JP3608744B2 - 低融点光学ガラス - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、低温度でプレスすることができ、非球面精密プレス用として有用な低融点光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高屈折率、高分散を示す光学ガラスとしては、例えばＰ２ Ｏ５ −Ｎｂ２ Ｏ５ −アルカリ金属酸化物系ガラス（特公昭５６−４００９４号公報）がある。さらに、ＳｉＯ２ −ＴｉＯ２ −Ｎｂ２ Ｏ５ −アルカリ金属酸化物系ガラス（特開昭６３−２６５８４０号公報）も高屈折率、高分散を示す光学ガラスである。しかし、これらのガラスの屈伏温度（Ｔｓ）は６００℃以上と高い。通常、精密プレス成形は、屈伏温度（Ｔｓ）より３０℃〜５０℃高い温度で行なわれる。よって、上記のガラスを精密プレス成形する場合、プレス温度は６５０℃〜７００℃の範囲となる。ところが、このような高温でプレスを繰り返し行うと、型材の劣化が著しく、プレス開始後、比較的短時間の内に精密なガラス面が得られなくなってしまう。そこで、精密なガラス面を得るためには型の交換を頻繁に行う必要があるが、それでは精密レンズを量産することは非常に困難である。
【０００３】
このような観点から、精密プレスレンズ製造における型の寿命を延長するための１つの策として、屈伏温度（Ｔｓ）の低いガラスを用いることが挙げられる。例えば、特開平１−３０８８４３号公報には、高屈折率、高分散を示す低融点光学ガラスであるＳｉＯ２ −ＰｂＯ−アルカリ金属酸化物系のガラスが開示されている。さらに、特開平５−５１２３３号公報には、高屈折率、高分散を示す低融点光学ガラスであるＳｉＯ２ − ＧｅＯ２ −ＴｉＯ２ −Ｎｂ２ Ｏ５ −アルカリ金属酸化物系のガラスが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許公報に記載のガラスにはいくつかの問題点があった。例えば、特開平１−３０８８４３号記載のガラスは多量の酸化鉛を含んでいる。一方、ガラスのプレスは、通常、型の酸化を防ぐために還元性雰囲気で行われる。そのため、上記酸化鉛含有ガラスの場合、ガラス中の酸化鉛が還元性雰囲気中で還元されて金属鉛が表面に折出する。析出した金属鉛は、型表面に付着して、ガラスをプレスする際にガラス表面に凸凹をつくり、面精度が悪くなってしまう。それに対して特開平５−５１２３３号に記載のガラスは、ガラス成分中にＰｂＯを含まない低融点光学ガラスである。しかし、このガラスは液相温度が高く、軟化温度付近での失透傾向も強い。そのため、ガラスプリフォームを昇温して軟化させ、精密プレス成形をするのは困難であり、プレスレンズの製造には適さない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、高屈折率及び高分散特性を有するとともに、低い温度でガラスが失透せずに軟化してプレス成形することが可能であり、かつ液相温度が低く安定性に優れた光学ガラスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の光学ガラスは、重量％で表示して、Ｐ２ Ｏ５ を２〜２９％、Ｎａ２ Ｏを２〜２５％、Ｎｂ２ Ｏ５ を４以上２２％未満、ＷＯ３ を２０〜５２％含むことを特徴とする低融点光学ガラスに関する。
【０００７】
本発明の第２の態様の光学ガラスは、重量％で表示して、Ｐ２ Ｏ５ を１２〜３２％、Ｂ２ Ｏ３ を０．５〜１６％、Ｌｉ２ Ｏを０．３〜６％、Ｎａ２ Ｏを２〜２２％、Ｎｂ２ Ｏ５ を８〜５２％含むことを特徴とする低融点光学ガラスに関する。
【０００８】
以下、まず、本発明の第１の態様の光学ガラスについて、各成分およびその含量の限定理由を説明する。
Ｐ２ Ｏ５ は燐酸塩ガラスにおいてガラス形成成分として欠かせない成分である。燐酸塩ガラスは珪酸塩ガラスと比べて低い温度でガラスを溶融することができ、可視域の透過率が高いという特徴をもつ。また同じガラス形成酸化物成分であるＳｉＯ２ やＢ２ Ｏ３ に比べてＰ２ Ｏ５ は高分散側に位置する成分のため、アッベ数３５以下の光学特性を得るには、Ｐ２ Ｏ５ は少なくとも２％は必要である。逆に２９％を越えると失透性が強くなり、安定なガラスが得られなくなる。そのため、Ｐ２ Ｏ５ の含量は２〜２９％に限定される。好ましいＰ２ Ｏ５ の含量は４〜２６％の範囲である。
【０００９】
Ｎａ２ Ｏはガラスの屈伏温度（Ｔｓ）を下げ、液相温度を下げる成分として欠かせない成分である。またガラスの粘性を下げることができるので低温で溶解が可能となり、白金るつぼの浸食による着色を抑えることができる。Ｎａ２ Ｏが２％未満では失透性が強く上記の効果が得られない。また２５％を越えると、耐失透性、化学的耐久性が悪くなる。従ってＮａ２ Ｏの含量は２〜２５％に限定され、好ましくは４〜２２％である。
【００１０】
Ｎｂ２ Ｏ５ は、目的とする高屈折率、高分散特性を得るために不可欠な成分であり、また耐久性を上げる効果のある成分でもある。Ｎｂ２ Ｏ５ が４％未満であると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、２２％以上では耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点（Ｔｓ）が上昇する。このためＮｂ２ Ｏ５ は４％以上２２％未満に限定される。好ましいＮｂ２ Ｏ５ の含量は６〜２１．５％である。
【００１１】
ＷＯ３ は目的とする高屈折率・高分散特性を得るために不可欠な成分であり、またガラスの屈伏点（Ｔｓ）を下げるのに非常に有効な成分である。ＷＯ３ が２０％未満であると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、ガラスの屈伏点も上昇する。また５２％を越えると耐失透性が悪くなり、かつガラスが強く着色することになる。このためＷＯ３ は２０〜５２％に限定される。好ましいＷＯ３ の含量は２３〜４９％である。
【００１２】
本発明の第１の態様の低融点光学ガラスは、後述の実施例からも明らかなように高屈折率で高分散特性を有し、かつ低融点特性を有している。例えば屈折率は１．７０〜１．８６の範囲にあり、アッベ数は３５〜２１の範囲でガラス屈伏点（Ｔｓ）は５７０℃以下の範囲である。また液相温度（Ｌ・Ｔ）を下げることができ、かつガラス塊をプレスする際のガラス軟化点での失透性も従来品よりも優れている。
