JP5835642B2

JP5835642B2 - 光学ガラス

Info

Publication number: JP5835642B2
Application number: JP2011120076A
Authority: JP
Inventors: 聡子此下
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-05-30
Also published as: WO2011158774A1; CN102947234A; JP2012140314A

Description

本発明は光学ガラスに関するものである。

ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤその他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等の用途では、屈折率ｎｄが１．４８〜１．５４、アッベ数νｄが５９〜６７の光学定数を持つ、いわゆるＢＫタイプのガラスが使用されている。

これらの撮影用レンズに用いられるガラスは、まず、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して一旦液滴状ガラスを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。または溶融ガラスを急冷鋳造して一旦ガラスブロックを作製し、同じく研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。次にプリフォームガラスを軟化状態になるように加熱しながら、精密加工を施した金型で加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる、いわゆるモールドプレス成形法が広く用いられている。

特許文献１〜５にはＢＫタイプのガラス組成が呈示されている。

特開２０００−５３４４１号公報特開２０００−２４７６７８号公報特開２００５−１０４８２４号公報特開平５−１９３９７９号公報特開２００２−２０１０３７号公報

特許文献１に開示されているガラスのガラス転移点は５５０℃以上と高く、プレスによる量産が困難である。

一方、特許文献２〜５にはガラス転移点が５５０℃以下であり、プレス量産性に優れるガラス組成が開示されている。ところで特許文献２、３に開示のガラスは、化学耐久性を上げるためにＴｉＯ_２を必須成分として含有するが、ＴｉＯ_２はガラスを着色させる恐れがあり、レンズ用途で使用されるガラスには不向きである。またＴｉＯ_２はガラスを高粘性化する。このため、ガラスの清澄性が悪化し、清澄剤として多量のＳｂ_２Ｏ_３を必要とする場合が多い。

特許文献４に開示されたガラスは１２５０〜１３００℃における粘性が高く、溶融ガラスをノズルから自然滴下して液滴状ガラスを成型する方法を採用できないおそれがある。またＡｌ_２Ｏ_３が少なく、耐酸性などの化学的耐久性が低い傾向がある。特許文献５に開示されているガラス組成は、Ｂ_２Ｏ_３とアルカリ成分の合量が３７％以上と多いので、化学耐久性が低いことが懸念される。

本発明の目的は上記課題に鑑み、ガラス転移点が低く、しかも清澄性が良好であり、かつ化学耐久性に優れた低屈折率低分散（具体的には屈折率ｎｄが１．４８〜１．５４、アッベ数νｄが５９〜６７）の光学ガラスを提供することである。

本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ_２４５．５〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３１０〜４４％、Ａｌ_２Ｏ_３７．２〜２０％、ＴｉＯ_２０〜７％、Ｎａ_２Ｏ１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ０〜９％、Ｒ_２Ｏ３〜３０％（Ｒ_２ＯはＮａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量）、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．１％未満、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）が０．１６〜０．８０であり、実質的にＰｂＯを含まないことを特徴とする。なお本発明において、「実質的にＰｂＯを含まない」とは、ＰｂＯを意図的にガラス中に添加しないという意味であり、不可避的不純物まで完全に排除するということを意味するものではない。より客観的には、不純物を含めたＰｂＯの含有量が、０．０１％以下であるということを意味する。また本発明における「含有する」という用語に関し、「０〜」と規定された成分については、「０％」即ち、全く含まない場合もあり得ることを意味している。

本発明においては、質量％で、ＳｉＯ_２４７〜６０％、Ｂ_２Ｏ_３１０〜３５％、Ａｌ_２Ｏ_３７．２〜２０％、ＴｉＯ_２０〜２％、Ｎａ_２Ｏ１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ０〜９％、Ｒ_２Ｏ３〜３０％（Ｒ_２ＯはＮａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量）、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．１％未満、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）が０．１６〜０．８０であり、実質的にＰｂＯを含有しないことが好ましい。

