JP4305940B2 - モールドプレス成形用光学ガラス - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はモールドプレス成形用光学ガラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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といった光学レンズに用いられるガラスの光学特性として、より高屈折率、低分散が求められることが多くなっている。そしてこれらの用途には従来、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上のＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスが使用されている。
【０００３】
光ピックアップレンズや撮影用レンズの作製方法として、一旦、溶融ガラスをインゴットに成形し、これから適当な大きさに切りだした硝材を研磨した後、モールドプレスする方法と、溶融ガラスをノズル先端から滴下して液滴状にする、いわゆる液滴成形により成形した硝材を研磨した後、或いは研磨せずにモールドプレスする方法が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６７６５号公報
【特許文献２】
特開平８−２６７６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは失透傾向が強いため、溶融ガラスを急冷鋳造してインゴットを作製する場合、その量産性が悪い。また、液滴成形では、溶融ガラスをノズル先端から滴下させ、液滴形成が可能なガラスの成形粘度は１０0.8ポイズ程度が下限となっており、この粘度以下で滴下すると、液滴は形成できず、ファイバーを形成してしまう。このため、高い失透傾向を有する、つまり、１０0.8ポイズ以下の低粘度で失透してしまうＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは、液滴成形には不向きであった。Ｂ2Ｏ3-Ｌａ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3系組成による耐失透性の改善もなされているが、この系では屈折率が低下してしまう。
【０００６】
またＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは一般に軟化点（Ｔｓ）が高く、７００℃を超える。モールドプレス成形法では、硝材を軟化状態になるように軟化点（Ｔｓ）付近に加熱し成形するため、プレス金型はＴｓの温度近くに昇温される。硝材のＴｓが高い場合、金型も高温となり、金型の酸化などの劣化が促進され、量産性の低下を招く原因となる。Ｔｓを低下する目的でＢ2Ｏ3-Ｌａ2Ｏ3系ガラスにＲ’2Ｏ（Ｒ’はＮａ、Ｋ、Ｌｉの一種以上）を添加することも提案されているが、Ｒ’2Ｏを多量に含有させる失透性が増大する。加えて金型と融着し易くなるという問題も生じる。
【０００７】
また、近年、光ピックアップ用のレーザーとしてブルーレーザー等の短波長（３９０〜４４０ｎｍ）のものが用いられるようになり、レンズに対しても短波長での透過率の向上が求められている。
【０００８】
本発明の目的は、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上であり、短波長での透過率が高く、しかも失透性が改善された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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
また本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、質量％で、Ｂ２Ｏ３ ５〜２５％、Ｌａ２Ｏ３ １５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ２Ｏ５ １５．５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ ０〜３．５％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜９％、Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０．１〜１０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１５％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜７％、ＢａＯ ０〜１２％、ＳｒＯ ０〜５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜１５％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３ ０〜１％、ＴｉＯ２ ０〜０．５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜０．３％の組成を有し、かつＹ２Ｏ３を含有せず、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上、軟化点が７００℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０ ０ . ８ ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．１０％未満、同粉末法耐酸性での重量減が０．３５％未満、４００ｎｍの波長の内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）が９０．０％以上であり、ガラスの塩基性度が１１以下であることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上のガラスである。また軟化点が７００℃以下であり、ガラス成分が揮発し難い。また、作業温度範囲（△Ｔ＝｛成形温度（１０0.8ポイズでの温度）−液相温度｝）が２０℃以上であるため、硝材の溶融や成形工程で問題となる失透ブツや脈理の発生がなく、液滴成形による量産が可能である。さらに、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．１０％未満、同粉末法耐酸性での重量減が０．３５％未満であり、高い耐候性を有する。そして４００ｎｍの波長の内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）が９０．０％以上であり、短波長の吸収が小さい。さらに塩基性度が１１以下（好ましくは９．５以下）であり、モールドプレスによる成形時にガラスとプレス金型の融着を防止することができる。
【００１２】