【００１３】
本発明の第１の態様の低融点光学ガラスは、前記成分以外に任意成分として更に、Ｂ２ Ｏ３ 、ＧｅＯ２ 、Ｌｉ２ Ｏ、Ｋ２ Ｏ、Ｃｓ２ Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２ 、Ｔａ２ Ｏ５ 、Ａｓ２ Ｏ３ 、Ｓｂ２ Ｏ３ 等の成分を含むことができる。これら任意成分の含量は、重量％で表示して、Ｂ２ Ｏ３ が０〜１５％、ＧｅＯ２ が０〜２７％、Ｌｉ２ Ｏが０〜４％、Ｋ２ Ｏが０〜１５％、Ｃｓ２ Ｏが０〜５％、ＭｇＯが０〜５％、ＣａＯが０〜５％、ＳｒＯが０〜５％、ＢａＯが０〜１５％、ＺｎＯが０〜７％、ＴｉＯ２ が０〜１６％、Ｔａ２ Ｏ５ が０〜７％、Ａｓ２ Ｏ３ が０〜２％、Ｓｂ２ Ｏ３ が０〜２％の範囲である。以下にその理由を説明する。
【００１４】
Ｂ２ Ｏ３ 及びＧｅＯ２ は、ガラスの安定性を上げる効果が非常に大きな成分である。しかし、Ｂ２ Ｏ３ は１５％を越え、ＧｅＯ２ は２７％を越えると、目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、またガラスの屈伏点も上昇する。そのためＢ２ Ｏ３ の含量は０〜１５％の範囲に、ＧｅＯ２ は０〜２７％の範囲に限定される。好ましくは、Ｂ２ Ｏ３ は０〜１３％の範囲であり、ＧｅＯ２ は０〜２５％の範囲である。
【００１５】
Ｌｉ２ Ｏ、Ｋ２ Ｏ及びＣｓ２ Ｏは、ガラスの屈伏温度（Ｔｓ）を下げる効果が非常に大きな成分である。しかし、Ｌｉ２ Ｏは４％を越え、Ｋ２ Ｏは１５％を越え、Ｃｓ２ Ｏは５％を越えると、それぞれ耐失透性、化学的耐久性が悪化する。そのためＬｉ２ Ｏは０〜４％の範囲、Ｋ２ Ｏは０〜１５％の範囲、Ｃｓ２ Ｏは０〜５％の範囲に限定される。好ましくは、Ｌｉ２ Ｏは０〜２％の範囲、Ｋ２ Ｏは０〜１３％の範囲、Ｃｓ２ Ｏは０〜３％の範囲である。
【００１６】
アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯはガラスの液相温度を下げ、安定性を増す効果が大きな成分である。しかし、ＭｇＯは５％を越え、ＣａＯは５％を越え、ＳｒＯは５％を越え、ＢａＯは１５％を越えると、目的とする高屈折率・高分散特性が得られず、かつ耐失透性が悪くなる。このためＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含量は、それぞれ０〜５％の範囲に限定され、ＢａＯは０〜１５％の範囲に限定される。好ましくは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯはそれぞれ０〜３％の範囲であり、ＢａＯは０〜１３％の範囲である。
【００１７】
ＴｉＯ２ は高屈折率・高分散特性を得る効果が大きい成分である。しかし、１６％を越えると耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点が上昇し、強く着色することがある。そのため、ＴｉＯ２ の含量は、０〜１６％の範囲である。
【００１８】
ＺｎＯ及びＴａ２ Ｏ５ は、耐失透性を損なわずに少量添加により屈折率の調整をすることが可能である。しかし、それぞれ７％を越えると耐失透性が悪くなる。そのため、ＺｎＯ及びＴａ２ Ｏ５ の含量は、いずれも０〜７％の範囲に限定され、好ましくは０〜５％の範囲である。
【００１９】
Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ は消色剤および清澄剤として有効である。しかし、いずれも２％を越えて添加すると耐失透性を悪くする。そのため、Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ の含量は、それぞれ０〜２％の範囲に限定される。
尚、本発明の第１の態様の光学ガラスは、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の成分以外の成分を含有することもできる。
【００２０】
次に、本発明の第２の態様の光学ガラスについて、各成分およびその含量の限定理由を説明する。
Ｐ２ Ｏ５ は燐酸塩ガラスにおいて、ガラス形成成分として欠かせない成分である。燐酸塩ガラスは珪酸塩ガラスと比べて低い温度でガラスを溶融することができ、可視域の透過率が高いという特徴をもつ。また同じガラス形成酸化物成分である、ＳｉＯ２ やＢ２ Ｏ３ に比べてＰ２ Ｏ５ は高分散側に位置する成分のためアッベ数３２以下の光学特性を得るにはＰ２ Ｏ５ は少なくとも１２％は必要である。逆に３２％を越えると失透性が強くなり、安定なガラスが得られなくなるためＰ２ Ｏ５ の含量は１２〜３２％の範囲に限定される。好ましいＰ２ Ｏ５ の含量は１４〜３０％の範囲である。
【００２１】
Ｂ２ Ｏ３ は燐酸塩ガラスにおいて適量添加により耐失透性が極めて良くなり、かつ、Ｐ２ Ｏ５ 、ＳｉＯ２ といった他のガラス形成酸化物成分に比べてガラス屈伏点（Ｔｓ）を下げる効果が大きい。そのため、本発明には欠かせない成分である。Ｂ２ Ｏ３ が０．５％未満であると上記のごとく耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点（Ｔｓ）が上昇し、１６％を越えると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなる。このためＢ２ Ｏ３ は０．５〜１６％の範囲に限定される。好ましいＢ２ Ｏ３ の含量は１〜１４％の範囲である。
【００２２】
Ｌｉ２ Ｏは、目的とするガラス屈伏点（Ｔｓ）が５７０℃以下の低融点特性を得るために不可欠な成分である。Ｌｉ２ Ｏが０．３％未満であると目的とする低融点特性が得られなくなり、６％を越えると耐失透性が悪くなる。このためＬｉ２ Ｏは０．３〜６％の範囲に限定される。好ましいＬｉ２ Ｏの含量は０．３〜４％の範囲である。
【００２３】
Ｎａ２ Ｏはガラスの屈伏温度（Ｔｓ）を下げ、液相温度を下げる成分として欠かせない成分である。またガラスの粘性を下げることができるので低温で溶解が可能となり、白金るつぼの浸食による着色を抑えることができる。Ｎａ２ Ｏが２％未満では失透性が強く上記の効果が得られない。また２２％を越えると、耐失透性、化学的耐久性が悪くなる。従ってＮａ２ Ｏの含量は２〜２２％の範囲に限定され、好ましくは４〜２０％の範囲である。
【００２４】
