JP4697646B2 - モールドプレス成形用光学ガラス - Google Patents
モールドプレス成形用光学ガラス Download PDFInfo
- Publication number
- JP4697646B2 JP4697646B2 JP2001042422A JP2001042422A JP4697646B2 JP 4697646 B2 JP4697646 B2 JP 4697646B2 JP 2001042422 A JP2001042422 A JP 2001042422A JP 2001042422 A JP2001042422 A JP 2001042422A JP 4697646 B2 JP4697646 B2 JP 4697646B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- temperature
- refractive index
- less
- press molding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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等の光学レンズ用に、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上の光学ガラスが使用されている。従来、このようなガラスとしてＳｉＯ2−ＰｂＯ−Ｒ'2Ｏ（Ｒ'2Ｏはアルカリ金属酸化物）を基本とした鉛含有ガラスが広く使用されていたが、近年では環境上の問題からＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ（ＲＯは２価の金属酸化物）−Ｒ'2Ｏ系等の非鉛系ガラスに切り替えられつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの光ピックアップレンズや撮影用レンズは、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、研削、研磨、洗浄して得られるプリフォームガラス、または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、同じく研削、研磨、洗浄して得られるプリフォームガラスを、精密加工を施した金型によって、軟化状態のプリフォームガラスを加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる、いわゆるモールドプレス成形法が広く用いられている。
【０００４】
しかしながら上記した非鉛系のプリフォームガラスは一般に軟化点が高いため、金型が劣化して成形精度が低下したり、ガラス成分の揮発による金型汚染が生じる等、モールドプレス成形に適していないという問題がある。
【０００５】
また軟化点を低下させる目的で、ホウ酸やアルカリ金属酸化物を多量に含有させたモールドプレス成形用ガラスが存在するが、これらのプリフォームガラスは、溶融、成形工程で失透ブツや脈理が発生し易いため、ガラスに内部欠陥が生じて量産化に適していない。またこの内部欠陥は最終製品にも直接影響を与え、設計通りの光学特性を得られないという問題がある。さらに切削、研磨、洗浄工程におけるガラス成分の研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出によって表面の変質が起こる等、耐候性が悪く、最終製品においても、高温多湿状態に長時間晒されるとガラスの表面が変質し、信頼性を損なうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記した問題を改善し、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、成形工程中に失透し難くしかも高い耐候性を兼ね備え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。
【０００７】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、重量％でＳｉＯ２ ５０．６〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ １〜１５％、Ｂ２Ｏ３ １〜１２％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＢａＯ ２．７〜１１．５％、ＳｒＯ ４．１〜１５％、ＺｎＯ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ３〜１２％、Ｎａ２Ｏ ０．５〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜９％、ＴｉＯ２ ０〜０．４％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌａ２Ｏ３ ８．１〜１５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜４．５％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ １０〜２７％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜１４．５％の組成を有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、△Ｔ＝｛成形温度（１０ ２．５ ポイズでの温度）−液相温度｝が５０℃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０．２７％以下であることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、Ｌａ2Ｏ3を７．１％以上含有するために、作業範囲（成形温度―液相温度）が５０℃以上と広くなり、成形工程中で失透しにくくプリフォームガラスの量産に適している、しかも高屈折率、低軟化点である。またＬａ2Ｏ3は、切削、研磨、洗浄工程での研磨洗浄水や各種洗浄溶液中へのガラス成分の溶出を抑え、特に最終製品における高温多湿状態に長時間晒した場合にガラス表面の変質を抑える効果がある。
【０００９】
以下に組成範囲を限定した理由を述べる。
【００１０】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。その含有量は５０．６〜６０％、好ましくは５０．８〜５８％である。ＳｉＯ2が６０％を超えると屈折率が低くなり過ぎたり、軟化点が６５０℃を超えてしまう。一方、５０．６％より少ないと、耐酸性や耐水性等の耐候性が著しく悪化する。
【００１１】
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。特にＳｉＯ２‐Ｂ２Ｏ３‐ＲＯ‐Ｒ'２Ｏ‐Ｌａ２Ｏ３系ガラスでは、ガラス中アルカリ成分の、水への選択的溶出を抑制する効果が顕著であり、その含有量は１〜１５％、好ましくは１〜１０％である。Ａｌ２Ｏ３が１５％を超えると失透し易くなり、溶融性も著しく悪化して脈理や泡がガラス中に残り、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる。
【００１２】