なお本発明において、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として定義される。式中のＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は次式により求められる。
【００１３】
Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ2
Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示している。なお本発明におけるＺ、ｒの数値は『化学便覧基礎編 改訂２版（１９７５年 丸善株式会社発行）』を参照する。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
上記特性を有するガラスの具体的な組成系として、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｔａ2Ｏ5系ガラスが好適である。より具体的には、質量％で、Ｂ2Ｏ3 ５〜２５％、Ｌａ2Ｏ3 １５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ2Ｏ5 １５．５〜２５％の基本組成を有するガラスからなることが好ましい。一般にＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスでは、高い屈折率を得るためにＬａ2Ｏ3を多量に含有させており、この系のガラスが失透し易い原因となっている。そこで本発明のガラスでは、Ｌａ2Ｏ3の一部をＴａ2Ｏ5で置換するとともに、Ｂ2Ｏ3及びＺｎＯ量を最適化することにより、高い屈折率を維持しながら、失透性を改善している。また失透性を改善したことにより、軟化点を低下させる成分であるＲ’2Ｏを必要量添加することを可能にしている。
【００１７】
各成分の範囲を上記のように限定した理由を述べる。
【００１８】
Ｂ2Ｏ3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、アッベ数を高める成分であり、軟化点を低下させることができる。Ｂ2Ｏ3はガラスの塩基性度を下げる作用もあり、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。その含有量は５〜２５％、好ましくは１０〜２１．５％、さらに好ましくは１０〜２０％である。Ｂ2Ｏ3が２５％を超えるとガラス溶融時にＢ2Ｏ3‐Ｒ'2Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。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。さらに耐候性が著しく悪化する。５％より少ないと、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。
【００１９】
Ｌａ2Ｏ3は、十分な作業温度範囲を確保するための成分であり、またアッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。さらに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。ただし高い屈折率を得るために多量に添加すると失透性が増大するため、Ｔａ2Ｏ5等によりその一部を置換する必要がある。Ｌａ2Ｏ3の含有量は１５〜３５％、好ましくは１５〜２９．５％である。Ｌａ2Ｏ3が３５％を超えると失透性が高くなり、液相温度が上昇するため、作業性が大幅に低下する。１５％より少ないと、屈折率が低下し、また耐候性が悪化する。
【００２０】
ＺｎＯは屈折率を高めるとともに、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスの高い失透性を抑制する効果がある。その含有量は１０〜３０％、好ましくは１５〜２５％である。ＺｎＯが３０％を超えるとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得難くなる。１０％より少ないと屈折率が低下し、また失透抑制効果が得られず、液相温度が上昇し、作業温度範囲を十分に確保できなくなる。
【００２１】
Ｔａ2Ｏ5は、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。このためＬａ2Ｏ3との置換により耐失透性を改善することができる。また、適量添加することによって、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスに起こりやすい分相を抑制する効果がある。さらに紫外域での吸収が少ないため多量に含有させても透過率が殆ど減少せず、短波長レーザー用のレンズに用いる場合でも問題が起きない。その含有量は１５．５〜２５％、特に１５．５〜２０％であることが好ましい。Ｔａ2Ｏ5が２５％を超えると失透性が高くなり、作業温度範囲が狭くなる。１５．５％より少ないと、屈折率の低下とともに、ガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得難くなる。
【００２２】
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、Ｌａ2Ｏ3の一部をＴａ2Ｏ3で置換したことによって失透性が改善されているため、Ｒ’2Ｏを多量に含有しても失透しにくい。
【００２３】
Ｒ’2Ｏは軟化点を低下させるための成分であり、その合量は０〜１５％、好ましくは０〜１０％、さらに好ましくは０．１〜５％である。Ｒ’2Ｏが１５％を超えると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。また耐候性が著しく悪化する。
【００２４】
Ｒ’2ＯのなかでもＬｉ2Ｏが最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量は０〜３．５％、好ましくは０〜３％、さらに好ましくは０．１〜３％である。ただしＬｉ2Ｏは失透性が高く、液相温度が高くなって作業性を悪化させる傾向があり、またＦ．Ｓ．が低く、ガラスの塩基性度を上げ、プレス成形時に金型との融着を引き起こすため、３．５％以下に制限される。
【００２５】
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは軟化点を低下させる効果があるが、多量に含有すると溶融時にＢ2Ｏ3‐Ｒ'2Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。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。このため、Ｎａ2Ｏの含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％に制限される。同様にＫ2Ｏの含有量は０〜９％、好ましくは０〜５％に制限される。
【００２６】