Ｎｂ２ Ｏ５ は、目的とする高屈折率・高分散特性を得るために不可欠な成分であり、また耐久性を上げる効果のある成分である。Ｎｂ２ Ｏ５ が８％未満であると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、５２％を越えると耐失透性が悪くなり、かつガラスの屈伏点（Ｔｓ）が上昇する。このためＮｂ２ Ｏ５ は８〜５２％の範囲に限定される。好ましいＮｂ２ Ｏ５ の含量は１０〜５０％の範囲である。
【００２５】
本発明の第２の態様の低融点光学ガラスは、後記の実施例からも明らかなように高屈折率で高分散特性を有し、かつ低融点特性を有している。例えば、屈折率は１．６９〜１．８３の範囲にあり、アッベ数は３２〜２１の範囲でガラス屈伏点（Ｔｓ）は５７０℃以下の範囲である。また、液相温度（Ｌ・Ｔ）を下げることができ、かつガラス塊をプレスする際のガラス軟化点での失透性も従来品よりも優れている。
【００２６】
本発明の第２の態様の低融点光学ガラスは、前記成分以外に任意成分として更に、ＳｉＯ２ 、ＧｅＯ２ 、Ｋ２ Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、Ｔａ２ Ｏ５ 、ＷＯ３ 、Ａｓ２ Ｏ３ 、Ｓｂ２ Ｏ３ 等の成分を含むことができる。これら任意成分の含量は、重量％で表示して、ＳｉＯ２ が０％〜５％、ＧｅＯ２ が０〜１２％、Ｋ２ Ｏが０〜１２％、Ｋ２ Ｏが０〜１２％、ＭｇＯが０〜５％、ＣａＯが０〜５％、ＳｒＯが０〜５％、ＢａＯが０〜１２％、ＺｎＯが０〜５％、Ａｌ２ Ｏ３ が０〜５％、ＴｉＯ２ が０〜１２％、Ｔａ２ Ｏ５ が０〜５％、ＷＯ３ が０％以上２０％未満、Ａｓ２ Ｏ３ が０〜２％、Ｓｂ２ Ｏ３ が０〜２％である。
【００２７】
ＳｉＯ２ 及びＧｅＯ２ は、ガラスの安定性を上げる効果が非常に大きな成分である。しかし、ＳｉＯ２ が５％を越え、ＧｅＯ２ が１２％を越えると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、またガラスの屈伏点も上昇する。このためＳｉＯの含量は０％〜５％、ＧｅＯ２ は０〜１２％の範囲に限定される。好ましくは、ＳｉＯ２ は０〜４．５％の範囲、ＧｅＯ２ は０〜１０％の範囲である。
【００２８】
Ｋ２ Ｏはガラスの屈伏点（Ｔｓ）を下げる効果が非常に大きな成分である。しかし、Ｋ２ Ｏが１２％を越えると耐失透性、化学的耐久性が悪化する。そのためＫ２ Ｏは０〜１２％の範囲に限定される。好ましいＫ２ Ｏの含量は０〜１０％の範囲である。
【００２９】
アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯはガラスの液相温度を下げ安定性を増す効果が大きな成分である。しかし、ＭｇＯは５％を越え、ＣａＯは５％を越え、ＳｒＯは５％を越え、ＢａＯは１２％を越えると、目的とする高屈折率・高分散特性が得られず、かつ耐失透性が悪くなる。このためＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含量は、いずれも０〜５％の範囲に限定され、ＢａＯは０〜１２％の範囲に限定される。好ましくは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯはそれぞれ０〜３％の範囲であり、ＢａＯは０〜１０％の範囲である。
【００３０】
ＴｉＯ２ 及びＷＯ３ は高屈折率・高分散特性を得る効果が大きい成分である。しかし、ＴｉＯ２ は１２％を越え、ＷＯ３ は２０％以上になると、耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点が上昇し、強く着色するようになる。このためＴｉＯ２ は０〜１２％の範囲に限定され、ＷＯ３ は０％以上２０％未満に限定される。好ましくは、ＴｉＯ２ は０〜１０％の範囲で、ＷＯ３ は０〜１９．５％範囲である。
【００３１】
ＺｎＯ、Ｔａ２ Ｏ５ 及びＡｌ２ Ｏ３ は、耐失透性を損なわずに少量添加により、屈折率の調整をすることが可能な成分である。しかし、それぞれ５％を越えると耐失透性が悪くなる。そのため、それぞれの含量は０〜５％の範囲に限定され、好ましくは０〜３％の範囲である。
【００３２】
Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ は、消色剤および清澄剤として有効である。しかし、２％を越える量の添加は耐失透性を悪くする。そのため、Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ の含量はそれぞれ０〜２％の範囲に限定される。
尚、本発明の第２の態様の光学ガラスは、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の成分以外の成分を含有することもできる。
【００３３】
本発明の低融点光学ガラスは、第１の態様及び第２の態様いずれの場合も、原料として、Ｐ２ Ｏ５ は正燐酸（Ｈ３ ＰＯ４ ）、メタリン酸塩、五酸化二燐等、他の成分については炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を適宜用いることが可能である。これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１０００℃〜１２００℃に加熱した熔解炉に投入し、熔解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、本発明の低融点光学ガラスを得ることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例によりさらに本発明について説明する。
実施例１〜１４
本発明の低融点光学ガラス（第１の態様）の調合組成（重量％）及び光学的性能を表１及び２に示す。各ガラスの原料は、Ｐ２ Ｏ５ の場合Ｈ３ ＰＯ４ であり、Ｎａ２ Ｏの場合Ｎａ２ ＣＯ３ であり、Ｋ２ Ｏの場合ＫＮＯ３ であり、Ｌｉ２ Ｏの場合Ｌｉ２ ＣＯ３ であり、Ｃｓ２ Ｏの場合Ｃｓ２ ＣＯ３ であり、ＭｇＯの場合ＭｇＣＯ３ であり、ＣａＯの場合ＣａＣＯ３ であり、ＳｒＯの場合Ｓｒ（ＮＯ３ ）２ であり、ＢａＯの場合ＢａＣＯ３ であり、Ｂ２ Ｏ３ の場合Ｈ３ ＢＯ３ であり、その他の成分については、表１及び２に示した酸化物をそのまま使用した。表１及び２の実施例１〜１４に示した各ガラスは、定められた組成に調合した後、白金坩堝を用いて１０００℃〜１２００℃で熔解した。３０〜４０分熔解し均質化した後、金型に鋳込み徐冷することによりガラスを得た。
