0% or less, it is possible to suppress an increase in the specific gravity and deterioration of acid resistance and devitrification resistance. Therefore, the content of the ZrO2 component is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 6.0% or less.
ＺｎＯ成分は、０．０％超含有する場合に、屈折率及び耐酸性を高め、ガラスの硬度を向上させる成分である。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは０．０％以上、より好ましくは０．０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．５％以上を下限とする。
他方で、ＺｎＯ成分の含有量を１３．０％以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは１３．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、より好ましくは９．０％以下、さらに好ましくは８．０％以下を上限とする。
The ZnO component is a component that enhances the refractive index and acid resistance and improves the hardness of glass when it is contained in an amount of more than 0.0%. Therefore, the lower limit of the content of the ZnO component is preferably 0.0% or more, more preferably more than 0.0%, more preferably 0.1% or more, still more preferably 0.5% or more.
On the other hand, by setting the content of the ZnO component to 13.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the refractive index of the glass and reduce devitrification due to an excessive decrease in viscosity. Therefore, the content of the ZnO component is preferably 13.0% or less, more preferably 10.0% or less, more preferably 9.0% or less, still more preferably 8.0% or less.
Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分は、０．０％超含有する場合にガラスの熔融性を改善できる成分である。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分をそれぞれ８．０％以下にすることで、リヒートプレス成形性の悪化を抑制できる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分、Ｎａ２Ｏ成分及びＫ２Ｏ成分の含有量は、それぞれ好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。
The Li 2 O component, Na 2 O component and K 2 O component are components that can improve the meltability of glass when they are contained in an amount of more than 0.0%.
On the other hand, by setting the Li 2 O component, the Na 2 O component and the K 2 O component to 8.0% or less, the deterioration of the reheat press moldability can be suppressed. Therefore, the contents of the Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component are preferably 8.0% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferable. Is 1.5% or less, most preferably 0.7% or less.
ＭｇＯ成分は、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高められる成分である。
他方で、ＭｇＯ成分の含有量を８．０％以下にすることで、過剰な含有による屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは６．５％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。
The MgO component is a component that can enhance the meltability of the glass raw material and the devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by setting the content of the MgO component to 8.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the refractive index and a decrease in the devitrification resistance due to an excessive content. Therefore, the content of the MgO component is preferably 8.0% or less, more preferably 6.5% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.5. % Or less, most preferably 0.7% or less.
ＣａＯ成分は、ガラスの硬度を高め、ガラス原料の熔融性を高められる成分である。
他方で、ＣａＯ成分の含有量を８．０％以下にすることで、過剰な含有による屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＣａＯ成分の含有量は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは６．５％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。
The CaO component is a component that can increase the hardness of glass and enhance the meltability of the glass raw material.
On the other hand, by setting the content of the CaO component to 8.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the refractive index and a decrease in the devitrification resistance due to an excessive content. Therefore, the content of the CaO component is preferably 8.0% or less, more preferably 6.5% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.5. % Or less, most preferably 0.7% or less.
ＳｒＯ成分は、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高められる成分である。
他方で、ＳｒＯ成分の含有量を８．０％以下にすることで、過剰な含有による屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは６．５％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。
The SrO component is a component that can enhance the meltability of the glass raw material and the devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by setting the content of the SrO component to 8.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the refractive index and a decrease in the devitrification resistance due to an excessive content. Therefore, the content of the SrO component is preferably 8.0% or less, more preferably 6.5% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.5. % Or less, most preferably 0.7% or less.
ＢａＯ成分は、０．０％超含有する場合にガラスの屈折率及びアッベ数を高められる成分である。
他方で、ＢａＯ成分の含有量を８．０％以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や耐酸性の悪化を抑えられる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは６．５％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。
The BaO component is a component that can increase the refractive index and Abbe number of glass when it is contained in an amount of more than 0.0%.
On the other hand, by setting the content of the BaO component to 8.0% or less, it is possible to suppress a decrease in the refractive index and a deterioration in acid resistance due to an excessive content of these components. Therefore, the content of the BaO component is preferably 8.0% or less, more preferably 6.5% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.5. % Or less, most preferably 0.7% or less.
ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分は、０．０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高めながら、アッベ数を小さくする成分である。他方で、ＴｉＯ２成分及び／又はＮｂ２Ｏ５成分を過剰に含有するとアッベ数が小さくなりすぎてしまうので、所望の屈折率及びアッベ数を得ることが難しくなる。従って、ＴｉＯ２成分及びＮｂ２Ｏ５成分の含有量は、それぞれ好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。 The TiO 2 component and the Nb 2 O 5 component are components that reduce the Abbe number while increasing the refractive index of the glass when the content exceeds 0.0%. On the other hand, if the TiO 2 component and / or the Nb 2 O 5 component is excessively contained, the Abbe number becomes too small, and it becomes difficult to obtain the desired refractive index and Abbe number. Therefore, the contents of the TiO 2 component and the Nb 2 O 5 component are preferably 8.0% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 2.0% or less, still more preferably 1.5%, respectively. Hereinafter, the upper limit is most preferably 1.0% or less.
ＷＯ３成分は、０．０％超含有する場合に他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、耐失透性を高められる成分である。ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The WO 3 component is a component capable of increasing the refractive index and enhancing the devitrification resistance while reducing the coloring of glass due to other high refractive index components when the content exceeds 0.0%. The content of the WO 3 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
Ｔａ２Ｏ５成分は、０．０％超含有する場合にガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる成分である。Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The Ta 2 O 5 component is a component that can increase the refractive index of glass and enhance the devitrification resistance when it is contained in an amount of more than 0.0%. The content of the Ta 2 O 5 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
Ｐ２Ｏ５成分は、０．０％超含有する場合にガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる成分である。Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The P 2 O 5 component is a component capable of lowering the liquidus temperature of the glass and increasing the devitrification resistance when the content exceeds 0.0%. The content of the P 2 O 5 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
ＧｅＯ２成分は、０．０％超含有する場合にガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる成分である。ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The GeO 2 component is a component capable of increasing the refractive index of glass and improving devitrification resistance when it is contained in an amount of more than 0.0%. The content of the GeO 2 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
Ｇａ２Ｏ３成分は、０．０％超含有する場合にガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる成分である。Ｇａ２Ｏ３成分の含有量は、５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The Ga 2 O 3 component is a component that can improve the chemical durability of glass and the devitrification resistance of molten glass when it is contained in an amount of more than 0.0%. The upper limit of the content of the Ga 2 O 3 component is 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
Ｂｉ２Ｏ３成分は、０．０％超含有する場合に屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる成分である。Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The Bi 2 O 3 component is a component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when it is contained in an amount of more than 0.0%. The content of the Bi 2 O 3 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
ＴｅＯ２成分は、０．０％超含有する場合に屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる成分である。ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The TeO 2 component is a component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when it is contained in an amount of more than 0.0%. The content of the TeO 2 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
ＳｎＯ２成分は、０．０％超含有する場合に熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる成分である。ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The SnO 2 component is a component that reduces the oxidation of the molten glass to make it clearer and enhances the visible light transmittance of the glass when it is contained in an amount of more than 0.0%. The content of the SnO 2 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
Ｆ成分は、０．０％超含有する場合にガラスの熔融性を高めることができる成分であるが、一方で含有量が多いとＦ成分の揮発による失透を招いてしまう。Ｆ成分の含有量は、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下を上限とする。 The F component is a component that can enhance the meltability of glass when it is contained in an amount of more than 0.0%, but on the other hand, if the content is large, it causes devitrification due to volatilization of the F component. The content of the F component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, still more preferably 0.5% or less.
Ｓｂ２Ｏ３成分は、０．０％超含有する場合に熔融ガラスを脱泡できる成分である。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．３％以下を上限とする。
The Sb 2 O 3 component is a component that can defoam the molten glass when it contains more than 0.0%.
On the other hand, if the content of the Sb 2 O 3 component is too large, the transmittance in the short wavelength region of the visible light region deteriorates. Therefore, the content of the Sb 2 O 3 component is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, still more preferably 0.3% or less.
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のＳｂ２Ｏ３成分に限定されるものではなく、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。 The component that clarifies and defoams the glass is not limited to the above Sb 2 O 3 component, and a clarifying agent, a defoaming agent, or a combination thereof known in the field of glass production can be used.
Ｌｎ２Ｏ３成分（式中、ＬｎはＬａ、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂからなる群より選択される１種以上）は、含有量の和（質量和）が、４０．０％以上含有する場合に、屈折率を高めながら、アッベ数を高めることができる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分の和は、好ましくは４０．０％以上、より好ましくは４２．０％以上、さらに好ましくは４５．０％以上、さらに好ましくは４７．５％以上を下限とする。
他方で、Ｌｎ２Ｏ３成分の含有量の和（質量和）は、６５．０％以下とすることで、過剰な含有による失透を低減できる。従って、好ましくは６５．０％以下、より好ましくは６２．０％以下、さらに好ましくは６０．０％以下を上限とする。
The Ln 2 O 3 component (in the formula, Ln is one or more selected from the group consisting of La, Y, Gd, and Yb) is contained when the sum of the contents (sum of mass) is 40.0% or more. , The Abbe number can be increased while increasing the refractive index. Therefore, the lower limit of the sum of the Ln 2 O 3 components is preferably 40.0% or more, more preferably 42.0% or more, still more preferably 45.0% or more, still more preferably 47.5% or more.
