JP4889949B2 - 光学ガラス - Google Patents
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Description
本発明は、低いガラス転移温度（Ｔｇ）及び高屈折率低分散性を有し、化学的耐久性、特に耐洗剤性に優れ、精密モールドプレス成形に適した光学ガラスに関する。
光学系を構成するレンズには一般に球面レンズと非球面レンズがある。多くの球面レンズは、ガラス材料をリヒートプレス成形して得られたガラス成形品を研削研磨することによって製造される。一方、非球面レンズは、加熱軟化したレンズプリフォーム材を、高精度な成形面をもつ金型でプレス成形し、金型の高精度な成形面の形状をレンズプリフォーム材に転写して得る方法、すなわち、精密モールドプレス成形によって製造されることが主流となっている。
精密プレス成形によって非球面レンズのようなガラス成形品を得るにあたっては、前述したように高温環境下でプレス成形することが必要であるので、この際使用する金型も高温に曝され、また、金型に高いプレス圧力が加えられる。そのため、レンズプリフォーム材を加熱軟化させる際及びレンズプリフォーム材をプレス成形する際に、金型の成形面が酸化、侵食されたり、金型成形面の表面に設けられている離型膜が損傷したりして金型の高精度な成形面が維持できなくなることが多く、また、金型自体も損傷し易い。そのようになると、金型を交換せざるを得ず、金型の交換回数が増加して、低コスト、大量生産を実現できなくなる。そこで、精密プレス成形に使用するレンズプリフォーム材となるガラスは、上記損傷を抑制し、金型の高精度な成形面を長く維持し、かつ、低いプレス圧力での精密プレス成形を可能にするという観点から、できるだけ低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有することが望まれている。
精密プレス成形を行う場合、そのレンズプリフォーム材となるガラスは表面が鏡面、あるいはそれに近い状態である必要がある。レンズプリフォーム材の作製法は、滴下法によって熔融ガラスから直接作製される方法と研削研磨によって作製される方法が一般的であるが、コストや工程数を考慮すると前者の方法がより一般的に用いられている。滴下法によって得られたレンズプリフォーム材はゴブあるいはガラスゴブと呼ばれる。これらのレンズプリフォーム材は、精密プレス成形する前に洗浄を行って表面のゴミや汚れを除去する必要がある。しかし、精密プレス成形用の光学ガラスは一般に化学的耐久性が悪く、洗浄などを行う場合にレンズプリフォーム材表面にヤケを生じ、鏡面あるいは鏡面に近い状態を保てなくなるという欠点がある。特に洗浄を行う場合などに問題となり、化学的耐久性の中でも耐洗剤性が重要な特性となる。
以上の理由より、光学設計上の有用性という観点で従来から高屈折率低分散性を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、耐洗剤性の優れた光学ガラスが強く求められている。
特に、屈折率（ｎd）が１．７４〜１．８０、アッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有する高屈折率低分散性の光学ガラスが強く求められている。
高屈折率低分散性の光学ガラスは光学設計上非常に有用であるため、古くから種々のガラスが提案されている。
特開２００２−２４９３３７号公報及び特開２００３−２０１１４３号公報には、ガラス転移点（Ｔｇ）の低い光学ガラスが開示されている。しかし、これらの公報に具体的に開示されている光学ガラスのうち、前記範囲内の光学定数を有する光学ガラスは、モル％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．９〜２．４の範囲外にあるため、耐洗剤性が不十分である。
特開平８−２５９２５７号公報、特開２００２−１２４４３号公報及び特開昭６０−２２１３３８号公報には、ガラス転移点（Ｔｇ）の低い光学ガラスが開示されている。しかし、これらの公報に具体的に開示されている光学ガラスのうち、前記範囲内の光学定数を有する光学ガラスは、質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．４５〜１．５の範囲外にあるため、耐洗剤性が不十分である。
特開平８−２１７４８４号公報に記載の光学ガラスは、原料価格が著しく高いＬｕ2Ｏ3を必須成分としているため、非常に生産コストが高くなり実用性に乏しい。また、公報に具体的に開示されているガラスのうち、前記範囲内の光学定数を有しているガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分を含んでいないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点もある。
特開昭５５−３３２９号公報に記載の光学ガラスは、必須成分であるＳｎＯ2は熔融雰囲気が還元状態になると金属錫となり、熔融装置に使用されている白金などを合金化させて侵食し、ガラス漏れ事故を引き起こすため、実用性に乏しい。また、公報に具体的に開示されているガラスのうち、上記特定範囲内の光学定数を有しているガラスは低Ｔｇ化に有効なアルカリ成分、ＺｎＯ成分を含んでいない、あるいは含有量が少ないため、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いという欠点もある。
特開平８−２６７６５号公報、特開２０００−１６８３１号公報、特開２００３−２５２６４７号公報、特開平６−３０５７６９号公報及び特開２００３−２６７７４８号公報には、ガラス転移点（Ｔｇ）の低い光学ガラスが開示されている。しかし、これら公報に具体的に開示されている光学ガラスは前記範囲内の光学定数を有しておらず、上述した光学設計上の要求を満たしていない。
特開昭５９−１９５５５３号公報、特開昭５６−１６０３４０号公報、特開昭５２−１５５６１５号公報、特開昭５２−１４６０７号公報、特開２００２−１２８５３９号公報及び特開昭５３−４０２３号公報に具体的に開示されている光学ガラスはガラス転移点（Ｔｇ）が高く、精密プレス成形には不適である。
特開２００２−２４９３３７号公報
特開２００３−２０１１４３号公報
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特開昭５２−１５５６１５号公報
特開昭５２−１４６０７号公報
特開２００２−１２８５３９号公報
特開昭５３−４０２３号公報
本発明は、前記光学ガラスに見られる諸欠点を総合的に解消し、所望の光学定数を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、化学的耐久性、特に耐洗剤性に優れ精密モールドプレス成形に適した光学ガラスを提供するものである。
前記課題を解決するための本発明の第１の構成は、 屈折率（ｎd）が１．７４以上、アッベ数（νd）が４７以上の範囲の光学定数を有し、実質的に鉛、ヒ素、弗素を含まず、ＺｒＯ２含有率が６質量％を超え、各成分の質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．４５〜１．５であり、耐洗剤性（ＩＳＯ９６８９：１９９０（Ｅ））が級２又は級１である光学ガラスである。
本発明の第２の構成は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６３０℃以下であることを特徴とする前記構成１の光学ガラスである。
本発明の第３の構成は、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数logηの値が好ましくは０．４〜２．０であることを特徴とする前記構成１及び２の光学ガラスである。
本発明の第２の構成は、ガラス転移点（Ｔｇ）が６３０℃以下であることを特徴とする前記構成１の光学ガラスである。