【００３５】
表中の屈折率（ｎｄ ）、アッベ数（νｄ ）は徐冷降温速度−３０℃／ｈｒにした場合の結果である。ガラス転移点Ｔｇ、ガラス屈伏点（Ｔｓ）は熱膨張測定機を用いて８℃／ｍｉｎで昇温した場合の測定結果である。液相温度（Ｌ・Ｔ）は４００℃〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分保持し、倍率８０倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際同時に目視により観察した結果である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
比較例１〜１１
特公昭５６−４００９４号公報に記載の実施例７と１４のガラスを比較用ガラスとして、その屈折率、アッベ数、液相温度、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した。結果を表３（比較例１、比較例２）に示す。この比較ガラスはＮｂ２ Ｏ５ を多く含んでいるため、耐失透性が悪くガラス屈伏点も６００℃以上と精密プレス成形用ガラスとしては実用的でないことがわかる。比較例３のガラスは、特開昭６３−２６５８４０号公報に記載の実施例４のガラスの屈折率、アッベ数、液相温度（Ｌ・Ｔ）、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した結果である（表３）。このガラスもガラス屈伏点が６２２℃と高く、軟化点付近で３０分間保持するとガラスが失透してしまうため、実用的でないことがわかる。比較例４のガラスは、特開平１−３０８８４３号公報に記載の実施例２９のガラスの屈折率、アッベ数、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した結果である（表３）。このガラスはガラス屈伏点が４２８℃と非常に低いが、ＰｂＯを多量に含むため還元性雰囲気でガラスをプレスするとＰｂＯが還元され型に付着し、その後精密プレスが不可能となり実用的でないことがわかる。
【００３９】
比較例５〜１１（表３及び４）のガラスは、特開平５−５１２３３号公報に記載の実施例１、２、３、４、５、６、８のガラスの屈折率、アッベ数、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した結果である。これらのガラスはガラス熔解中にガラスが失透したり、熔解後キャストしてガラスになったものでも液相温度は１０００℃以上と高く、軟化点付近で３０分間保持するとガラスが失透してしまうため、いずれも実用的でないことが分かる。
【００４０】
【表３】
【００４１】
【表４】
【００４２】
比較例の各ガラスと比較して、表１及び２に示すように、実施例１〜１４の本発明のガラスは、高屈折率かつ高分散の低融点ガラスである。さらに、実施例１〜１４の本発明のガラスは、ガラス屈伏点（Ｔｓ）が５７０℃以下で、ガラスの液相温度（Ｌ・Ｔ）はすべて９５０℃以下であり、軟化点付近でガラスを３０分間保持してもガラスは失透することがなかった。従って、いずれのガラスも精密プレスによるレンズを大量に生産することが可能な安定性を有することが分かる。
【００４３】
実施例２１〜３０
本発明の低融点光学ガラス（第２の態様）の調合組成（重量％）及び光学的性能を表５及び６に示す。各ガラスの原料は、Ｐ２ Ｏ５ の場合Ｈ３ ＰＯ４ であり、Ｎａ２ Ｏの場合Ｎａ２ ＣＯ３ であり、Ｋ２ Ｏの場合ＫＮＯ３ であり、Ｌｉ２ Ｏの場合Ｌｉ２ ＣＯ３ であり、Ａｌ２ Ｏ３ の場合Ａｌ（ＯＨ）３ であり、ＭｇＯの場合ＭｇＣＯ３ であり、ＣａＯの場合ＣａＣＯ３ であり、ＳｒＯの場合Ｓｒ（ＮＯ３ ）２ であり、ＢａＯの場合ＢａＣＯ３ であり、Ｂ２ Ｏ３ の場合Ｈ３ ＢＯ３ である。その他の成分については、表５及び６に示した酸化物をそのまま使用した。表５及び６の実施例２１〜３０に示した各ガラスは、定められた組成によって調合した後、白金坩堝を用いて１０００℃〜１２００℃で熔解した。３０〜４０分熔解し均質化した後、金型に鋳込み徐冷することによりガラスを得た。
【００４４】
表中の屈折率（ｎｄ ）、アッベ数（νｄ ）は徐冷降温速度−３０℃／ｈｒにした場合の結果である。ガラス転移点（Ｔｇ）、ガラス屈伏点（Ｔｓ）熱膨張測定機を用いて８℃／ｍｉｎで昇温した場合の結果である。又、液相温度（Ｌ・Ｔ）は４００℃〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分保持し、倍率８０倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際同時に目視により観察した結果である。
【００４５】
【表５】
【００４６】
【表６】
【００４７】
前記表３の比較例１、２の特公昭５６−４００９４号公報に記載の比較ガラスはガラス形成酸化物として、Ｐ２ Ｏ５ だけを用いているため耐失透性が悪く、ガラス屈伏点（Ｔｓ）も高い。またガラスの屈伏点を下げるのに最も効果の高いアルカリ金属酸化物としてＫ２ Ｏのみを用いているためガラス屈伏点が高く、精密プレス成形用ガラスとしては実用的でない。さらに表３及び４の比較例３〜１１のガラスは前記のようにそれぞれ問題点がある。
【００４８】
それに対して実施例２１〜３０の本発明のガラスは、高屈折率・高分散の低融点ガラスであり、ガラス屈伏点（Ｔｓ）が５７０℃以下で、ガラスの液相温度（Ｌ・Ｔ）はすべて９５０℃以下である。実施例２１〜３０のガラスは、軟化点付近でガラスを３０分間保持してもガラスは失透することがなかった。従って、いづれのガラスも精密プレスによるレンズを大量に生産することが可能な安定性を有することが分かる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、高屈折率・高分散特性を有するとともに、ガラス屈伏点が５７０℃以下で耐失透性を有し安定であり、かつ、成形性にすぐれた低融点光学ガラスを提供することができる。本発明の低融点光学ガラスを用いることにより、精密プレス用の成形型の寿命を延ばしてレンズを生産することが可能である。
【産業上の利用分野】