On the other hand, by setting the sum (mass sum) of the contents of the Ln 2 O 3 components to 65.0% or less, devitrification due to excessive content can be reduced. Therefore, the upper limit is preferably 65.0% or less, more preferably 62.0% or less, still more preferably 60.0% or less.
Ｒｎ２Ｏ成分（式中、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋからなる群より選択される１種以上）は、含有量の和（質量和）が、０．０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を向上することができる。
他方で、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和（質量和）は、８．０％以下とすることで、リヒートプレス成形性の悪化を抑制できる。また、Ｒｎ２Ｏ成分はＳｉＯ２成分と共に含有させたときに失透を生じやすい傾向があるため、本発明において含有量が少ないことが好ましい。従って、Ｒｎ２Ｏ成分の含有量の和（質量和）は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは１．０％以下を上限とする。
The Rn 2 O component (in the formula, Rn is one or more selected from the group consisting of Li, Na, and K) is contained in the glass when the sum of the contents (mass sum) is more than 0.0%. Meltability can be improved.
On the other hand, when the sum of the contents (mass sum) of the Rn 2 O components is 8.0% or less, deterioration of the reheat press moldability can be suppressed. Further, since the Rn 2 O component tends to cause devitrification when it is contained together with the SiO 2 component, it is preferable that the content is small in the present invention. Therefore, the sum (mass sum) of the contents of the Rn 2 O components is preferably 8.0% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.5%. Hereinafter, the upper limit is most preferably 1.0% or less.
ＲＯ成分（式中、ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａからなる群より選択される１種以上）の含有量の和は、０．０％超とする場合に、熔融性を向上させることができる。しかしながら、ＲＯ成分はＳｉＯ２成分と共に含有させたときに失透を生じやすい傾向があるため、本発明において含有量が少ないことが好ましい。従って、ＲＯ成分の質量和は、好ましくは８．０％以下、より好ましくは６．５％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、最も好ましくは０．７％以下を上限とする。 When the sum of the contents of the RO component (in the formula, R is one or more selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba) is more than 0.0%, the meltability can be improved. can. However, since the RO component tends to cause devitrification when it is contained together with the SiO 2 component, it is preferable that the content is small in the present invention. Therefore, the mass sum of the RO components is preferably 8.0% or less, more preferably 6.5% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 1.5. % Or less, most preferably 0.7% or less.
Ｂ２Ｏ３成分に対するＳｉＯ２成分の比率である、質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３は、１．０以上５．０以下とすることで、耐酸性を向上させつつ、ガラスの硬度を上げることができる。 ＳｉＯ２成分及びＢ２Ｏ３成分は、網目形成成分であり、特に希土類酸化物を多く含むガラスでは同様の作用効果を奏する成分であるということが技術常識とされている。しかしながら、本発明者は鋭意試験研究を重ねた結果、ＳｉＯ２成分の含有量をＢ２Ｏ３成分より多量に含有することでガラスの硬度を高めながら、Ｂ２Ｏ３成分による耐酸性の悪化を抑制できる効果を見出したのである。
従って、質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３は、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．２以上、さらに好ましくは１．３以上、最も好ましくは１．５以上を下限とする。
他方で、質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３は、好ましくは５．０以下、より好ましくは４．８以下、さらに好ましくは４．３以下、さらに好ましくは３．８以下、最も好ましくは３．５以下を上限とする。
By setting the mass ratio SiO 2 / B 2 O 3 , which is the ratio of the SiO 2 component to the B 2 O 3 component, to 1.0 or more and 5.0 or less, the hardness of the glass is increased while improving the acid resistance. be able to. It is generally accepted that the SiO 2 component and the B 2 O 3 component are network-forming components, and particularly in glass containing a large amount of rare earth oxides, components having the same action and effect. However, as a result of diligent testing and research, the present inventor has increased the hardness of the glass by containing a larger amount of the SiO 2 component than the B 2 O 3 component, while deteriorating the acid resistance due to the B 2 O 3 component. We found the effect of suppressing.
