JP5442952B2 - Fluorophosphate glass, glass material for press molding, optical element blank, optical element, manufacturing method thereof, and manufacturing method of glass molded body - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ、プリズム、光学フィルターなどの光学素子材料に好適なフツリン酸ガラスに関する。また本発明は、前記フツリン酸ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子およびそれらの製造方法、ならびにガラス成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a fluorophosphate glass suitable for optical element materials such as lenses, prisms, and optical filters. Moreover, this invention relates to the glass raw material for press molding which consists of the said fluorophosphate glass, an optical element blank, an optical element, those manufacturing methods, and the manufacturing method of a glass molded object.
フツリン酸ガラスは、低分散性、異常分散性などの特性を備えるガラスとして高次の色収差補正用ガラスをはじめとする種々の用途に使用されている。 Fluorophosphate glass is used in various applications including high-order chromatic aberration correction glass as a glass having characteristics such as low dispersion and anomalous dispersion.
このようなフツリン酸ガラスの一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の請求項１に開示されているガラスは、熔融ガラスを成形する際、脈理発生を低減、防止するためにガラスの温度を低下させても、成形に適した粘性が得られるようリチウム（Ｌｉ）成分を導入し、そして、ガラス転移温度や液相温度の上昇を抑えるため、アルミニウム（Ａｌ）成分の量を３０カチオン％以下に制限している。
ところで、上記フツリン酸ガラスは、低分散領域全般にわたり高い品質を実現しているが、超低分散領域に重点を置いた場合、改善の余地がある。
本発明は、超低分散性と優れた安定性を有するフツリン酸ガラスを提供すること、前記該ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子とそれらの製造方法を提供すること、ならびに前記ガラスからなるガラス成形体の製造方法を提供することを目的とする。
By the way, although the said fluorophosphate glass has implement | achieved high quality over the whole low dispersion area | region, when an emphasis is put on an ultra-low dispersion area | region, there is room for improvement.
The present invention provides a fluorophosphate glass having ultra-low dispersibility and excellent stability, providing a glass material for press molding comprising the glass, an optical element blank, an optical element, and a method for producing them, And it aims at providing the manufacturing method of the glass molded object which consists of said glass.
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、フツリン酸ガラスにおいて、その揮発性抑制のため、Ｐ５＋に対するＯ２−の比率（Ｏ２−／Ｐ５＋）を高めることによるネットワーク形成成分のＰ５＋の含有量の減少をもう一つのネットワーク形成成分であるＡｌ３＋の含有量を増加することにより、超低分散性と優れた安定性を有するフツリン酸ガラスが得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。 The present inventors have made intensive studies in order to achieve the object, in the fluorophosphate glass, because of its volatility suppression increase the O 2- ratio (O 2- / P 5+) for P 5+ By reducing the P 5+ content of the network-forming component due to the increase in the content of Al 3+ , another network-forming component, a fluorophosphate glass having ultra-low dispersibility and excellent stability can be obtained. Based on this finding, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、
（１）ガラス成分として、
Ｐ５＋を３〜２５カチオン％、
Ａｌ３＋を３０カチオン％を超え４０カチオン％以下、
Ｂａ２+を０〜１０カチオン％、
Ｌｉ＋を０．５〜２０カチオン％、
Ｍｇ ２＋ を０〜１５％、
Ｃａ ２＋ を５〜３５％、
Ｓｒ ２＋ を１５〜２５％、
Ｆ−を６５アニオン％以上
含み、Ｐ５＋の含有量に対するＯ２−の含有量のモル比Ｏ２−／Ｐ５＋が３．５以上であり、液相温度が７００℃以下であることを特徴とするフツリン酸ガラス、
（２）カチオン％表示にて、
Ｍｇ２＋を０〜１０％、
Ｎａ＋を０〜１０％、
Ｋ＋を０〜１０％、
Ｙ３＋を０〜５％
含む上記（１）に記載のフツリン酸ガラス、
（３）アッベ数νｄが８５〜９８である上記（１）または（２）に記載のフツリン酸ガラス、
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなることを特徴とするプレス成形用ガラス素材、
（５）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなることを特徴とする光学素子ブランク、
（６）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のフツリン酸ガラスからなることを特徴とする光学素子、
（７）ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを鋳型に流し込んでガラス成形体を成形するガラス成形体の製造方法において、
上記（１）〜（３）のいずれかに記載のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とするガラス成形体の製造方法、
（８）上記（７）に記載の方法で作製したガラス成形体を加工することを特徴とするプレス成形用ガラス素材の製造方法、
（９）ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出し、熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離して、該熔融ガラス塊を冷却する過程で精密プレス成形に供するプリフォームに成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
上記（１）〜（３）のいずれかに記載のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とするプレス成形ガラス素材の製造方法、
（１０）上記（４）に記載のプレス成形用ガラス素材または上記（８）に記載の方法で作製したプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法、
（１１）ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出し、熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離して、該熔融ガラス塊をプレス成形する光学素子ブランクの製造方法において、
上記（１）〜（３）のいずれかに記載のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法、
（１２）上記（１０）または（１１）に記載の方法により作製した光学素子ブランクを研削、研磨することを特徴とする光学素子の製造方法、
（１３）上記（４）に記載のプレス成形用ガラス素材または上記（９）に記載の方法で作製したプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法、
（１４）プレス成形用ガラス素材をプレス成形型内に導入し、前記ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形する上記（１３）に記載の光学素子の製造方法、
（１５）プレス成形用ガラス素材を加熱し、前記ガラス素材を予熱したプレス成形型内に導入し、精密プレス成形する上記（１３）に記載の光学素子の製造方法、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) As a glass component,
3 to 25 cation% P 5+ ,
Al 3+ exceeds 30 cation% and 40 cation% or less,
Ba 2+ 0-10 cation%,
Li + 0.5-20 cation%,
Mg 2+ from 0 to 15%,
5 to 35% Ca 2+
15-25% Sr2 + ,
F - hints 65 anionic% or more, the molar ratio (O 2- / P 5+) of O 2- content is 3.5 or more with respect to the content of P 5+, wherein the liquidus temperature of 700 ° C. or less Fluorophosphate glass,
(2) In cation% display,
Mg 2+ from 0 to 10 % ,
N a + from 0 to 10%,
K + from 0 to 10%,
Y 3+ from 0 to 5%
The fluorophosphate glass according to (1) above,
(3) The fluorophosphate glass according to (1) or (2), wherein the Abbe number νd is 85 to 98,
(4) A glass material for press molding comprising the fluorophosphate glass according to any one of (1) to (3) above,
(5) An optical element blank comprising the fluorophosphate glass according to any one of (1) to (3) above,
(6) An optical element comprising the fluorophosphate glass according to any one of (1) to (3) above,
(7) In a method for producing a glass molded body, in which a glass raw material is melted and the obtained molten glass is poured into a mold to form a glass molded body.
The glass raw material is prepared and melted so as to obtain the fluorophosphate glass according to any one of (1) to (3) above,
(8) A method for producing a glass material for press molding, characterized by processing a glass molded body produced by the method described in (7) above,
(9) A press that melts a glass raw material, flows out the obtained molten glass, separates the molten glass lump from the molten glass stream, and forms the preform into a precision press molding in the process of cooling the molten glass lump. In the manufacturing method of the glass material for molding,
A glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass according to any one of (1) to (3) is obtained, and a method for producing a press-molded glass material,
(10) An optical element blank characterized by heating, softening and press-molding a press-molding glass material according to (4) or a press-molding glass material prepared by the method according to (8) above. Production method,
(11) In the method for producing an optical element blank, in which the glass raw material is melted, the obtained molten glass is flown out, the molten glass lump is separated from the molten glass stream, and the molten glass lump is press-molded.
A glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass according to any one of (1) to (3) is obtained, and a method for producing an optical element blank,
(12) A method for producing an optical element, comprising grinding and polishing an optical element blank produced by the method according to (10) or (11) above,
(13) The press-molding glass material described in (4) above or the press-molding glass material prepared by the method described in (9) above is heated and precision press-molded using a press mold. A method of manufacturing an optical element,
(14) The method for producing an optical element according to (13), wherein a glass material for press molding is introduced into a press mold, the glass material and the press mold are heated together, and precision press molding is performed.
(15) The method for producing an optical element according to (13), wherein the glass material for press molding is heated, the glass material is introduced into a preheated press mold, and precision press molding is performed.
Is to provide.
本発明によれば、超低分散性と優れた安定性を有するフツリン酸ガラスを提供することができる。
また、前記ガラスからなるプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子とそれらの製造方法を提供すること、ならびに前記ガラスからなるガラス成形体の製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a fluorophosphate glass having ultra-low dispersibility and excellent stability.
Moreover, the glass raw material for press molding which consists of the said glass, an optical element blank, an optical element, and those manufacturing methods can be provided, and the manufacturing method of the glass molded object which consists of the said glass can be provided.
［フツリン酸ガラス］
以下、本発明のフツリン酸ガラスについて詳説する。
本発明のフツリン酸ガラスは、ガラス成分として、
Ｐ５＋を３〜２５カチオン％、
Ａｌ３＋を３０カチオン％を超え４０カチオン％以下、
Ｌｉ＋を０．５〜２０カチオン％、
Ｆ−を６５アニオン％以上
含み、液相温度が７００℃以下であることを特徴とする。
[Fluorophosphate glass]
Hereinafter, the fluorophosphate glass of the present invention will be described in detail.
The fluorophosphate glass of the present invention, as a glass component,
3 to 25 cation% P 5+ ,
Al 3+ exceeds 30 cation% and 40 cation% or less,
Li + 0.5-20 cation%,
The liquid phase temperature is 700 ° C. or lower, including F − in 65 anionic% or more.
本明細書において、特記しない限り、カチオン成分の含有量、合計含有量はカチオン％表示とし、アニオン成分の含有量、合計含有量はアニオン％表示とする。 In the present specification, unless otherwise specified, the cation component content and the total content are expressed in cation%, and the anion component content and the total content are expressed in anion%.