本発明は、低温度でプレスすることができ、非球面精密プレス用として有用な低融点光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高屈折率、高分散を示す光学ガラスとしては、例えばＰ２ Ｏ５ −Ｎｂ２ Ｏ５ −アルカリ金属酸化物系ガラス（特公昭５６−４００９４号公報）がある。さらに、ＳｉＯ２ −ＴｉＯ２ −Ｎｂ２ Ｏ５ −アルカリ金属酸化物系ガラス（特開昭６３−２６５８４０号公報）も高屈折率、高分散を示す光学ガラスである。しかし、これらのガラスの屈伏温度（Ｔｓ）は６００℃以上と高い。通常、精密プレス成形は、屈伏温度（Ｔｓ）より３０℃〜５０℃高い温度で行なわれる。よって、上記のガラスを精密プレス成形する場合、プレス温度は６５０℃〜７００℃の範囲となる。ところが、このような高温でプレスを繰り返し行うと、型材の劣化が著しく、プレス開始後、比較的短時間の内に精密なガラス面が得られなくなってしまう。そこで、精密なガラス面を得るためには型の交換を頻繁に行う必要があるが、それでは精密レンズを量産することは非常に困難である。
【０００３】
このような観点から、精密プレスレンズ製造における型の寿命を延長するための１つの策として、屈伏温度（Ｔｓ）の低いガラスを用いることが挙げられる。例えば、特開平１−３０８８４３号公報には、高屈折率、高分散を示す低融点光学ガラスであるＳｉＯ２ −ＰｂＯ−アルカリ金属酸化物系のガラスが開示されている。さらに、特開平５−５１２３３号公報には、高屈折率、高分散を示す低融点光学ガラスであるＳｉＯ２ − ＧｅＯ２ −ＴｉＯ２ −Ｎｂ２ Ｏ５ −アルカリ金属酸化物系のガラスが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許公報に記載のガラスにはいくつかの問題点があった。例えば、特開平１−３０８８４３号記載のガラスは多量の酸化鉛を含んでいる。一方、ガラスのプレスは、通常、型の酸化を防ぐために還元性雰囲気で行われる。そのため、上記酸化鉛含有ガラスの場合、ガラス中の酸化鉛が還元性雰囲気中で還元されて金属鉛が表面に折出する。析出した金属鉛は、型表面に付着して、ガラスをプレスする際にガラス表面に凸凹をつくり、面精度が悪くなってしまう。それに対して特開平５−５１２３３号に記載のガラスは、ガラス成分中にＰｂＯを含まない低融点光学ガラスである。しかし、このガラスは液相温度が高く、軟化温度付近での失透傾向も強い。そのため、ガラスプリフォームを昇温して軟化させ、精密プレス成形をするのは困難であり、プレスレンズの製造には適さない。
【０００５】
そこで本発明の目的は、高屈折率及び高分散特性を有するとともに、低い温度でガラスが失透せずに軟化してプレス成形することが可能であり、かつ液相温度が低く安定性に優れた光学ガラスを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の光学ガラスは、重量％で表示して、Ｐ２ Ｏ５ を２〜２９％、Ｎａ２ Ｏを２〜２５％、Ｎｂ２ Ｏ５ を４以上２２％未満、ＷＯ３ を２０〜５２％含むことを特徴とする低融点光学ガラスに関する。
【０００７】
本発明の第２の態様の光学ガラスは、重量％で表示して、Ｐ２ Ｏ５ を１２〜３２％、Ｂ２ Ｏ３ を０．５〜１６％、Ｌｉ２ Ｏを０．３〜６％、Ｎａ２ Ｏを２〜２２％、Ｎｂ２ Ｏ５ を８〜５２％含むことを特徴とする低融点光学ガラスに関する。
【０００８】
以下、まず、本発明の第１の態様の光学ガラスについて、各成分およびその含量の限定理由を説明する。
Ｐ２ Ｏ５ は燐酸塩ガラスにおいてガラス形成成分として欠かせない成分である。燐酸塩ガラスは珪酸塩ガラスと比べて低い温度でガラスを溶融することができ、可視域の透過率が高いという特徴をもつ。また同じガラス形成酸化物成分であるＳｉＯ２ やＢ２ Ｏ３ に比べてＰ２ Ｏ５ は高分散側に位置する成分のため、アッベ数３５以下の光学特性を得るには、Ｐ２ Ｏ５ は少なくとも２％は必要である。逆に２９％を越えると失透性が強くなり、安定なガラスが得られなくなる。そのため、Ｐ２ Ｏ５ の含量は２〜２９％に限定される。好ましいＰ２ Ｏ５ の含量は４〜２６％の範囲である。
【０００９】
Ｎａ２ Ｏはガラスの屈伏温度（Ｔｓ）を下げ、液相温度を下げる成分として欠かせない成分である。またガラスの粘性を下げることができるので低温で溶解が可能となり、白金るつぼの浸食による着色を抑えることができる。Ｎａ２ Ｏが２％未満では失透性が強く上記の効果が得られない。また２５％を越えると、耐失透性、化学的耐久性が悪くなる。従ってＮａ２ Ｏの含量は２〜２５％に限定され、好ましくは４〜２２％である。
【００１０】
Ｎｂ２ Ｏ５ は、目的とする高屈折率、高分散特性を得るために不可欠な成分であり、また耐久性を上げる効果のある成分でもある。Ｎｂ２ Ｏ５ が４％未満であると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、２２％以上では耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点（Ｔｓ）が上昇する。このためＮｂ２ Ｏ５ は４％以上２２％未満に限定される。好ましいＮｂ２ Ｏ５ の含量は６〜２１．５％である。
【００１１】
ＷＯ３ は目的とする高屈折率・高分散特性を得るために不可欠な成分であり、またガラスの屈伏点（Ｔｓ）を下げるのに非常に有効な成分である。ＷＯ３ が２０％未満であると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、ガラスの屈伏点も上昇する。また５２％を越えると耐失透性が悪くなり、かつガラスが強く着色することになる。このためＷＯ３ は２０〜５２％に限定される。好ましいＷＯ３ の含量は２３〜４９％である。
【００１２】
本発明の第１の態様の低融点光学ガラスは、後述の実施例からも明らかなように高屈折率で高分散特性を有し、かつ低融点特性を有している。例えば屈折率は１．７０〜１．８６の範囲にあり、アッベ数は３５〜２１の範囲でガラス屈伏点（Ｔｓ）は５７０℃以下の範囲である。また液相温度（Ｌ・Ｔ）を下げることができ、かつガラス塊をプレスする際のガラス軟化点での失透性も従来品よりも優れている。
【００１３】
