JP6701557B2 - Optical glass and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は光学ガラスに関し、特に高屈折率特性を有する光学ガラスに関する。 The present invention relates to optical glass, and more particularly to optical glass having high refractive index characteristics.
近年、カメラ、顕微鏡及び内視鏡等に用いられる光学系の小型化や軽量化に伴い、使用される光学レンズに用いられるガラスの光学特性として、より高屈折率が求められている。 In recent years, as optical systems used in cameras, microscopes, endoscopes, and the like have become smaller and lighter, higher refractive index has been demanded as optical characteristics of glass used in optical lenses used.
ガラスをより高屈折率にするためには、ガラス骨格成分であるSiO2やB2O3の含有量を少なくし、La2O3、Gd2O3、Ta2O5等の希土類酸化物またはNb2O5やTiO2を多量に含有させる必要がある。しかしながら、この場合ガラス化が困難になる。これは、一般に、光学ガラスは原料を坩堝等の溶融容器内で溶融し、冷却することで作製されるため、ガラス骨格成分が少ないガラス系では、溶融容器との接触界面を起点として結晶化が進行しやすくなるからである。 In order to make the glass have a higher refractive index, the content of SiO 2 or B 2 O 3 which is a glass skeleton component is reduced, and rare earth oxides such as La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Ta 2 O 5 are used. Alternatively, it is necessary to contain a large amount of Nb 2 O 5 or TiO 2 . However, in this case, vitrification becomes difficult. This is because optical glass is generally produced by melting a raw material in a melting container such as a crucible and cooling it, so that in a glass system with a small glass skeleton component, crystallization starts from the contact interface with the melting container. This is because it becomes easier to proceed.
ガラス化しにくい組成であっても、溶融容器との界面での接触をなくすことによりガラス化が可能となる。このような方法として、原料を浮遊させた状態で溶融、冷却する無容器凝固法(無容器浮遊法)が知られている。当該方法を用いると、溶融ガラスが溶融容器にほとんど接触することがないため、溶融容器との界面を起点とする結晶化を防止することができ、ガラス化が可能となる。例えば、特許文献1では、無容器凝固法により、ガラス組成としてTiO2とBaOのみを含有するガラスが作製されている。 Even if the composition is difficult to vitrify, vitrification is possible by eliminating contact at the interface with the melting container. As such a method, a containerless solidification method (a containerless floating method) of melting and cooling a raw material in a suspended state is known. When this method is used, the molten glass hardly contacts the melting vessel, so that crystallization starting from the interface with the melting vessel can be prevented and vitrification becomes possible. For example, in Patent Document 1, a glass containing only TiO 2 and BaO as a glass composition is produced by a containerless solidification method.
特許文献1に記載のガラスは、比較的失透しやすいため、無容器凝固法を用いた場合であっても、大径化(例えば長径2mm以上)は困難である。 Since the glass described in Patent Document 1 is relatively easily devitrified, it is difficult to increase the diameter (for example, longer diameter of 2 mm or more) even when the container-free coagulation method is used.
以上に鑑み、本発明は、高屈折率であり、かつ、耐失透性に優れ、大径化が容易である新規な光学ガラスを提供することを目的とする。 In view of the above, it is an object of the present invention to provide a novel optical glass having a high refractive index, excellent devitrification resistance, and easily increasing the diameter.
本発明者らが鋭意検討した結果、TiO2、La2O3、Gd2O3及び、ZrO2を必須成分として所定範囲で含有する光学ガラスであれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the above problems can be solved if the optical glass contains TiO 2 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and ZrO 2 as essential components in a predetermined range, It is proposed as an invention.
即ち、本発明の光学ガラスは、モル%で、TiO2 50〜85%、La2O3 5〜25%(ただし25%を含まない)、Gd2O3 0〜20%(ただし0%を含まない)、La2O3+Gd2O3 8〜25%、ZrO2 0〜25%(ただし0%を含まない)を含有することを特徴とする。なお、「La2O3+Gd2O3」は各成分の含有量の合量を意味する。 That is, the optical glass of the present invention is, in mol %, TiO 2 50 to 85%, La 2 O 3 to 25% (excluding 25%), Gd 2 O 3 to 20% (however, 0% is includes not), La 2 O 3 + Gd 2 O 3 8~25%, characterized in that it contains ZrO 2 0 to 25% (not including 0%). Incidentally, "La 2 O 3 + Gd 2 O 3 " means total content of each component.