Therefore, the mass ratio SiO 2 / B 2 O 3 is preferably 1.0 or more, more preferably 1.2 or more, still more preferably 1.3 or more, and most preferably 1.5 or more as the lower limit.
On the other hand, the mass ratio SiO 2 / B 2 O 3 is preferably 5.0 or less, more preferably 4.8 or less, still more preferably 4.3 or less, still more preferably 3.8 or less, and most preferably 3. The upper limit is 5 or less.
ＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分、Ａｌ２Ｏ３成分の合計量に対するＡｌ２Ｏ３成分の比率である、質量比Ａｌ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）は０．０５以上０．５０以下とすることが好ましい。本発明はＳｉ－Ｌａ系のガラスに関するものであるが、希土類酸化物はＡｌ２Ｏ３成分やＳｉＯ２成分、Ｂ２Ｏ３成分と比べたときに耐酸性が劣っているため、質量比Ａｌ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）を０．０５以上０．５０以下にすることで、耐失透性を高めながら、耐酸性を向上させることができる。
従って、質量比Ａｌ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）は、好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．０８以上、さらに好ましくは０．１２以上、最も好ましくは０．１５以上を下限とする。
他方で、質量比Ａｌ２Ｏ３／（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）は、好ましくは０．５０以下、より好ましくは０．４５以下、さらに好ましくは０．４０以下、さらに好ましくは０．３５以下、最も好ましくは０．３０以下を上限とする。
The mass ratio Al 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 ), which is the ratio of the Al 2 O 3 component to the total amount of the SiO 2 component, B 2 O 3 component, and Al 2 O 3 component, is 0. It is preferably 0.05 or more and 0.50 or less. The present invention relates to Si—La based glass, but since rare earth oxides are inferior in acid resistance to Al 2 O 3 component, SiO 2 component, and B 2 O 3 component, the mass ratio Al. By setting 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) to 0.05 or more and 0.50 or less, it is possible to improve the acid resistance while increasing the devitrification resistance.
Therefore, the mass ratio Al 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is preferably 0.05 or more, more preferably 0.08 or more, still more preferably 0.12 or more, and most preferably 0. The lower limit is .15 or more.
On the other hand, the mass ratio Al 2 O 3 / (SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 ) is preferably 0.50 or less, more preferably 0.45 or less, still more preferably 0.40 or less, still more preferably 0.40 or less. The upper limit is 0.35 or less, most preferably 0.30 or less.
Ａｌ２Ｏ３成分及びＳｉＯ２成分の合計量に対するＬｉ２Ｏ成分を１０の３乗した比率である、質量比（Ｌｉ２Ｏ×１０３）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は４５．０以下が好ましい。
Ｌｉ２Ｏ成分は熔融性を良好にする成分であるが、リヒートプレス成形性を悪化させてしまう成分であり、特にＬｉ－Ａｌ－Ｓｉ－Ｏの成分を共に含有したときにリヒートプレス成形時の結晶が発生しやすくなるため、質量比（Ｌｉ２Ｏ×１０３）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）を４５．０以下にすることによって前記問題を解決することができる。
従って、質量比（Ｌｉ２Ｏ×１０３）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは４５．０以下、より好ましくは３５．０以下、さらに好ましくは２５．０以下、さらに好ましくは１５．０以下、最も好ましくは１３．０以下を上限とする。
他方で、質量比（Ｌｉ２Ｏ×１０３）／（Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２）は、好ましくは０、より好ましくは０．５０以上、さらに好ましくは０．８０以上、最も好ましくは１．００以上を下限とする。
The mass ratio (Li 2 O × 10 3 ) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ), which is the ratio of the Li 2 O component to the sum of the Al 2 O 3 component and the SiO 2 component to the cube of 10, is 45.0. The following is preferable.
The Li 2 O component is a component that improves the meltability, but is a component that deteriorates the reheat press moldability. Since crystals are likely to be generated, the above problem can be solved by setting the mass ratio (Li 2 O × 10 3 ) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) to 45.0 or less.
Therefore, the mass ratio (Li 2 O × 10 3 ) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) is preferably 45.0 or less, more preferably 35.0 or less, still more preferably 25.0 or less, still more preferably 15. The upper limit is 0.0 or less, most preferably 13.0 or less.
On the other hand, the mass ratio (Li 2 O × 10 3 ) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) is preferably 0, more preferably 0.50 or more, still more preferably 0.80 or more, and most preferably 1.00. The above is the lower limit.
