JP5288578B2 - 光学ガラス - Google Patents
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Description
本発明は、高屈折率光学ガラスであり、非常に低いガラス転移点（Ｔｇ）を有し、かつ化学的耐久性に優れ、精密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、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点（Ｔｇ）を有することが望まれている。
ところで、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、滴下法によって溶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。また、レンズとして成形された後でも高湿下にさらされる場面があるので、所定の化学的耐久性が要求される。
高屈折率及び低いガラス転移点（Ｔｇ）を有するガラスの１つとして、ＴｅＯ２を主成分とするテルライト系ガラスが知られている。
例えば、特開昭６２−１０８７４１（特許文献１）には、ＴｅＯ２−ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３系ガラスが記載されており、特開２００６−１８２５７７（特許文献２）にはＢ２Ｏ３−ＴｅＯ２−ＺｎＯ−Ｌａ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５系ガラスが記載されている。
特許文献１に記載の光学ガラスは、所望の高屈折率高分散を実現するものであるが、ＰｂＯ成分を含有しており、環境影響の観点から好ましくない。また、特許文献２に記載の光学ガラスは、Ｌａ２Ｏ３やＮｂ２Ｏ５成分を多量に含有しているため、十分に低いガラス転移点（Ｔｇ）が得られないとういう欠点があった。
また、一般的に、精密プレス成形用の光学ガラスは、一般に、ガラス転移点を低下させようとすると、その代償として化学的耐久性が悪くなることが多く、環境によってはレンズプリフォーム材表面にヤケを生じたり、鏡面あるいは鏡面に近い状態を保てなくなる場合があった。
本発明は、前述の高屈折率光学ガラスに見られる諸欠点を総合的に解消し、かつ高屈折率、低いガラス転移点（Ｔｇ）を維持しつつ、優れた化学的耐久性を兼ね備えた、精密プレス成形に適した光学ガラスを提供するものである。
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ＴｅＯ２成分を主成分とする高屈折率光学ガラスにおいて、所望の光学特性及び化学的耐久性を実現できることを見出した。さらに、Ｒ２Ｏ成分（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）、ＺｎＯ成分及びＢｉ２Ｏ３成分を所定量含有させ、さらにＡｌ２Ｏ３及びＧａ２Ｏ３成分の一方又は両方を所定量含有させることにより、屈折率、低いガラス転移点（Ｔｇ）を維持しつつ、優れた化学的耐久性を兼ね備えた、精密プレス成形に適した光学ガラスを製造しうることを見出した。
すなわち、本発明の第１の構成は、精密プレス成形用の光学ガラスであって、屈折率（ｎｄ）が１．９以上およびアッベ数（νｄ）が１５以上であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が３００℃以下であり、Ｐｂ及び／又はＡｓ化合物を含まず、
酸化物基準のｍｏｌ％で、ＴｅＯ ２ ５０〜９０％、
Ｒ ２ Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上） ５〜３０％、
ＺｎＯ １〜３０％、
Ｂｉ ２ Ｏ ３ １〜２０％、
Ａｌ ２ Ｏ ３ 及び／又はＧａ ２ Ｏ ３ 成分を外割で０．０１〜１．０％、
ＳｉＯ ２ ０〜１０％、
Ｌｉ ２ Ｏ ０〜３０％、
Ｎａ ２ Ｏ ０〜２０％、
Ｋ ２ Ｏ ０〜１５％、
Ｃｓ ２ Ｏ ０〜１０％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ０〜２０％、
ＢａＯ ０〜２０％、
ＳｒＯ ０〜２０％、
ＴｉＯ ２ ０〜１０％、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ ０〜１０％、
Ｔａ ２ Ｏ ５ ０〜１０％、
ＷＯ ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ ２ ０〜１０％、
Ｙ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｙｂ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｌａ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｇｄ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、及び
Ｓｂ ２ Ｏ ３ ０〜０．５％
を含有することを特徴とする光学ガラスである。
酸化物基準のｍｏｌ％で、ＴｅＯ ２ ５０〜９０％、
Ｒ ２ Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上） ５〜３０％、
ＺｎＯ １〜３０％、
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Ｔａ ２ Ｏ ５ ０〜１０％、
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ＺｒＯ ２ ０〜１０％、
Ｙ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｙｂ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｌａ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｇｄ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、及び
Ｓｂ ２ Ｏ ３ ０〜０．５％
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２の構成は、粉末法耐水性が１級、２級又は３級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、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５成分の含有率の合計が５ｍｏｌ％以下である前記構成１〜２の光学ガラスである。