本発明の光学ガラスは、モル%で、Nb2O5 0〜20%、Ta2O5 0〜20%、Y2O3 0〜20%、またはYb2O3 0〜20%を含有することが好ましい。 The optical glass of the present invention, in mol%, Nb 2 O 5 0~20% , Ta 2 O 5 0~20%, Y 2 O 3 0~20%, or containing Yb 2 O 3 0~20% Preferably.
本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)が2.15〜2.40であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a refractive index (nd) of 2.15 to 2.40.
本発明の光学ガラスの製造方法は、上記の光学ガラスを製造するための方法であって、ガラス原料を空中に浮遊させて保持した状態で、ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、溶融ガラスを冷却する工程を備えることを特徴とする。 The method for producing an optical glass of the present invention is a method for producing the above-mentioned optical glass, in a state where the glass raw material is suspended and held in the air, and after the glass raw material is melted by heating to obtain a molten glass. And a step of cooling the molten glass.
本発明の光学ガラスは、従来よりも高屈折率であり、かつ、耐失透性に優れ、大径化が容易である。 The optical glass of the present invention has a higher refractive index than conventional ones, is excellent in devitrification resistance, and is easy to increase in diameter.
本発明の光学ガラスは、モル%で、TiO2 50〜85%、La2O3 5〜25%(ただし25%を含まない)、Gd2O3 0〜20%(ただし0%を含まない)、La2O3+Gd2O3 8〜25%、ZrO2 0〜25%(ただし0%を含まない)を含有することを特徴とする。ガラス組成範囲をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量の説明において、特に断りのない限り「%」は「モル%」を意味する。 The optical glass of the present invention is, in mol %, TiO 2 50 to 85%, La 2 O 3 5 to 25% (excluding 25%), Gd 2 O 30 to 20% (excluding 0%). ), La 2 O 3 + Gd 2 O 3 8~25%, characterized in that it contains ZrO 2 0 to 25% (not including 0%). The reason for limiting the glass composition range in this way will be described below. In the following description of the content of each component, "%" means "mol %" unless otherwise specified.
TiO2は屈折率を高める効果が大きい成分であり、化学的耐久性を高める効果もある。TiO2の含有量は、50〜85%であり、好ましくは55〜83%、より好ましくは60〜81%、さらに好ましくは65〜79%である。TiO2の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、TiO2の含有量が多すぎると、失透しやすくなり所望の大きさのガラス材が得られにくくなる。 TiO 2 is a component that has a large effect of increasing the refractive index, and also has an effect of increasing the chemical durability. The content of TiO 2 is 50 to 85%, preferably 55 to 83%, more preferably 60 to 81%, and further preferably 65 to 79%. If the content of TiO 2 is too small, it becomes difficult to obtain the above effects. On the other hand, when the content of TiO 2 is too large, devitrification is likely to occur and it becomes difficult to obtain a glass material having a desired size.
La2O3は屈折率を高め、ガラス化の安定性を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。La2O3の含有量は5〜25%(ただし25%を含まない)であり、好ましくは6〜18%、より好ましくは7〜14%、さらに好ましくは8〜11%である。La2O3の含有量が少なすぎると、上記の効果が得られにくくなる。一方、La2O3の含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。 La 2 O 3 is a component that enhances the refractive index and enhances the stability of vitrification. It also has the effect of improving weather resistance. The content of La 2 O 3 is 5 to 25% (excluding 25%), preferably 6 to 18%, more preferably 7 to 14%, and further preferably 8 to 11%. If the content of La 2 O 3 is too small, it becomes difficult to obtain the above effects. On the other hand, when the content of La 2 O 3 is too large, it becomes difficult to vitrify.
Gd2O3は屈折率を高め、ガラス化の安定性を高める成分である。Gd2O3の含有量は0〜20%(ただし0%を含まない)であり、好ましくは0.1〜18%、より好ましくは1〜15%、さらに好ましくは2〜13%である。Gd2O3の含有量が少なすぎると、上記の効果が得られにくくなる。一方、Gd2O3の含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。 Gd 2 O 3 is a component that enhances the refractive index and enhances the stability of vitrification. The content of Gd 2 O 3 is 0 to 20% (excluding 0%), preferably 0.1 to 18%, more preferably 1 to 15%, and further preferably 2 to 13%. If the content of Gd 2 O 3 is too small, it becomes difficult to obtain the above effects. On the other hand, when the content of Gd 2 O 3 is too large, it becomes rather difficult to vitrify.