ＳｉＯ２成分及びＬｎ２Ｏ３成分の合計量に対するＢ２Ｏ３成分を１０の２乗した比率である、質量比（Ｂ２Ｏ３×１０２）／（ＳｉＯ２＋Ｌｎ２Ｏ３）は５．０以上２０．０以下にすることによって、屈折率及びガラスの硬さを向上させつつ、耐酸性の悪化を抑制することができる。
従って、質量比（Ｂ２Ｏ３×１０２）／（ＳｉＯ２＋Ｌｎ２Ｏ３）は、好ましくは５．０以上、より好ましくは６．０以上、さらに好ましくは８．０以上、最も好ましくは１０．０以上を下限とする。
他方で、質量比（Ｂ２Ｏ３×１０２）／（ＳｉＯ２＋Ｌｎ２Ｏ３）は、好ましくは２０．０以下、より好ましくは１８．０以下、さらに好ましくは１６．０以下、最も好ましくは１４．０以下を上限とする。
The mass ratio (B 2 O 3 × 10 2 ) / (SiO 2 + Ln 2 O 3 ), which is the ratio of the B 2 O 3 component to the square of 10 to the total amount of the SiO 2 component and the Ln 2 O 3 component, is 5. By setting the ratio to 0.0 or more and 20.0 or less, deterioration of acid resistance can be suppressed while improving the refractive index and the hardness of the glass.
Therefore, the mass ratio (B 2 O 3 × 10 2 ) / (SiO 2 + Ln 2 O 3 ) is preferably 5.0 or more, more preferably 6.0 or more, still more preferably 8.0 or more, and most preferably. The lower limit is 10.0 or more.
On the other hand, the mass ratio (B 2 O 3 × 102) / (SiO 2 + Ln 2 O 3 ) is preferably 20.0 or less, more preferably 18.0 or less, still more preferably 16.0 or less, and most preferably. Is limited to 14.0 or less.
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<Ingredients that should not be included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferable to be contained will be described.
他の成分を本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｗ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙ、Ｙｂ、Ｌｕを除く、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じる性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。また、Ｒｂ、Ｃｓの各成分についても、ガラスの着色を抑制させる観点から、含有しないことが好ましい。 Other components can be added as needed within a range that does not impair the characteristics of the glass of the present invention. However, each transition metal component such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag and Mo, excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb and Lu, is used alone. Alternatively, even if it is compounded and contained in a small amount, the glass is colored and has a property of causing absorption at a specific wavelength in the visible region. Therefore, it is preferable that the glass is substantially not contained, especially in optical glass using a wavelength in the visible region. .. Further, it is preferable that each component of Rb and Cs is not contained from the viewpoint of suppressing the coloring of the glass.
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。 Further, since lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components having a high environmental load, it is desirable that they are not substantially contained, that is, they are not contained at all except for unavoidable contamination.
さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。 Furthermore, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se has tended to refrain from being used as a harmful chemical substance in recent years, and is used not only in the glass manufacturing process but also in the processing process and disposal after commercialization. Environmental measures are required up to this point. Therefore, when the environmental impact is emphasized, it is preferable that these are not substantially contained.
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を、各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で１１００～１４００℃の温度範囲で１～５時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, as the raw material of each of the above components, each component contains a high-purity raw material used for ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, and metaphosphate compounds. Mix evenly so that it is within the range, put the prepared mixture into the platinum pit, melt it in an electric furnace in a temperature range of 1100 to 1400 ° C. for 1 to 5 hours depending on the difficulty of melting the glass raw material, and stir and homogenize. It is produced by lowering the temperature to an appropriate temperature, casting it into a mold, and slowly cooling it.
＜物性＞
本発明の光学ガラスは、所望の光学特性を有する。
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．７００００以上、より好ましくは１．７２０００以上、さらに好ましくは１．７３０００以上を下限とする。他方で、この屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．８００００以下、より好ましくは１．７８０００以下、より好ましくは１．７６０００以下を上限とする。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは４５．００以上、より好ましくは４６．００以上、さらに好ましくは４７．００以上を下限とする。他方で、このアッベ数（νｄ）は、好ましくは５５．００以下、より好ましくは５３．００以下とし、さらに好ましくは５１．００以下を上限とする。
<Physical characteristics>
The optical glass of the present invention has desired optical properties.
The refractive index (nd) of the optical glass of the present invention is preferably 1.70000 or more, more preferably 1.72000 or more, still more preferably 1.73000 or more. On the other hand, the refractive index (nd) is preferably 1.80000 or less, more preferably 1.78000 or less, and more preferably 1.76000 or less.