本発明の第３の構成は、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数logηの値が好ましくは０．４〜２．０であることを特徴とする前記構成１及び２の光学ガラスである。
本発明の第４の構成は、屈折率（ｎd）が１．７４〜１．８０、アッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有し、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ｌｉ2Ｏを含有し、実質的に鉛、ヒ素、弗素を含まず、ＺｒＯ２含有率が６質量％を超え、各成分の質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．４５〜１．５であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃であることを特徴とする光学ガラスである。
本発明の第５の構成は、質量％で、
ＳｉＯ2 ０．５〜６％未満、
Ｂ2Ｏ3 ２０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １５〜３５％未満、
Ｇｄ2Ｏ3 ２５％を超え３５％以下
ＺｒＯ2 ６％を超え９％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．５〜１０％
ＺｎＯ ０．５〜１５％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２．５％、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜２％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１０％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜５％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜５％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％及び／又は
ＷＯ3 ０〜５％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする光学ガラスである。
ＳｉＯ2 ０．５〜６％未満、
Ｂ2Ｏ3 ２０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １５〜３５％未満、
Ｇｄ2Ｏ3 ２５％を超え３５％以下
ＺｒＯ2 ６％を超え９％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．５〜１０％
ＺｎＯ ０．５〜１５％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２．５％、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜２％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１０％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜５％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜５％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％及び／又は
ＷＯ3 ０〜５％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする光学ガラスである。
本発明の第６の構成は、ＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）の値が０．４５〜０．８０であることを特徴とする前記構成５の光学ガラスである。
本発明の第７の構成は、ＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の値が０．１５を超えることを特徴とする前記構成１〜６の光学ガラスである。
本発明の第８の構成は、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3が２３質量％〜３５質量％であることを特徴とする前記構成１〜７の光学ガラスである。
本発明の第９の構成は、Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3が４８質量％〜５８質量％であることを特徴とする前記構成１〜８の光学ガラスである。
本発明の第１０の構成は、屈折率（ｎd）が１．７４〜１．８０、アッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有し、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ｌｉ2Ｏを含有し、実質的に鉛、ヒ素、弗素を含まず、ＺｒＯ2が６．５モル％を超え、各成分のモル％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．９〜２．４であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃であることを特徴とする光学ガラスである。
本発明の第１１の構成は、モル％で、
ＳｉＯ2 １〜１３％、
Ｂ2Ｏ3 ４０％を超え６０％以下、
Ｌａ2Ｏ3 ５〜１５％、
Ｇｄ2Ｏ3 ８〜１５％
ＺｒＯ2 ６．５％を超え１０％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜５％
ＺｎＯ ０．５〜１８％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．５〜１０％、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜３％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜３％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％未満及び／又は
ＷＯ3 ０〜３％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１０の光学ガラスである。
ＳｉＯ2 １〜１３％、
Ｂ2Ｏ3 ４０％を超え６０％以下、
Ｌａ2Ｏ3 ５〜１５％、
Ｇｄ2Ｏ3 ８〜１５％
ＺｒＯ2 ６．５％を超え１０％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜５％
ＺｎＯ ０．５〜１８％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．５〜１０％、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜３％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜３％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％未満及び／又は
ＷＯ3 ０〜３％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１０の光学ガラスである。
本発明の第１２の構成は、各成分のモル％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）の値が０．９〜１．９であることを特徴とする前記構成１０〜１１の光学ガラスである。
本発明の第１３の構成は、各成分のモル％の比率でＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の値が０．１８５以上であることを特徴とする前記構成１０〜１２の光学ガラスである。