本発明においては、さらにＳＯ_３を０．００５〜０．５質量％含有することが好ましい。

上記構成によれば、ガラスの清澄性が改善されることから、より高い泡品位を達成することができる。

本発明においては、屈折率ｎｄ１．４８〜１．５４、アッベ数νｄ５９〜６７であることが好ましい。

上記構成によれば、ＢＫタイプのガラスとして使用可能となる。

本発明においては、ガラス転移点が５３０℃以下であることが好ましい。

上記構成によれば、優れたプレス量産性を得ることができる。

本発明のガラスは、モールドプレス成形用であることが好ましい。

本発明の光学ガラスの製造方法は、上記ガラスを製造する方法であって、清澄剤として硫酸塩を使用することを特徴とする。

上記構成によれば、ガラスの清澄性が向上し、より泡品位に優れた光学ガラスを製造することができる。

本発明の方法においては、硫酸塩の添加量が、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、一般のデジタルカメラやビデオカメラの撮影用レンズ等、各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズの光学レンズに使用される低屈折率低分散の光学定数を達成できる。特に１.４９〜１．５４の屈折率ｎｄ、５９〜６７以上のアッベ数νｄを容易に達成することができる。また高温粘性が低いことから、１質量％未満のＳｂ_２Ｏ_３で清澄することが可能である。さらにガラス転移点が低くプレス温度を下げることができることから、ガラス成分が揮発し難く、金型精度の低下および金型の劣化や汚染が生じない。しかも耐候性が良好であるため、製造工程や製品の使用中に物性の劣化や表
面の変質を起こすことがない。それゆえ本発明の光学ガラスはプリフォームガラスの量産性に優れている。

本発明の光学ガラスは、質量％でＳｉＯ_２４５．５〜７０％、Ｂ_２Ｏ_３１０〜４４％、Ａｌ_２Ｏ_３７．２〜２０％、ＴｉＯ_２０〜７％、Ｎａ_２Ｏ１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ０〜９％、Ｒ_２Ｏ３〜３０％、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．１％未満、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）が０．１６〜０．８０の組成を有するＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ａｌ_２Ｏ_３系ガラスである。またＰｂＯ成分は環境上好ましくない成分であるため含有しない。

上記成分のうち、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３はガラスの屈折率とアッベ数を低下させる働きがある。一方、Ｂ_２Ｏ_３及びＮａ_２Ｏはアッベ数を高める働きがある。

また上記成分のうちＲ_２ＯとＢ_２Ｏ_３は粘性を低下させる効果がある。ところがＲ_２ＯとＢ_２Ｏ_３を多く含有させると耐候性が悪化し、量産性が低下する傾向がある。一方、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２は耐候性を向上させる効果があるが、ガラスを高粘性にすることから清澄性を悪化させる。そこで本発明では、ガラスの低粘性化と耐候性悪化防止を両立させることを目的として、（Ａｌ_２Ｏ_３量とＳｉＯ_２量の合量）と（Ｂ_２Ｏ_３量とＲ_２Ｏ量の合量）の比率（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）を質量比で０．１６〜０．８０に調節している。この値が０．１６〜０．８０の範囲であれば、粘性を低く抑えながら量産性に優れた耐候性を得ることが可能になる。（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３）が０．４０〜０．７５の範囲であれば特に耐候性に優れたガラスを得やすくなる。

なおＲ_２ＯとＢ_２Ｏ_３の合量が多くなるとガラスの化学耐久性が低下する。特にこれらの成分の合量が３７％を超えると、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）を質量比で０．１６〜０．８０の範囲に調整した場合でも、良好な耐候性を得ることが難しくなる。それゆえ、Ｂ_２Ｏ_３とＲ_２Ｏの合量は３７％以下とすることが好ましい。

また清澄性の観点からはＳｂ_２Ｏ_３が多いほど好ましいが、Ｓｂ_２Ｏ_３が多すぎると、プレス時にガラス表面が白濁し、また金型形状を劣化させて金型の寿命を短くしてしまう。従って、Ｓｂ_２Ｏ_３の上限は０．１％未満に制限される。