Further, the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 45.00 or more, more preferably 46.00 or more, and further preferably 47.00 or more as the lower limit. On the other hand, the Abbe number (ν d ) is preferably 55.00 or less, more preferably 53.00 or less, and further preferably 51.00 or less.
実施例及び比較例のガラスの耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」ＪＯＧＩＳ０６－２００６に準じて測定する。すなわち、粒度４２５～６００μｍに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを０．０１Ｎ硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で６０分間処理した。処理後のガラス試料の減量率（質量％）を算出して、この減量率（質量％）が０．２０未満の場合を１級、減量率が０．２０～０．３５未満の場合を２級、減量率が０．３５～０．６５未満の場合を３級、減量率が０．６５～１．２０未満の場合を４級、減量率が１．２０～２．２０未満の場合を５級、減量率が２．２０以上の場合を６級とした。このとき、クラスの数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。
本発明の光学ガラスにおいては、好ましくは１～３級、より好ましくは１～２級である。
The acid resistance of the glass of Examples and Comparative Examples is measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard "Measuring method of chemical durability of optical glass" JOBIS06-2006. That is, a glass sample crushed to a particle size of 425 to 600 μm was placed in a specific gravity bottle and placed in a platinum basket. The platinum basket was placed in a quartz glass round-bottom flask containing a 0.01 N aqueous nitric acid solution and treated in a boiling water bath for 60 minutes. The weight loss rate (mass%) of the treated glass sample is calculated, and the case where the weight loss rate (mass%) is less than 0.20 is the first grade, and the case where the weight loss rate is 0.20 to less than 0.35 is 2. Class, if the weight loss rate is less than 0.35 to 0.65, it is grade 3, if the weight loss rate is less than 0.65 to 1.20, it is grade 4, and if the weight loss rate is less than 1.20 to 2.20. Grade 5 and grade 6 when the weight loss rate was 2.20 or higher. At this time, the smaller the number of classes, the better the acid resistance of the glass.
In the optical glass of the present invention, it is preferably 1st to 3rd grade, more preferably 1st to 2nd grade.
本発明の光学ガラスは、「ＪＯＧＩＳ０９－１９７５光学ガラスのヌープ硬さの測定方法」に準じた測定方法おいて、６級以上であることが好ましい。これにより、ガラスの研磨時における傷や割れ、及び、ガラスの運搬時等における表面への傷が発生し難くなるため、所望の表面状態を有し、且つその表面状態を維持することが容易な光学ガラスを得ることができる。従って、本発明の光学ガラスのヌープ硬さは、好ましくは６級、より好ましくは７級である。 The optical glass of the present invention is preferably grade 6 or higher in the measuring method according to "Method for measuring Knoop hardness of JOBIS09-1975 optical glass". As a result, scratches and cracks during polishing of the glass and scratches on the surface during transportation of the glass are less likely to occur, so that it is easy to have a desired surface condition and maintain the surface condition. Optical glass can be obtained. Therefore, the Knoop hardness of the optical glass of the present invention is preferably 6th grade, more preferably 7th grade.
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、リヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
[Preform and optical elements]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced by using, for example, a means for polishing or a means for mold press molding such as reheat press molding or precision press molding. That is, a glass molded body is produced by machining optical glass such as grinding and polishing, or a preform for mold press molding is produced from optical glass, and reheat press molding is performed on this preform. After that, a glass molded body is produced by polishing, a preform produced by polishing, or a preform formed by a known levitation molding or the like is subjected to precision press molding to produce a glass molded body. Can be made. The means for producing the glass molded body is not limited to these means.
このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。 As described above, the optical glass of the present invention is useful for various optical elements and optical designs. Among them, it is particularly preferable to form a preform from the optical glass of the present invention and perform reheat press molding, precision press molding, or the like using this preform to manufacture an optical element such as a lens or a prism. This makes it possible to form a preform having a large diameter, so that it is possible to realize high-definition and high-precision imaging characteristics and projection characteristics when used in an optical instrument while increasing the size of the optical element.
本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、また車載カメラなどの車載用光学機器等の、硬度や化学的耐久性が良好であることが求められる用途に用いることができる。 The glass molded body made of the optical glass of the present invention can be used for applications of optical elements such as lenses, prisms and mirrors, and has good hardness and chemical durability for in-vehicle optical devices such as in-vehicle cameras. It can be used for applications that are required to be.