本発明の第１の態様の低融点光学ガラスは、前記成分以外に任意成分として更に、Ｂ２ Ｏ３ 、ＧｅＯ２ 、Ｌｉ２ Ｏ、Ｋ２ Ｏ、Ｃｓ２ Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２ 、Ｔａ２ Ｏ５ 、Ａｓ２ Ｏ３ 、Ｓｂ２ Ｏ３ 等の成分を含むことができる。これら任意成分の含量は、重量％で表示して、Ｂ２ Ｏ３ が０〜１５％、ＧｅＯ２ が０〜２７％、Ｌｉ２ Ｏが０〜４％、Ｋ２ Ｏが０〜１５％、Ｃｓ２ Ｏが０〜５％、ＭｇＯが０〜５％、ＣａＯが０〜５％、ＳｒＯが０〜５％、ＢａＯが０〜１５％、ＺｎＯが０〜７％、ＴｉＯ２ が０〜１６％、Ｔａ２ Ｏ５ が０〜７％、Ａｓ２ Ｏ３ が０〜２％、Ｓｂ２ Ｏ３ が０〜２％の範囲である。以下にその理由を説明する。
【００１４】
Ｂ２ Ｏ３ 及びＧｅＯ２ は、ガラスの安定性を上げる効果が非常に大きな成分である。しかし、Ｂ２ Ｏ３ は１５％を越え、ＧｅＯ２ は２７％を越えると、目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、またガラスの屈伏点も上昇する。そのためＢ２ Ｏ３ の含量は０〜１５％の範囲に、ＧｅＯ２ は０〜２７％の範囲に限定される。好ましくは、Ｂ２ Ｏ３ は０〜１３％の範囲であり、ＧｅＯ２ は０〜２５％の範囲である。
【００１５】
Ｌｉ２ Ｏ、Ｋ２ Ｏ及びＣｓ２ Ｏは、ガラスの屈伏温度（Ｔｓ）を下げる効果が非常に大きな成分である。しかし、Ｌｉ２ Ｏは４％を越え、Ｋ２ Ｏは１５％を越え、Ｃｓ２ Ｏは５％を越えると、それぞれ耐失透性、化学的耐久性が悪化する。そのためＬｉ２ Ｏは０〜４％の範囲、Ｋ２ Ｏは０〜１５％の範囲、Ｃｓ２ Ｏは０〜５％の範囲に限定される。好ましくは、Ｌｉ２ Ｏは０〜２％の範囲、Ｋ２ Ｏは０〜１３％の範囲、Ｃｓ２ Ｏは０〜３％の範囲である。
【００１６】
アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯはガラスの液相温度を下げ、安定性を増す効果が大きな成分である。しかし、ＭｇＯは５％を越え、ＣａＯは５％を越え、ＳｒＯは５％を越え、ＢａＯは１５％を越えると、目的とする高屈折率・高分散特性が得られず、かつ耐失透性が悪くなる。このためＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含量は、それぞれ０〜５％の範囲に限定され、ＢａＯは０〜１５％の範囲に限定される。好ましくは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯはそれぞれ０〜３％の範囲であり、ＢａＯは０〜１３％の範囲である。
【００１７】
ＴｉＯ２ は高屈折率・高分散特性を得る効果が大きい成分である。しかし、１６％を越えると耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点が上昇し、強く着色することがある。そのため、ＴｉＯ２ の含量は、０〜１６％の範囲である。
【００１８】
ＺｎＯ及びＴａ２ Ｏ５ は、耐失透性を損なわずに少量添加により屈折率の調整をすることが可能である。しかし、それぞれ７％を越えると耐失透性が悪くなる。そのため、ＺｎＯ及びＴａ２ Ｏ５ の含量は、いずれも０〜７％の範囲に限定され、好ましくは０〜５％の範囲である。
【００１９】
Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ は消色剤および清澄剤として有効である。しかし、いずれも２％を越えて添加すると耐失透性を悪くする。そのため、Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ の含量は、それぞれ０〜２％の範囲に限定される。
尚、本発明の第１の態様の光学ガラスは、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の成分以外の成分を含有することもできる。
【００２０】
次に、本発明の第２の態様の光学ガラスについて、各成分およびその含量の限定理由を説明する。
Ｐ２ Ｏ５ は燐酸塩ガラスにおいて、ガラス形成成分として欠かせない成分である。燐酸塩ガラスは珪酸塩ガラスと比べて低い温度でガラスを溶融することができ、可視域の透過率が高いという特徴をもつ。また同じガラス形成酸化物成分である、ＳｉＯ２ やＢ２ Ｏ３ に比べてＰ２ Ｏ５ は高分散側に位置する成分のためアッベ数３２以下の光学特性を得るにはＰ２ Ｏ５ は少なくとも１２％は必要である。逆に３２％を越えると失透性が強くなり、安定なガラスが得られなくなるためＰ２ Ｏ５ の含量は１２〜３２％の範囲に限定される。好ましいＰ２ Ｏ５ の含量は１４〜３０％の範囲である。
【００２１】
Ｂ２ Ｏ３ は燐酸塩ガラスにおいて適量添加により耐失透性が極めて良くなり、かつ、Ｐ２ Ｏ５ 、ＳｉＯ２ といった他のガラス形成酸化物成分に比べてガラス屈伏点（Ｔｓ）を下げる効果が大きい。そのため、本発明には欠かせない成分である。Ｂ２ Ｏ３ が０．５％未満であると上記のごとく耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点（Ｔｓ）が上昇し、１６％を越えると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなる。このためＢ２ Ｏ３ は０．５〜１６％の範囲に限定される。好ましいＢ２ Ｏ３ の含量は１〜１４％の範囲である。
【００２２】
Ｌｉ２ Ｏは、目的とするガラス屈伏点（Ｔｓ）が５７０℃以下の低融点特性を得るために不可欠な成分である。Ｌｉ２ Ｏが０．３％未満であると目的とする低融点特性が得られなくなり、６％を越えると耐失透性が悪くなる。このためＬｉ２ Ｏは０．３〜６％の範囲に限定される。好ましいＬｉ２ Ｏの含量は０．３〜４％の範囲である。
【００２３】
Ｎａ２ Ｏはガラスの屈伏温度（Ｔｓ）を下げ、液相温度を下げる成分として欠かせない成分である。またガラスの粘性を下げることができるので低温で溶解が可能となり、白金るつぼの浸食による着色を抑えることができる。Ｎａ２ Ｏが２％未満では失透性が強く上記の効果が得られない。また２２％を越えると、耐失透性、化学的耐久性が悪くなる。従ってＮａ２ Ｏの含量は２〜２２％の範囲に限定され、好ましくは４〜２０％の範囲である。
【００２４】
Ｎｂ２ Ｏ５ は、目的とする高屈折率・高分散特性を得るために不可欠な成分であり、また耐久性を上げる効果のある成分である。Ｎｂ２ Ｏ５ が８％未満であると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、５２％を越えると耐失透性が悪くなり、かつガラスの屈伏点（Ｔｓ）が上昇する。このためＮｂ２ Ｏ５ は８〜５２％の範囲に限定される。好ましいＮｂ２ Ｏ５ の含量は１０〜５０％の範囲である。