La2O3+Gd2O3の含有量は8〜25%であり、好ましくは10〜23%、より好ましくは12〜20%、さらに好ましくは13〜18%である。La2O3+Gd2O3が少なすぎる、または多すぎると、ガラス化しにくくなる。 The content of La 2 O 3 +Gd 2 O 3 is 8 to 25%, preferably 10 to 23%, more preferably 12 to 20%, and further preferably 13 to 18%. If La 2 O 3 +Gd 2 O 3 is too little or too much, vitrification becomes difficult.
ZrO2は屈折率を高める成分であり、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる効果がある。また化学的耐久性を高める効果も有する。ZrO2の含有量は0〜25%(ただし0%を含まない)、好ましくは0.1〜23%、より好ましくは1〜20%、さらに好ましくは3〜18%である。ZrO2の含有量が少なすぎると、上記の効果が得られにくくなる。一方、ZrO2の含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。 ZrO 2 is a component that raises the refractive index and forms a glass skeleton as an intermediate oxide, and therefore has the effect of expanding the vitrification range. It also has the effect of increasing chemical durability. The content of ZrO 2 is 0 to 25% (excluding 0%), preferably 0.1 to 23%, more preferably 1 to 20%, further preferably 3 to 18%. If the content of ZrO 2 is too small, it becomes difficult to obtain the above effects. On the other hand, when the content of ZrO 2 is too large, it becomes rather difficult to vitrify.
本発明の光学ガラスには、上記成分以外にも、Nb2O5、Ta2O5、Y2O3またはYb2O3を含有させることができる。これらの成分を導入することで、所望の光学特性を有するガラスを容易に作製することができる。 The optical glass of the present invention may contain Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , Y 2 O 3 or Yb 2 O 3 in addition to the above components. By introducing these components, a glass having desired optical characteristics can be easily produced.
Nb2O5は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、Nb2O5の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。従って、Nb2O5の含有量は、好ましくは0〜20%、より好ましくは1〜10%である。 Nb 2 O 5 is a component that has a large effect of increasing the refractive index. However, if the content of Nb 2 O 5 is too large, vitrification becomes difficult. Therefore, the content of Nb 2 O 5 is preferably 0 to 20%, more preferably 1 to 10%.
Ta2O5は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、Ta2O5の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ta2O5の含有量は、好ましくは0〜20%、より好ましくは1〜5%である。 Ta 2 O 5 is a component that has a large effect of increasing the refractive index. However, if the content of Ta 2 O 5 is too large, vitrification tends to be difficult, and the raw material cost tends to increase. Therefore, the content of Ta 2 O 5 is preferably 0 to 20%, more preferably 1 to 5%.
Y2O3はガラス化の安定性を高め、屈折率を高める成分である。ただし、Y2O3の含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。従って、Y2O3の含有量は、好ましくは0〜20%、より好ましくは0〜10%である。 Y 2 O 3 is a component that enhances the stability of vitrification and enhances the refractive index. However, if the content of Y 2 O 3 is too large, it becomes rather difficult to vitrify. Therefore, the content of Y 2 O 3 is preferably 0 to 20%, more preferably 0 to 10%.
Yb2O3は屈折率を高める成分である。ただし、Yb2O3の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。また、原料コストが高くなる傾向がある。従って、Yb2O3の含有量は、好ましくは0〜20%、より好ましくは0〜10%である。 Yb 2 O 3 is a component that increases the refractive index. However, if the content of Yb 2 O 3 is too large, vitrification becomes difficult. In addition, the raw material cost tends to increase. Therefore, the content of Yb 2 O 3 is preferably 0 to 20%, more preferably 0 to 10%.
本発明の光学ガラスには、上記成分以外にも、以下の成分を含有させることができる。 The optical glass of the present invention may contain the following components in addition to the above components.
Al2O3はガラス骨格を形成し、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Al2O3の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。従って、Al2O3の含有量は、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜5%である。 Al 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton and expands the vitrification range. However, if the content of Al 2 O 3 is too large, the refractive index decreases, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%.