本発明の実施例（Ｎｏ．１～Ｎｏ．７０）、比較例Ａ、Ｂの組成、並びに、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、粉末法による化学的耐久性（耐酸性）、ヌープ硬さの結果を表１～表４に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。 The compositions of Examples (No. 1 to No. 70) and Comparative Examples A and B of the present invention, as well as the refractive index ( nd), Abbe number (ν d ) , and chemical durability of these glasses by the powder method. The results of (acid resistance) and Knoop hardness are shown in Tables 1 to 4. The following examples are for illustrative purposes only, and are not limited to these examples.
本発明の実施例のガラスは、いずれも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、弗化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度の原料を選定し、表に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、石英坩堝または白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１１００～１４００℃の温度範囲で１～５時間熔解し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１０００～１３００℃に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。 The glass of the embodiment of the present invention is of high purity used for ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, metaphosphate compounds, etc., which correspond to each of the raw materials of each component. The raw materials are selected, weighed so as to have the composition ratio of each example and comparative example shown in the table, mixed uniformly, and then put into a quartz pit or a platinum pit, depending on the melting difficulty of the glass composition. Melt in an electric furnace in a temperature range of 1100 to 1400 ° C. for 1 to 5 hours, stir and homogenize to break bubbles, and then lower the temperature to 1000 to 1300 ° C. to stir and homogenize, then cast into a mold and gradually. It was cooled to make glass.
実施例及び比較例のガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）は、ＪＩＳ Ｂ ７０７１－２：２０１８に規定されるＶブロック法に準じて測定した。ここで、屈折率（ｎｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．５６ｎｍ）に対する測定値で示した。また、アッベ数（νｄ）は、ヘリウムランプのｄ線に対する屈折率（ｎｄ）と、水素ランプのＦ線（４８６．１３ｎｍ）に対する屈折率（ｎＦ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）に対する屈折率（ｎＣ）の値を用いて、アッベ数（νｄ）＝［（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）］の式から算出した。これらの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）は、徐冷降温速度を－２５℃／ｈｒにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。 The refractive index (nd ) and Abbe number (ν d ) of the glasses of Examples and Comparative Examples were measured according to the V-block method specified in JIS B 7071-2: 2018. Here, the refractive index (nd) is shown as a measured value with respect to the d line (587.56 nm) of the helium lamp. The Abbe number (ν d ) is the refractive index (n d ) of the helium lamp with respect to the d line, the refractive index (n F ) of the hydrogen lamp with respect to the F line (486.13 nm), and the C line (656.27 nm). It was calculated from the formula of Abbe number (ν d ) = [(n d -1) / (n F − n C )] using the value of the refractive index (n C ). These refractive indexes ( nd) and Abbe number (ν d ) were determined by measuring the glass obtained at a slow cooling rate of −25 ° C./hr.
実施例及び比較例のガラスの化学的耐久性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」ＪＯＧＩＳ０６－２００６に準じて測定した。すなわち、粒度４２５～６００μｍに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを０．０１Ｎ硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で６０分間処理した。処理後のガラス試料の減量率（質量％）を算出して、この減量率（質量％）が０．２０未満の場合を１級、減量率が０．２０～０．３５未満の場合を２級、減量率が０．３５～０．６５未満の場合を３級、減量率が０．６５～１．２０未満の場合を４級、減量率が１．２０～２．２０未満の場合を５級、減量率が２．２０以上の場合を６級とした。このとき、級の数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。 The chemical durability of the glass of Examples and Comparative Examples was measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard "Measuring method of chemical durability of optical glass" JOBIS06-2006. That is, a glass sample crushed to a particle size of 425 to 600 μm was placed in a specific gravity bottle and placed in a platinum basket. The platinum basket was placed in a quartz glass round-bottom flask containing a 0.01 N aqueous nitric acid solution and treated in a boiling water bath for 60 minutes. The weight loss rate (mass%) of the treated glass sample is calculated, and the case where the weight loss rate (mass%) is less than 0.20 is the first grade, and the case where the weight loss rate is 0.20 to less than 0.35 is 2. Class, if the weight loss rate is less than 0.35 to 0.65, it is grade 3, if the weight loss rate is less than 0.65 to 1.20, it is grade 4, and if the weight loss rate is less than 1.20 to 2.20. Grade 5 and grade 6 when the weight loss rate was 2.20 or higher. At this time, the smaller the number of grades, the better the acid resistance of the glass.