さらに本発明のガラスは、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ2、Ｇｄ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5等を含むことができる。
【００２７】
以下に上記成分について詳細に説明する。
【００２８】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を構成する成分であり、耐失透性を向上させ、作業範囲を広げる効果がある。また耐候性を向上させる効果もある。その含有量は０〜１０％、好ましくは０．５〜８％である。ＳｉＯ2が１０％を超えると屈折率が著しく低下したり、軟化点が７００℃を超えてしまう可能性がある。
【００２９】
Ａｌ2Ｏ3はＳｉＯ2と共に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。その含有量は０〜１５％、特に０〜１０％、さらには０〜５％であることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3は失透傾向を増大させる傾向があるが、１５％以下であれば失透し難く、また溶融性が悪化しないため脈理や泡がガラス中に残ることがなく、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たすことができる。
【００３０】
ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ）は融剤として作用するとともに、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｔａ2Ｏ5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。その合量は０〜１５％、好ましくは０〜１０％である。ＲＯが合量で１５％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。
【００３１】
ＭｇＯは屈折率を高める成分であるが、ガラスの分相傾向を強めるため、その含有量は１０％以下、特に５％以下に制限することが好ましい。
【００３２】
ＣａＯは屈折率を高める成分であるが、ＭｇＯ同様、ガラスの分相傾向を強めるため、その含有量は７％以下、特に６％以下、さらには５％以下に制限することが好ましい。
【００３３】
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性を向上させる効果もある。しかし、高温多湿状態でガラス表面からの析出量が他のＲＯ成分に比べ著しく多いため、多量に含有させると最終製品の耐候性を著しく損なうことになる。それ故、その含有量は０〜１２％、特に０〜１１％、さらには０〜１０％であることが好ましい。
【００３４】
ＳｒＯは屈折率を高める成分であり、他のＲＯ成分に比べて液相温度を下げる効果があるため作業温度範囲を広げることができる。またＢａＯに比べると、高温多湿状態でのガラス表面からの析出程度は少なく、耐候性に優れた製品を得ることができる。ただしＳｒＯは、ＭｇＯやＣａＯと同様、多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得にくくなる。ＳｒＯの含有量は０〜５％、特に０〜４．５％であることが好ましい。
【００３５】
ＺｒＯ2は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上する効果もある。ただしＺｒＯ2の含有量が多くなると軟化点が上昇し、プレス成形性が悪化する。ＺｒＯ2の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜９．５％、さらに好ましくは０．１〜９％である。
【００３６】
Ｇｄ2Ｏ3は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。またＺｒＯ2と同様、耐失透性を向上する効果があり、作業温度範囲を拡大することができる成分であるが、多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得にくくなる。Ｇｄ2Ｏ3の含有量は０〜２０％、好ましくは５〜１５％である。
【００３７】
Ｂｉ2Ｏ3は屈折率を高める成分であり、モールドプレス成形において、ガラスと金型の融着防止に効果があるが、成形時の加熱によって着色する傾向が強くなるため、その含有量は５％以下、特に３％以下であることが望ましい。
【００３８】
清澄剤としてＳｂ2Ｏ3を添加することもできる。なおガラスに対する過度の着色を避けるため、Ｓｂ2Ｏ3の含有量は１％以下とする。
【００３９】
ＴｉＯ2は光学定数の調整成分として０〜０．５％含有することができる。ＴｉＯ2が０．５％を超えると、アッベ数の低下を招くと共に失透性が高くなって液相温度が上昇し、作業性が低下する。また、紫外域での吸収が大きいため、３９０ｎｍ〜４４０ｎｍでの透過率が減少し、短波長用レンズとしての使用に支障をきたす。従って、本発明では極力含有させないことが望ましい。
【００４０】
Ｎｂ2Ｏ5は光学定数の調整成分として０〜０．３％、好ましくは０〜０．２％含有することができる。Ｎｂ2Ｏ5が０．３％を超えると、失透性が高くなり、液相温度が上昇して作業性が著しく低下する。また、ＴｉＯ2同様、紫外域での吸収が大きく、０．３％を超えると短波長での透過率が低下する。従って、本発明ではＴｉＯ2と同様に極力含有させないことが望ましい。
【００４１】
上記以外にも、本発明の特徴を損ねない範囲でＷＯ3、Ｐ2Ｏ5等の他成分を添加することができる。
【００４２】
ＷＯ3は中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上する効果があり、また、屈折率を高める成分でもある。その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜８％、さらに好ましくは０．１〜５％である。
【００４３】
Ｐ2Ｏ5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、ガラスの分相傾向が強くなり、耐水性が低下する傾向があるため、５％以下、特に３％以下に制限することが望ましい。
【００４４】
なおＰｂＯやＡｓ2Ｏ3は環境上好ましくないため、またＡｇおよびハロゲン類は光可逆変色キャリヤーとなるので、本発明においては使用しないほうがよい。Ｙ2Ｏ3を添加すると失透性が高くなって液相温度が上昇し、作業性が低下するため本発明においては含まない方がよい。ＴｅＯ2は多量に含有すると、ブルーレーザー等の短波長光を吸収する傾向が強くなり、透過率が低下するため、その含有量は５％以下に制限することが好ましい。Ｌｕ2Ｏ3は、Ｙ2Ｏ3と同様にガラスの失透傾向を強める。また極めて高価であることから、工業的な実使用には向かない。それゆえ本発明においては含まない方がよい。