以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を詳述する。なお、特に断りが無い場合、以下の「％」は「質量％」を意味する。

本発明において、ＳｉＯ_２の含有量が少ないと屈折率を低下させることが困難になることから、ＳｉＯ_２の含有量は４５．５％以上、好ましくは４７％以上、より好ましくは５０％に設定される。ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、ガラスの高温粘度が高くなり、清澄性が悪化する。またガラス転移点が上がり、プレス性が悪化する。このような理由からＳｉＯ_２の含有量は７０％以下、好ましくは６５％以下、より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５９％以下、特に５８％以下に設定すべきである。

Ｂ_２Ｏ_３はアッベ数を上げ、またガラスの粘性を下げ、さらにガラス転移点を低下させる効果がある。しかしＢ_２Ｏ_３を多量に含有させると化学的耐久性、特に耐酸性が著しく悪化する。またプレス時の揮発も多くなり、プレス金型を劣化させる。このような理由からＢ_２Ｏ_３の含有量は１０〜４４％、好ましくは１２〜４０％、より好ましくは１５〜３５％、さらに好ましくは１６〜２５％、特に好ましくは１７〜２２％に制限すべきである。

Ａｌ_２Ｏ_３は化学的耐久性を高めるのに効果的な成分である。特にＲ_２Ｏを１３％以上含有するような高アルカリ含有ガラスであっても、耐酸性、耐水性及び耐候性を向上させることができる。しかしＡｌ_２Ｏ_３を多量に含有させると、高温でのガラスの粘性が高くなり、清澄性が著しく悪化する。またガラス転移点が著しく上昇し、プレス性が悪化する。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は７．２〜２０％、好ましくは７．５〜１８％、さらに好ましくは８〜１５％、特に好ましくは８．５〜１１％である。

Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、ガラスの高温粘性を下げて清澄性を向上させ、またガラス転移点を低下させる成分である。さらに屈折率を下げる効果がある。

アルカリ金属酸化物（Ｎａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏ）の合量を表すＲ_２Ｏの含有量は３％以上、好ましくは５%以上、８％以上、１０％以上、１３％以上、１４．５％以上、特に好ましくは１５％以上に設定される。一方、Ｒ_２Ｏの含有量が多すぎるとプレス時のガラスからの揮発が多くなり、プレス金型を劣化させる。また溶融時の揮発も多くなり、溶融窯や溶融器具を劣化させ、量産性が悪化する。このような理由からＲ_２Ｏの含有量は３０％以下、好ましくは２５％以下、さらに好ましくは１８％未満に設定すべきである。

Ｎａ_２Ｏはアルカリ成分のなかでも、特に高温粘性を低くする効果があり、優れた清澄性を得るための必須成分である。またガラス転移点の低下にも効果的であり、プレス温度を下げることができる。Ｎａ_２Ｏの含有量は３％以上、好ましくは６％以上、特に好ましくは７％以上に設定される。Ｎａ_２Ｏの含有量が多いと耐候性が低下する。またプレス時に揮発して金型を汚染する。このような理由からＮａ_２Ｏの含有量は２０％以下、好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１２％以下、特に好ましくは９．５％以下に設定すべきである。

Ｌｉ_２Ｏは必須成分ではないが、１％以上、特に２．５％以上含有させることが望ましい。ただしＬｉ_２Ｏの含有量が多すぎると耐候性が悪化する傾向にある。Ｌｉ_２Ｏの含有量が９％を超えると、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）を質量比で０．１６〜０．８０に調節しても、化学的耐久性が低下しやすく、また耐候性が著しく劣化する。また本発明のガラスにおいては屈折率を不当に上昇させる。このような理由からＬｉ_２Ｏの含有量は９％以下、さらには７％以下、特に５％以下に制限すべきである。