実施例及び比較例のガラスのヌープ硬さ（Ｈｋ）は、日本光学硝子工業会規格（ＪＯＧＩＳ０９－１９７５）に基づいて測定した。具体的には、試料の平面研磨面ダイヤモンド菱形圧子（対稜角１７２°３０´と１３０°）を０．９８Ｎ（０．１ｋｇｆ）の荷重をかけ１５秒間押しつけくぼみをつけ、くぼみの長い方の対角線の長さを測定し、式（１）により求めた。 The Knoop hardness (Hk) of the glass of Examples and Comparative Examples was measured based on the standards of the Japan Optical Glass Industry Association (JOGIS09-1975). Specifically, a diamond rhombus indenter (diagonal angle 172 ° 30'and 130 °) on the flat surface of the sample is pressed with a load of 0.98N (0.1kgf) for 15 seconds to make a dent, and the diagonal of the longer dent is formed. Was measured and determined by the formula (1).
ヌープ硬さ＝１．４５１Ｆ／ｌ２（１）
Ｆ：荷重（Ｎ）
ｌ：長い方の対角線の長さ（ｍｍ）
ヌープ硬さが１５０未満の場合を１級、１５０以上２５０未満を２級、２５０以上３５０未満を３級、３５０以上４５０未満を４級、４５０以上５５０未満を５級、５５０以上６５０未満を６級、６５０以上を７級として、級が大きいほどガラスが硬いことを意味する。
Knoop hardness = 1.451F / l 2 (1)
F: Load (N)
l: Longer diagonal length (mm)
Knoop hardness less than 150 is 1st grade, 150 or more and less than 250 is 2nd grade, 250 or more and less than 350 is 3rd grade, 350 or more and less than 450 is 4th grade, 450 or more and less than 550 is 5th grade, 550 or more and less than 650 is 6 Grade, 650 or higher is grade 7, and the larger the grade, the harder the glass.
表に表されるように、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．７００００以上１．８００００以下であり、所望の範囲内であった。また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が、４５．００以上５５．００以下の範囲内であった。 As shown in the table, all of the optical glasses of the examples had a refractive index (nd) of 1.70000 or more and 1.80000 or less, which was within a desired range. Further, all of the optical glasses of the examples of the present invention had an Abbe number (ν d ) in the range of 45.00 or more and 55.00 or less.
また、実施例の光学ガラスは、粉末法による化学的耐久性（耐酸性）のクラスが１～３級であり、クモリが発生し難く、長期的に使用が可能なガラスであることが明らかとなった。 Further, it is clear that the optical glass of the example has a chemical durability (acid resistance) class of 1 to 3 by the powder method, is less prone to spiders, and can be used for a long period of time. became.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、ヌープ硬さが６～７級であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、硬いガラスであることが明らかとなった。 Further, the optical glass of the embodiment of the present invention had a Knoop hardness of 6 to 7 grade. Therefore, it was clarified that the optical glass of the embodiment of the present invention is a hard glass.
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定的に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。 Further, using the optical glass of the embodiment of the present invention, a glass block was formed, and the glass block was ground and polished to be processed into the shape of a lens and a prism. As a result, it was possible to stably process various lens and prism shapes.
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。 Although the present invention has been described in detail above for the purpose of illustration, the present embodiment is merely for the purpose of illustration, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the idea and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (5)
Ｌａ２Ｏ３成分を８．０％以上、
Ｌｉ２Ｏ成分の含有量が８．０％以下、
Ａｌ２Ｏ３成分を含有し、
質量比ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３が１．０以上５．０以下、
であり、
屈折率（ｎｄ）が１．７００００以上１．８００００以下、
アッベ数（νｄ）が４５．００以上５５．００以下、
粉末法による耐酸性が１～３級
ヌープ硬さが６～７級である光学ガラス。 By mass% based on oxides,
La 2 O 3 component 8.0% or more,
Li 2 O component content is 8.0% or less,
Contains Al 2 O 3 component,
Mass ratio SiO 2 / B 2 O 3 is 1.0 or more and 5.0 or less,
And
Refractive index (nd) is 1.70000 or more and 1.80000 or less,
Abbe number (ν d ) is 45.00 or more and 55.00 or less,
Optical glass with acid resistance of 1st to 3rd grade by powder method and Knoop hardness of 6th to 7th grade.
である請求項１又は２に記載の光学ガラス。 The optical glass according to claim 1 or 2, wherein the mass ratio (Li 2 O × 10 3 ) / (Al 2 O 3 + SiO 2 ) is 45.0 or less.
A preform for polishing and / or precision press molding made of optical glass according to any one of claims 1 to 4.
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