【００２５】
本発明の第２の態様の低融点光学ガラスは、後記の実施例からも明らかなように高屈折率で高分散特性を有し、かつ低融点特性を有している。例えば、屈折率は１．６９〜１．８３の範囲にあり、アッベ数は３２〜２１の範囲でガラス屈伏点（Ｔｓ）は５７０℃以下の範囲である。また、液相温度（Ｌ・Ｔ）を下げることができ、かつガラス塊をプレスする際のガラス軟化点での失透性も従来品よりも優れている。
【００２６】
本発明の第２の態様の低融点光学ガラスは、前記成分以外に任意成分として更に、ＳｉＯ２ 、ＧｅＯ２ 、Ｋ２ Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、Ｔａ２ Ｏ５ 、ＷＯ３ 、Ａｓ２ Ｏ３ 、Ｓｂ２ Ｏ３ 等の成分を含むことができる。これら任意成分の含量は、重量％で表示して、ＳｉＯ２ が０％〜５％、ＧｅＯ２ が０〜１２％、Ｋ２ Ｏが０〜１２％、Ｋ２ Ｏが０〜１２％、ＭｇＯが０〜５％、ＣａＯが０〜５％、ＳｒＯが０〜５％、ＢａＯが０〜１２％、ＺｎＯが０〜５％、Ａｌ２ Ｏ３ が０〜５％、ＴｉＯ２ が０〜１２％、Ｔａ２ Ｏ５ が０〜５％、ＷＯ３ が０％以上２０％未満、Ａｓ２ Ｏ３ が０〜２％、Ｓｂ２ Ｏ３ が０〜２％である。
【００２７】
ＳｉＯ２ 及びＧｅＯ２ は、ガラスの安定性を上げる効果が非常に大きな成分である。しかし、ＳｉＯ２ が５％を越え、ＧｅＯ２ が１２％を越えると目的とする高屈折率・高分散特性が得られなくなり、またガラスの屈伏点も上昇する。このためＳｉＯの含量は０％〜５％、ＧｅＯ２ は０〜１２％の範囲に限定される。好ましくは、ＳｉＯ２ は０〜４．５％の範囲、ＧｅＯ２ は０〜１０％の範囲である。
【００２８】
Ｋ２ Ｏはガラスの屈伏点（Ｔｓ）を下げる効果が非常に大きな成分である。しかし、Ｋ２ Ｏが１２％を越えると耐失透性、化学的耐久性が悪化する。そのためＫ２ Ｏは０〜１２％の範囲に限定される。好ましいＫ２ Ｏの含量は０〜１０％の範囲である。
【００２９】
アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯはガラスの液相温度を下げ安定性を増す効果が大きな成分である。しかし、ＭｇＯは５％を越え、ＣａＯは５％を越え、ＳｒＯは５％を越え、ＢａＯは１２％を越えると、目的とする高屈折率・高分散特性が得られず、かつ耐失透性が悪くなる。このためＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含量は、いずれも０〜５％の範囲に限定され、ＢａＯは０〜１２％の範囲に限定される。好ましくは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯはそれぞれ０〜３％の範囲であり、ＢａＯは０〜１０％の範囲である。
【００３０】
ＴｉＯ２ 及びＷＯ３ は高屈折率・高分散特性を得る効果が大きい成分である。しかし、ＴｉＯ２ は１２％を越え、ＷＯ３ は２０％以上になると、耐失透性が悪くなり、ガラスの屈伏点が上昇し、強く着色するようになる。このためＴｉＯ２ は０〜１２％の範囲に限定され、ＷＯ３ は０％以上２０％未満に限定される。好ましくは、ＴｉＯ２ は０〜１０％の範囲で、ＷＯ３ は０〜１９．５％範囲である。
【００３１】
ＺｎＯ、Ｔａ２ Ｏ５ 及びＡｌ２ Ｏ３ は、耐失透性を損なわずに少量添加により、屈折率の調整をすることが可能な成分である。しかし、それぞれ５％を越えると耐失透性が悪くなる。そのため、それぞれの含量は０〜５％の範囲に限定され、好ましくは０〜３％の範囲である。
【００３２】
Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ は、消色剤および清澄剤として有効である。しかし、２％を越える量の添加は耐失透性を悪くする。そのため、Ａｓ２ Ｏ３ 及びＳｂ２ Ｏ３ の含量はそれぞれ０〜２％の範囲に限定される。
尚、本発明の第２の態様の光学ガラスは、本発明の目的を損なわない範囲で、上記の成分以外の成分を含有することもできる。
【００３３】
本発明の低融点光学ガラスは、第１の態様及び第２の態様いずれの場合も、原料として、Ｐ２ Ｏ５ は正燐酸（Ｈ３ ＰＯ４ ）、メタリン酸塩、五酸化二燐等、他の成分については炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を適宜用いることが可能である。これらの原料を所望の割合に秤取し、混合して調合原料とし、これを１０００℃〜１２００℃に加熱した熔解炉に投入し、熔解、清澄後、攪拌し、均一化してから鋳型に鋳込み徐冷することにより、本発明の低融点光学ガラスを得ることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例によりさらに本発明について説明する。
実施例１〜１４
本発明の低融点光学ガラス（第１の態様）の調合組成（重量％）及び光学的性能を表１及び２に示す。各ガラスの原料は、Ｐ２ Ｏ５ の場合Ｈ３ ＰＯ４ であり、Ｎａ２ Ｏの場合Ｎａ２ ＣＯ３ であり、Ｋ２ Ｏの場合ＫＮＯ３ であり、Ｌｉ２ Ｏの場合Ｌｉ２ ＣＯ３ であり、Ｃｓ２ Ｏの場合Ｃｓ２ ＣＯ３ であり、ＭｇＯの場合ＭｇＣＯ３ であり、ＣａＯの場合ＣａＣＯ３ であり、ＳｒＯの場合Ｓｒ（ＮＯ３ ）２ であり、ＢａＯの場合ＢａＣＯ３ であり、Ｂ２ Ｏ３ の場合Ｈ３ ＢＯ３ であり、その他の成分については、表１及び２に示した酸化物をそのまま使用した。表１及び２の実施例１〜１４に示した各ガラスは、定められた組成に調合した後、白金坩堝を用いて１０００℃〜１２００℃で熔解した。３０〜４０分熔解し均質化した後、金型に鋳込み徐冷することによりガラスを得た。
【００３５】
表中の屈折率（ｎｄ ）、アッベ数（νｄ ）は徐冷降温速度−３０℃／ｈｒにした場合の結果である。ガラス転移点Ｔｇ、ガラス屈伏点（Ｔｓ）は熱膨張測定機を用いて８℃／ｍｉｎで昇温した場合の測定結果である。液相温度（Ｌ・Ｔ）は４００℃〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分保持し、倍率８０倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際同時に目視により観察した結果である。
【００３６】
【表１】
【表２】
比較例１〜１１