Ｂ2Ｏ3はアッベ数（νｄ）を高める成分として必須である。また軟化点を低下させ、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り、その含有量は１〜１２％、好ましくは３〜９．５％である。Ｂ2Ｏ3が１２％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。一方Ｂ2Ｏ3が１％に満たないと、アッベ数が５５より小さくなる。
【００１３】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯは融剤として作用するとともに、ＳｉＯ2‐Ｂ2Ｏ3‐ＲＯ‐Ｒ'2Ｏ‐Ｌａ2Ｏ3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１０〜２７％、好ましくは１２〜２４％である。２７％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範囲が狭くなり量産化し難くなる。さらにガラスから研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出が激しくなり、また高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著となり、耐候性が著しく悪化する。一方１０％より少ないと、屈折率が低くなり過ぎたり、軟化点が６５０℃を超えてしまう。
【００１４】
ＭｇＯは屈折率を高める成分であるが、分相性が強く、また液相温度を高める傾向があるため、その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％である。
【００１５】
ＣａＯは屈折率を高める成分であり、ＭｇＯに比べると、分相性は強くないため、１５％まで含有させることができる。好ましくは０〜６％である。
【００１６】
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２．７〜１１．５％、好ましくは３〜１０％である。
【００１７】
ＳｒＯは屈折率を高めるための必須成分であり、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範囲が広くなる。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。その含有量は４．１〜１５％、好ましくは４．１〜１３％である。ＳｒＯが１５％を超えると液相温度が上がって作業範囲が狭くなる。一方４．１％より少ないと屈折率が低くなり過ぎたり、軟化点が６５０℃を超えてしまい、所望の特性を得ることができなくなる。
【００１８】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏは軟化点を低下させるための成分であり、その合量は５〜１４．５％、好ましくは６．５〜１４．５％である。１４．５％を超えると液相温度が著しく上がって、作業範囲が狭くなり量産性に悪影響を及ぼし、また耐候性が著しく悪化する。一方５％より少ないと軟化点が高くなる。
【００１９】
Ｌｉ2ＯはＲ'2Ｏ成分の中で最も軟化点を低下させる効果があるため、必須成分である。その含有量は３〜１２％、好ましくは３〜１０％である。１２％を超えると分相性が強く、液相温度が高くなって作業性が悪くなる。一方３％より少ないと軟化点が６５０℃を越えてしまう。
【００２０】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは軟化点を低下させる効果はあるが、Ｂ２Ｏ３とともに、ガラス溶融時の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０．５〜１０％、好ましくは０．５〜５％である。同様にＫ２Ｏの含有量は０〜９％、好ましくは０〜５％である。
【００２１】
Ｌａ２Ｏ３は、十分な作業範囲を確保するための必須成分であり、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果と軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果がある。その含有量は８．１〜１５％、好ましくは８．１〜１４％である。１５％を超えると分相性が強くなり、液相温度が上がって作業性が大幅に低下する。一方８．１％より少ないと作業範囲が著しく狭くなる。
【００２２】
Ｇｄ2Ｏ3は屈折率を高める成分であるが、分相性が強く、液相温度を上げる傾向があるため、その含有量は１０％以下、特に５％以下にすることが望ましい。
【００２３】
ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5は屈折率を高める成分であり、その含有量はＺｒＯ2が０〜１０％、好ましくは０〜５％、ＺｎＯが０〜１０％、好ましくは０〜５％、Ｎｂ2Ｏ5が０〜４．５％、好ましくは０〜３％である。各成分がその範囲を超えるとアッベ数（νｄ）が下がって、所望の光学定数を得られず、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られなくなる。
【００２４】
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０〜５％、好ましくは３％以下にすることが望ましい。
【００２５】
上記以外にも、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、分相性が強く耐水性が低下する傾向があるため、その含有量は５％以下、特に３％以下が望ましい。光学定数の調整成分として、ＴｉＯ2は、０〜０．４％含有することができ、清澄剤としてＳｂ2Ｏ3等を添加することもできる。またＰｂＯやＡｓ2Ｏ3等は環境上好ましくないため、使用しないほうがよい。さらに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入れないほうがよい。
【００２６】
上記組成を有するガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、△Ｔ＝｛成形温度（１０２．５ポイズでの温度）−液相温度｝が５０℃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０．２７％以下の特性を有する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】
【００３３】
【表６】
【００３４】
表１〜６は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜５、７〜１０）及び比較例（試料Ｎｏ．１１〜１９）を示している。なお試料Ｎｏ．６は参考例である。
【００３５】
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４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。
【００３６】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、軟化点（Ｔｓ）、耐水性、耐酸性、成形温度（ＴW）及び液相温度（ＴL）を測定した。それらの結果を各表に示す。