本発明の第４の構成は、Ｒ２ＯがＬｉ２Ｏ及び／又はＮａ２Ｏ成分からなる前記構成１〜３の光学ガラスである。
本発明の第５の構成は、Ｆ成分を実質的に含有しない前記構成１〜４の光学ガラスである。
本発明の第６の構成は、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３成分の含有量の合計が１０ｍｏｌ％未満である前記構成１〜５の光学ガラスである。
本発明の第７の構成は、前記構成１〜６の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子である。
本発明の第８の構成は、前記構成１〜６の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームである。
本発明の第９の構成は、前記構成８のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子である。
上記本発明の構成によれば、高屈折率光学ガラスであり、非常に低いガラス転移点（Ｔｇ）を有し、かつ化学的耐久性に優れ、精密プレス成形に適した光学ガラスを提供できる。
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酸化物基準のｍｏｌ％を意味する。「酸化物基準」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属フッ化物等が熔融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である
ＴｅＯ２成分はガラス形成の効果がある成分であり、本発明においては必須に含有する。しかし、その量が少なすぎるとガラス化しにくくなり、過剰に含有するとガラスとして不安定になりやすいという不利益がある。したがって本発明においては好ましくは５０％、より好ましくは５５％、最も好ましくは６０％を下限とし、好ましくは９０％、より好ましくは８５％、最も好ましくは８０％を上限とする。
Ｒ２Ｏ成分（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上）は、ＴｅＯ２成分のガラス化を容易にし、ガラス転移点（Ｔｇ）を低く保つ効果がある成分であり、本発明においては有用な成分である。しかし、その量が少なすぎるとガラスを形成するためには不十分となりやすく、過剰に含有すると屈折率が低下しやすく、失透性が増しやすいという不利益がある。したがって本発明においてはＲ２Ｏ成分含有量の合計が、好ましくは５％、より好ましくは７％、最も好ましくは１０％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２７％、最も好ましくは２５％を上限とする。
次に、Ｒ２Ｏの各成分について説明する。
Ｌｉ２Ｏ成分はＴｅＯ２成分のガラス化を容易にし、ガラス転移点（Ｔｇ）を低く保つ効果がある成分である。しかし、過剰に含有すると屈折率が低下しやすく、また失透性が増しやすいという不利益がある。本発明におけるＬｉ２Ｏ成分含有量は、好ましくは１．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは５．０％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２７％、最も好ましくは２５％を上限とする。
Ｎａ２Ｏ成分はＴｅＯ２成分のガラス化を容易にし、ガラス転移点（Ｔｇ）を低く保つ効果がある成分である。しかし、過剰に含有すると屈折率が低下しやすく、また失透性が増しやすいという不利益があるため、含有しなくとも差し支えない。本発明におけるＮａ２Ｏ成分含有量は、好ましくは２０％、より好ましくは１７％、最も好ましくは１５％を上限とする。
Ｋ２Ｏ成分はＴｅＯ２成分のガラス化を容易にし、ガラス転移点（Ｔｇ）を低く保つ効果がある成分である。しかし、過剰に含有すると屈折率が低下しやすく、また失透性が増しやすいという不利益があるため、含有しなくとも差し支えない。本発明において、Ｋ２Ｏ成分含有量は好ましくは１５％、より好ましくは１３％、最も好ましくは１０％を上限とする。
Ｃｓ２Ｏ成分はＴｅＯ２成分のガラス化を容易にする効果がある成分である。しかし、過剰に含有すると屈折率が低下しやすく、また失透性が増しやすくなるという不利益があるため、含有しなくとも差し支えない。本発明において、Ｃｓ２Ｏ成分は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは３．０％を上限とする。
また、Ｒ２Ｏは好ましくはＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏ成分のいずれか一方或いは両方により成ることが好ましい。これは他のＲ２Ｏ成分はＬｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏ成分に比べ、比較的失透性悪化が顕著とないやすいためである。
ＺｎＯ成分はＴｅＯ２成分のガラス化を容易にする効果がある成分であり、本発明においては有用な成分である。しかし、その量が少なすぎるとガラスが不安定になりやすく、過剰に含有しても失透性が増しやすくなったり、屈折率の低下やガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって、本発明においては好ましくは１％、より好ましくは２％、最も好ましくは３％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２７％、最も好ましくは２５％を上限とする。
Ｂｉ２Ｏ３成分はＴｅＯ２成分のガラス化を容易にし、屈折率を高くする効果があり、発明においては有用な成分である。しかし、その量が少なすぎるとガラスが不安定になりやすく、過剰に含有しても失透性が増増しやすくなったり、またガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては好ましくは１％、より好ましくは２％、最も好ましくは３％を下限とし、好ましくは２０％、より好ましくは１７％、最も好ましくは１５％を上限とする。