Ｋ_２ＯはＮａ_２ＯやＬｉ_２Ｏと同様にガラスの高温粘性を下げて清澄性を向上させる効果がある。またＮａ_２ＯやＬｉ_２Ｏに比べて屈折率を変動させることなく粘性を下げたり、ガラス転移点を下げたりする効果がある。Ｋ_２Ｏの好ましい含有量は０〜１０％、より好ましくは１〜８％、さらに好ましくは２〜７％、特に好ましくは３〜５．５％である。

Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は０〜０．１％未満である。Ｓｂ_２Ｏ_３は脱泡の効果があり、またＰｔイオン（不純物としてガラス中に数ｐｐｍ混入）による着色を抑える効果がある。しかし、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が多いとプレス時にガラス表面を白濁させる。またＳｂ_２Ｏ_３は強い酸化力を有するため、その量が多すぎると溶融容器に使用するＰｔやＲｈといった金属を酸化し、量産性が低下する。Ｓｂ_２Ｏ_３の好適な含有量は０〜０．０９％、特に０〜０．０８％である。

また本発明においては上記成分以外にも種々の成分を添加することができる。例えばＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＧｅＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５等を添加することができる。

ＴｉＯ_２の含有量は７％以下であることが好ましい。ＴｉＯ_２の含有量が多くなり過ぎると、ガラスを著しく着色させたり、屈折率が高くなりすぎて所望の屈折率が得難くなったりする。またガラス転移点を５３０℃以下にすることが困難になる。さらにＴｉＯ_２の含有量が７％を超えると、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）の値を０．１６以上にしても、ガラスの粘性を十分に低下させることが困難になって清澄性が悪化する。ＴｉＯ_２を０．１％以上含有させるとガラスの耐酸性を向上させることができるが、上記した不都合を生じるおそれが大きいことから、ＴｉＯ_２の含有量は２％以下、特に１％未満とすることが好ましい。なおＴｉＯ_２を使用すべき特段の事情がなければ、着色や清澄性の問題を確実に回避するために含有しない方がよい。

ＺｒＯ_２の含有量は２％以下であることが好ましい。ＺｒＯ_２の含有量が２％を超えると、屈折率が高くなりすぎて所望の屈折率が得にくくなり、また（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）の値を０．１６以上にしても、ガラスの粘性を十分に低下させることが困難になって清澄性が悪化する、またガラス転移点を５３０℃以下にすることが困難になる。ＺｒＯ_２の含有量は１％未満であることが好ましい。なおＺｒＯ_２を使用すべき特段の事情がなければ含有しない方がよい。

ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ及びＳｒＯは屈折率を高める成分であり、光学定数の調整として使用することができるが、各成分の含有量が５％を超えると耐候性が低下する。各成分の好ましい範囲は各々０〜３％、特に各々０〜１％である。

Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３はアッベ数を維持しながら、屈折率を高める成分であり、光学定数の調整として使用することができる。各成分の含有量が５％を超えると屈折率ｎｄを１．５４以下にすることが困難になる。各成分の好ましい範囲は各々１％未満である。

Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５は屈折率を顕著に高める成分であり、光学定数の調整として使用することができる。各成分の含有量が２％を超えると屈折率ｎｄを１．５４以下にすることが困難になる。各成分の好ましい範囲は各々１％未満である。

ＧｅＯ_２はガラスの安定性や屈折率を高める目的で添加することができる。しかしＧｅＯ_２は稀少原料であるため、使用量が増えると原料コストの高騰に繋がる。それゆえＧｅＯ_２を使用するとしても、その含有量は少ない方が好ましく、具体的には０〜３％、さらには０〜１％、特に０〜０．００１％であることが好ましい。

Ｐ_２Ｏ_５はガラス転移点や粘度特性の調整を目的として添加することができる。しかしガラスの耐候性が低下したり、耐失透性を悪化させたりするため、多量に含有することは好ましくない。それゆえＰ_２Ｏ_５を使用するとしても、その含有量は少ない方が好ましく、具体的には０〜１０％、さらには０〜１％であることが好ましい。なおＰ_２Ｏ_５を使用すべき特段の事情がなければ含有しない方が好ましい。