SiO2はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。ただし、SiO2の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。従って、SiO2の含有量は、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜5%である。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton and expands the vitrification range. It also has the effect of improving weather resistance. However, if the content of SiO 2 is too large, the refractive index decreases, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of SiO 2 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%.
B2O3はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、B2O3の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。従って、B2O3の含有量は、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜5%である。 B 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton and expands the vitrification range. However, if the content of B 2 O 3 is too large, the refractive index decreases, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of B 2 O 3 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%.
GeO2は屈折率を高める成分であり、ガラス化範囲を広げる効果もある。ただし、GeO2の含有量が多すぎると、原料コストが高くなる傾向がある。従って、GeO2の含有量は、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜5%である。 GeO 2 is a component that increases the refractive index, and also has the effect of expanding the vitrification range. However, if the content of GeO 2 is too large, the raw material cost tends to increase. Therefore, the content of GeO 2 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%.
WO3は屈折率を高める効果がある。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる効果もある。ただし、WO3の含有量が多すぎると、かえって失透しやすくなり大径化が困難になる傾向がある。従って、WO3の含有量は、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜5%である。 WO 3 has the effect of increasing the refractive index. Further, since it forms a glass skeleton as an intermediate oxide, it also has an effect of expanding the vitrification range. However, if the content of WO 3 is too large, devitrification tends to occur, and it tends to be difficult to increase the diameter. Therefore, the content of WO 3 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%.
SnO2は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、還元により着色の原因となりやすい。従って、SnO2の含有量は、好ましくは0〜5%、より好ましくは0〜3%である。 SnO 2 is a component that has a large effect of increasing the refractive index. However, reduction tends to cause coloring. Therefore, the content of SnO 2 is preferably 0 to 5%, more preferably 0 to 3%.
P2O5はガラス骨格を構成する成分であり、ガラス化範囲を広げる効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、分相しやすくなる。従って、P2O5の含有量は、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜3%である。 P 2 O 5 is a component that constitutes the glass skeleton, and has the effect of expanding the vitrification range. However, if the content is too large, phase separation tends to occur. Therefore, the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 3%.
ZnO、MgO、CaO、SrO及びBaOはガラス化の安定性を高めたり、化学的耐久性を高める効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。従って、これらの成分の含有量は、好ましくは各々0〜10%、より好ましくは各々0〜5%である。 ZnO, MgO, CaO, SrO, and BaO have the effects of increasing the vitrification stability and chemical durability. However, if the content is too large, the refractive index is lowered and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of each of these components is preferably 0 to 10%, and more preferably 0 to 5%.
Li2O、Na2O、K2O及びCs2Oは溶融温度を低下させる効果があるが、屈折率を低下させるため、合量で0〜10%であることが好ましく、0〜5%であることがより好ましい。 Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O have the effect of lowering the melting temperature, but since they lower the refractive index, they are preferably 0 to 10% in total, and 0 to 5%. Is more preferable.
清澄剤としてSb2O3を含有させることができる。ただし、着色を避けるため、あるいは環境面を考慮して、Sb2O3の含有量は0.1%以下であることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。 Sb 2 O 3 can be included as a fining agent. However, the content of Sb 2 O 3 is preferably 0.1% or less, and more preferably substantially not contained, in order to avoid coloration or in consideration of the environment.
PbOは環境への負荷を考慮し、実質的に含有しないことが好ましい。 Considering the load on the environment, it is preferable that PbO is not substantially contained.
なお、本発明において「実質的に含有しない」とは、意図的に原料として含有させないことを意味し、不可避的不純物の混入まで排除するものではない。より客観的には、含有量が0.1%未満であることを意味する。 In the present invention, “substantially free from” means not intentionally added as a raw material, and does not exclude inclusion of unavoidable impurities. More objectively, it means that the content is less than 0.1%.
本発明の光学ガラスの屈折率は、好ましくは2.15以上、より好ましくは2.20以上である。例えば、本発明の光学ガラスをレンズとして使用する場合、屈折率を高めるほどレンズを薄くすることが可能となり、光学デバイスを小型化する上で有利となる。なお、屈折率の上限は、ガラス化の安定性を考慮して、好ましくは2.40以下、より好ましくは2.35以下である。 The refractive index of the optical glass of the present invention is preferably 2.15 or more, more preferably 2.20 or more. For example, when the optical glass of the present invention is used as a lens, it is possible to make the lens thinner as the refractive index is increased, which is advantageous in downsizing the optical device. The upper limit of the refractive index is preferably 2.40 or less, more preferably 2.35 or less in consideration of the stability of vitrification.