【００３７】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜５、７〜１０の各試料は、屈折率（ｎｄ）が１．５３６３〜１．５９２２であり、アッベ数（νｄ）が５６．２以上であり、軟化点（Ｔｓ）が６３９℃以下であった。また耐水性は重量減が０．０７％以下、耐酸性は重量減が０．２７％以下であり、耐候性が良好であった。また成形温度と液相温度の差（△Ｔ）は９５℃以上であったので作業性が優れていた。
これに対し、比較例であるＮｏ．１１、１２、１３、１４、１７は耐候性が悪く、そのうちＮｏ．１１、１３、１４、１７は△Ｔが５０℃より小さいので作業範囲が狭く、さらにＮｏ．１７は軟化点が６５０℃より高く、屈折率が１．５０より低かった。Ｎｏ．１５はアッベ数が５５より低かった。Ｎｏ．１６は軟化点が６５０℃より高かった。Ｎｏ.１８、１９は屈折率が１．５０より低く、軟化点が６５０℃より高かった。
【００３８】
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。アッベ数は上記した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。軟化点は、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。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。成形温度ＴWは白金球引上げ法により測定し、１０2.5ポイズに相当する温度として求めた。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２４ｈｒ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。作業範囲は成形温度ＴWと液相温度ＴLの差（ΔＴ）として求めた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学ガラスはモールドプレス成形に使用されるプリフォームガラスの量産性に優れ、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１．５０〜１．６０の屈折率（ｎｄ）、５５以上のアッベ数（νｄ）を有している。また、耐候性が良好であり、製造工程や製品の使用中に物性の劣化や表面の変質を起こすことがない。しかも軟化点が低いので、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ので、モールドプレス成形用として好適である。
【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等の光学レンズ用に、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上の光学ガラスが使用されている。従来、このようなガラスとしてＳｉＯ2−ＰｂＯ−Ｒ'2Ｏ（Ｒ'2Ｏはアルカリ金属酸化物）を基本とした鉛含有ガラスが広く使用されていたが、近年では環境上の問題からＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＲＯ（ＲＯは２価の金属酸化物）−Ｒ'2Ｏ系等の非鉛系ガラスに切り替えられつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの光ピックアップレンズや撮影用レンズは、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、研削、研磨、洗浄して得られるプリフォームガラス、または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、同じく研削、研磨、洗浄して得られるプリフォームガラスを、精密加工を施した金型によって、軟化状態のプリフォームガラスを加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる、いわゆるモールドプレス成形法が広く用いられている。
【０００４】
しかしながら上記した非鉛系のプリフォームガラスは一般に軟化点が高いため、金型が劣化して成形精度が低下したり、ガラス成分の揮発による金型汚染が生じる等、モールドプレス成形に適していないという問題がある。
【０００５】
また軟化点を低下させる目的で、ホウ酸やアルカリ金属酸化物を多量に含有させたモールドプレス成形用ガラスが存在するが、これらのプリフォームガラスは、溶融、成形工程で失透ブツや脈理が発生し易いため、ガラスに内部欠陥が生じて量産化に適していない。またこの内部欠陥は最終製品にも直接影響を与え、設計通りの光学特性を得られないという問題がある。さらに切削、研磨、洗浄工程におけるガラス成分の研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出によって表面の変質が起こる等、耐候性が悪く、最終製品においても、高温多湿状態に長時間晒されるとガラスの表面が変質し、信頼性を損なうという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記した問題を改善し、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、成形工程中に失透し難くしかも高い耐候性を兼ね備え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。
【０００７】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、重量％でＳｉＯ２ ５０．６〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ １〜１５％、Ｂ２Ｏ３ １〜１２％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＢａＯ ２．７〜１１．５％、ＳｒＯ ４．１〜１５％、ＺｎＯ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ３〜１２％、Ｎａ２Ｏ ０．５〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜９％、ＴｉＯ２ ０〜０．４％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌａ２Ｏ３ ８．１〜１５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜４．５％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ １０〜２７％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜１４．５％の組成を有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、△Ｔ＝｛成形温度（１０ ２．５ ポイズでの温度）−液相温度｝が５０℃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０．２７％以下であることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、Ｌａ2Ｏ3を７．１％以上含有するために、作業範囲（成形温度―液相温度）が５０℃以上と広くなり、成形工程中で失透しにくくプリフォームガラスの量産に適している、しかも高屈折率、低軟化点である。またＬａ2Ｏ3は、切削、研磨、洗浄工程での研磨洗浄水や各種洗浄溶液中へのガラス成分の溶出を抑え、特に最終製品における高温多湿状態に長時間晒した場合にガラス表面の変質を抑える効果がある。