Ａｌ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３成分は、ともにガラスの失透性を抑制する効果がある成分であり、いずれか一方又は両方を含有することが好ましい。しかし、その量が少なすぎると失透性抑制の効果が不十分になりやすく、過剰に含有しても失透性が増しやすく、さらに屈折率の低下やガラス転移点（Ｔｇ）の上昇を招きやすいという不利益がある。したがって本発明においてはＡｌ２Ｏ３及びＧａ２Ｏ３成分含有量の合計が、外割で好ましくは０．０１％、より好ましくは０．０５％、最も好ましくは０．１％を下限とし、好ましくは３．０％、より好ましくは２．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
なお、本間明細書中において「外割」とは、Ａｌ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３成分以外の酸化物成分の合計含有量を１００％と仮定した場合の、Ａｌ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３成分の相対質量％を意味する。
各々の成分については、Ａｌ２Ｏ３成分は好ましくは２．０％、より好ましくは１．５％、最も好ましくは１．０％を上限とする。Ｇａ２Ｏ３は好ましくは２．０％、より好ましくは１．５％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
ところで、ＴｅＯ２成分は本発明の光学ガラスにおいてガラス形成酸化物として作用しうるが、単独ではガラス化することが非常に困難である。そのため、上述の成分（すなわちＲ２Ｏ、ＺｎＯ及びＢｉ２Ｏ３成分、並びにＡｌ２Ｏ３およびＧａ２Ｏ３成分の一方又は両方）の少なとも1種以上を含有させることが好ましい。また、ＴｅＯ２成分とそれらの成分を同時に含有させることによって、より優れた安定性、溶解性、化学的耐久性、光学ガラスとしての性能を備えたガラスを得やすくなる。
Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５成分は屈折率を低下させ、ガラス転移点（Ｔｇ）を高くする成分であるため、その合計量が好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。ただし、いずれも含有しなくとも差し支えない。
Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５の各々の成分については、それぞれ好ましくは５．０％、より好ましくは３．０％、最も好ましくは１．０％を上限とする。
Ｆ成分については、失透性を増加させやすくする成分であるため、好ましくは５％、より好ましくは２％、最も好ましくは含有しない。なお、本発明におけるFの含有量は、本発明のガラスを構成する酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したFの合計量が前記酸化物基準組成１００質量％基準にして、F原子として計算した場合の質量％で表すものである。
ＳｉＯ２成分は失透性を改善する効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、また屈折率が低下しやすくガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。
ＭｇＯ成分は失透性を改善する効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、また屈折率が低下しやすくガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。
ＣａＯ成分は失透性を改善する効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、また屈折率が低下しやすくガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは２０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
ＢａＯ成分は失透性を改善する効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、また屈折率が低下しやすくガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは２０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
ＳｒＯ成分は失透性を改善する効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、また屈折率が低下しやすくガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは２０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
ＴｉＯ２成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｎｂ２Ｏ５成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｔａ２Ｏ５成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
ＷＯ３成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
ＺｒＯ２成分は化学的耐久性を改善する効果がある成分であるので本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。
Ｙ２Ｏ３成分は化学的耐久性を改善する効果がある成分であるので本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、その合計量が、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｙｂ２Ｏ３成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、その合計量が、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｌａ２Ｏ３成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、その合計量が、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｇｄ２Ｏ３成分は屈折率を高くする効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、その合計量が、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＧｄ２Ｏ３からなる希土類酸化物成分は、上述のように化学的耐久性の改善や屈折率を高くする効果を有する任意成分である。しかし、これら成分が過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、その合計量が、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは５．０％を上限とする。