【００４５】
次に本発明のモールドプレス成形用光学ガラスを用いて光ピックアップレンズ、撮影用レンズ等を作製する方法を説明する。
【００４６】
まず所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融し、溶融ガラスとする。次に溶融ガラスをノズル先端から滴下して液滴状に成形（液滴成形）して硝材を得る。さらに成形した硝材を研磨した後、或いは研磨することなくモールドプレスし、所定形状のレンズを得る。
【００４７】
なお、液滴成形を行う代わりに、溶融ガラスをインゴットに成形し、これから適当な大きさに切りだした硝材を研磨した後、モールドプレスする方法を採用することもできる。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００４９】
表１〜３は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１３）を、表４は比較例（試料Ｎｏ．１４、１５）をそれぞれ示している。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】
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１４００℃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。
【００５５】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、軟化点（ＴS）、成形温度（ＴW）、液相温度（ＴL）、作業温度範囲（△Ｔ）、耐水性及び耐酸性、波長４００ｎｍでの内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）を測定した。また塩基性度を算出した。それらの結果を各表に示す。
【００５６】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜１３の各試料は、屈折率が１．７７５５〜１．８３１５、アッベ数が４１．３以上、軟化点が６６７℃以下である。また作業温度範囲が２１℃以上であり、作業性が優れている。しかも耐水性は重量減が０．０８％以下、耐酸性は重量減が０．２０％以下であり、耐候性が良好である。波長４００ｎｍの内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）についても９１％以上であり、短波長の光の透過に優れている。また塩基性度が１０．９７以下であり、金型との融着が起こりにくいと考えられる。
【００５７】
これに対し、比較例であるＮｏ．１４、１５は作業温度範囲を確保することができなかった。
【００５８】
なお屈折率（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
作業温度範囲△Ｔは次のようして求めた。まず成形温度ＴWを白金球引上げ法により測定し、１０0.8ポイズに相当する温度として求めた。また液相温度ＴLは２９７〜５００μｍの粉末状になるよう試料を粉砕、分級してから白金製のボートに入れ、温度勾配を有する電気炉に２４時間保持した後、空気中で放冷し、光学顕微鏡で失透の析出位置を求めることで測定した。このようにして得られた成形温度ＴWと液相温度ＴLの差を作業温度範囲△Ｔとした。
【００６２】
耐水性及び耐酸性は、日本光学硝子工業会規格０６−１９７５に基づき、ガラス試料を粒度４２０〜５９０μｍに破砕し、その比重グラムを秤量して白金篭に入れ、それを試薬の入ったフラスコに入れて沸騰水浴中で６０分間処理し、処理後の粉末ガラスの質量減（重量％）を算出したものである。なお耐水性評価で用いた試薬はｐＨ６．５〜７．５に調整した純水であり、耐酸性評価で用いた試薬は０．０１Ｎに調整した硝酸水溶液である。
【００６３】
ガラスの透過率は反射損失を含まない内部透過率として示している。内部透過率は、厚みｔ＝３ｍｍと１０ｍｍの試料の反射損失を含む透過率より、次式を用いて算出した。
【００６４】
内部透過率＝ＥＸＰ［（ｌｎＴ3mm−ｌｎＴ10mm）/△ｔ×Ｌ］
Ｔ3mm ：ｔ＝３ｍｍの試料の透過率（反射損失含む）
Ｔ10mm ：ｔ＝１０ｍｍの試料の透過率（反射損失含む）
△ｔ ：試料の厚み差（ｍｍ）
Ｌ ：１０ｍｍ
【００６５】
測定は、ガラス試料を３０×３０×３ｍｍと３０×３０×１０ｍｍの二種の厚みに加工し、それぞれ透過光線の入射面と出射面を鏡面研磨したものを用いた。
【００６６】
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。なお式中のＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は次式により求められる。
【００６７】
Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ2
Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示している。なお本発明におけるＺ、ｒの数値は『化学便覧基礎編 改訂２版（１９７５年 丸善株式会社発行）』を参照した。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学ガラスは、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１．７５〜１．８５の屈折率（ｎｄ）、３５以上のアッベ数（νｄ）を有している。また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。しかも作業温度範囲が広く、プリフォームガラスの量産性に優れるとともに、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。また紫外域での吸収が少ないため、短波長の透過率に優れている。さらに塩基性度が低いためプレス時の金型との融着がなく量産性が非常によい。それゆえモールドプレス成形用光学ガラスとして好適である。
【産業上の利用分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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といった光学レンズに用いられるガラスの光学特性として、より高屈折率、低分散が求められることが多くなっている。そしてこれらの用途には従来、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上のＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスが使用されている。
【０００３】