【０００９】
以下に組成範囲を限定した理由を述べる。
【００１０】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。その含有量は５０．６〜６０％、好ましくは５０．８〜５８％である。ＳｉＯ2が６０％を超えると屈折率が低くなり過ぎたり、軟化点が６５０℃を超えてしまう。一方、５０．６％より少ないと、耐酸性や耐水性等の耐候性が著しく悪化する。
【００１１】
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。特にＳｉＯ２‐Ｂ２Ｏ３‐ＲＯ‐Ｒ'２Ｏ‐Ｌａ２Ｏ３系ガラスでは、ガラス中アルカリ成分の、水への選択的溶出を抑制する効果が顕著であり、その含有量は１〜１５％、好ましくは１〜１０％である。Ａｌ２Ｏ３が１５％を超えると失透し易くなり、溶融性も著しく悪化して脈理や泡がガラス中に残り、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たさなくなる。
【００１２】
Ｂ2Ｏ3はアッベ数（νｄ）を高める成分として必須である。また軟化点を低下させ、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り、その含有量は１〜１２％、好ましくは３〜９．５％である。Ｂ2Ｏ3が１２％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。一方Ｂ2Ｏ3が１％に満たないと、アッベ数が５５より小さくなる。
【００１３】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯは融剤として作用するとともに、ＳｉＯ2‐Ｂ2Ｏ3‐ＲＯ‐Ｒ'2Ｏ‐Ｌａ2Ｏ3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１０〜２７％、好ましくは１２〜２４％である。２７％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範囲が狭くなり量産化し難くなる。さらにガラスから研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出が激しくなり、また高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著となり、耐候性が著しく悪化する。一方１０％より少ないと、屈折率が低くなり過ぎたり、軟化点が６５０℃を超えてしまう。
【００１４】
ＭｇＯは屈折率を高める成分であるが、分相性が強く、また液相温度を高める傾向があるため、その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％である。
【００１５】
ＣａＯは屈折率を高める成分であり、ＭｇＯに比べると、分相性は強くないため、１５％まで含有させることができる。好ましくは０〜６％である。
【００１６】
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２．７〜１１．５％、好ましくは３〜１０％である。
【００１７】
ＳｒＯは屈折率を高めるための必須成分であり、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範囲が広くなる。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。その含有量は４．１〜１５％、好ましくは４．１〜１３％である。ＳｒＯが１５％を超えると液相温度が上がって作業範囲が狭くなる。一方４．１％より少ないと屈折率が低くなり過ぎたり、軟化点が６５０℃を超えてしまい、所望の特性を得ることができなくなる。
【００１８】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏは軟化点を低下させるための成分であり、その合量は５〜１４．５％、好ましくは６．５〜１４．５％である。１４．５％を超えると液相温度が著しく上がって、作業範囲が狭くなり量産性に悪影響を及ぼし、また耐候性が著しく悪化する。一方５％より少ないと軟化点が高くなる。
【００１９】
Ｌｉ2ＯはＲ'2Ｏ成分の中で最も軟化点を低下させる効果があるため、必須成分である。その含有量は３〜１２％、好ましくは３〜１０％である。１２％を超えると分相性が強く、液相温度が高くなって作業性が悪くなる。一方３％より少ないと軟化点が６５０℃を越えてしまう。
【００２０】
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏは軟化点を低下させる効果はあるが、Ｂ２Ｏ３とともに、ガラス溶融時の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０．５〜１０％、好ましくは０．５〜５％である。同様にＫ２Ｏの含有量は０〜９％、好ましくは０〜５％である。
【００２１】
Ｌａ２Ｏ３は、十分な作業範囲を確保するための必須成分であり、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果と軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果がある。その含有量は８．１〜１５％、好ましくは８．１〜１４％である。１５％を超えると分相性が強くなり、液相温度が上がって作業性が大幅に低下する。一方８．１％より少ないと作業範囲が著しく狭くなる。
【００２２】
Ｇｄ2Ｏ3は屈折率を高める成分であるが、分相性が強く、液相温度を上げる傾向があるため、その含有量は１０％以下、特に５％以下にすることが望ましい。
【００２３】
ＺｒＯ2、ＺｎＯ、Ｎｂ2Ｏ5は屈折率を高める成分であり、その含有量はＺｒＯ2が０〜１０％、好ましくは０〜５％、ＺｎＯが０〜１０％、好ましくは０〜５％、Ｎｂ2Ｏ5が０〜４．５％、好ましくは０〜３％である。各成分がその範囲を超えるとアッベ数（νｄ）が下がって、所望の光学定数を得られず、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られなくなる。
【００２４】
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０〜５％、好ましくは３％以下にすることが望ましい。
【００２５】
上記以外にも、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、分相性が強く耐水性が低下する傾向があるため、その含有量は５％以下、特に３％以下が望ましい。光学定数の調整成分として、ＴｉＯ2は、０〜０．４％含有することができ、清澄剤としてＳｂ2Ｏ3等を添加することもできる。またＰｂＯやＡｓ2Ｏ3等は環境上好ましくないため、使用しないほうがよい。さらに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入れないほうがよい。
【００２６】
上記組成を有するガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、△Ｔ＝｛成形温度（１０２．５ポイズでの温度）−液相温度｝が５０℃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０．２７％以下の特性を有する。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】