本発明のフツリン酸ガラスは、さらに、
Ｍｇ２＋を０〜１５％、
Ｃａ２＋を５〜３５％、
Ｓｒ２＋を５〜２５％、
Ｂａ２＋を０〜２０％、
Ｎａ＋を０〜１０％、
Ｋ＋を０〜１０％、
Ｙ３＋を０〜５％
を含むことができる。
The fluorophosphate glass of the present invention further comprises
Mg 2+ from 0 to 15%,
5 to 35% Ca 2+
5-25% Sr2 + ,
Ba 2+ 0-20%,
Na + 0-10%,
K + from 0 to 10%,
Y 3+ from 0 to 5%
Can be included.
以下、上記範囲の限定理由について説明する。
Ｐ５＋は、必須成分であり、ガラスのネットワークフォーマーとして機能する。Ｐ５＋の含有量が３％未満であるとガラスの安定性が著しく低下し、２５％を超えるとガラス成分の揮発が激しくなり、光学的に均質なガラスを得たり、光学特性の安定したガラスを量産することが困難になる。したがって、Ｐ５＋の含有量を３〜２５％とする。Ｐ５＋の含有量の好ましい範囲は５〜２０％、より好ましい範囲は５〜１５％、さらに好ましい範囲は１０〜１５％である。
Hereinafter, the reasons for limiting the above range will be described.
P 5+ is an essential component and functions as a glass network former. If the P 5+ content is less than 3%, the stability of the glass is significantly reduced. If the P 5+ content exceeds 25%, the volatilization of the glass components becomes violent, resulting in an optically homogeneous glass or a glass with stable optical properties. Is difficult to mass-produce. Therefore, the content of P 5+ is set to 3 to 25%. A preferable range of the content of P 5+ is 5 to 20%, a more preferable range is 5 to 15%, and a further preferable range is 10 to 15%.
Ａｌ３＋は、必須成分であり、ガラスの安定性を向上させる働きをする。Ａｌ３＋の必要量はＦ−の含有量の増加に伴い増大し、Ｆ−を６５アニオン％以上含む本発明のフツリン酸ガラスでは、安定性を一層向上させる上から３０％超のＡｌ３＋の導入が必要となる。しかし、Ａｌ３＋の含有量が４０％を越えるとガラスの安定性が低下する。したがって、Ａｌ３＋の含有量を３０％を超え４０％以下とする。Ａｌ３＋の含有量の好ましい範囲は３０．５〜３８％、より好ましい範囲は３１〜３５％、さらに好ましい範囲は３２〜３４％である。 Al 3+ is an essential component and functions to improve the stability of the glass. The required amount of Al 3+ is F - with increasing content and increasing, F - in the fluorophosphate glass of the present invention that the containing 65 anionic% or more, introducing stability over further improved to 30% of Al 3+ Is required. However, if the content of Al 3+ exceeds 40%, the stability of the glass decreases. Therefore, the content of Al 3+ is set to more than 30% and 40% or less. A preferable range of the content of Al 3+ is 30.5 to 38%, a more preferable range is 31 to 35%, and a further preferable range is 32 to 34%.
Ｌｉ＋は、ガラス融液の粘性を低下させるが、液相温度を低下させる働きが非常に強く、結果的に液相温度におけるガラスの粘度を大きくし、熔融ガラスを成形する際、脈理の発生を抑制する働きをする。また、ガラス転移温度を低下させる働きもある。Ｌｉ＋の含有量が０．５％未満であると上記効果が十分でなく、２０％を超えるとガラス融液の粘度が著しく低下し、成形が困難になったり、ガラスの安定性が低下して結晶化が促進されてしまう。したがって、Ｌｉ＋の含有量を０．５〜２０％とする。Ｌｉ＋の含有量の好ましい範囲は０．５〜１０％、より好ましい範囲は１〜５％、さらに好ましい範囲は２〜５％である。 Li + lowers the viscosity of the glass melt, but it has a very strong function of lowering the liquidus temperature. As a result, the viscosity of the glass at the liquidus temperature is increased, and when forming molten glass, It works to suppress the occurrence. It also has the function of lowering the glass transition temperature. If the content of Li + is less than 0.5%, the above effect is not sufficient, and if it exceeds 20%, the viscosity of the glass melt is remarkably lowered, making it difficult to form, and the stability of the glass is lowered. As a result, crystallization is promoted. Therefore, the content of Li + is set to 0.5 to 20%. A preferable range of the content of Li + is 0.5 to 10%, a more preferable range is 1 to 5%, and a further preferable range is 2 to 5%.
Ｆ−は、ガラスに低分散性、異常分散性を付与するための必須成分である。Ｆ−の含有量が６５％未満であると、所望の低分散性を得ることが難しくなり、異常分散性も十分でない。したがって、Ｆ−の含有量を６５％以上とする。前記含有量の上限は９５％を目処と考えればよい。Ｆ−の含有量の好ましい範囲は７５〜９２％、より好ましい範囲は８０〜８５％である。 F − is an essential component for imparting low dispersibility and anomalous dispersibility to the glass. When the content of F − is less than 65%, it becomes difficult to obtain a desired low dispersibility, and the anomalous dispersibility is not sufficient. Therefore, the content of F − is set to 65% or more. The upper limit of the content may be 95%. A preferable range of the content of F − is 75 to 92%, and a more preferable range is 80 to 85%.
本発明のフツリン酸ガラスにおけるアニオン成分は実質的にＦ−とＯ２−からなる。この他、アニオン成分として少量のＣｌ−を導入することもできる。熔融ガラスを白金系パイプから流出する際、ガラスがパイプ外周面に濡れ上がって脈理などの発生要因となるが、Ｃｌ−を添加することによりガラス融液の濡れ上がりを低減する効果が得られる。 The anionic component in the fluorophosphate glass of the present invention consists essentially of F − and O 2− . In addition, a small amount of Cl − can be introduced as an anionic component. When the molten glass flows out of the platinum-based pipe, the glass wets the outer peripheral surface of the pipe and causes striae and the like, but the effect of reducing the wetting of the glass melt can be obtained by adding Cl −. .
安定性の優れたガラスを実現する上から、Ｆ−とＯ２−の合計含有量を９５％以上とすることが好ましく、９７％以上とすることがより好ましく、９８％以上とすることがさらに好ましく、９９％以上とすることが一層好ましい。 From the viewpoint of realizing a glass having excellent stability, the total content of F − and O 2− is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, and even more preferably 98% or more. Preferably, it is more preferably 99% or more.
本発明のフツリン酸ガラスの液相温度は７００℃以下である。本発明では前述のように液相温度を低下させることにより熔融ガラスの成形に適した粘性特性が得られる。液相温度が７００℃よりも高いと、高温のガラス表面からの揮発が増大し、脈理の発生、光学特性の変動などの問題が生じるが、液相温度を７００℃以下にすることにより、こうした問題を軽減、解消することができる。本発明における液相温度の好ましい範囲は６８０℃以下、より好ましい範囲は６５０℃以下である。液相温度の下限に特に制限はないが、５５０℃を目安に考えればよい。 The liquid phase temperature of the fluorophosphate glass of the present invention is 700 ° C. or lower. In the present invention, as described above, by reducing the liquidus temperature, it is possible to obtain viscosity characteristics suitable for molding molten glass. When the liquidus temperature is higher than 700 ° C., volatilization from the glass surface at a high temperature increases, causing problems such as striae and fluctuations in optical properties. These problems can be reduced or eliminated. The preferable range of the liquidus temperature in the present invention is 680 ° C. or less, and the more preferable range is 650 ° C. or less. Although there is no restriction | limiting in particular in the minimum of liquidus temperature, 550 degreeC should just be considered as a standard.
Ｍｇ２＋は１５％までの導入により、ガラスの安定性を向上させる働きをする。したがって、Ｍｇ２＋の含有量を０〜１５％とすることが好ましく、１〜１０％とすることがより好ましく、２〜５％とすることがさらに好ましい。 Mg 2+ works to improve the stability of the glass when introduced up to 15%. Therefore, the Mg 2+ content is preferably 0 to 15%, more preferably 1 to 10%, and even more preferably 2 to 5%.
Ｃａ２＋はガラスの安定性を高める効果があり、Ｆ−含有量が多くなるほど増量することが望まれる成分である。Ｃａ２＋の含有量が５％未満であると上記効果を十分得にくく、３５％を超えると安定性が低下するため、Ｃａ２＋の含有量を５〜３５％とすることが好ましい。Ｃａ２＋の含有量のより好ましい範囲は１０〜３０％であり、Ｃａ２＋の含有量のさらに好ましい下限は２０％、Ｃａ２＋の含有量のさらに好ましい上限は２５％である。 Ca 2+ has an effect of increasing the stability of the glass, and is a component that is desired to increase as the F − content increases. When the content of Ca 2+ is less than 5%, the above effect is hardly obtained, and when it exceeds 35%, the stability is lowered. Therefore, the content of Ca 2+ is preferably 5 to 35%. More preferred range of the content of Ca 2+ is 10 to 30%, still more preferred lower limit is 20% of the content of Ca 2+, more preferably the upper limit of the content of Ca 2+ is 25%.
Ｓｒ２＋はガラスの安定性を高める効果があり、その含有量が５％未満であると前記効果が十分でなく、２５％を超えると安定性が低下する。したがって、Ｓｒ２＋の含有量を５〜２５％とすることが好ましい。Ｓｒ２＋の含有量のより好ましい範囲は１０〜２５％、さらに好ましい範囲は１５〜２０％である。 Sr 2+ has an effect of increasing the stability of the glass, and if the content is less than 5%, the effect is not sufficient, and if it exceeds 25%, the stability is lowered. Therefore, the content of Sr 2+ is preferably 5 to 25%. A more preferable range of the content of Sr 2+ is 10 to 25%, and a further preferable range is 15 to 20%.