光ピックアップレンズや撮影用レンズの作製方法として、一旦、溶融ガラスをインゴットに成形し、これから適当な大きさに切りだした硝材を研磨した後、モールドプレスする方法と、溶融ガラスをノズル先端から滴下して液滴状にする、いわゆる液滴成形により成形した硝材を研磨した後、或いは研磨せずにモールドプレスする方法が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２６７６５号公報
【特許文献２】
特開平８−２６７６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは失透傾向が強いため、溶融ガラスを急冷鋳造してインゴットを作製する場合、その量産性が悪い。また、液滴成形では、溶融ガラスをノズル先端から滴下させ、液滴形成が可能なガラスの成形粘度は１０0.8ポイズ程度が下限となっており、この粘度以下で滴下すると、液滴は形成できず、ファイバーを形成してしまう。このため、高い失透傾向を有する、つまり、１０0.8ポイズ以下の低粘度で失透してしまうＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは、液滴成形には不向きであった。Ｂ2Ｏ3-Ｌａ2Ｏ3−Ｙ2Ｏ3系組成による耐失透性の改善もなされているが、この系では屈折率が低下してしまう。
【０００６】
またＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは一般に軟化点（Ｔｓ）が高く、７００℃を超える。モールドプレス成形法では、硝材を軟化状態になるように軟化点（Ｔｓ）付近に加熱し成形するため、プレス金型はＴｓの温度近くに昇温される。硝材のＴｓが高い場合、金型も高温となり、金型の酸化などの劣化が促進され、量産性の低下を招く原因となる。Ｔｓを低下する目的でＢ2Ｏ3-Ｌａ2Ｏ3系ガラスにＲ’2Ｏ（Ｒ’はＮａ、Ｋ、Ｌｉの一種以上）を添加することも提案されているが、Ｒ’2Ｏを多量に含有させる失透性が増大する。加えて金型と融着し易くなるという問題も生じる。
【０００７】
また、近年、光ピックアップ用のレーザーとしてブルーレーザー等の短波長（３９０〜４４０ｎｍ）のものが用いられるようになり、レンズに対しても短波長での透過率の向上が求められている。
【０００８】
本発明の目的は、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上であり、短波長での透過率が高く、しかも失透性が改善された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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
また本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、質量％で、Ｂ２Ｏ３ ５〜２５％、Ｌａ２Ｏ３ １５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ２Ｏ５ １５．５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ ０〜３．５％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜９％、Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０．１〜１０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１５％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜７％、ＢａＯ ０〜１２％、ＳｒＯ ０〜５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜１５％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３ ０〜１％、ＴｉＯ２ ０〜０．５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜０．３％の組成を有し、かつＹ２Ｏ３を含有せず、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上、軟化点が７００℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０ ０ . ８ ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．１０％未満、同粉末法耐酸性での重量減が０．３５％未満、４００ｎｍの波長の内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）が９０．０％以上であり、ガラスの塩基性度が１１以下であることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上のガラスである。また軟化点が７００℃以下であり、ガラス成分が揮発し難い。また、作業温度範囲（△Ｔ＝｛成形温度（１０0.8ポイズでの温度）−液相温度｝）が２０℃以上であるため、硝材の溶融や成形工程で問題となる失透ブツや脈理の発生がなく、液滴成形による量産が可能である。さらに、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．１０％未満、同粉末法耐酸性での重量減が０．３５％未満であり、高い耐候性を有する。そして４００ｎｍの波長の内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）が９０．０％以上であり、短波長の吸収が小さい。さらに塩基性度が１１以下（好ましくは９．５以下）であり、モールドプレスによる成形時にガラスとプレス金型の融着を防止することができる。
【００１２】
なお本発明において、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として定義される。式中のＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は次式により求められる。
【００１３】
Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ2
Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示している。なお本発明におけるＺ、ｒの数値は『化学便覧基礎編 改訂２版（１９７５年 丸善株式会社発行）』を参照する。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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