本発明の光学ガラスにおいてアッベ数は特に限定されず、例えば10〜25の範囲で適宜調整される。 In the optical glass of the present invention, the Abbe number is not particularly limited, and is appropriately adjusted within the range of 10 to 25, for example.
本発明の光学ガラスは、例えば球形状や回転楕円体形状を有する。その場合、長径が2mm以上、2.5mm以上、特に3mm以上であることが好ましい。そのようにすれば、レンズ等の光学素子として適用しやすくなる。 The optical glass of the present invention has, for example, a spherical shape or a spheroidal shape. In that case, the major axis is preferably 2 mm or more, 2.5 mm or more, and particularly preferably 3 mm or more. By doing so, it becomes easy to apply as an optical element such as a lens.
本発明の光学ガラスは例えば無容器凝固法により作製することができる。図1は、無容器凝固法によりガラス材を作製するための製造装置の一例を示す模式的断面図である。以下、図1を参照しながら、本発明の光学ガラスの製造方法について説明する。 The optical glass of the present invention can be produced, for example, by a containerless solidification method. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing apparatus for manufacturing a glass material by a container-free coagulation method. Hereinafter, the manufacturing method of the optical glass of the present invention will be described with reference to FIG.
ガラス材の製造装置1は成形型10を有する。成形型10は溶融容器としての役割も果たす。成形型10は、成形面10aと、成形面10aに開口している複数のガス噴出孔10bとを有する。ガス噴出孔10bは、ガスボンベなどのガス供給機構11に接続されている。このガス供給機構11からガス噴出孔10bを経由して、成形面10aにガスが供給される。ガスの種類は特に限定されず、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスであってもよい。 The glass material manufacturing apparatus 1 has a molding die 10. The mold 10 also serves as a melting container. The molding die 10 has a molding surface 10a and a plurality of gas ejection holes 10b opening in the molding surface 10a. The gas ejection hole 10b is connected to a gas supply mechanism 11 such as a gas cylinder. Gas is supplied from the gas supply mechanism 11 to the molding surface 10a via the gas ejection holes 10b. The type of gas is not particularly limited, and may be, for example, air or oxygen, or an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas.
製造装置1を用いてガラス材を製造するに際しては、まず、上記組成のガラスとなるように調製したガラス原料塊12を成形面10a上に配置する。ガラス原料塊12としては、例えば、原料粉末をプレス成形等により一体化したものや、原料粉末をプレス成形等により一体化した後に焼結させた焼結体や、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体等が挙げられる。 When manufacturing a glass material using the manufacturing apparatus 1, first, the glass raw material ingot 12 prepared so as to be glass having the above composition is placed on the molding surface 10a. Examples of the glass raw material ingot 12 include a raw material powder integrated by press molding or the like, a sintered body obtained by integrating the raw material powder by press molding or the like, or a composition equivalent to the target glass composition. Examples thereof include aggregates of crystals.
次に、ガス噴出孔10bからガスを噴出させることにより、ガラス原料塊12を成形面10a上で浮遊させる。すなわち、ガラス原料塊12を、成形面10aに接触していない状態で保持する。その状態で、レーザー光照射装置13からレーザー光をガラス原料塊12に照射する。これによりガラス原料塊12を加熱溶融してガラス化させ、溶融ガラスを得る。その後、溶融ガラスを冷却することにより、ガラス材を得ることができる。ガラス原料塊12を加熱溶融する工程と、溶融ガラス、さらにはガラス材の温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程とにおいては、少なくともガスの噴出を継続し、ガラス原料塊12、溶融ガラス、さらにはガラス材と成形面10aとの接触を抑制することが好ましい。なお、加熱溶融する方法としては、レーザー光を照射する方法以外にも、輻射加熱であってもよい。 Next, the glass raw material block 12 is floated on the molding surface 10a by ejecting gas from the gas ejection holes 10b. That is, the glass raw material lump 12 is held in a state where it is not in contact with the molding surface 10a. In this state, the laser light irradiation device 13 irradiates the glass raw material block 12 with laser light. Thereby, the glass raw material lump 12 is heated and melted to be vitrified to obtain molten glass. After that, the glass material can be obtained by cooling the molten glass. In the step of heating and melting the glass raw material lump 12 and the step of cooling the molten glass, and further, cooling the glass material until the temperature of the glass material becomes at least the softening point or less, at least gas ejection is continued, and the glass raw material lump 12 and the molten glass are melted. Further, it is preferable to suppress contact between the glass material and the molding surface 10a. The method of heating and melting may be radiation heating, instead of the method of irradiating with laser light.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
表1〜4は本発明の実施例及び比較例をそれぞれ示している。 Tables 1 to 4 show examples of the present invention and comparative examples, respectively.