本発明の第１４の構成は、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3が５０ｍｏｌ％を超え６５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする前記構成１０〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラスである。
本発明の第１５の構成は、Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3が１６ｍｏｌ％〜２３ｍｏｌ％であることを特徴とする前記構成１０〜１４のいずれか１項に記載の光学ガラスである。
本発明の第１６の構成は、前記構成１〜１５の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材である。
本発明の第１７の構成は、前記構成１〜１５の光学ガラスを成形してなる光学素子。
本発明の第１７の構成は、前記構成１〜１５の光学ガラスを成形してなる光学素子。
本発明の光学ガラスの各成分について説明する。以下、特に断らない限り各成分の含有率は質量％を意味する。
ＳｉＯ2成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラスの粘度を高め、耐失透性および耐洗剤性を向上させるのに非常に有効であり、欠かすことのできない成分である。しかし、０．５％未満ではその効果が不十分であり、６％以上ではガラス転移温度（Ｔｇ）の上昇や熔融性が悪くなる。従って、好ましくは０．５％、より好ましくは１％、最も好ましくは２％を下限として含有することができ、好ましくは６％未満、より好ましくは５．９％、最も好ましくは５．８％を上限として含有することができる。
ＳｉＯ２は、原料として例えばＳｉＯ２等を使用してガラス内に導入される。
Ｂ2Ｏ3成分は、ランタン系ガラスである本発明の光学ガラスにおいて、ガラス形成酸化物成分として欠かすことのできない成分である。しかし、２０％未満では耐失透性が不十分となり、３０％を超えると耐洗剤性が悪くなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは２０％を超え、最も好ましくは２２％を下限として含有することができ、好ましくは３０％、より好ましくは２９％、最も好ましくは２８．５％を上限として含有することができる。
Ｂ2Ｏ3は、原料として例えばＨ3ＢＯ3、Ｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、２％を超えると耐失透性が急激に悪くなる。従って、好ましくは２％を上限とし、より好ましくは１％、最も好ましくは含有しない。
Ｙ2Ｏ3は、原料として例えばＹ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効であり高屈折率低分散性を有する本発明のガラスに欠かすことのできない成分である。しかし、１５％未満では、ガラスの光学定数の値を前記範囲内に維持し難く、また、３５％以上では耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１６％、最も好ましくは１８％を下限として含有することができ、好ましくは３５％未満、より好ましくは３３％、最も好ましくは３０％を上限として含有することができる。
Ｌａ2Ｏ3は、原料として例えばＬａ2Ｏ3、硝酸ランタン又はその水和物等を使用してガラス内に導入される。
Ｇｄ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させると共にＬａ2Ｏ3成分と共存させることで耐失透性を向上させるのに非常に有効であり、欠かすことのできない成分である。しかし、２５％以下ではその効果が不十分であり、３５％を超えると逆に耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは２５％を超え、より好ましくは２５．１％、最も好ましくは２５．２％を下限として含有することができ、好ましくは３５％、より好ましくは３４％、最も好ましくは３２％を上限として含有することができる。
またＧｄ2Ｏ3は、原料として例えばＧｄ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙｂ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効である。しかし、１０％を超えると耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは９％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。
Ｙｂ2Ｏ3は、原料として例えばＹｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
ＧｅＯ2成分は、屈折率を高め、耐失透性向上させる効果を有する成分であるが、原料が非常に高価であるため、好ましくは５％を上限とし、より好ましくは２％未満、最も好ましくは含有しない。
ＧｅＯ2は、原料として例えばＧｅＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＴｉＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、５％を超えると逆に耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは５％、より好ましくは１％、最も好ましくは０．５％を上限として含有することができる。
ＴｉＯ2は、原料として例えばＴｉＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＺｒＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善し、耐洗剤性を向上させる効果が顕著であり、欠かすことのできない成分である。しかし、量が少なすぎるとその効果が不十分であり、その量が多すぎると耐失透性が悪くなるうえ、ガラス転移温度（Ｔｇ）を所望の低い値に維持し難くなる。本発明のガラス組成物中において、好ましくは６％を超え、より好ましくは６．２％、最も好ましくは６．４％を下限として含有することができ、好ましくは９％、より好ましくは８．５％、最も好ましくは８％を上限として含有することができる。
またＺｒＯ2は、原料として例えばＺｒＯ2等を使用してガラス内に導入される。
Ｎｂ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、耐洗剤性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、５％を超えると逆に耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは５％を上限とし、より好ましくは１％未満、最も好ましくは含有しない。
またＮｂ2Ｏ5は、原料として例えばＮｂ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
Ｔａ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、耐洗剤性及び耐失透性を改善する効果が顕著であり、欠かすことのできない成分である。しかし、０．５％未満ではその効果が不十分であり、１０％を超えると上記範囲の光学定数を維持し難くなる。従って、好ましくは０．５％、より好ましくは１％、最も好ましくは２％を下限として含有することができ、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは６％を上限として含有することができる。