なお上記以外にも、ガラスの特性を損なわない限り他の成分を添加してもよい。

例えば清澄性を向上させるために清澄剤を添加することができる。中でも硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸アルミニウムなどの硫酸塩の使用が効果的である。硫酸塩を使用すると、１２００〜１５００℃で清澄泡を放出し、効果的にガラスを清澄することができる。ただし、硫酸塩の使用量が多すぎると、プレス時にＳＯ_２ガスが発生して金型を汚染したり、過剰の清澄作用によりガラスに泡が残存したりする。硫酸塩の添加量は、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。また得られるガラス組成中のＳＯ_３量は、０．００５〜０．５質量％、特に０．０１〜０．３質量％であることが望ましい。

硫酸塩以外の清澄剤として、ＳｎＯ_２、ＣｅＯ_２の使用も考えられる。ただしＳｎＯ_２は、Ｓｂ_２Ｏ_３と同様にプレス時にガラス表面を白濁させる原因となる恐れがあるため、多量の添加は避けるべきである。ＳｎＯ_２の含有量は０．１％未満であることが好ましい。またＣｅＯ_２は着色する恐れがあるので、やはり多量の添加は避けるべきである。ＣｅＯ_２の含有量は０．１％未満であることが好ましい。さらにＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２及びＣｅＯ_２の合量は、０．１％未満で０．００１％以上であることが好ましい。

なお清澄剤として広く知られているＡｓ_２Ｏ_３は有害であるので、実質的に含有しないことが望ましい。またＦ成分は環境に悪影響を及ぼすおそれがあることから実質的に含有しないことが好ましい。Ｃｌ成分はプレス時にガラスから揮発しやすく、プレス金型の劣化を著しく促進するため実質的に含有させることは好ましくない。ここで「Ａｓ_２Ｏ_３を実質的に含有しない」、「Ｆを含有しない」及び「Ｃｌを実質的に含有しない」とは、これらの成分を意図的にガラス中に添加しないという意味であり、不可避的不純物まで完全に排除するということを意味するものではない。より客観的には、不純物を含めたこれらの成分の含有量が、Ａｓ_２Ｏ_３で０．００００１％以下、Ｆで０．０１％以下、Ｃｌで０．０１％以下であるということを意味する。

また、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｒ，Ｂｒはガラスを着色させる成分であることから、含有しないことが好ましい。Ｃｄは環境に対する影響を考慮し、含有しないことが好ましい。Ｂｉ_２Ｏ_３はプレス性を悪化させる成分なので、特段の理由がなければ、含有させないことが好ましい。

以上の組成を有する光学ガラスは、屈折率ｎｄが１．４９〜１．５４、アッベ数νｄが５９〜６７の光学定数を容易に達成することができる。特に屈折率ｎｄが１．５０〜１．５２、アッベ数νｄが６０〜６３の範囲の光学定数をもつガラスを得ることができる。

また上記組成を有する光学ガラスは、５３０℃以下のガラス転移点を容易に達成することができる。さらに５２０℃以下、特に５１０℃以下のガラス転移点を容易に達成することができる。

また１３００℃に相当するガラスの粘度が１０^２．０ｄＰａ・ｓ以下、より好ましくは１０^１．９ｄＰａ・ｓ以下であることが好ましい。１３００℃での粘度が上記の範囲であれば、ガラス中に含まれる泡が浮上し易くなることから、清澄が容易になる。

さらに３３０ｎｍでの１０ｍｍ厚での内部透過率(λ_{３３０ｎｍ})が８５％以上、より好ましくは８８％以上である。内部透過率が上記の範囲であれば、大径レンズであっても高透過を維持することが可能である。上記内部透過率を得るためには、原料の製造工程で混入するＦｅ_２Ｏ_３が少ない酸化物を選定するなどで達成することができる。例えば、ＭｇＯやＣａＯの原料は不純物としてＦｅ_２Ｏ_３を含む場合が多く、このような場合はＭｇＯやＣａＯの使用は避けたほうが好ましい。またＦｅ_２Ｏ_３は４０ｐｐｍ以下であることが好ましい。