Ｓｂ２Ｏ３成分は清澄作用の効果がある成分であるので、本発明においては任意に含有できる。しかし、過剰に含有すると失透性が増加しやすくなり、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすいという不利益がある。したがって本発明においては、好ましくは０．５％、より好ましくは０．４％、最も好ましくは０．３％を上限とする。
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。
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成分は、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。
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、光線透過率を下げやすいので、実質的に含有しないことが好ましい。ここで「実質的に含有しない」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。
本発明のガラス組成物は、その組成がｍｏｌ％で表されているため直接的に質量％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成分の質量％表示による組成は、酸化物基準組成で概ね以下の値をとる。
ＴｅＯ２ ４０〜９０％、
Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上） ５〜３０％、
ＺｎＯ １〜２０％
Ｂｉ２Ｏ３ １〜５０％及び
Ａｌ２Ｏ３及び／又はＧａ２Ｏ３を外割で０．００５〜３．０ｍｏｌ％並びに
Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５ ０〜５％
ＳｉＯ２ ０〜１０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ ０．５〜１０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ ０〜１０％及び／又は
Ｋ２Ｏ ０〜１０％及び／又は
ＭｇＯ ０〜５％及び／又は
ＣａＯ ０〜２０％及び／又は
ＢａＯ ０〜２０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜２０％及び／又は
ＴｉＯ２ ０〜５％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５ ０〜２５％及び／又は
ＷＯ３ ０〜１５％及び／又は
ＺｒＯ２ ０〜５％及び／又は
Ｙ２Ｏ３ ０〜１５％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜２５％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３ ０〜２０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２％
ＴｅＯ２ ４０〜９０％、
Ｒ２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上） ５〜３０％、
ＺｎＯ １〜２０％
Ｂｉ２Ｏ３ １〜５０％及び
Ａｌ２Ｏ３及び／又はＧａ２Ｏ３を外割で０．００５〜３．０ｍｏｌ％並びに
Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５ ０〜５％
ＳｉＯ２ ０〜１０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ ０．５〜１０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ ０〜１０％及び／又は
Ｋ２Ｏ ０〜１０％及び／又は
ＭｇＯ ０〜５％及び／又は
ＣａＯ ０〜２０％及び／又は
ＢａＯ ０〜２０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜２０％及び／又は
ＴｉＯ２ ０〜５％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜２０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５ ０〜２５％及び／又は
ＷＯ３ ０〜１５％及び／又は
ＺｒＯ２ ０〜５％及び／又は
Ｙ２Ｏ３ ０〜１５％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３ ０〜２５％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３ ０〜２０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３ ０〜１０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２％
次に、本発明において規定される物性について説明する。
本発明の光学ガラスにおいては、屈折率（ｎｄ）が１．９以上およびアッベ数（νｄ）が１５以上が所望である。かかる光学恒数を有することにより、例えばカメラ内のレンズ枚数を減らす等の市場の要求に対応することできる。
ガラス転移点はガラスの熱膨張測定によって測定されるものである、ガラス転移点が高いほど成形温度が高いことを示し、すなわち金型の寿命が短くなることを示唆する。本発明の光学ガラスにおいては、従来の超鋼製金型のみならず、ステンレス鋼等の金型による精密プレス成形にも適用できることが好ましいため、そのガラス転移点が、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２９５℃以下、最も好ましくは２９０℃以下である