【００３３】
【表６】
【００３４】
表１〜６は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜５、７〜１０）及び比較例（試料Ｎｏ．１１〜１９）を示している。なお試料Ｎｏ．６は参考例である。
【００３５】
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４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。
【００３６】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、軟化点（Ｔｓ）、耐水性、耐酸性、成形温度（ＴW）及び液相温度（ＴL）を測定した。それらの結果を各表に示す。
【００３７】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜５、７〜１０の各試料は、屈折率（ｎｄ）が１．５３６３〜１．５９２２であり、アッベ数（νｄ）が５６．２以上であり、軟化点（Ｔｓ）が６３９℃以下であった。また耐水性は重量減が０．０７％以下、耐酸性は重量減が０．２７％以下であり、耐候性が良好であった。また成形温度と液相温度の差（△Ｔ）は９５℃以上であったので作業性が優れていた。
これに対し、比較例であるＮｏ．１１、１２、１３、１４、１７は耐候性が悪く、そのうちＮｏ．１１、１３、１４、１７は△Ｔが５０℃より小さいので作業範囲が狭く、さらにＮｏ．１７は軟化点が６５０℃より高く、屈折率が１．５０より低かった。Ｎｏ．１５はアッベ数が５５より低かった。Ｎｏ．１６は軟化点が６５０℃より高かった。Ｎｏ.１８、１９は屈折率が１．５０より低く、軟化点が６５０℃より高かった。
【００３８】
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。アッベ数は上記した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。軟化点は、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。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。成形温度ＴWは白金球引上げ法により測定し、１０2.5ポイズに相当する温度として求めた。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２４ｈｒ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。作業範囲は成形温度ＴWと液相温度ＴLの差（ΔＴ）として求めた。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学ガラスはモールドプレス成形に使用されるプリフォームガラスの量産性に優れ、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１．５０〜１．６０の屈折率（ｎｄ）、５５以上のアッベ数（νｄ）を有している。また、耐候性が良好であり、製造工程や製品の使用中に物性の劣化や表面の変質を起こすことがない。しかも軟化点が低いので、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ので、モールドプレス成形用として好適である。
Claims (2)
- 重量％でＳｉＯ２ ５０．６〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ １〜１５％、Ｂ２Ｏ３ １〜１２％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＢａＯ ２．７〜１１．５％、ＳｒＯ ４．１〜１５％、ＺｎＯ ０〜１０％、Ｌｉ２Ｏ ３〜１２％、Ｎａ２Ｏ ０．５〜１０％、Ｋ２Ｏ ０〜９％、ＴｉＯ２ ０〜０．４％、ＺｒＯ２ ０〜１０％、Ｌａ２Ｏ３ ８．１〜１５％、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜４．５％、Ｂｉ２Ｏ３ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ １０〜２７％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜１４．５％の組成を有し、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６０、アッベ数（νｄ）が５５以上、軟化点が６５０℃以下、△Ｔ＝｛成形温度（１０ ２．５ ポイズでの温度）−液相温度｝が５０℃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０．２７％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。
- 光ピックアップレンズ又は撮影用レンズに使用されることを特徴とする請求項１のモールドプレス成形用光学ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042422A JP4697646B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | モールドプレス成形用光学ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001042422A JP4697646B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | モールドプレス成形用光学ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002249341A JP2002249341A (ja) | 2002-09-06 |
| JP4697646B2 true JP4697646B2 (ja) | 2011-06-08 |
Family
ID=18904717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001042422A Expired - Fee Related JP4697646B2 (ja) | 2001-02-19 | 2001-02-19 | モールドプレス成形用光学ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4697646B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5224087B2 (ja) * | 2006-04-05 | 2013-07-03 | 日本電気硝子株式会社 | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP7001999B2 (ja) * | 2018-01-04 | 2022-01-20 | 日本電気硝子株式会社 | 光学素子の製造方法 |