このように、Ｃａ２＋とＳｒ２＋を共存させることにより、ガラスの安定性をより向上させることができる。 Thus, the stability of glass can be improved more by making Ca <2+> and Sr <2+> coexist.
Ｂａ２＋は、２０％までの導入により、ガラスの安定性を向上させる働きをする。したがって、Ｂａ２＋の含有量を０〜２０％とすることが好ましい。Ｂａ２＋はＦ−の含有量が少ないガラスでは、安定性を向上させる働きが強いが、Ｆ−の量が多いガラスでは必須成分ではない。Ｂａ２＋の含有量のより好ましい範囲は１〜１５％、さらに好ましい範囲は５〜１０％である。 Ba 2+ works to improve the stability of the glass when introduced up to 20%. Therefore, the content of Ba 2+ is preferably 0 to 20%. Ba 2+ is F - In a glass containing a small amount of a strong acts to improve stability, F - the amount is not an essential component in many glass. A more preferable range of the content of Ba 2+ is 1 to 15%, and a more preferable range is 5 to 10%.
ガラスの安定性を一層向上させる上から、Ｆ−の量が多い場合は、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋とともにＭｇ２＋を共存させることが好ましく、Ｆ−が少ない場合は、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋とともにＢａ２＋を共存させることが好ましい。 The stability of the glass from the top to further improve, F - if the amount is large of, Ca 2+, it is preferable to coexist Mg 2+ with Sr 2+, F - If is small, Ca 2+, Ba 2+ with Sr 2+ Preferably coexist.
Ｎａ＋は、ガラス転移温度を低下させる働きをするが、過剰に導入するとガラスの安定性が低下する。また、耐水性も低下する。したがって、Ｎａ＋の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｎａ＋の含有量のより好ましい範囲は０〜５％、さらに好ましい範囲は０〜２％である。 Na + serves to lower the glass transition temperature, but when introduced in excess, the stability of the glass is reduced. Moreover, water resistance is also lowered. Therefore, the content of Na + is preferably 0 to 10%. A more preferable range of the Na + content is 0 to 5%, and a more preferable range is 0 to 2%.
Ｋ＋も、ガラス転移温度を低下させる働きをするが、過剰に導入するとガラスの安定性が低下する。また、耐水性も低下する。したがって、Ｋ＋の含有量を０〜１０％とすることが好ましい。Ｋ＋の含有量のより好ましい範囲は０〜５％、さらに好ましい範囲は０〜２％である。 K + also works to lower the glass transition temperature, but if introduced excessively, the stability of the glass is lowered. Moreover, water resistance is also lowered. Therefore, the content of K + is preferably 0 to 10%. A more preferable range of the content of K + is 0 to 5%, and a more preferable range is 0 to 2%.
アルカリ金属成分Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋のうち、複数種を共存させることにより、ガラスの安定性を向上させることができる。 Among the alkali metal components Li + , Na + , and K + , the stability of the glass can be improved by allowing a plurality of types to coexist.
Ｙ３＋は、少量の導入によりガラスの安定性向上が期待されるが、その含有量が５％を超えるとガラスの熔融温度が上昇し、熔融ガラスからの揮発が助長されるとともに、ガラスの安定性も低下する。したがって、Ｙ３＋の含有量を０〜５％とすることが好ましい。Ｙ３＋の含有量のより好ましい範囲は０．５〜３％、さらに好ましい範囲は１〜３％である。 Y 3+ is expected to improve the stability of the glass by introducing a small amount, but if its content exceeds 5%, the melting temperature of the glass rises, volatilization from the molten glass is promoted, and the stability of the glass The nature is also reduced. Therefore, the Y 3+ content is preferably 0 to 5%. A more preferable range of the content of Y 3+ is 0.5 to 3%, and a more preferable range is 1 to 3%.
この他、屈折率の調整などを目的として少量のＬａ３＋、Ｇｄ３＋、Ｚｒ４＋、Ｚｎ２＋を導入することができる。 In addition, a small amount of La 3+ , Gd 3+ , Zr 4+ , Zn 2+ can be introduced for the purpose of adjusting the refractive index.
なお、熔融ガラスの成形性に優れ、品質の高いフツリン酸ガラスを得る上から、Ｐ５＋、Ａｌ３＋、Ｌｉ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｎａ＋、Ｋ＋およびＹ３＋の合計含有量を９５％以上にすることが好ましく、９７％以上にすることがより好ましく、９８％以上にすることがさらに好ましく、９９％以上にすることが一層好ましい。 In addition, from the viewpoint of obtaining a high-quality fluorophosphate glass having excellent molten glass moldability, P 5+ , Al 3+ , Li + , Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Na + , K + and Y 3+ The total content is preferably 95% or more, more preferably 97% or more, still more preferably 98% or more, and even more preferably 99% or more.
次にガラスへの導入を避けることが好ましい物質について説明する。
Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｔｅ、Ｃｒ、Ｓｅ、Ｕ、Ｔｈは、本発明のフツリン酸ガラスにおいて必要な物質でないばかりでなく、環境負荷が大きい物質であるので、ガラスに導入しないことが好ましい。
Next, substances that are preferably introduced into glass will be described.
Pb, As, Cd, Tl, Te, Cr, Se, U, and Th are not only necessary substances in the fluorophosphate glass of the present invention, but are also substances that have a large environmental load, so it is preferable not to introduce them into the glass. .
本発明のフツリン酸ガラスは、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｇｅといった成分を必要としない。Ｌｕ、Ｓｃ、Ｈｆ、Ｇｅは高価な成分なので、これらを導入しないことが好ましい。 The fluorophosphate glass of the present invention does not require components such as Lu, Sc, Hf, and Ge. Since Lu, Sc, Hf, and Ge are expensive components, it is preferable not to introduce them.
本発明のフツリン酸ガラスは可視域の広い波長域にわたり、優れた光線透過性を示す。こうした性質を活かす上から、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｎｄなどの着色の要因となる物質を導入しないことが好ましい。 The fluorophosphate glass of the present invention exhibits excellent light transmittance over a wide wavelength range in the visible range. From the viewpoint of taking advantage of these properties, it is preferable not to introduce substances that cause coloring such as Cu, Cr, V, Fe, Ni, Co, and Nd.
本発明のフツリン酸ガラスのガラス転移温度は、好ましくは５００℃未満、より好ましくは４８０℃以下、さらに好ましくは４６０℃以下、一層好ましくは４４０℃以下である。 The glass transition temperature of the fluorophosphate glass of the present invention is preferably less than 500 ° C., more preferably 480 ° C. or less, still more preferably 460 ° C. or less, and even more preferably 440 ° C. or less.
本発明のフツリン酸ガラスは、このようにガラス転移温度が低いので、精密プレス成形に好適であるほか、ガラスの再加熱、軟化して成形する際の成形性にも優れている。ガラス転移温度が上記のように低いので成形時の加熱温度も比較的低く抑えることができる。そのため、ガラスとプレス成形型などの成形型との化学反応も起こりにくいため、清浄かつ平滑な表面を有するガラス成形体を成形することができる。また、成形型の劣化も抑制することができる。 Since the fluorophosphate glass of the present invention has such a low glass transition temperature, it is suitable for precision press molding, and is excellent in formability when reheated and softened. Since the glass transition temperature is low as described above, the heating temperature during molding can be kept relatively low. Therefore, since a chemical reaction between the glass and a mold such as a press mold hardly occurs, a glass molded body having a clean and smooth surface can be molded. Moreover, deterioration of the mold can be suppressed.
本発明のフツリン酸ガラスにおいて、アッべ数νｄの好ましい範囲は８５以上、より好ましい範囲は８８〜９６、さらに好ましい範囲は８８〜９２である。 In the fluorophosphate glass of the present invention, the Abbe number νd is preferably 85 or more, more preferably 88 to 96, and still more preferably 88 to 92.
屈折率ｎｄの好ましい範囲は１．４３〜１．５、より好ましい範囲は１．４５〜１．５である。 A preferable range of the refractive index nd is 1.43 to 1.5, and a more preferable range is 1.45 to 1.5.
本発明のフツリン酸ガラスは、超低分散性を有しつつ、液相温度が７００℃以下と優れたガラス安定性も備えているので、色収差補正に好適な光学素子材料として高品質のフツリン酸ガラスを提供することができる。 The fluorophosphate glass of the present invention has ultra-low dispersibility and also has excellent glass stability with a liquidus temperature of 700 ° C. or lower, so that high-quality fluorophosphate is suitable as an optical element material suitable for chromatic aberration correction. Glass can be provided.
なお、フツリン酸ガラスの揮発性、侵蝕性を抑制する上から、Ｐ５＋の含有量に対するＯ２−の含有量のモル比Ｏ２−／Ｐ５＋を３．５以上にすることが望ましい。 Incidentally, volatile fluorophosphate glass, from suppressing the erosive, it is desirable that the molar ratio (O 2- / P 5+) of O 2- content to the content of P 5+ in 3.5 above.