次に、本発明の光学ガラスを用いて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等を製造する方法を述べる。

まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉で溶融する。

清澄剤としてＳｂ_２Ｏ_３や硫酸塩を使用するという観点から、ガラスの溶融温度は１１５０℃以上であることが好ましい。さらに１２００℃以上が好ましく、特に１２５０℃以上であることが好ましい。なお溶融容器を構成する白金金属からのＰｔ溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融温度は１４５０℃以下が好ましく、さらには１４００℃以下が好ましく、特に１３５０℃以下が好ましく、最適には１３００℃以下が好ましい。

また溶融時間が短すぎると、十分に清澄できない可能性があるので、溶融時間は２時間以上であることが好ましく、さらに３時間以上が好ましい。ただし溶融容器からのＰｔ溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融時間は８時間以内、特に５時間以内であることが好ましい。

また溶融容器内のガラス融液の深さは、浅すぎると生産性が悪くなるため、３０ｍｍ以上、特に５０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、深すぎると泡の浮上に時間がかかるため、１ｍ以下、好ましくは０．５ｍ以下が好ましい。

次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して一旦液滴状ガラスを作製し、プリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造して一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。

続いて、精密加工を施した金型中にプリフォームガラスに入れて軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズを得ることができる。

以下、本発明の光学ガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。

表１〜３は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１１）及び表４は比較例（試料Ｎｏ．１２〜１６）を示している。

各試料は、次のようにして作製した。

まず、表１〜４に記載の組成となるように調合したガラス原料（炭酸塩、酸化物）を白金ルツボに入れ、１３００℃でそれぞれ２時間溶融した。なお本実施例ではＮａ_２Ｏ原料としてソーダ灰を使用した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、冷却固化した後、アニールを行って試料を作製した。このようにして得られた試料について、各種特性を評価した。結果を各表に示す。

なおガラス中のＦｅ_２Ｏ_３量を確認するために、ガラスを酸溶液により溶かし、ＩＣＰにて測定したところ、Ｎｏ.６は３０ｐｐｍ、Ｎｏ.７は２０ｐｐｍであった。これに対し、Ｎｏ.１０はＭｇＯを多量に含有しているためＦｅ_２Ｏ_３量が５０ｐｐｍと多かった。

屈折率ｎｄは、屈折率計（カルニュー製ＫＰＲ−２００）を用いて、ヘリウムランプのｄ線（波長：５８７．６ｎｍ）における測定値で示した。

アッベ数νｄは、屈折率計（カルニュー製ＫＰＲ−２００）を用いて、上記したｄ線、水素ランプのＦ線（波長：４８６．１ｎｍ）、および水素ランプのＣ線（波長：６５６．３ｎｍ）における屈折率をそれぞれ測定し、それらの値をそれぞれｎｄ、ｎＦ、ｎＣとした際の｛（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）｝の値とした。

ガラス転移点（Ｔｇ）は、熱膨張曲線における低温度域の直線と高温度域の直線の交点より求めた。

耐水性は、ＪＯＧＩＳ化学耐久性の測定方法(粉末法)に準じて評価した。

耐酸性は、ＪＯＧＩＳ化学耐久性の測定方法（粉末法）に準じて評価した。

耐候性は、６０℃−９０％ＲＨに２４時間保持した後の表面を観察したものであり、表面に白濁が認められなかったものを「○」、白濁が認められたものを「×」とした。

清澄性の評価は次のようにして行った。まず一旦成形したガラスを粉砕し、分級して２ｍｍ以下の粉砕ガラスとした。続いて３００ｃｃ白金坩堝の中に粉砕ガラスを投入し、ガラス高さが３０ｍｍになるようにガラス量を調整した。次いで、電気炉にて１３００℃で１時間保持した後、１０ｍｍ厚の板形状に成形した試料を鏡面研磨し、試料の横から平行光を入射して泡を数えた。