またＴａ2Ｏ5は、原料として例えばＴａ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
ＷＯ3成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、５％を超えると逆に耐失透性や可視光領域の短波長域の光線透過率が悪くなる。従って、好ましくは５％を上限とし、より好ましくは０．５％未満であり、最も好ましくは含有しない。
またＷＯ3は、原料として例えばＷＯ3等を使用してガラス内に導入される。
ＺｎＯ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低くする効果が大きく、欠かすことのできない成分である。しかし、０．５％未満ではその効果が不十分であり、１５％を超えると耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは０．５％、より好ましくは１％、最も好ましくは２％を下限として含有することができ、好ましくは１５％、より好ましくは１３％、最も好ましくは１１％を上限として含有することができる。
またＺｎＯは、原料として例えばＺｎＯ等を使用してガラス内に導入できる。
ＲＯ成分（ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ成分から選ばれる１種又は２種以上の成分）は光学定数の調整に有効である。しかし、１０％を超えると耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは８％、最も好ましくは４．５％を上限として含有することができる。
ＲＯ成分は、原料として例えばＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
なお、ＳｒＯ成分及びＣａＯ成分については実質的に含まないことが好ましい。
Ｌｉ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果を有するため、欠かすことのできない成分である。しかし、０．１％未満ではその効果が不十分であり、２．５％を超えると耐失透性が急激に悪化する。従って、好ましくは０．１％、より好ましくは０．２％、最も好ましくは０．５％を超え、を下限として含有することができ、好ましくは２．５％、より好ましくは２．３％、最も好ましくは２％未満を上限として含有することができる。
またＬｉ2Ｏは、原料として例えばＬｉ2Ｏ、Ｌｉ2ＣＯ3、ＬｉＯＨ、ＬｉＮＯ3等を使用してガラス内に導入できる。
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融時の脱泡のために任意に添加しうるが、その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、好ましくは１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．２％を上限として含有できる。
なお、上記ガラス中に存在する各成分を導入させるために使用される原料は、例示の目的で記載したものであり、上記列挙された酸化物等に限定されるものではない。従って、ガラス製造の条件の諸変更に適宜対応させて、公知の材料から選択できる。
本発明者は、前記範囲内の光学定数において、質量％で上記ガラス中のＺｒＯ2成分とＴａ2Ｏ5成分の合計量に対するＺｎＯ成分の比、すなわちＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値を特定の範囲の値にすることにより、前記光学ガラスの耐洗剤性が向上するという予想外の効果が得られ、さらに当該値を０．４５〜１．５にすることで当該耐洗剤性が著しく向上することを今般見出した。これら３成分は耐失透性の改善に有効であるが、いずれも高分散性を与えるため、前記範囲内の光学定数を維持するためにはその合計量が制限される。その制限された中で、前記所定の範囲内にすることで耐洗剤性が特に優れる。
従って、本発明においては前記ＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値は、好ましくは０．４５、より好ましくは０．４８、最も好ましくは０．５２を下限とし、好ましくは１．５、より好ましくは１．４、最も好ましくは０．８を上限とする。
本発明者はＳｉＯ2成分とＢ2Ｏ3成分の含有量の比を所定の値に調節することにより、耐洗剤性が向上することを見出した。すなわちＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3の値が、０．１０以上であることが好ましく、０．１３以上であることがより好ましく、０．１５よりも大きい値をとることが最も好ましい。なお本発明においては前記ＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値とともにＳｉＯ2成分とＢ2Ｏ3成分の含有量の比を所定の値に調節することにより、耐洗剤性に著しい効果がある。
さらに本発明者は、前記範囲内の光学定数において、ＳｉＯ2成分とＢ2Ｏ3成分の合計量、すなわちＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3および／またはＹ2Ｏ3成分、Ｌａ2Ｏ3成分、Ｇｄ2Ｏ3成分、Ｙｂ2Ｏ3成分の合計量、すなわちＹ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3を特定の範囲にすることで耐洗剤性が優れた光学ガラスが得られることを今般見出した。
すなわち、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3を２３質量％〜３５質量％の範囲内および／またはＹ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3を４８質量％〜５８質量％にすることで耐洗剤性に優れた光学ガラスが得られることを見出した。なお、各々の合計量は単独であっても一定の効果があるが、同時に満たすことによって特に良好な効果がある。
従って、本発明においては前記ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3は、好ましくは２３質量％、より好ましくは２５質量％、最も好ましくは２８質量％を下限とし、好ましくは３５質量％、より好ましくは３３質量％、最も好ましくは３２質量％を上限とする。また、Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3は、好ましくは４８質量％、より好ましくは４８質量％を超え、最も好ましくは４８．５質量％を下限とし、好ましくは５８質量％、より好ましくは５６質量％、最も好ましくは５５質量％を上限とする。
さらに、本発明者はＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値、ＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3を同時に上記所定の好ましい範囲内にすることにより、特に耐洗剤性に優れることを見出した。
なお本明細書中において「耐洗剤性」とは、レンズプリフォーム材、すなわちゴブを精密プレス成形前に洗浄する場合、また精密プレス成形を行ったレンズを洗浄する場合を想定しているため、洗浄に使用する薬品類などに一定期間曝された時のヤケの状態の優劣のことを示す。