特公昭５６−４００９４号公報に記載の実施例７と１４のガラスを比較用ガラスとして、その屈折率、アッベ数、液相温度、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した。結果を表３（比較例１、比較例２）に示す。この比較ガラスはＮｂ２ Ｏ５ を多く含んでいるため、耐失透性が悪くガラス屈伏点も６００℃以上と精密プレス成形用ガラスとしては実用的でないことがわかる。比較例３のガラスは、特開昭６３−２６５８４０号公報に記載の実施例４のガラスの屈折率、アッベ数、液相温度（Ｌ・Ｔ）、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した結果である（表３）。このガラスもガラス屈伏点が６２２℃と高く、軟化点付近で３０分間保持するとガラスが失透してしまうため、実用的でないことがわかる。比較例４のガラスは、特開平１−３０８８４３号公報に記載の実施例２９のガラスの屈折率、アッベ数、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した結果である（表３）。このガラスはガラス屈伏点が４２８℃と非常に低いが、ＰｂＯを多量に含むため還元性雰囲気でガラスをプレスするとＰｂＯが還元され型に付着し、その後精密プレスが不可能となり実用的でないことがわかる。
【００３９】
比較例５〜１１（表３及び４）のガラスは、特開平５−５１２３３号公報に記載の実施例１、２、３、４、５、６、８のガラスの屈折率、アッベ数、ガラス屈伏点（Ｔｓ）を測定した結果である。これらのガラスはガラス熔解中にガラスが失透したり、熔解後キャストしてガラスになったものでも液相温度は１０００℃以上と高く、軟化点付近で３０分間保持するとガラスが失透してしまうため、いずれも実用的でないことが分かる。
【００４０】
【表３】
【表４】
比較例の各ガラスと比較して、表１及び２に示すように、実施例１〜１４の本発明のガラスは、高屈折率かつ高分散の低融点ガラスである。さらに、実施例１〜１４の本発明のガラスは、ガラス屈伏点（Ｔｓ）が５７０℃以下で、ガラスの液相温度（Ｌ・Ｔ）はすべて９５０℃以下であり、軟化点付近でガラスを３０分間保持してもガラスは失透することがなかった。従って、いずれのガラスも精密プレスによるレンズを大量に生産することが可能な安定性を有することが分かる。
【００４３】
実施例２１〜３０
本発明の低融点光学ガラス（第２の態様）の調合組成（重量％）及び光学的性能を表５及び６に示す。各ガラスの原料は、Ｐ２ Ｏ５ の場合Ｈ３ ＰＯ４ であり、Ｎａ２ Ｏの場合Ｎａ２ ＣＯ３ であり、Ｋ２ Ｏの場合ＫＮＯ３ であり、Ｌｉ２ Ｏの場合Ｌｉ２ ＣＯ３ であり、Ａｌ２ Ｏ３ の場合Ａｌ（ＯＨ）３ であり、ＭｇＯの場合ＭｇＣＯ３ であり、ＣａＯの場合ＣａＣＯ３ であり、ＳｒＯの場合Ｓｒ（ＮＯ３ ）２ であり、ＢａＯの場合ＢａＣＯ３ であり、Ｂ２ Ｏ３ の場合Ｈ３ ＢＯ３ である。その他の成分については、表５及び６に示した酸化物をそのまま使用した。表５及び６の実施例２１〜３０に示した各ガラスは、定められた組成によって調合した後、白金坩堝を用いて１０００℃〜１２００℃で熔解した。３０〜４０分熔解し均質化した後、金型に鋳込み徐冷することによりガラスを得た。
【００４４】
表中の屈折率（ｎｄ ）、アッベ数（νｄ ）は徐冷降温速度−３０℃／ｈｒにした場合の結果である。ガラス転移点（Ｔｇ）、ガラス屈伏点（Ｔｓ）熱膨張測定機を用いて８℃／ｍｉｎで昇温した場合の結果である。又、液相温度（Ｌ・Ｔ）は４００℃〜１０５０℃の温度勾配のついた失透試験炉に３０分保持し、倍率８０倍の顕微鏡により結晶の有無を観察し、軟化点付近の失透性も液相温度測定の際同時に目視により観察した結果である。
【００４５】
【表５】
【表６】
前記表３の比較例１、２の特公昭５６−４００９４号公報に記載の比較ガラスはガラス形成酸化物として、Ｐ２ Ｏ５ だけを用いているため耐失透性が悪く、ガラス屈伏点（Ｔｓ）も高い。またガラスの屈伏点を下げるのに最も効果の高いアルカリ金属酸化物としてＫ２ Ｏのみを用いているためガラス屈伏点が高く、精密プレス成形用ガラスとしては実用的でない。さらに表３及び４の比較例３〜１１のガラスは前記のようにそれぞれ問題点がある。
【００４８】
それに対して実施例２１〜３０の本発明のガラスは、高屈折率・高分散の低融点ガラスであり、ガラス屈伏点（Ｔｓ）が５７０℃以下で、ガラスの液相温度（Ｌ・Ｔ）はすべて９５０℃以下である。実施例２１〜３０のガラスは、軟化点付近でガラスを３０分間保持してもガラスは失透することがなかった。従って、いづれのガラスも精密プレスによるレンズを大量に生産することが可能な安定性を有することが分かる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、高屈折率・高分散特性を有するとともに、ガラス屈伏点が５７０℃以下で耐失透性を有し安定であり、かつ、成形性にすぐれた低融点光学ガラスを提供することができる。本発明の低融点光学ガラスを用いることにより、精密プレス用の成形型の寿命を延ばしてレンズを生産することが可能である。
Claims (6)
- 重量％で表示して、Ｐ2Ｏ5を２〜２９％、Ｎａ2Ｏを２〜２５％、Ｎｂ2Ｏ5を４％以上２２％未満、ＷＯ3を２０〜５２％、ＴｉＯ2を０〜６％含むことを特徴とする光学ガラス。
- 重量％で表示して、Ｂ2Ｏ3を０〜１５％、ＧｅＯ2を０〜２７％、Ｌｉ2Ｏを０〜４％、Ｋ2Ｏを０〜１５％、Ｃｓ2Ｏを０〜５％、ＭｇＯを０〜５％、ＣａＯを０〜５％、ＳｒＯを０〜５％、ＢａＯを０〜１５％、ＺｎＯを０〜７％、Ｔａ2Ｏ5を０〜７％、Ａｓ2Ｏ3を０〜２％、Ｓｂ2Ｏ3を０〜２％をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の光学ガラス。
- 屈折率ｎｄが１．７０〜１．８６の範囲であり、分散率νｄが３５〜２１の範囲であり、かつガラス屈伏点(Ｔｓ)が５７０℃以下である請求項１または２に記載の光学ガラス。
- 液相温度（ＬＴ）が９５０℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
- 精密プレス成形用光学ガラスである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学ガラスよりなるレンズ。
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