１３００℃に相当するガラスの粘度は、白金球引き上げ法にて測定した。

表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜１１の各試料は、屈折率ｎｄが１．４８５〜１．５３０、アッベ数νｄが５７．８〜６４．１であった。またガラス転移点は４８０〜５３０℃であった。また１３００℃における粘度は１０^１．２〜１０^２．０ｄＰａ・ｓであり、ガラス中の泡数は１ｃｍ^３当たり０〜４個であった。ＪＯＧＩＳ耐水性(粉末法)は１〜３級であり、また耐候性評価も良好であった。

これに対して比較例であるＮｏ．１２、１３、１５は１３００℃での粘度が１０^２．２〜１０^３．２ｄＰａ・ｓであり、また泡が５〜２０個／ｃｍ^３残っていることから清澄性が低かった。またＮｏ．１５はガラス転移点が５６０℃と高く、モールドプレス成形が困難であることが予想される。Ｎｏ．１４はＪＯＧＩＳ耐水性及び耐酸性（粉末法）がそれぞれ５級及び４級であり、また耐候性が悪かった。Ｎｏ．１６はＡｌ_２Ｏ_３が少なく、ＪＯＧＩＳ耐酸性（粉末法）が４級であった。Ｎｏ．１４とＮｏ．１６は耐酸性が低いことから、酸処理工程での歩留まりが悪く、量産性に乏しいと思われる。

また硫酸塩の清澄効果を確認するために、Ｎａ_２Ｏ原料の一部を硫酸塩に置換した試料を用意し、上記と同様の方法を用いて泡数を評価した。具体的にはＮｏ．３、６、８、及びＮｏ.１１のＮａ_２Ｏ原料として、硫酸ナトリウム（Ｎａ_２ＳＯ_４）を０．１〜０．０２％、残部をソーダ灰として試料を作製し、評価に供した。

その結果、表５、表６に示すように、硫酸塩を用いた試料の泡数は何れも０個/ｇであった。

なおガラス中のＳＯ_３量は、ガラスをアルカリ融解し、その液をイオン交換後、イオンクロマトグラフィにて測定を行った。

Claims

質量％で、ＳｉＯ_２４５．５〜５９％、Ｂ_２Ｏ_３１０〜４４％、Ａｌ_２Ｏ_３７．２〜２０％、ＴｉＯ_２０〜７％、Ｎａ_２Ｏ１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ０〜９％、Ｒ_２Ｏ３〜３０％（Ｒ_２ＯはＮａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量）、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．１％未満、Ｆ０．０１％以下、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）が０．１６〜０．８０であり、実質的にＰｂＯを含有せず、屈折率ｎｄ１．４８〜１．５４、アッベ数νｄ５９〜６７であることを特徴とする光学ガラス。
質量％で、ＳｉＯ_２４７〜５９％、Ｂ_２Ｏ_３１０〜３５％、Ａｌ_２Ｏ_３７．２〜２０％、ＴｉＯ_２０〜２％、Ｎａ_２Ｏ１〜２０％、Ｌｉ_２Ｏ０〜９％、Ｒ_２Ｏ３〜３０％（Ｒ_２ＯはＮａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量）、Ｓｂ_２Ｏ_３０〜０．１％未満、（Ｂ_２Ｏ_３＋Ｒ_２Ｏ）／（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）が０．１６〜０．８０であり、実質的にＰｂＯを含有しないことを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
さらにＳＯ_３を０．００５〜０．５質量％含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラス。
ガラス転移点が５３０℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学ガラス。
モールドプレス成形用であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学ガラス。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学ガラスを製造する方法であって、清澄剤として硫酸塩を使用することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
硫酸塩の添加量が、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下であることを特徴とする請求項６に記載の光学ガラスの製造方法。