「耐洗剤性」はＩＳＯ試験法耐洗剤性（ＩＳＯ９６８９：１９９０（Ｅ））に従って行い、耐洗剤性ＰＲ値により評価される。具体的には、試験片として６面を研磨した３０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍのガラス試料を、５０℃に加熱した０．０１ｍｏｌ／Ｌの濃度の精製トリポリリン酸ナトリウム水溶液中に白金線を用いて吊し入れ、定められた時間（１５分、１時間、４時間、１６時間）処理する。処理後、試料の質量減少を秤量し、次式によって厚さ０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間を計算する。ただし、この計算は１試料当たりの質量減少が１ｍｇ以上となる最低の試験時間によって得られたときの値を用いる。その判定基準は、０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間が２４０分より長いものを級１、６０分を超え２４０分以下を級２、６０〜１５分を級３、１５分未満を級４としたものである。
ｔ０．１＝ｔｅ・ｄ・Ｓ／（（ｍ１−ｍ２）・１００）
ｔ０．１：０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間（分）
ｔｅ：処理時間（分）
ｄ：比重
Ｓ：試料の表面積（ｃｍ２）
ｍ１−ｍ２：試料の質量減少量（ｍｇ）
ｔ０．１＝ｔｅ・ｄ・Ｓ／（（ｍ１−ｍ２）・１００）
ｔ０．１：０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間（分）
ｔｅ：処理時間（分）
ｄ：比重
Ｓ：試料の表面積（ｃｍ２）
ｍ１−ｍ２：試料の質量減少量（ｍｇ）
本発明の光学ガラスにおいて要求される耐洗剤性は、好ましくは級３、より好ましくは級２、最も好ましくは級１である。
Ａｌ2Ｏ3成分は、耐洗剤性を向上させるのに有効な成分であるが、しかし、３％を超えると耐失透性が急激に悪化する。従って、好ましくは３％、より好ましくは１％、最も好ましくは含有しない。
Ｌｕ2Ｏ3、Ｈｆ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｇａ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｅＯの各成分は含有させることは可能であるが、Ｌｕ2Ｏ3、Ｈｆ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3は高額原料であるため原料コストが高くなり実際の製造においては現実的ではなく、ＳｎＯ2は白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際に錫と白金が合金化して合金となった箇所は耐熱性が悪くなり、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮され、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｅＯは、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分である、という問題がある。従って、好ましくは０．１％未満、より好ましくは０．０５％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
次に、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない成分について説明する。
弗素は、レンズプリフォーム材となるゴブを作製する際に揮発による脈理などを発生するため、ゴブの作製が困難である。従って、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
弗素は、レンズプリフォーム材となるゴブを作製する際に揮発による脈理などを発生するため、ゴブの作製が困難である。従って、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
鉛化合物は、精密プレス成形時に金型と融着しやすい成分であるという問題並びにガラスの製造のみならず、研磨等のガラスの冷間加工及びガラスの廃棄に至るまで、環境対策上の措置が必要となり、環境負荷が大きい成分であるという問題があるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
Ａｓ2Ｏ3、カドミウム及びトリウムは、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
Ｐ2Ｏ5は、本発明の光学ガラスに含有させると、耐失透性を悪化させやすいのでＰ2Ｏ5を含有させることは好ましくない。
ＴｅＯ2は、白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際、テルルと白金が合金化し、合金となった箇所は耐熱性が悪くなるため、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮されるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
さらに本発明の光学ガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ等の着色成分は、含有しないことが好ましい。ただし、ここでいう含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
また、本発明のガラス組成物は、その組成が質量％で表されているため直接的にモル％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各酸化物のモル％表示による組成は、概ね以下の値をとる。
ＳｉＯ2 １〜１３％、
Ｂ2Ｏ3 ４０％を超え６０％以下、
Ｌａ2Ｏ3 ５〜１５％、
Ｇｄ2Ｏ3 ８〜１５％
ＺｒＯ2 ６．５％を超え１０％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜５％
ＺｎＯ ０．５〜１８％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．５〜１０％、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜３％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜３％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％未満及び／又は
ＷＯ3 ０〜３％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
ＳｉＯ2 １〜１３％、
Ｂ2Ｏ3 ４０％を超え６０％以下、
Ｌａ2Ｏ3 ５〜１５％、
Ｇｄ2Ｏ3 ８〜１５％
ＺｒＯ2 ６．５％を超え１０％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜５％
ＺｎＯ ０．５〜１８％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．５〜１０％、
並びに
Ｙ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜３％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜３％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％未満及び／又は
ＷＯ3 ０〜３％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又は
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