フツリン酸塩ガラスの原料としては、一般にリン酸塩が用いられているが、アニオン成分としてフッ素（Ｆ−）の導入量をなるべく多くするために、リン酸塩としては、リン（Ｐ５＋）１原子に対する酸素（Ｏ２−）原子数の比（酸素原子／リン原子）が小さい、メタリン酸塩（酸素原子／リン原子＝３）が用いられている。しかし、本発明者が検討したところ、上記メタリン酸塩を用いてガラスを作製した場合、熔融ガラス中において、原料に由来するメタリン酸とフッ素が反応することにより、揮発成分としてフッ化ホスホリル（ＰＯＦ３）が発生してしまうのに対して、熔融ガラス中のリン１原子当たりの酸素原子の原子比を３．５以上（酸素原子／リン原子≧３．５）に調整すると、揮発成分の発生量が大幅に低減することが判明した。これは、熔融ガラス中に存在するリン酸として、リン（Ｐ５＋）１原子に対する酸素（Ｏ２−）原子数の比（酸素原子／リン原子）が３であるメタリン酸よりも、リン（Ｐ５＋）１原子に対する酸素（Ｏ２−）原子数の比（酸素原子／リン原子）が３．５である２リン酸の方が安定であるためと考えられる。そこで、フツリン酸塩ガラス中のＰ５＋の含有量に対するＯ２−の含有量のモル比Ｏ２−／Ｐ５＋を３．５以上にすれば、メタリン酸を含まないガラスとし、揮発成分であるフッ化ホスホリルの発生を抑制して、ガラス組成の変動に伴う品質のばらつきが大幅に低減され、熔融ガラスの侵蝕性も抑制される。その結果、揮発に伴う脈理の発生を低減させることができる。さらに、熔融坩堝の侵蝕も抑制されて坩堝を構成する材料が異物としてガラス中に混入するのを防止することもでき、光学的に均質で異物を含まない高品質のフツリン酸ガラスを得ることができる。さらに揮発の抑制によりガラス製造時の屈折率変動も低減、抑制することもできる。 Phosphate is generally used as a raw material for fluorophosphate glass, but in order to increase the amount of fluorine (F − ) introduced as an anion component as much as possible, as a phosphate, phosphorus (P 5+ ) 1 A metaphosphate (oxygen atom / phosphorus atom = 3) having a small ratio of oxygen (O 2− ) atoms to atoms (oxygen atom / phosphorus atom) is used. However, as a result of investigation by the present inventors, when glass is produced using the above-mentioned metaphosphate, phosphoryl fluoride (POF) as a volatile component is obtained by reacting fluorine with metaphosphoric acid derived from the raw material in the molten glass. 3 ) occurs, but when the atomic ratio of oxygen atoms per phosphorus atom in the molten glass is adjusted to 3.5 or more (oxygen atoms / phosphorus atoms ≧ 3.5), volatile components are generated. The amount was found to be significantly reduced. This is a phosphoric acid present in the molten glass than metaphosphoric acid, phosphorus (P 5+) oxygen to 1 atom (O 2-) atomic ratio (oxygen atoms / phosphorus atoms) is 3, phosphorus (P 5+ ) It is considered that diphosphoric acid having a ratio of oxygen (O 2− ) atoms to one atom (oxygen atom / phosphorus atom) of 3.5 is more stable. Therefore, if the molar ratio O 2− / P 5+ of the content of O 2− to the content of P 5+ in the fluorophosphate glass is 3.5 or more, the glass does not contain metaphosphoric acid and is a volatile component. Generation | occurrence | production of phosphoryl fluoride is suppressed, the dispersion | variation in the quality accompanying the fluctuation | variation of a glass composition is reduced significantly, and the corrosiveness of molten glass is also suppressed. As a result, the occurrence of striae due to volatilization can be reduced. Furthermore, the erosion of the melting crucible is also suppressed, so that the material constituting the crucible can be prevented from entering the glass as a foreign material, and an optically homogeneous high-quality fluorophosphate glass containing no foreign material can be obtained. it can. Further, by suppressing the volatilization, the refractive index fluctuation during glass production can be reduced and suppressed.
モル比Ｏ２−／Ｐ５＋を高める手法としては、Ｏ２−の含有量を相対的に高めるか、Ｐ５＋の含有量を相対的に減少させることが考えられる。本発明では、低分散性、異常分散性を高めるため、主要カチオン成分中、Ｆ−の含有量を６５カチオン％以上に高める必要があるため、Ｐ５＋の含有量を相対的に減少させることにより、モル比Ｏ２−／Ｐ５＋を高める。 As a method for increasing the molar ratio O 2− / P 5+ , it is conceivable to relatively increase the content of O 2− or relatively decrease the content of P 5+ . In the present invention, in order to improve low dispersibility and anomalous dispersibility, it is necessary to increase the content of F − to 65 cation% or more in the main cation component. Therefore, by relatively reducing the content of P 5+ , Increase the molar ratio O 2− / P 5+ .
このようにＰ５＋の含有量を減少させたガラスでは、ガラス安定性の維持のため、Ａｌ３＋の含有量を高めることが望まれる。本発明によれば、Ａｌ３＋の含有量を３０％より多くしているので、液相温度を７００℃以下に維持しつつ、モル比Ｏ２−／Ｐ５＋を高めることができる。モル比Ｏ２−／Ｐ５＋の好ましい範囲は３．４以上、より好ましい範囲は３．５以上、さらに好ましくは３．５５以上である。 As described above, in the glass in which the content of P 5+ is reduced, it is desired to increase the content of Al 3+ in order to maintain glass stability. According to the present invention, since the content of Al 3+ is more than 30%, the molar ratio O 2− / P 5+ can be increased while maintaining the liquidus temperature at 700 ° C. or lower. A preferable range of the molar ratio O 2− / P 5+ is 3.4 or more, a more preferable range is 3.5 or more, and even more preferably 3.55 or more.
［フツリン酸ガラスの製造方法］
本発明のフツリン酸ガラスは、熔融法にて製造することができる。以下、その一例について説明する。ガラス原料として、ガラス成分に相当するリン酸塩、フッ化物などを使用し、これら原料を秤量し、十分混合して調合原料とし、調合原料を白金製坩堝に入れて８５０〜９５０℃の温度範囲で１〜３時間程度、加熱、熔融する。こうして得られる熔融ガラスを清澄、均質化して得られた熔融ガラスを鋳型に鋳込んで急冷することによりフツリン酸ガラスを作ることができる。
[Method for producing fluorophosphate glass]
The fluorophosphate glass of the present invention can be produced by a melting method. Hereinafter, an example will be described. As glass raw materials, phosphates and fluorides corresponding to glass components are used, these raw materials are weighed, mixed well to prepare raw materials, and the raw materials are put in a platinum crucible and a temperature range of 850 to 950 ° C. And heat and melt for about 1 to 3 hours. A molten glass obtained by clarifying and homogenizing the molten glass thus obtained is cast into a mold and rapidly cooled to produce a fluorophosphate glass.
［プレス成形用ガラス素材］
次に本発明のプレス成形用ガラス素材について説明する。
本発明のプレス成形用ガラス素材は、上記本発明のフツリン酸ガラスからなるガラス素材である。
[Glass material for press molding]
Next, the glass material for press molding of the present invention will be described.
The glass material for press molding of the present invention is a glass material made of the fluorophosphate glass of the present invention.
上記ガラス素材は、プレス成形に供されるガラス塊を意味する。ガラス素材の例としては、精密プレス成形用プリフォーム、光学素子ブランクのプレス成形用ガラスゴブなど、プレス成形品の質量に相当するガラス塊を挙げることができる。 The glass material means a glass lump used for press molding. Examples of the glass material include a glass lump corresponding to the mass of the press-molded product, such as a precision press-molding preform and an optical element blank press-molding glass gob.
以下、上記各例について説明する。
精密プレス成形用プリフォーム（以下、単にプリフォームをいうことがある。）は、加熱して精密プレス成形に供されるガラス予備成形体を意味するが、ここで精密プレス成形とは、周知のようにモールドオプティクス成形とも呼ばれ、光学素子の光学機能面をプレス成形型の成形面を転写することにより形成する方法である。なお、光学機能面とは光学素子において、制御対象の光を屈折したり、反射したり、回折したり、入出射させる面を意味し、レンズにおけるレンズ面などがこの光学機能面に相当する。
The above examples will be described below.
Preform for precision press molding (hereinafter sometimes referred to simply as “preform”) means a glass preform that is heated and used for precision press molding. Here, precision press molding is a well-known material. Thus, it is also called mold optics molding, and is a method of forming the optical functional surface of the optical element by transferring the molding surface of the press mold. The optical function surface means a surface that refracts, reflects, diffracts, or enters and exits the light to be controlled in the optical element, and the lens surface of the lens corresponds to the optical function surface.
精密プレス成形時にガラスとプレス成形型成形面との反応、融着を防止しつつ、成形面に沿ってガラスの延びが良好になるようにするため、プリフォームの表面に炭素含有膜を被覆することが好ましい。炭素含有膜としては、炭素を主成分とするもの（膜中の元素含有量を原子％で表したとき、炭素の含有量が他の元素の含有量よりも多い）が望ましい。具体的には、炭素膜や炭化水素膜などを例示することができる。炭素含有膜の成膜法としては、炭素原料を使用した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の公知の方法や、炭化水素などの材料ガスを使用した熱分解などの公知の方法を用いればよい。 Cover the preform surface with a carbon-containing film to prevent the glass from reacting and fusing with the press-molding surface during precision press-molding, while ensuring that the glass stretches along the molding surface. It is preferable. As the carbon-containing film, a film containing carbon as a main component (when the element content in the film is expressed in atomic%, the carbon content is higher than the content of other elements) is desirable. Specifically, a carbon film, a hydrocarbon film, etc. can be illustrated. As a method for forming a carbon-containing film, a known method such as a vacuum deposition method using a carbon raw material, a sputtering method, an ion plating method, or a thermal decomposition using a material gas such as a hydrocarbon is used. Use it.
精密プレス成形品（例えば、光学素子）は、レンズのように回転対称軸を有するものが多いため、プリフォームの形状も回転対称軸を有する形状が望ましい。具体例としては、球あるいは回転対称軸を一つ備えるものを示すことができる。回転対称軸を一つ備える形状としては、前記回転対称軸を含む断面において角や窪みがない滑らかな輪郭線をもつもの、例えば上記断面において短軸が回転対称軸に一致する楕円を輪郭線とするものなどがあり、球を扁平にした形状（球の中心を通る軸を一つ定め、前記軸方向に寸法を縮めた形状）を挙げることもできる。 Since many precision press-molded products (for example, optical elements) have a rotationally symmetric axis like a lens, the shape of the preform preferably has a rotationally symmetric axis. As a specific example, one having a sphere or one axis of rotational symmetry can be shown. A shape having one rotationally symmetric axis has a smooth outline with no corners or depressions in the cross section including the rotationally symmetric axis, for example, an ellipse whose short axis coincides with the rotationally symmetric axis in the cross section is defined as the outline. Examples of the shape include a flattened sphere (a shape in which one axis passing through the center of the sphere is defined and the dimension is reduced in the axial direction).