本発明においては、化学的耐久性の指標として、日本光学硝子工業会規格；ＪＯＧＩＳ０６−１９９９に規定される粉末法耐水性を用いている。化学的耐久性が悪すぎると、光学ガラスとして使用することが困難となる。特に、本発明の光学ガラスをレンズプリフォーム材に適用することを考慮すると、好ましくは１〜３級。より好ましくは１〜２級、最も好ましくは１級である。
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、或いは溶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に、溶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、また板状ガラスや棒状ガラスを冷間加工して製造しても良い。
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．１１）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移点（Ｔｇ）の結果と共に表１〜３に示す。表中、各成分の組成はｍｏｌ％で表示するものとする。
表１〜表３に示した本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１）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３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、白金または金るつぼに投入し、組成による熔融性に応じて、５００〜１０００℃で、３０分〜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−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
ガラス転移点（Ｔｇ）は日本光学硝子工業会規格ＪＯＪＩＳ０８−２００３（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、試料片として長さ５０ｍｍ、直径４ｍｍの試料を使用した。
粉末法耐水性を示す級の値は、日本光学硝子工業会規格；ＪＯＧＩＳ０６−１９９９により、次のようにして求めた。実施例（Ｎｏ．１〜１１）のガラスを、粒度４２５〜６００μｍに破砕し、破砕したガラス試料を比重グラムとり、白金かごの中に入れ、白金かごを純水（ｐＨ６．５−７．５）の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で６０分間処理した後、処理後のガラス試料の減量率（％）を算出して、減量率が０．０５％未満の場合を級１、減量率が０．０５〜０．１０％未満の場合を級２、減量率が０．１０〜０．２５％未満の場合を級３としたものであり、級の数が小さいほど、ガラスの耐水性が優れていることを意味する。
表１〜表３に見られるとおり、本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１）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、ガラス転移点（Ｔｇ）が３００℃以下の範囲にあるため、低温での精密モールドプレス成形に適しており、更には粉末法耐水性が良好であるので化学的耐久性にも優れて、精密プレス成形のためのレンズプリフォーム材への適用が可能である。
Claims (9)
- 精密プレス成形用の光学ガラスであって、
屈折率（ｎｄ）が１．９以上およびアッベ数（νｄ）が１５以上であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が３００℃以下であり、Ｐｂ及び／又はＡｓ化合物を含まず、
酸化物基準のｍｏｌ％で、
ＴｅＯ ２ ５０〜９０％、
Ｒ ２ Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上） ５〜３０％、
ＺｎＯ １〜３０％、
Ｂｉ ２ Ｏ ３ １〜２０％、
Ａｌ ２ Ｏ ３ 及び／又はＧａ ２ Ｏ ３ 成分を外割で０．０１〜１．０％、
ＳｉＯ ２ ０〜１０％、
Ｌｉ ２ Ｏ ０〜３０％、
Ｎａ ２ Ｏ ０〜２０％、
Ｋ ２ Ｏ ０〜１５％、
Ｃｓ ２ Ｏ ０〜１０％、
ＭｇＯ ０〜１０％、
ＣａＯ ０〜２０％、
ＢａＯ ０〜２０％、
ＳｒＯ ０〜２０％、
ＴｉＯ ２ ０〜１０％、
Ｎｂ ２ Ｏ ５ ０〜１０％、
Ｔａ ２ Ｏ ５ ０〜１０％、
ＷＯ ３ ０〜１０％、
ＺｒＯ ２ ０〜１０％、
Ｙ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｙｂ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｌａ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、
Ｇｄ ２ Ｏ ３ ０〜１０％、及び
Ｓｂ ２ Ｏ ３ ０〜０．５％
を含有することを特徴とする光学ガラス。 - 粉末法耐水性が１級、２級又は３級であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
- Ｂ ２ Ｏ ３ 、ＧｅＯ ２ 及びＰ ２ Ｏ ５ 成分の含有率の合計が５ｍｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学ガラス。
- Ｒ ２ Ｏ成分がＬｉ ２ Ｏ及び／又はＮａ ２ Ｏ成分からな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。
- Ｆ成分を実質的に含有しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- Ｙ ２ Ｏ ３ 、Ｙｂ ２ Ｏ ３ 、Ｌａ ２ Ｏ ３ 及びＧｄ ２ Ｏ ３ 成分の含有量の合計が１０ｍｏｌ％未満であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスを精密プレス成形してなることを特徴とする光学素子。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラスからなることを特徴とする精密プレス成形用プリフォーム。
- 請求項８に記載のプリフォームを精密プレス成形してなることを特徴とする光学素子。
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