なお、本発明の光学ガラス中において、ＳｉＯ2成分はガラスの粘度を高め、耐失透性および耐洗剤性を向上させるのに効果があり、好ましくは１３ｍｏｌ％、より好ましくは１３ｍｏｌ％未満、最も好ましくは１２．５ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは１ｍｏｌ％、より好ましくは３ｍｏｌ％、最も好ましくは５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｂ2Ｏ3成分はガラス形成酸化物成分として欠かすことのできない成分であり耐失透性を向上させる効果があり、好ましくは６０ｍｏｌ％、より好ましくは５６ｍｏｌ％、最も好ましくは５３ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは４０ｍｏｌ％を超え、より好ましくは４１ｍｏｌ％を下限とし、最も好ましくは４５ｍｏｌ％を超える。
本発明の光学ガラス中において、Ｙ2Ｏ3成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させる効果があり、好ましくは１ｍｏｌ％、より好ましくは０．５ｍｏｌ％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、Ｌａ2Ｏ3成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させる効果があり、好ましくは１５ｍｏｌ％、より好ましくは１４ｍｏｌ％、最も好ましくは１３ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは５ｍｏｌ％、より好ましくは６ｍｏｌ％より多く、最も好ましくは７ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｇｄ2Ｏ3成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させると共にＬａ2Ｏ3成分と共存させることで耐失透性を向上させる効果があり、好ましくは１５ｍｏｌ％、より好ましくは１４ｍｏｌ％、最も好ましくは１３ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは８ｍｏｌ％、より好ましくは８ｍｏｌ％を超え、最も好ましくは８．５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｙｂ2Ｏ3成分はガラスの屈折率を高め、低分散化させる効果があり、好ましくは５ｍｏｌ％、より好ましくは４ｍｏｌ％、最も好ましくは３ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、ＧｅＯ2成分は屈折率を高め、耐失透性向上させる効果があり、好ましくは３ｍｏｌ％を上限とし、より好ましくは２ｍｏｌ％、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、ＴｉＯ2成分は光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果があり、好ましくは３ｍｏｌ％、より好ましくは１ｍｏｌ％、最も好ましくは０．５ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、ＺｒＯ2成分は光学定数を調整し、耐失透性を改善し、耐洗剤性を向上させる効果があり、好ましくは１０ｍｏｌ％、より好ましくは９ｍｏｌ％、最も好ましくは８ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは６．５ｍｏｌ％を超え、より好ましくは６．５５ｍｏｌ％、最も好ましくは６．６ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｎｂ2Ｏ5成分は屈折率を高め、耐洗剤性及び耐失透性を改善する効果があり、好ましくは３ｍｏｌ％未満を上限とし、より好ましくは２ｍｏｌ％、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、Ｔａ2Ｏ5成分は屈折率を高め、耐洗剤性及び耐失透性を改善する効果があり、好ましくは５ｍｏｌ％、より好ましくは４ｍｏｌ％、最も好ましくは３ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．１ｍｏｌ％、より好ましくは０．２ｍｏｌ％、最も好ましくは０．５ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、ＷＯ3成分は光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果があり、好ましくは３ｍｏｌ％を上限とし、より好ましくは１ｍｏｌ％未満、最も好ましくは含有しない。
本発明の光学ガラス中において、ＺｎＯ成分はガラス転移温度（Ｔｇ）を低くする効果があり、好ましくは１８ｍｏｌ％、より好ましくは１７ｍｏｌ％、最も好ましくは１４ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．５ｍｏｌ％、より好ましくは１ｍｏｌ％、最も好ましくは２ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、ＲＯ成分（ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯ成分から選ばれる１種又は２種以上の成分）は光学定数の調整に効果があり、好ましくは１０ｍｏｌ％、より好ましくは８ｍｏｌ％、最も好ましくは５ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｌｉ2Ｏ成分はガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果があり、好ましくは１０ｍｏｌ％、より好ましくは９ｍｏｌ％、最も好ましくは８ｍｏｌ％を上限として含有することができ、好ましくは０．５ｍｏｌ％、より好ましくは１ｍｏｌ％より多く、最も好ましくは２ｍｏｌ％を下限として含有することができる。
本発明の光学ガラス中において、Ｓｂ2Ｏ3成分はガラス溶融時の脱泡に効果があり、好ましくは１ｍｏｌ％、より好ましくは０．５ｍｏｌ％、最も好ましくは０．２ｍｏｌ％を上限として含有することができる。
また、ＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値、ＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3およびＹ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3についてもｍｏｌ％の比率で直接的に表されるものではないが、概ね以下の値をとる。
前記ＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値は、好ましくは０．９、より好ましくは０．９５、最も好ましくは１を下限とし、好ましくは２．４、より好ましくは２．２、最も好ましくは１．９を上限とする。
ＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3は好ましくは０．１０以上、より好ましくは０．１５以上、最も好ましくは０．１８５以上である。
ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3は、好ましくは５０ｍｏｌ％を超え、より好ましくは５２ｍｏｌ％、最も好ましくは５４ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは６５ｍｏｌ％、より好ましくは６３ｍｏｌ％、最も好ましくは６０ｍｏｌ％を上限とする。
また、Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3は、好ましくは１６ｍｏｌ％、より好ましくは１６．５ｍｏｌ％、最も好ましくは１７ｍｏｌ％を下限とし、好ましくは２３ｍｏｌ％、より好ましくは２２ｍｏｌ％、最も好ましくは２１ｍｏｌ％を上限とする。