光学素子ブランクのプレス成形用ガラスゴブは、研削、研磨によって光学素子に仕上げられる光学素子ブランクをプレス成形する際に使用するガラス塊である。光学素子ブランクは目的とする光学素子の形状に研削、研磨により除去する加工しろを加えた形状、すなわち、光学素子形状に近似した形状を有する。 The glass gob for press molding of an optical element blank is a glass lump used when press-molding an optical element blank that is finished into an optical element by grinding and polishing. The optical element blank has a shape obtained by adding a processing margin to be removed by grinding and polishing to the shape of the target optical element, that is, a shape approximate to the optical element shape.
本発明のプレス成形用ガラス素材は、優れた安定性を備えるフツリン酸ガラスからなるので、プレス成形時にガラス素材を加熱しても失透することなく、高品質なプレス成形品を得ることができる。 Since the glass material for press molding of the present invention is made of fluorophosphate glass having excellent stability, a high-quality press molded product can be obtained without devitrification even when the glass material is heated during press molding. .
［ガラス成形体の製造方法］
次に本発明のガラス成形体の製造方法について説明する。
本発明のガラス成形体の製造方法は、ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを鋳型に流し込んでガラス成形体を成形するガラス成形体の製造方法であって、
上記本発明のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とする。
[Method for producing glass molded body]
Next, the manufacturing method of the glass forming body of this invention is demonstrated.
The method for producing a glass molded body of the present invention is a method for producing a glass molded body, in which a glass raw material is melted and the obtained molten glass is poured into a mold to form a glass molded body.
A glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass of the present invention is obtained.
本発明によれば、優れた安定性を有するフツリン酸ガラスを使用するので、失透を防止しつつ、高温のガラス表面からの揮発による脈理の発生を低減、防止し、高品質なガラス成形体を製造することができる。 According to the present invention, since a fluorophosphate glass having excellent stability is used, generation of striae due to volatilization from a high-temperature glass surface is reduced and prevented while preventing devitrification, and high-quality glass molding The body can be manufactured.
ガラスの熔融装置としては、公知のフツリン酸ガラスの熔融装置を使用すればよい。ガラス原料の調合、熔融については前述のとおりである。 As a glass melting apparatus, a known fluorophosphate glass melting apparatus may be used. The preparation and melting of the glass raw material are as described above.
鋳型は成形形状に応じて適宜、公知のものを適用すればよい。例えば、平坦な底面とこの底面を３方向から囲む３つの側壁を備え、１つの側方が開口した鋳型を熔融ガラスを流出するパイプの下方に底面が水平になるように配置する。そして、鋳型の底面上にパイプから連続して流出する熔融ガラスを流し込み、側壁で囲まれた部分にガラスを満たしつつ、板状に成形する。成形したガラスを上記開口部より水平方向に一定スピードで引き出し、一定の幅と一定の厚みを有するガラス板を得る。引き出されたガラス板はそのままアニール炉内をゆっくりとしたスピードで通過することでアニールされる。
アニールしたガラス板は引き出し方向に対して垂直に切断し、所望長さのガラス板となる。
A known mold may be applied as appropriate according to the shape of the mold. For example, a mold having a flat bottom surface and three side walls surrounding the bottom surface from three directions and having one side opened is arranged below the pipe through which the molten glass flows out so that the bottom surface is horizontal. And the molten glass which flows out continuously from a pipe is poured on the bottom face of a casting_mold | template, and it shape | molds in plate shape, filling the glass with the part enclosed by the side wall. The molded glass is pulled out from the opening in the horizontal direction at a constant speed to obtain a glass plate having a constant width and a constant thickness. The drawn glass plate is annealed by passing through the annealing furnace at a slow speed.
The annealed glass plate is cut perpendicular to the pulling direction to form a glass plate having a desired length.
上記鋳型の代わりに、貫通孔を有する鋳型を貫通孔が鉛直方向を向くように流出パイプの下方に配置し、貫通孔に熔融ガラスを連続的に流し込む。流し込まれたガラスは急冷されて棒状に成形され、貫通孔の下端開口部より一定スピードで下方に引き出される。鋳型から引き出されたガラス棒はガラスの転移温度近傍に加熱された雰囲気中を通過し、ガラス棒の表面と内部の温度を近づける操作をした後、水平方向に切断して所望長さのガラス棒となる。 Instead of the mold, a mold having a through hole is arranged below the outflow pipe so that the through hole faces in the vertical direction, and molten glass is continuously poured into the through hole. The poured glass is rapidly cooled and formed into a rod shape, and is drawn downward at a constant speed from the lower end opening of the through hole. The glass rod pulled out from the mold passes through the atmosphere heated near the glass transition temperature, and after the operation of bringing the surface of the glass rod closer to the inside temperature, the glass rod is cut in the horizontal direction and has a desired length. It becomes.
このようにして得られたガラス成形体を、後述するように加工してプレス成形用ガラス素材にしてもよいし、切断あるいは割断してガラス片を作製し、このガラス片を研削、研磨してレンズ、プリズムなどの光学素子にしてもよい。 The glass molded body thus obtained may be processed into a press-molding glass material as described later, or cut or cleaved to produce a glass piece, and this glass piece is ground and polished. Optical elements such as lenses and prisms may be used.
［プレス成形用ガラス素材の製造方法］
本発明の第１のプレス成形用ガラス素材の製造方法は、上記本発明のガラス成形体の製造方法で作製したガラス成形体を加工することを特徴とする。
例えば、前述のガラス板やガラス棒を切断または割断によりガラス片に分割し、これらガラス片をバレル研磨して目的の光学素子ブランク１個分の質量になるように質量調整を行う。バレル研磨によって、ガラス片のエッジを丸め、破損原因やプレス成形時の折れ込み原因になるエッジを除去することができる。また、ガラス素材表面を粗面化してプレス成形時に表面に塗布する粉末状離型剤を均一に付着させやすくする。
[Method of manufacturing glass material for press molding]
The first method for producing a glass material for press molding according to the present invention is characterized in that the glass molded body produced by the method for producing a glass molded body according to the present invention is processed.
For example, the above-mentioned glass plate or glass rod is divided into glass pieces by cutting or cleaving, and the glass pieces are barrel-polished to adjust the mass so as to be the mass of one target optical element blank. By barrel polishing, the edge of the glass piece can be rounded to remove the edge causing breakage or folding during press molding. In addition, the surface of the glass material is roughened and a powder release agent applied to the surface at the time of press molding is easily adhered uniformly.
別の例は、上記ガラス片を研削、研磨して精密プレス成形用プリフォームにする方法であり、さらに別の方法は上記バレル研磨品の表面を研磨して平滑化して精密プレス成形用プリフォームにする方法である。 Another example is a method of grinding and polishing the glass piece to obtain a precision press-molding preform, and another method is polishing and smoothing the surface of the barrel-polished product to obtain a precision press-molding preform. It is a method to make.
本発明の第２のプレス成形用ガラス素材の製造方法は、ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出し、熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離して、該熔融ガラス塊を冷却する過程で精密プレス成形に供するプリフォームに成形するプレス成形用ガラス素材の製造方法であって、
上記本発明のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合、熔融することを特徴とする。
In the second method for producing a glass material for press molding according to the present invention, the glass raw material is melted, the obtained molten glass is discharged, the molten glass lump is separated from the molten glass stream, and the molten glass lump is cooled. A method of manufacturing a glass material for press molding that is molded into a preform to be subjected to precision press molding in the process,
A glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass of the present invention is obtained.
この方法では、熔融ガラスから所定質量の熔融ガラス塊を分離、冷却し、熔融ガラス塊と等しい質量を有するプリフォームを成形する。例えば、ガラス原料を熔融、清澄、均質化して得た均質な熔融ガラスを温度調整された白金または白金合金製の流出ノズルから流出する。小型のプリフォームや球状のプリフォームを成形する場合は、熔融ガラスを流出ノズルから所望質量の熔融ガラス滴として滴下し、それをプリフォーム成形型によって受けてプリフォームに成形する。 In this method, a molten glass lump having a predetermined mass is separated from the molten glass, cooled, and a preform having a mass equal to the molten glass lump is formed. For example, a homogeneous molten glass obtained by melting, clarifying, and homogenizing a glass raw material is discharged from a temperature-adjusted platinum or platinum alloy outflow nozzle. When molding a small preform or a spherical preform, molten glass is dropped as a molten glass droplet of a desired mass from an outflow nozzle, and it is received by a preform mold and molded into a preform.
中大型のプリフォームを作製する場合は、流出パイプより熔融ガラス流を流下させ、熔融ガラス流の先端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流のノズルとプリフォーム成形型の間にくびれ部を形成した後、プリフォーム成形型を真下に急降下して、熔融ガラスの表面張力によってくびれ部にて熔融ガラス流を分離し、受け部材に所望質量の熔融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する。 When producing medium-sized and large-sized preforms, the molten glass flow is caused to flow down from the outflow pipe, the tip of the molten glass flow is received by the preform mold, and the constricted portion is formed between the nozzle of the molten glass flow and the preform mold. After forming the preform, the preform mold is rapidly lowered directly, the molten glass flow is separated at the constricted portion by the surface tension of the molten glass, and the molten glass lump of a desired mass is received by the receiving member and molded into the preform. .