上記特性を有するガラスの具体的な組成系として、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｔａ2Ｏ5系ガラスが好適である。より具体的には、質量％で、Ｂ2Ｏ3 ５〜２５％、Ｌａ2Ｏ3 １５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ2Ｏ5 １５．５〜２５％の基本組成を有するガラスからなることが好ましい。一般にＢ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスでは、高い屈折率を得るためにＬａ2Ｏ3を多量に含有させており、この系のガラスが失透し易い原因となっている。そこで本発明のガラスでは、Ｌａ2Ｏ3の一部をＴａ2Ｏ5で置換するとともに、Ｂ2Ｏ3及びＺｎＯ量を最適化することにより、高い屈折率を維持しながら、失透性を改善している。また失透性を改善したことにより、軟化点を低下させる成分であるＲ’2Ｏを必要量添加することを可能にしている。
【００１７】
各成分の範囲を上記のように限定した理由を述べる。
【００１８】
Ｂ2Ｏ3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、アッベ数を高める成分であり、軟化点を低下させることができる。Ｂ2Ｏ3はガラスの塩基性度を下げる作用もあり、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。その含有量は５〜２５％、好ましくは１０〜２１．５％、さらに好ましくは１０〜２０％である。Ｂ2Ｏ3が２５％を超えるとガラス溶融時にＢ2Ｏ3‐Ｒ'2Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。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。さらに耐候性が著しく悪化する。５％より少ないと、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。
【００１９】
Ｌａ2Ｏ3は、十分な作業温度範囲を確保するための成分であり、またアッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。さらに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。ただし高い屈折率を得るために多量に添加すると失透性が増大するため、Ｔａ2Ｏ5等によりその一部を置換する必要がある。Ｌａ2Ｏ3の含有量は１５〜３５％、好ましくは１５〜２９．５％である。Ｌａ2Ｏ3が３５％を超えると失透性が高くなり、液相温度が上昇するため、作業性が大幅に低下する。１５％より少ないと、屈折率が低下し、また耐候性が悪化する。
【００２０】
ＺｎＯは屈折率を高めるとともに、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3系ガラスの高い失透性を抑制する効果がある。その含有量は１０〜３０％、好ましくは１５〜２５％である。ＺｎＯが３０％を超えるとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得難くなる。１０％より少ないと屈折率が低下し、また失透抑制効果が得られず、液相温度が上昇し、作業温度範囲を十分に確保できなくなる。
【００２１】
Ｔａ2Ｏ5は、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。このためＬａ2Ｏ3との置換により耐失透性を改善することができる。また、適量添加することによって、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスに起こりやすい分相を抑制する効果がある。さらに紫外域での吸収が少ないため多量に含有させても透過率が殆ど減少せず、短波長レーザー用のレンズに用いる場合でも問題が起きない。その含有量は１５．５〜２５％、特に１５．５〜２０％であることが好ましい。Ｔａ2Ｏ5が２５％を超えると失透性が高くなり、作業温度範囲が狭くなる。１５．５％より少ないと、屈折率の低下とともに、ガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得難くなる。
【００２２】
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、Ｌａ2Ｏ3の一部をＴａ2Ｏ3で置換したことによって失透性が改善されているため、Ｒ’2Ｏを多量に含有しても失透しにくい。
【００２３】
Ｒ’2Ｏは軟化点を低下させるための成分であり、その合量は０〜１５％、好ましくは０〜１０％、さらに好ましくは０．１〜５％である。Ｒ’2Ｏが１５％を超えると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。また耐候性が著しく悪化する。
【００２４】
Ｒ’2ＯのなかでもＬｉ2Ｏが最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量は０〜３．５％、好ましくは０〜３％、さらに好ましくは０．１〜３％である。ただしＬｉ2Ｏは失透性が高く、液相温度が高くなって作業性を悪化させる傾向があり、またＦ．Ｓ．が低く、ガラスの塩基性度を上げ、プレス成形時に金型との融着を引き起こすため、３．５％以下に制限される。
【００２５】
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは軟化点を低下させる効果があるが、多量に含有すると溶融時にＢ2Ｏ3‐Ｒ'2Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。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。このため、Ｎａ2Ｏの含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％に制限される。同様にＫ2Ｏの含有量は０〜９％、好ましくは０〜５％に制限される。
【００２６】
さらに本発明のガラスは、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ2、Ｇｄ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5等を含むことができる。
【００２７】
以下に上記成分について詳細に説明する。
【００２８】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を構成する成分であり、耐失透性を向上させ、作業範囲を広げる効果がある。また耐候性を向上させる効果もある。その含有量は０〜１０％、好ましくは０．５〜８％である。ＳｉＯ2が１０％を超えると屈折率が著しく低下したり、軟化点が７００℃を超えてしまう可能性がある。
【００２９】