各試料は次のようにして調製した。まず表1〜4に示す各ガラス組成になるように調合した原料粉末を用いてガラス原料塊を作製した。ガラス原料塊は、原料粉末をプレス成型して1100〜1400℃で12時間焼結する方法により作製した。なお、ガラス原料塊は、乳鉢を用いて粗粉砕し、0.1〜0.5gの小片にした状態で用いた。 Each sample was prepared as follows. First, a glass raw material lump was prepared using raw material powders prepared so as to have the glass compositions shown in Tables 1 to 4. The glass raw material lump was produced by a method in which raw material powder was press-molded and sintered at 1100 to 1400° C. for 12 hours. The glass raw material lump was roughly crushed using a mortar and used in the state of small pieces of 0.1 to 0.5 g.
上記で得られたガラス原料塊を用いて、図1に準じた装置を用いた無容器凝固法によって略球形状のガラス材(長径3〜7.5mm)を作製した。なお、熱源としては100W CO2レーザー発振器を用いた。また、原料塊を浮遊させるためのガスとして酸素ガスを用い、流量1〜15L/minで供給した。 Using the glass raw material lump obtained above, a substantially spherical glass material (major axis 3 to 7.5 mm) was produced by a containerless solidification method using an apparatus according to FIG. A 100 W CO 2 laser oscillator was used as the heat source. Further, oxygen gas was used as a gas for suspending the raw material mass, and was supplied at a flow rate of 1 to 15 L/min.
得られたガラス材について、屈折率(nd)及びアッベ数(νd)を測定した。結果を表1〜4に示す。 The refractive index (nd) and Abbe's number (νd) of the obtained glass material were measured. The results are shown in Tables 1-4.
屈折率は、ガラス材を厚さ5mmのソーダ板基板上に接着後、直角研磨を行い、島津製作所製KPR−2000用いて、ヘリウムランプのd線(587.6nm)に対する測定値で評価した。 The refractive index was evaluated by measuring the d-line (587.6 nm) of a helium lamp using Shimadzu KPR-2000 after performing a right angle polishing after adhering a glass material to a 5 mm thick soda plate substrate.
アッベ数は上記d線に対する屈折率と、水素ランプのF線(486.1nm)及びC線(656.3nm)に対する屈折率の値を用い、アッベ数(νd)={(nd−1)/(nF−nC)}の式から算出した。 The Abbe number uses the refractive index values for the d-line and the F-line (486.1 nm) and C-line (656.3 nm) of the hydrogen lamp, and the Abbe number (νd)={(nd-1)/ It was calculated from the formula (nF-nC)}.
表1〜3に示すように、実施例1〜15では、屈折率が2.29486〜2.33133と高いガラスが得られた。一方、表4に示すように、比較例1〜5の試料はガラス化しなかった。 As shown in Tables 1 to 3, in Examples 1 to 15, glasses having a high refractive index of 2.29486 to 2.333133 were obtained. On the other hand, as shown in Table 4, the samples of Comparative Examples 1 to 5 were not vitrified.
1:ガラス材の製造装置
10:成形型
10a:成形面
10b:ガス噴出孔
11:ガス供給機構
12:ガラス原料塊
13:レーザー光照射装置
1: Glass material manufacturing apparatus 10: Mold 10a: Molding surface 10b: Gas ejection hole 11: Gas supply mechanism 12: Glass raw material mass 13: Laser light irradiation device
Claims (5)
ガラス原料を空中に浮遊させて保持した状態で、前記ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却する工程を備えることを特徴とする、光学ガラスの製造方法。 A method for producing optical glass according to any one of claims 1-4,
A method for producing optical glass, comprising a step of cooling the molten glass after heating and melting the glass raw material to obtain molten glass in a state where the glass raw material is suspended and held in the air.
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