| CN112939455B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-04-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 光学玻璃、光学元件和光学仪器 |
| CN113045199B (zh) * | 2021-03-23 | 2022-04-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 透紫外玻璃 |
| CN113735438B (zh) * | 2021-09-23 | 2023-06-16 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000016830A (ja) * | 1998-04-30 | 2000-01-18 | Hoya Corp | 光学ガラスおよび光学製品 |
| JP2000302479A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-10-31 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2002187735A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-07-05 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2004137145A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-05-13 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60122747A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-07-01 | Ohara Inc | 光学ガラス |
| JP3194835B2 (ja) * | 1994-06-30 | 2001-08-06 | ホーヤ株式会社 | 光学ガラス |
| JP3153871B2 (ja) * | 1995-04-05 | 2001-04-09 | ホーヤ株式会社 | ガラス光学素子の製造方法 |
-
2001
- 2001-02-19 JP JP2001042422A patent/JP4697646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000016830A (ja) * | 1998-04-30 | 2000-01-18 | Hoya Corp | 光学ガラスおよび光学製品 |
| JP2000302479A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-10-31 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2002187735A (ja) * | 2000-12-15 | 2002-07-05 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2004137145A (ja) * | 2002-09-25 | 2004-05-13 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002249341A (ja) | 2002-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4923366B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP5748184B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP4924978B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP5825562B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP4305940B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP5047449B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP4337134B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2005015302A (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2011225418A (ja) | 光学ガラス | |
| JP4126635B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2004292306A (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP4161286B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2000247676A (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP4496763B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2003176151A (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP5987364B2 (ja) | 光学ガラス | |
| JP5224087B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2013032232A (ja) | 光学ガラス | |
| JP4697646B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP4958060B2 (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2004075456A (ja) | モールドプレス成形用光学ガラス | |
| JP2005200296A (ja) | モールドプレス成形用ガラス | |
| JP5729532B2 (ja) | 光学ガラス | |
| JP2014076941A (ja) | 光学ガラス | |
| JP2013256438A (ja) | 光学ガラス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100222 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101129 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110118 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110207 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110220 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |