JP5240549B2 - 光学ガラスおよびその製造方法 - Google Patents
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これに伴い、この種デジタル撮像機器類の光学系において、そのキーパーツである光学レンズには、小径化および非球面化が求められている。その結果、ガラス製、樹脂製に問わず、これら光学レンズは、成形による形状加工、例えば精密プレス成形などによる製造が一般的になってきている。
鉛を含有しない高屈折率用のガラス材料も存在するが、従来のその種材料はガラス転移温度(Tg)が高いため、成形加工用の材料としては好ましくない。
このように、従来においては、設計サイドが要求するような、高屈折レンズ用の好適な成形加工材料は存在しなかった。
すなわち、特許文献1には、TiO2‐P2O5の組成からなる光学ガラスが開示されているが、この光学ガラスは、ガラス転移温度(Tg)点が高く、精密プレスなどの成形加工用の材料としては適さない。また、透明化処理に時間がかかるという問題もあった。
しかし、通常、高屈折率材料は密度が大きく(一般的には4.3g/cm3程度)、また、着色の懸念などからTiO2の含有を意図的に避けており(特許文献3の段落0004などの記載参照)、汚れ分解機能が期待できないという問題を含んでいた。
また本発明は、前述の課題に加え、鉛を含有しない組成として環境などへの影響に配慮し、さらに、透明度、汚れ分解機能、製造時間・コストなどを改善し得る、新規な光学ガラスを提供することにある。
よって、TiO2の好ましい含有割合は50〜75mol%の範囲であり、より好ましくは55〜65mol%の範囲である。
よって、P2O5の好ましい含有割合は25〜40mol%の範囲であり、より好ましくは25〜35mol%の範囲である。
よって、B2O3の好ましい含有割合は1〜20mol%の範囲であり、より好ましくは5〜20mol%の範囲である。
より好ましい組合せは、TiO2:55〜65mol%、P2O5:25〜35mol%、B2O3:5〜20mol%である。
特に、上記任意成分として、1〜7mol%のLi2Oを含有する場合、前記酸化処理時間を大幅に低減し得るため好ましい。
また、A2O(但し、Aは、Li、Na、K、Rbのうちのいずれか一つ)、またはXO(但し、Xは、Mg、Ca、Sr、Ba、Znのうちのいずれか一つ)、またはZ2O3(但し、Zは、Al、Ga、In、Biのうちのいずれか一つ)、の任意成分のうちのいずれか一つ以上を所望量含む場合、前記効果をより実効あるものとし得るなど、多くの効果を有する。
これら成分を秤量して混合した後、900〜1100℃にて1時間脱気して混合原料とする。
なお、前記した溶融工程および酸化処理工程においては、酸素濃度が高いほうが、より透明化しやすいので望ましい。
前記実施例と比較例の対比から、B2O3を必須成分とするTiO2−P2O5−B2O3の三成分系の組成により、ZnOを使った場合と同等、若しくはそれ以上の、良好な特性が得られることが確認できた。
実施例9、11、12、13のガラス転移温度(Tg)の測定結果の詳細を図1に示す。また、実施例9、11、12、13の屈折率(nd)の測定結果の詳細を図2に示す。
さらに、Li2O、MgOなど、他の成分(任意成分)を追加した場合、前記した特性はさらに改善されることが確認された。
すなわち、レンズ用材料として利用するとき、反射防止のARコート(低屈折率の層)を施してしまうと、ガラスが表面に露出していないために、セルフクリーニング効果が損なわれてしまう。そこで、ガラスの精密プレス加工時に、表面に微細な凹凸を付けることで、表面にガラスと空気層が存在して表面のみ低屈折率化ができ、且つ、ガラスの表面積が増大して、セルフクリーニング効果の増大も期待できる。
Claims (6)
- TiO2と、P2O5と、B2O3と、を必須成分として含む光学ガラスであって、TiO 2 の含有割合が50〜65mol%、P 2 O 5 の含有割合が25〜40mol%、B 2 O 3 の含有割合が1〜20mol%であり、屈折率(nd)が1.8〜2.0、ガラス転移温度(Tg)が600℃以下の範囲にあることを特徴とする光学ガラス。
- TiO 2 の含有割合が55〜65mol%、P 2 O 5 の含有割合が25〜35mol%、B 2 O 3 の含有割合が5〜20mol%であることを特徴とする請求項1記載の光学ガラス。
- TiO2−P2O5−B2O3を必須成分とする請求項1または2記載の光学ガラスであって、
A2O(但し、Aは、Li、Na、K、Rbのうちのいずれか一つ)、またはXO(但し、Xは、Mg、Ca、Sr、Ba、Znのうちのいずれか一つ)、またはZ2O3(但し、Zは、Al、Ga、In、Biのうちのいずれか一つ)、の任意成分のうちのいずれか一種以上を、合計で0〜20mol%さらに含むことを特徴とする光学ガラス。 - 前記任意成分が、1〜7mol%のLi2Oであることを特徴とする請求項3記載の光学ガラス。
- アッベ数(νd)が27.00以下であることを特徴とする請求項3または4記載の光学ガラス。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載された光学ガラスの製造方法であって、透明化処理工程として、酸素が20%以上存在する環境下にて、ガラス転移温度よりも低い500〜600℃の温度で放置する酸化処理工程を含む、ことを特徴とする光学ガラスの製造方法。
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