上記いずれの方法においても、キズ、汚れ、シワ、表面の変質などがない滑らかな表面、例えば自由表面を有するプリフォームを製造するためには、プリフォーム成形型などの上で熔融ガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形したり、液体窒素などの常温、常圧下では気体の物質を冷却して液体にした媒体中に熔融ガラス滴を入れてプリフォームに成形する方法などが好ましい。 In any of the above methods, in order to produce a preform having a smooth surface free of scratches, dirt, wrinkles, surface alteration, etc., such as a free surface, wind pressure is applied to the molten glass block on the preform mold. It is preferable to form a preform while floating and adding a molten glass drop into a liquid medium by cooling a gaseous substance at room temperature and normal pressure such as liquid nitrogen. .
熔融ガラス塊を浮上させながらプリフォームに成形する場合、熔融ガラス塊にはガス（浮上ガスという）が吹きつけられ上向きの風圧が加えられることになる。この際、熔融ガラス塊の粘度が低すぎると浮上ガスがガラス中に入り込み、プリフォーム中に泡となって残ってしまう。しかし、熔融ガラス塊の粘度を３〜６０ｄＰａ・ｓにすることにより、浮上ガスがガラス中に入り込むことなく、ガラス塊を浮上させることができる。 When the molten glass lump is formed into a preform while floating, a gas (called floating gas) is blown onto the molten glass lump and an upward wind pressure is applied. At this time, if the viscosity of the molten glass lump is too low, the floating gas enters the glass and remains as foam in the preform. However, by setting the viscosity of the molten glass lump to 3 to 60 dPa · s, the glass lump can be levitated without the levitation gas entering the glass.
プリフォームに浮上ガスが吹き付けられる際に用いられるガスとしては、空気、Ｎ２ガス、Ｏ２ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス、水蒸気等が挙げられる。また、風圧は、プリフォームが成形型表面等の固体と接することなく浮上できれば特に制限はない。 Examples of the gas used when the floating gas is blown onto the preform include air, N 2 gas, O 2 gas, Ar gas, He gas, and water vapor. The wind pressure is not particularly limited as long as the preform can float without coming into contact with a solid such as the mold surface.
このようにして作製したプリフォームの表面に炭素含有膜を被覆して使用することもできる。
本発明の第１および第２のプレス成形用ガラス素材の製造方法によれば、優れた安定性を有するガラスによりガラス素材を作製するので、プレス成形時に失透しないガラス素材を生産することができる。
The preform thus prepared can be used by coating the surface of the preform with a carbon-containing film.
According to the first and second methods for producing a glass material for press molding according to the present invention, since the glass material is produced with glass having excellent stability, a glass material that is not devitrified during press molding can be produced. .
［光学素子ブランクとその製造方法］
次に本発明の光学素子ブランクについて説明する。
本発明の光学素子ブランクは、上記本発明のフツリン酸ガラスからなることを特徴とする。
[Optical element blank and its manufacturing method]
Next, the optical element blank of the present invention will be described.
The optical element blank of the present invention is made of the fluorophosphate glass of the present invention.
光学素子ブランクは、前述のように研削、研磨によって光学素子に仕上げられるガラス成形品であって、目的とする光学素子の形状に研削、研磨により除去する加工しろを加えた形状、すなわち、光学素子形状に近似した形状を有する。 The optical element blank is a glass molded product that is finished into an optical element by grinding and polishing as described above, and has a shape obtained by adding a processing margin to be removed by grinding and polishing to the shape of the target optical element, that is, the optical element. It has a shape that approximates the shape.
次に本発明の光学素子ブランクの製造方法について説明する。
本発明の第１の光学素子ブランクの製造方法はリヒートプレス法とも呼ばれ、上記本発明のプレス成形用ガラス素材または本発明の方法により作製したプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化してプレス成形する方法である。
Next, the manufacturing method of the optical element blank of this invention is demonstrated.
The method for producing the first optical element blank of the present invention is also called a reheat press method. The press-molding glass material of the present invention or the press-molding glass material produced by the method of the present invention is heated and softened to perform press molding. It is a method to do.
加熱に先立ちガラス素材の表面に窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布し、耐熱性皿に載せて加熱軟化炉内に入れ、ガラスが軟化するまで加熱した後、プレス成形型に導入してプレス成形する。次にプレス成形品を型から取り出し、アニールして歪を除くとともに屈折率などの光学特性が所望の値になるように光学特性の調整を行う。このようにして光学素子ブランクを作製することができる。 Prior to heating, a powder release agent such as boron nitride is uniformly applied to the surface of the glass material, placed on a heat-resistant dish, placed in a heat softening furnace, heated until the glass softens, and then introduced into a press mold And press-molding. Next, the press-molded product is taken out from the mold, annealed to remove the distortion, and adjusted to have a desired optical property such as a refractive index. In this way, an optical element blank can be produced.
本発明の第２の光学素子ブランクの製造方法はダイレクトプレス法とも呼ばれ、ガラス原料を熔融し、得られた熔融ガラスを流出し、熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離して、該熔融ガラス塊をプレス成形する光学素子ブランクの製造方法において、上記本発明のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合、熔融することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法である。 The method for producing the second optical element blank of the present invention is also called a direct press method, in which a glass raw material is melted, the resulting molten glass is discharged, the molten glass lump is separated from the molten glass stream, and the molten glass In the manufacturing method of the optical element blank which press-molds a lump, it is a manufacturing method of the optical element blank characterized by mix | blending and melting a glass raw material so that the fluorophosphate glass of the said invention may be obtained.
まず、均質化した熔融ガラスを窒化ホウ素などの粉末状離型剤を均一に塗布した下型成形面上に流出し、下端部が下型に支持された熔融ガラス流を途中でシアと呼ばれる切断刃を用いて切断する。こうして、所望質量の熔融ガラス塊を下型成形面上に得る。次に、熔融ガラス塊を載せた下型を別の位置に待機する上型の真下に移送し、上型および下型で熔融ガラス塊をプレスして光学素子ブランク形状に成形する。次にプレス成形品を型から取り出し、アニールして歪を除くとともに屈折率などの光学特性が所望の値になるように光学特性の調整を行う。このようにして光学素子ブランクを作製することができる。 First, the homogenized molten glass flows out onto the lower mold forming surface uniformly coated with a powder mold release agent such as boron nitride, and the molten glass flow whose lower end is supported by the lower mold is cut along the way called shear. Cut with a blade. In this way, a molten glass lump having a desired mass is obtained on the lower mold surface. Next, the lower mold on which the molten glass lump is placed is transferred to a position just below the upper mold waiting in another position, and the molten glass lump is pressed with the upper mold and the lower mold to form an optical element blank shape. Next, the press-molded product is taken out from the mold, annealed to remove the distortion, and adjusted to have a desired optical property such as a refractive index. In this way, an optical element blank can be produced.
上記２つの例は、ともに大気中で行うことができる。また、成形条件、プレス成形型の材質、加熱軟化炉および加熱、軟化する際にガラスゴブを載せる皿などについては公知の条件やものを使用することができる。 Both of the above two examples can be performed in the atmosphere. Moreover, well-known conditions and things can be used for the molding conditions, the material of the press mold, the heating softening furnace, and the dish on which the glass gob is placed when heating and softening.
本発明によれば、失透、脈理などの欠陥のない光学素子を作製できる光学素子ブランクとその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical element blank which can produce the optical element without defects, such as devitrification and striae, and its manufacturing method can be provided.
［光学素子とその製造方法］
次に本発明の光学素子について説明する。
本発明の光学素子は、上記本発明のフツリン酸ガラスからなる光学素子である。具体例としては、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ、マイクロレンズ、レンズアレイ、回折格子付きレンズ、プリズム、レンズ機能付きプリズムなどを例示することができる。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。
[Optical element and manufacturing method thereof]
Next, the optical element of the present invention will be described.
The optical element of the present invention is an optical element made of the fluorophosphate glass of the present invention. Specific examples include aspherical lenses, spherical lenses, or plano-concave lenses, plano-convex lenses, biconcave lenses, biconvex lenses, convex meniscus lenses, concave meniscus lenses, etc., micro lenses, lens arrays, lenses with diffraction gratings, prisms, lenses An example is a prism with a function. If necessary, an antireflection film, a wavelength selective partial reflection film, or the like may be provided on the surface.
本発明の光学素子は低分散特性と正の異常分散特性を有するガラスからなるので、他のガラスからなる光学素子と組合せることにより、高次の色収差補正を行うことができる。
また、可視域全域にわたって高い光線透過率を示すガラスからなるので、透過光のカラーバランスを低下させない。また短波長の光線を導いたり、集光するレンズなどにも好適に用いることができる。本発明の光学素子は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、フィルム式カメラ、監視カメラ、車載カメラなど各種カメラの撮像光学系、液晶プロジェクタ、リアプロジェクタなどの投射光学系などの光学系を構成する光学素子として好適に用いることができる。特に望遠レンズの前玉レンズに好適である。
Since the optical element of the present invention is made of glass having low dispersion characteristics and positive anomalous dispersion characteristics, high-order chromatic aberration correction can be performed by combining with an optical element made of other glass.
Moreover, since it consists of glass which shows a high light transmittance over the whole visible region, the color balance of transmitted light is not reduced. Moreover, it can be suitably used for a lens that guides or collects light having a short wavelength. The optical element of the present invention is an optical component that constitutes an optical system such as an imaging optical system of various cameras such as a digital still camera, a digital video camera, a film camera, a surveillance camera, and an in-vehicle camera, and a projection optical system such as a liquid crystal projector and a rear projector. It can be suitably used as an element. Particularly suitable for a front lens of a telephoto lens.
また、ＤＶＤ、ＣＤなどの光記録媒体へのデータ書き込み、読み出し用の光線を導く光学素子、例えば、光ピックアップレンズやコリメータレンズなどにも好適である。また、光通信用の光学素子としても好適である。 Further, it is also suitable for an optical element that guides light for writing / reading data on an optical recording medium such as a DVD or CD, such as an optical pickup lens or a collimator lens. It is also suitable as an optical element for optical communication.