Ａｌ2Ｏ3はＳｉＯ2と共に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。その含有量は０〜１５％、特に０〜１０％、さらには０〜５％であることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3は失透傾向を増大させる傾向があるが、１５％以下であれば失透し難く、また溶融性が悪化しないため脈理や泡がガラス中に残ることがなく、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たすことができる。
【００３０】
ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ）は融剤として作用するとともに、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｔａ2Ｏ5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。その合量は０〜１５％、好ましくは０〜１０％である。ＲＯが合量で１５％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。
【００３１】
ＭｇＯは屈折率を高める成分であるが、ガラスの分相傾向を強めるため、その含有量は１０％以下、特に５％以下に制限することが好ましい。
【００３２】
ＣａＯは屈折率を高める成分であるが、ＭｇＯ同様、ガラスの分相傾向を強めるため、その含有量は７％以下、特に６％以下、さらには５％以下に制限することが好ましい。
【００３３】
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性を向上させる効果もある。しかし、高温多湿状態でガラス表面からの析出量が他のＲＯ成分に比べ著しく多いため、多量に含有させると最終製品の耐候性を著しく損なうことになる。それ故、その含有量は０〜１２％、特に０〜１１％、さらには０〜１０％であることが好ましい。
【００３４】
ＳｒＯは屈折率を高める成分であり、他のＲＯ成分に比べて液相温度を下げる効果があるため作業温度範囲を広げることができる。またＢａＯに比べると、高温多湿状態でのガラス表面からの析出程度は少なく、耐候性に優れた製品を得ることができる。ただしＳｒＯは、ＭｇＯやＣａＯと同様、多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得にくくなる。ＳｒＯの含有量は０〜５％、特に０〜４．５％であることが好ましい。
【００３５】
ＺｒＯ2は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上する効果もある。ただしＺｒＯ2の含有量が多くなると軟化点が上昇し、プレス成形性が悪化する。ＺｒＯ2の含有量は０〜１０％、好ましくは０〜９．５％、さらに好ましくは０．１〜９％である。
【００３６】
Ｇｄ2Ｏ3は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。またＺｒＯ2と同様、耐失透性を向上する効果があり、作業温度範囲を拡大することができる成分であるが、多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスを得にくくなる。Ｇｄ2Ｏ3の含有量は０〜２０％、好ましくは５〜１５％である。
【００３７】
Ｂｉ2Ｏ3は屈折率を高める成分であり、モールドプレス成形において、ガラスと金型の融着防止に効果があるが、成形時の加熱によって着色する傾向が強くなるため、その含有量は５％以下、特に３％以下であることが望ましい。
【００３８】
清澄剤としてＳｂ2Ｏ3を添加することもできる。なおガラスに対する過度の着色を避けるため、Ｓｂ2Ｏ3の含有量は１％以下とする。
【００３９】
ＴｉＯ2は光学定数の調整成分として０〜０．５％含有することができる。ＴｉＯ2が０．５％を超えると、アッベ数の低下を招くと共に失透性が高くなって液相温度が上昇し、作業性が低下する。また、紫外域での吸収が大きいため、３９０ｎｍ〜４４０ｎｍでの透過率が減少し、短波長用レンズとしての使用に支障をきたす。従って、本発明では極力含有させないことが望ましい。
【００４０】
Ｎｂ2Ｏ5は光学定数の調整成分として０〜０．３％、好ましくは０〜０．２％含有することができる。Ｎｂ2Ｏ5が０．３％を超えると、失透性が高くなり、液相温度が上昇して作業性が著しく低下する。また、ＴｉＯ2同様、紫外域での吸収が大きく、０．３％を超えると短波長での透過率が低下する。従って、本発明ではＴｉＯ2と同様に極力含有させないことが望ましい。
【００４１】
上記以外にも、本発明の特徴を損ねない範囲でＷＯ3、Ｐ2Ｏ5等の他成分を添加することができる。
【００４２】
ＷＯ3は中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上する効果があり、また、屈折率を高める成分でもある。その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜８％、さらに好ましくは０．１〜５％である。
【００４３】
Ｐ2Ｏ5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、ガラスの分相傾向が強くなり、耐水性が低下する傾向があるため、５％以下、特に３％以下に制限することが望ましい。
【００４４】
なおＰｂＯやＡｓ2Ｏ3は環境上好ましくないため、またＡｇおよびハロゲン類は光可逆変色キャリヤーとなるので、本発明においては使用しないほうがよい。Ｙ2Ｏ3を添加すると失透性が高くなって液相温度が上昇し、作業性が低下するため本発明においては含まない方がよい。ＴｅＯ2は多量に含有すると、ブルーレーザー等の短波長光を吸収する傾向が強くなり、透過率が低下するため、その含有量は５％以下に制限することが好ましい。Ｌｕ2Ｏ3は、Ｙ2Ｏ3と同様にガラスの失透傾向を強める。また極めて高価であることから、工業的な実使用には向かない。それゆえ本発明においては含まない方がよい。
【００４５】
次に本発明のモールドプレス成形用光学ガラスを用いて光ピックアップレンズ、撮影用レンズ等を作製する方法を説明する。
【００４６】
まず所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融し、溶融ガラスとする。次に溶融ガラスをノズル先端から滴下して液滴状に成形（液滴成形）して硝材を得る。さらに成形した硝材を研磨した後、或いは研磨することなくモールドプレスし、所定形状のレンズを得る。
【００４７】
なお、液滴成形を行う代わりに、溶融ガラスをインゴットに成形し、これから適当な大きさに切りだした硝材を研磨した後、モールドプレスする方法を採用することもできる。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００４９】
表１〜３は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１３）を、表４は比較例（試料Ｎｏ．１４、１５）をそれぞれ示している。
【００５０】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
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１４００℃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。
【００５５】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、軟化点（ＴS）、成形温度（ＴW）、液相温度（ＴL）、作業温度範囲（△Ｔ）、耐水性及び耐酸性、波長４００ｎｍでの内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）を測定した。また塩基性度を算出した。それらの結果を各表に示す。
【００５６】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜１３の各試料は、屈折率が１．７７５５〜１．８３１５、アッベ数が４１．３以上、軟化点が６６７℃以下である。また作業温度範囲が２１℃以上であり、作業性が優れている。しかも耐水性は重量減が０．０８％以下、耐酸性は重量減が０．２０％以下であり、耐候性が良好である。波長４００ｎｍの内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）についても９１％以上であり、短波長の光の透過に優れている。また塩基性度が１０．９７以下であり、金型との融着が起こりにくいと考えられる。
【００５７】
これに対し、比較例であるＮｏ．１４、１５は作業温度範囲を確保することができなかった。
【００５８】
なお屈折率（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
作業温度範囲△Ｔは次のようして求めた。まず成形温度ＴWを白金球引上げ法により測定し、１０0.8ポイズに相当する温度として求めた。また液相温度ＴLは２９７〜５００μｍの粉末状になるよう試料を粉砕、分級してから白金製のボートに入れ、温度勾配を有する電気炉に２４時間保持した後、空気中で放冷し、光学顕微鏡で失透の析出位置を求めることで測定した。このようにして得られた成形温度ＴWと液相温度ＴLの差を作業温度範囲△Ｔとした。
【００６２】
耐水性及び耐酸性は、日本光学硝子工業会規格０６−１９７５に基づき、ガラス試料を粒度４２０〜５９０μｍに破砕し、その比重グラムを秤量して白金篭に入れ、それを試薬の入ったフラスコに入れて沸騰水浴中で６０分間処理し、処理後の粉末ガラスの質量減（重量％）を算出したものである。なお耐水性評価で用いた試薬はｐＨ６．５〜７．５に調整した純水であり、耐酸性評価で用いた試薬は０．０１Ｎに調整した硝酸水溶液である。
【００６３】
ガラスの透過率は反射損失を含まない内部透過率として示している。内部透過率は、厚みｔ＝３ｍｍと１０ｍｍの試料の反射損失を含む透過率より、次式を用いて算出した。
【００６４】
内部透過率＝ＥＸＰ［（ｌｎＴ3mm−ｌｎＴ10mm）/△ｔ×Ｌ］
Ｔ3mm ：ｔ＝３ｍｍの試料の透過率（反射損失含む）
Ｔ10mm ：ｔ＝１０ｍｍの試料の透過率（反射損失含む）
△ｔ ：試料の厚み差（ｍｍ）
Ｌ ：１０ｍｍ
【００６５】
測定は、ガラス試料を３０×３０×３ｍｍと３０×３０×１０ｍｍの二種の厚みに加工し、それぞれ透過光線の入射面と出射面を鏡面研磨したものを用いた。
【００６６】
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。なお式中のＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は次式により求められる。
【００６７】
Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ2
Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示している。なお本発明におけるＺ、ｒの数値は『化学便覧基礎編 改訂２版（１９７５年 丸善株式会社発行）』を参照した。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学ガラスは、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１．７５〜１．８５の屈折率（ｎｄ）、３５以上のアッベ数（νｄ）を有している。また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。しかも作業温度範囲が広く、プリフォームガラスの量産性に優れるとともに、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。また紫外域での吸収が少ないため、短波長の透過率に優れている。さらに塩基性度が低いためプレス時の金型との融着がなく量産性が非常によい。それゆえモールドプレス成形用光学ガラスとして好適である。
Claims (1)
- 質量％で、Ｂ２Ｏ３ ５〜２５％、Ｌａ２Ｏ３ １５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ２Ｏ５ １５．５〜２５％、Ｌｉ２Ｏ ０〜３．５％、Ｎａ２Ｏ ０〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜９％、Ｒ’２Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０．１〜１０％、ＳｉＯ２ ０〜２０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜１５％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜７％、ＢａＯ ０〜１２％、ＳｒＯ ０〜５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜１５％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５％、Ｓｂ２Ｏ３ ０〜１％、ＴｉＯ２ ０〜０．５％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜０．３％の組成を有し、かつＹ２Ｏ３を含有せず、屈折率（ｎｄ）が１．７５〜１．８５、アッベ数（νｄ）が３５以上、軟化点が７００℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０ ０ . ８ ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．１０％未満、同粉末法耐酸性での重量減が０．３５％未満、４００ｎｍの波長の内部透過率（ｔ＝１０ｍｍ）が９０．０％以上であり、ガラスの塩基性度が１１以下であることを特徴とするモールドプレス成形用光学ガラス。
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