また、質量％表示の場合と同様にＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3及びＹ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3を同時に上記所定の好ましい範囲内にすることにより、特に耐洗剤性に優れる。
次に本発明の光学ガラスの物性について説明する。
前述のとおり、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、好ましくは屈折率（ｎd）が１．７４〜１．８０かつアッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有し、より好ましくは屈折率（ｎd）が１．７５〜１．８０未満かつアッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有し、さらに好ましくは、屈折率（ｎd）が１．７５〜１．７９かつアッベ数（νd）が４７〜５０の範囲の光学定数を有し、最も好ましくは屈折率（ｎd）が１．７５より高く１．７９以下かつアッベ数（νd）が４７〜５０未満の範囲の光学定数を有する。
本発明の光学ガラスにおいては、Ｔｇが低すぎると化学的耐久性が悪くなり、従って耐洗剤性が悪化する。また、Ｔｇが高くなりすぎると前述したように精密プレス成形を行う場合、成形型の劣化などが起こり易くなる。従って、本発明の光学ガラスのＴｇは好ましくは５３０℃、より好ましくは５５０℃、最も好ましくは５６０℃を下限とし、好ましくは６３０℃、より好ましくは６３０℃より低く、最も好ましくは６２０℃を上限とする。
本発明の光学ガラスでは、下記製造方法により、安定した生産を実現するため、液相温度を１１５０℃以下とすることが重要である。特に好ましくは１１００℃以下とすることで、安定生産可能な粘度範囲が広くなり、また、ガラス熔解温度を下げることができるため、消費されるエネルギーを抑えることができる。
液相温度とは、粉砕したガラス試料を白金板上にのせ、温度傾斜のついた炉内に３０分間保持した後取り出し、軟化したガラスの結晶の有無を顕微鏡にて観察し、結晶が認められない一番低い温度を表す。
前述のとおり本発明の光学ガラスはプレス成形用のプリフォーム材として使用することができ、或いは熔融ガラスをダイレクトプレスすることも可能である。プリフォーム材として使用する場合、その製造方法及び精密プレス成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。プリフォーム材の製造方法としては、例えば特開平８−３１９１２４に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のような熔融ガラスから直接プリフォーム材を製造することもでき、またストリップ材を冷間加工して製造しても良い。
なお、本発明の光学ガラスを用いて熔融ガラスを滴下させてプリフォームを製造する場合、熔融ガラスの粘度は、低すぎるとガラスプリフォームに脈理が入りやすくなり、高すぎると、自重と表面張力によるガラスの切断が困難になる。
従って、高品質かつ安定した生産のためには、液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数logηの値が好ましくは０．４〜２．０、より好ましくは０．５〜１．８、最も好ましくは０．６〜１．６の範囲である。
なお、プリフォームの精密プレス成形方法を特に限定するものではないが、例えば特公昭６２−４１１８０に記載の光学素子の成形方法のような方法を使用することができる。
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明のガラスの実施例（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．３８）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）および洗剤性と共に表１〜表７に示した。表中、各成分の組成は質量%で表示するものとする。
また、比較例のガラス（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｃ）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）および耐洗剤性と共に表８に示す。
表１〜表7に示した本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．３８）は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の通常の光学ガラス用原料を表１〜表7に示した各実施例の組成の割合となるように秤量し、混合し、白金るつぼに投入し、組成による熔融性に応じて、１０００〜１３００℃で、３〜５時間溶融、清澄、攪拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより得ることができた。
屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
ガラス転移温度（Ｔｇ）は日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０８−２００３（光学ガラスの熱膨張の測定方法）に記載された方法により測定した。ただし試験片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を使用した。
屈伏点（Ａｔ）は前記ガラス転移温度（Ｔｇ）と同様の測定方法で行い、ガラスの伸びが止まり、収縮が始まる温度とした。
耐洗剤性の試験方法はＩＳＯ試験法耐洗剤性（ＩＳＯ９６８９：１９９０（Ｅ））に従って行った。具体的には、試験片として６面を研磨した３０ｍｍ×３０ｍｍ×２ｍｍのガラス試料を、５０℃に加熱した０．０１ｍｏｌ／Ｌの濃度の精製トリポリリン酸ナトリウム水溶液中に白金線を用いて吊し入れ、定められた時間（１５分、１時間、４時間、１６時間）処理する。処理後、試料の質量減少を秤量し、次式によって厚さ０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間を計算する。ただし、この計算は１試料当たりの質量減少が１ｍｇ以上となる最低の試験時間によって得られたときの値を用いる。その判定基準は、０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間が２４０分より長いものを級１、６０分を超え２４０分以下を級２、６０〜１５分を級３、１５分未満を級４としたものである。
ｔ０．１＝ｔｅ・ｄ・Ｓ／（（ｍ１−ｍ２）・１００）
ｔ０．１：０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間（分）
ｔｅ：処理時間（分）
ｄ：比重
Ｓ：試料の表面積（ｃｍ２）
ｍ１−ｍ２：試料の質量減少量（ｍｇ）
ｔ０．１＝ｔｅ・ｄ・Ｓ／（（ｍ１−ｍ２）・１００）
ｔ０．１：０．１μｍのガラス層を侵食するのに要した時間（分）
ｔｅ：処理時間（分）
ｄ：比重
Ｓ：試料の表面積（ｃｍ２）
ｍ１−ｍ２：試料の質量減少量（ｍｇ）
表１〜表7に見られるとおり、本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．1〜Ｎｏ．３８）はすべて、前記範囲内の光学定数（屈折率（ｎd）及びアッベ数（νd））を有し、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃の範囲にあるため、精密モールドプレス成形に適しており、更には耐洗剤性評価が良好であるので化学的耐久性にも優れていた。