次に本発明の光学素子の製造方法について説明する。
本発明の第１の光学素子の製造方法は、上記本発明の方法により作製した光学素子ブランクを研削、研磨することを特徴とする。研削、研磨は公知の方法を用いればよい。
Next, the manufacturing method of the optical element of this invention is demonstrated.
The first method for producing an optical element of the present invention is characterized in that the optical element blank produced by the method of the present invention is ground and polished. A known method may be used for grinding and polishing.
本発明の第２の光学素子の製造方法は、上記本発明のプレス成形用ガラス素材または上記本発明の方法で作製したプレス成形用ガラス素材を加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする。ここで、上記ガラス素材はプリフォームのことである。 In the second optical element manufacturing method of the present invention, the press-molding glass material of the present invention or the press-molding glass material prepared by the method of the present invention is heated and precision press-molded using a press mold. It is characterized by that. Here, the glass material is a preform.
プレス成形型ならびにプリフォームの加熱およびプレス工程は、プレス成形型の成形面あるいは前記成形面に設けられた離型膜の酸化を防止するため、窒素ガス、あるいは窒素ガスと水素ガスの混合ガスなどのような非酸化性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。非酸化性ガス雰囲気中ではプリフォーム表面を被覆する炭素含有膜も酸化されずに、精密プレス成形された成形品の表面に前記膜が残存することになる。この膜は、最終的には除去するべきものであるが、炭素含有膜を比較的容易にしかも完全に除去するには、精密プレス成形品を酸化性雰囲気、例えば大気中において加熱すればよい。炭素含有膜の酸化、除去は、精密プレス成形品が加熱により変形しないような温度で行うべきである。具体的には、ガラスの転移温度未満の温度範囲において行うことが好ましい。 The heating and pressing process of the press mold and the preform is performed in order to prevent oxidation of the molding surface of the press mold or the release film provided on the molding surface, nitrogen gas or a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas, etc. It is preferable to carry out in a non-oxidizing gas atmosphere. In the non-oxidizing gas atmosphere, the carbon-containing film covering the preform surface is not oxidized, and the film remains on the surface of the precision press-molded product. This film should be finally removed, but in order to remove the carbon-containing film relatively easily and completely, the precision press-molded product may be heated in an oxidizing atmosphere, for example, air. The oxidation and removal of the carbon-containing film should be performed at a temperature at which the precision press-molded product is not deformed by heating. Specifically, it is preferably performed in a temperature range below the glass transition temperature.
精密プレス成形では、予め成形面を所望の形状に高精度に加工されたプレス成形型を用いるが、成形面には、プレス時のガラスの融着を防止するため、離型膜を形成してもよい。離型膜としては、炭素含有膜や窒化物膜、貴金属膜が挙げられ、炭素含有膜としては水素化カーボン膜、炭素膜などが好ましい。精密プレス成形では、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間にプリフォームを供給した後、ガラスの粘度が１０５〜１０９ｄＰａ・ｓ相当の温度まで成形型とプリフォームの両者を加熱してプリフォームを軟化し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写する。
また、成形面が精密に形状加工された対向した一対の上型と下型との間に、予めガラスの粘度で１０４〜１０８ｄＰａ・ｓに相当する温度に昇温したプリフォームを供給し、これを加圧成形することによって、成形型の成形面をガラスに精密に転写することができる。
In precision press molding, a press mold in which the molding surface has been processed to a desired shape with high accuracy is used in advance, but a mold release film is formed on the molding surface to prevent glass fusion during pressing. Also good. Examples of the release film include a carbon-containing film, a nitride film, and a noble metal film. As the carbon-containing film, a hydrogenated carbon film, a carbon film, and the like are preferable. In precision press molding, after a preform is supplied between a pair of opposed upper and lower molds whose molding surfaces are precisely shaped, the viscosity of the glass reaches a temperature equivalent to 10 5 to 10 9 dPa · s. Both the mold and the preform are heated to soften the preform, and this is pressure-molded to precisely transfer the molding surface of the mold to glass.
Also, a preform whose temperature has been raised to a temperature corresponding to 10 4 to 10 8 dPa · s in advance is supplied between a pair of opposed upper and lower molds whose molding surfaces are precisely shaped. And by pressing this, the shaping | molding surface of a shaping | molding die can be accurately transcribe | transferred to glass.
加圧時の圧力及び時間は、ガラスの粘度などを考慮して適宜決定することができ、例えば、プレス圧力は約５〜１５ＭＰａ、プレス時間は１０〜３００秒とすることができる。プレス時間、プレス圧力などのプレス条件は成形品の形状、寸法に合わせて周知の範囲で適宜設定すればよい。 The pressure and time at the time of pressurization can be appropriately determined in consideration of the viscosity of the glass and the like. For example, the press pressure can be about 5 to 15 MPa, and the press time can be 10 to 300 seconds. The pressing conditions such as pressing time and pressing pressure may be appropriately set within a known range in accordance with the shape and dimensions of the molded product.
この後、成形型と精密プレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型し、精密プレス成形品を取出す。なお、光学特性を精密に所望の値に合わせるため、冷却時における成形品のアニール処理条件、例えばアニール速度等を適宜調整してもよい。 Thereafter, the mold and the precision press-molded product are cooled, and when the temperature is preferably equal to or lower than the strain point, the mold is released and the precision press-molded product is taken out. In order to precisely adjust the optical characteristics to a desired value, the annealing conditions of the molded product during cooling, for example, the annealing rate may be adjusted as appropriate.
上記第２の光学素子の製造方法は以下の２つの方法に大別できる。第1の方法は、プレス成形用ガラス素材をプレス成形型内に導入し、前記ガラス素材とプレス成形型を一緒に加熱し、精密プレス成形する光学素子の製造方法であり、面精度、偏心精度など成形精度の向上を重視した場合、推奨される方法であり、第２の方法は、プレス成形用ガラス素材を加熱し、前記ガラス素材を予熱したプレス成形型内に導入し、精密プレス成形する光学素子の製造方法であり、生産性向上を重視した場合に推奨される方法である。 The manufacturing method of the second optical element can be roughly divided into the following two methods. The first method is an optical element manufacturing method in which a glass material for press molding is introduced into a press mold, the glass material and the press mold are heated together, and precision press molding is performed. This method is recommended when emphasizing the improvement of molding accuracy, such as the second method, where the glass material for press molding is heated, the glass material is introduced into a preheated press mold, and precision press molding is performed. This is a method for manufacturing an optical element, and is recommended when productivity improvement is emphasized.
第２の光学素子の製造方法は、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなど各種非球面レンズや、光ピックアップレンズ、光通信用レンズなどの小型光学素子の製造に好適である。 The manufacturing method of the second optical element includes various aspherical lenses such as a concave meniscus lens, a convex meniscus lens, a biconcave lens, a biconvex lens, a plano-convex lens, and a plano-concave lens, and small optical elements such as an optical pickup lens and an optical communication lens. Suitable for manufacturing.
本発明によれば、優れた安定性を有するフツリン酸ガラスを使用しているので、品質の高い超低分散ガラス製の光学素子ならびに前記光学素子を安定して製造する方法を提供することができる。 According to the present invention, since fluorophosphate glass having excellent stability is used, it is possible to provide a high-quality ultra-low dispersion glass optical element and a method for stably manufacturing the optical element. .
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
表１〜表６に示すガラス組成になるように、各成分を導入するための原料としてそれぞれ相当するリン酸塩、フッ化物、酸化物などを用い、原料を秤量し、十分に混合して調合原料とし、これを白金坩堝に入れ、加熱、熔融した。熔融後、熔融ガラスを鋳型に流し込み、ガラス転移温度付近まで放冷してから直ちにアニール炉に入れ、ガラスの転移温度範囲で約１時間アニール処理した後、炉内で室温まで放冷し光学ガラスＮｏ．１〜５７を得た。得られた光学ガラス中には、顕微鏡で観察できる結晶は析出しなかった。
このようにして得られた光学ガラスの特性を表１〜表６に示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
Using the corresponding phosphate, fluoride, oxide, etc. as raw materials for introducing each component so that the glass composition shown in Tables 1 to 6 is obtained, the raw materials are weighed, mixed thoroughly and prepared The raw material was placed in a platinum crucible, heated and melted. After melting, the molten glass is poured into a mold, allowed to cool to near the glass transition temperature, immediately put into an annealing furnace, annealed for about 1 hour in the glass transition temperature range, and then allowed to cool to room temperature in the furnace. No. 1-57 were obtained. In the obtained optical glass, crystals that could be observed with a microscope did not precipitate.
The characteristics of the optical glass thus obtained are shown in Tables 1 to 6.
なお、光学ガラスの諸特性は、以下に示す方法により測定した。
（１）屈折率ｎｄ、アッベ数νｄ
降温速度−３０℃／時間で降温して得られたガラスについて、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法により、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを測定した。
（２）液相温度ＬＴ
ガラスカレット１００ｇを蓋付き白金坩堝に投入し、窒素雰囲気で９５０℃、３０分間保持する。その後ガラス融液の温度を下げないように大気雰囲気で所定温度に設定された炉に移動させ、２時間保持する。２時間保持後炉内より取り出し放冷したのちに、ガラスを光学顕微鏡で拡大観察する。この作業を様々な保持温度で繰り返し、結晶が残存しない最低保持温度を液相温度とする。
（３）ガラス転移温度Ｔｇ
株式会社リガク製の熱機械分析装置（ＴＭＡ）を使用し、昇温速度を１０℃／分にして測定した。
Various characteristics of the optical glass were measured by the following methods.
(1) Refractive index nd, Abbe number νd
With respect to the glass obtained by lowering the temperature at a temperature lowering rate of −30 ° C./hour, the refractive index nd and the Abbe number νd were measured by the refractive index measurement method of the Japan Optical Glass Industry Association standard.