これに対し、表7に示す組成の比較例Ａ〜Ｃの各試料について、上記実施例と同じ条件にてガラスを作製し、同一の評価方法により、作製したガラスを評価した。比較例Ｎｏ．ＡおよびＣは、質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値が０．４５〜１．５の範囲から外れ、かつ、Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3が４８質量％〜５８質量％から外れており、耐洗剤性評価が級４であった。このため、本発明において要求される性能を満たすものではなかった。また、比較例Ｂは質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）値が０．４５〜１．５の範囲から外れ、耐洗剤性評価が級４であった。このため、本発明において要求される性能を満たすものではなかった。
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。
以上、述べたとおり、本発明の光学ガラスは、組成がＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−Ｇｄ2Ｏ3−ＺｒＯ2−Ｔａ2Ｏ5−ＺｎＯ−Ｌｉ2Ｏ系であり、かつ、鉛、ヒ素、弗素を含まないガラスであって、 屈折率（ｎd）が１．７４〜１．８０、アッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有し、転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃の範囲であるから、精密モールドプレス成形に適しており、産業上非常に有用である。
さらに、耐洗剤性に優れているため、レンズプリフォーム材、すなわちゴブを精密プレス成形前に洗浄する場合、また精密プレス成形を行ったレンズを洗浄する場合にヤケなどが発生し難く、取り扱いが容易である。
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。
Claims (16)
- 屈折率（ｎd）が１．７４以上、アッベ数（νd）が４７以上の範囲の光学定数を有し、実質的に鉛、ヒ素、弗素を含まず、
質量％で、
ＳｉＯ2 ０．５〜６％未満、
Ｂ2Ｏ3 ２０〜３０％、
Ｌａ2Ｏ3 １５〜３５％未満、
Ｇｄ2Ｏ3 ２５％を超え３５％以下
ＺｒＯ2 ６％を超え９％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．５〜１０％
ＺｎＯ ０．５〜１５％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２．５％、
各成分の質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．４５〜１．５であり、耐洗剤性（ＩＳＯ９６８９：１９９０（Ｅ））が級２又は級１である光学ガラス。 - ガラス転移点（Ｔｇ）が６３０℃以下であることを特徴とする請求項１の光学ガラス。
- 液相温度における粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数logηの値が０．４〜２．０であることを特徴とする請求項１又は２の光学ガラス
- 質量％で、
Ｙ2Ｏ3 ０〜２％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１０％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜５％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜５％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％及び／又は
ＷＯ3 ０〜５％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、及び／又はＳｂ2Ｏ3 ０〜１％の各成分を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ガラス。 - 各成分の質量％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）の値が０．４５〜０．８０であることを特徴とする請求項４に記載の光学ガラス。
- 各成分の質量％の比率でＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の値が０．１５を超えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項の光学ガラス。
- ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3が２３質量％〜３５質量％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3が４８質量％〜５８質量％であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 屈折率（ｎd）が１．７４〜１．８０、アッベ数（νd）が４７〜５１の範囲の光学定数を有し、必須成分としてＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ｌｉ2Ｏを含有し、実質的に鉛、ヒ素、弗素を含まず、
モル％で、
ＳｉＯ2 １〜１３％、
Ｂ2Ｏ3 ４０％を超え６０％以下、
Ｌａ2Ｏ3 ５〜１５％、
Ｇｄ2Ｏ3 ８〜１５％
ＺｒＯ2 ６．５％を超え１０％以下
Ｔａ2Ｏ5 ０．１〜５％
ＺｎＯ ０．５〜１８％及び
Ｌｉ2Ｏ ０．５〜１０％、
各成分のモル％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）が０．９〜２．４であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５３０〜６３０℃であることを特徴とする光学ガラス。 - モル％で、
Ｙ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜５％及び／又は
ＧｅＯ2 ０〜３％及び／又は
ＴｉＯ2 ０〜３％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％未満及び／又は
ＷＯ3 ０〜３％及び／又は
ＲＯ ０〜１０％
ただし、ＲＯは、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯから選ばれる１種又は２種以上、
及び／又はＳｂ2Ｏ3 ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする請求項９に記載の光学ガラス。 - 各成分のモル％の比率でＺｎＯ／（ＺｒＯ2＋Ｔａ2Ｏ5）の値が０．９〜１．９であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光学ガラス。
- 各成分のモル％の比率でＳｉＯ２／Ｂ２Ｏ３の値が０．１８５以上であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項の光学ガラス。
- ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3が５０ｍｏｌ％を超え６５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- Ｙ2Ｏ3＋Ｌａ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3＋Ｙｂ2Ｏ3が１６ｍｏｌ％〜２３ｍｏｌ％であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 請求項１〜１４のいずれか１項の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材。
- 請求項１〜１４いずれか１項の光学ガラスを成形してなる光学素子。
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