(2) Liquidus temperature LT
100 g of glass cullet is put into a platinum crucible with a lid and held at 950 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereafter, the glass melt is moved to a furnace set at a predetermined temperature in an air atmosphere so as not to lower the temperature, and is kept for 2 hours. After holding for 2 hours and taking out from the furnace and allowing to cool, the glass is magnified and observed with an optical microscope. This operation is repeated at various holding temperatures, and the lowest holding temperature at which no crystals remain is defined as the liquidus temperature.
(3) Glass transition temperature Tg
Using a thermomechanical analyzer (TMA) manufactured by Rigaku Corporation, the temperature increase rate was 10 ° C./min.
（実施例２）
実施例１で作製した各光学ガラスが得られるように調合したガラス原料を熔融、清澄、均質化して熔融ガラスを作り、白金製のノズルから熔融ガラス滴を滴下してプリフォーム成形型で受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなる球状のプリフォームに成形した。
また、上記熔融ガラスを白金製パイプから連続的に流出し、その下端部をプリフォーム成形型で受け、熔融ガラス流にくびれ部を作った後、プリフォーム成形型を真下に急降下して熔融ガラス流をくびれ部で切断し、プリフォーム成形型上に分離した熔融ガラス塊を受け、風圧を加えて浮上させながら上記各種ガラスからなるプリフォームに成形した。
得られたプリフォームは光学的に均質であり、失透も認められなかった。
(Example 2)
Melting, clarifying and homogenizing the glass raw material prepared so that each optical glass produced in Example 1 is obtained, making a molten glass, dropping a molten glass drop from a platinum nozzle, and receiving with a preform mold, It was formed into a spherical preform made of the above-mentioned various glasses while being floated by applying wind pressure.
In addition, the molten glass is continuously discharged from the platinum pipe, the lower end of the molten glass is received by a preform mold, a constricted portion is formed in the molten glass flow, and then the preform mold is rapidly lowered directly below the molten glass. The flow was cut at the constricted portion, the molten glass lump separated on the preform mold was received, and molded into preforms made of the above-mentioned various glasses while being floated by applying wind pressure.
The resulting preform was optically homogeneous and no devitrification was observed.
（実施例３）
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片を研削、研磨して上記各種ガラスからなるプリフォームを作製した。得られたプリフォームは光学的に均質であり、失透も認められなかった。
(Example 3)
The molten glass prepared in Example 2 was continuously flowed out, cast into a mold, formed into a glass block, annealed, and cut to obtain a plurality of glass pieces. These glass pieces were ground and polished to prepare preforms made of the various glasses. The resulting preform was optically homogeneous and no devitrification was observed.
（実施例４）
実施例２で用意した熔融ガラスを連続的に流出して鋳型に鋳込み、ガラスブロックに成形した後、アニールし、切断して複数個のガラス片を得た。これらガラス片をバレル研磨して上記各種ガラスからなるプレス成形用ガラスゴブを作製した。得られたガラスゴブの内部は光学的に均質であり、失透も認められなかった。
Example 4
The molten glass prepared in Example 2 was continuously flowed out, cast into a mold, formed into a glass block, annealed, and cut to obtain a plurality of glass pieces. These glass pieces were barrel-polished to produce press-molding glass gobs composed of the various glasses described above. The inside of the obtained glass gob was optically homogeneous and no devitrification was observed.
（実施例５）
実施例２、３で作製したプリフォームの表面に炭素含有膜をコートし、成形面に炭素系離型膜を設けたＳｉＣ製の上下型および胴型を含むプレス成形型内に導入し、窒素雰囲気中で成形型とプリフォームを一緒に加熱してプリフォームを軟化し、精密プレス成形して上記各種ガラスからなる非球面凸メニスカスレンズ、非球面凹メニスカスレンズ、非球面両凸レンズ、非球面両凹レンズ、光ピックアップレンズといった各種レンズを作製した。
(Example 5)
The preforms produced in Examples 2 and 3 were introduced into a press mold including a SiC upper and lower mold and a body mold, in which the surface of the preform was coated with a carbon-containing film and a carbon-based release film was provided on the molding surface. A mold and preform are heated together in an atmosphere to soften the preform, precision press-molded and aspherical convex meniscus lens, aspherical concave meniscus lens, aspherical biconvex lens, aspherical both Various lenses such as concave lenses and optical pickup lenses were produced.
（実施例６）
実施例４で作製したガラスゴブの表面に窒化ホウ素からなる粉末状離型剤を均一に塗布してから大気中で加熱、軟化し、プレス成形型でプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズブランクを作製した。
(Example 6)
A powder mold release agent composed of boron nitride is uniformly applied to the surface of the glass gob produced in Example 4, then heated and softened in the atmosphere, and press-molded with a press mold to form a spherical convex meniscus lens and a spherical concave meniscus. Blanks of various lenses such as a lens, a spherical biconvex lens, and a spherical biconcave lens were prepared. Thus, the lens blank which consists of said various glass was produced.
（実施例７）
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、シアを用いて熔融ガラス流を切断して熔融ガラス塊を分離し、プレス成形型を用いてプレス成形し、球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズのブランクを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズブランクを作製した。得られたレンズブランクの内部は光学的に均質であり、失透も認められなかった。
(Example 7)
The molten glass prepared in Example 2 was flown out, the molten glass flow was cut using shear, the molten glass lump was separated, and press molded using a press mold, and a spherical convex meniscus lens, spherical concave meniscus lens, Blanks of various lenses such as a spherical biconvex lens and a spherical biconcave lens were prepared. Thus, the lens blank which consists of said various glass was produced. The inside of the obtained lens blank was optically homogeneous and no devitrification was observed.
（実施例８）
実施例６、実施例７で作製したレンズブランクをアニールして歪を除くとともに屈折率を所望値に合わせた後、研削、研磨して球面凸メニスカスレンズ、球面凹メニスカスレンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズの各種レンズを作製した。このようにして上記各種ガラスからなるレンズを作製した。
(Example 8)
The lens blanks produced in Example 6 and Example 7 are annealed to remove distortion and adjust the refractive index to a desired value, and then ground and polished to be spherical convex meniscus lens, spherical concave meniscus lens, spherical biconvex lens, spherical surface Various lenses of a biconcave lens were produced. In this way, lenses made of the above various glasses were produced.
（実施例９）
実施例２で用意した熔融ガラスを流出し、鋳型に鋳込んでガラスブロックを作製し、このブロックを切断、研削、研磨して各種球面レンズ、プリズムを作製した。得られたレンズ、プリズムは光学的に均質であり、失透も認められなかった。
Example 9
The molten glass prepared in Example 2 was flown out and cast into a mold to produce a glass block. The block was cut, ground, and polished to produce various spherical lenses and prisms. The obtained lens and prism were optically homogeneous and no devitrification was observed.
本発明のフツリン酸ガラスは、優れたガラス安定性と超低分散性を有しするガラスであって、精密プレス成形用プリフォームなどのプレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、光学素子を作製するのに好適に用いられる。 The fluorophosphate glass of the present invention is a glass having excellent glass stability and ultra-low dispersibility, and produces a glass material for press molding such as a precision press molding preform, an optical element blank, and an optical element. It is used suitably for.
Claims (15)
Ｐ５＋を３〜２５カチオン％、
Ａｌ３＋を３０カチオン％を超え４０カチオン％以下、
Ｂａ２+を０〜１０カチオン％、
Ｌｉ＋を０．５〜２０カチオン％、
Ｍｇ ２＋ を０〜１５％、
Ｃａ ２＋ を５〜３５％、
Ｓｒ ２＋ を１５〜２５％、
Ｆ−を６５アニオン％以上
含み、Ｐ５＋の含有量に対するＯ２−の含有量のモル比Ｏ２−／Ｐ５＋が３．５以上であり、液相温度が７００℃以下であることを特徴とするフツリン酸ガラス。 As a glass component,
3 to 25 cation% P 5+ ,
Al 3+ exceeds 30 cation% and 40 cation% or less,
Ba 2+ 0-10 cation%,
Li + 0.5-20 cation%,
Mg 2+ from 0 to 15%,
5 to 35% Ca 2+
15-25% Sr2 + ,
F - hints 65 anionic% or more, the molar ratio (O 2- / P 5+) of O 2- content is 3.5 or more with respect to the content of P 5+, wherein the liquidus temperature of 700 ° C. or less Fluorophosphate glass.
Ｍｇ２＋を０〜１０％、
Ｎａ＋を０〜１０％、
Ｋ＋を０〜１０％、
Ｙ３＋を０〜５％
含む請求項１に記載のフツリン酸ガラス。 In cation% display,
Mg 2+ from 0 to 10 % ,
N a + from 0 to 10%,
K + from 0 to 10%,
Y 3+ from 0 to 5%
The fluorophosphate glass according to claim 1 comprising.
請求項１〜３のいずれかに記載のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とするガラス成形体の製造方法。 In a method for producing a glass molded body, in which a glass raw material is melted and the obtained molten glass is poured into a mold to form a glass molded body.
The glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass according to any one of claims 1 to 3 is obtained.
請求項１〜３のいずれかに記載のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とするプレス成形ガラス素材の製造方法。 Glass for press molding that melts glass raw material, flows out the obtained molten glass, separates the molten glass lump from the molten glass stream, and forms it into a preform for precision press molding in the process of cooling the molten glass lump. In the manufacturing method of the material,
A method for producing a press-molded glass material, wherein a glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass according to any one of claims 1 to 3 is obtained.
請求項１〜３のいずれかに記載のフツリン酸ガラスが得られるようにガラス原料を調合し、熔融することを特徴とする光学素子ブランクの製造方法。 In the method for producing an optical element blank, in which the glass raw material is melted, the obtained molten glass is flowed out, the molten glass lump is separated from the molten glass stream, and the molten glass lump is press-molded.
A glass raw material is prepared and melted so that the fluorophosphate glass according to any one of claims 1 to 3 is obtained.
The method of manufacturing an optical element according to claim 13, wherein the glass material for press molding is heated, the glass material is introduced into a preheated press mold, and precision press molding is performed.
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