JP7086339B2

JP7086339B2 - 光学ガラスレンズ及び光学ガラスレンズの製造方法

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Publication number: JP7086339B2
Application number: JP2017124828A
Authority: JP
Inventors: 高宏俣野; 佳久高山
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2022-06-20
Anticipated expiration: 2037-06-27
Also published as: JP2019006643A

Description

本発明は光学ガラスに関するものである。

紫外線発光素子は、殺菌、消毒、浄水、センシング、樹脂硬化等の各種用途に用いられる。従来、紫外線発光素子として水銀灯が多く使用されてきたが、近年は、より環境負荷の少ないＬＥＤ（発光ダイオード）への転換が検討されつつある（例えば特許文献１参照）。

紫外線ＬＥＤには、光出射部分に光学ガラスが取り付けられることがある。当該光学ガラスは、紫外線ＬＥＤチップを保護するカバー部材としての機能を果たすため、機械的強度が要求される。また、紫外線ＬＥＤの用途により、当該光学ガラスに要求される機能（光の集光、拡大等）が異なるため、光学ガラスの形状は多種多様である。当該光学ガラスの材料として、例えば、概ね波長３５０ｎｍ以下の短波長域（深紫外域）において透過特性に優れた石英ガラスが用いられている。

特開２００５－２０３４８１号公報

しかしながら、シリカガラスはガラス転移点、軟化点が高いため、プレス成型性に劣り、所望の形状を得にくい、及び、機械的強度が不十分であり破損しやすいという問題があった。

本発明の目的は上記課題に鑑み、紫外線透過率が高く、プレス成型性に優れ、かつ、機械的強度が高い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、表面に圧縮応力層を有する光学ガラスであって、質量％で、ＳｉＯ_２４０～７５％、Ｂ_２Ｏ_３０～３０％、Ａｌ_２Ｏ_３３～１５％、ＲＯ０．１～１０％（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）、Ｌｉ_２Ｏ０．１～１０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ３～２０％、ＺｒＯ_２０～３％、Ｆ_２０～５％を含有することを特徴とする。ここで、「Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ」とは、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの含有量の合量を意味する。本発明では、紫外線透過率を高めるＳｉＯ_２の含有量を４０質量％以上、紫外線透過率を低下させるＬｉ_２Ｏの含有量を１０質量％以下、及び、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量を２０質量％以下に規制することにより高い紫外線透過率を達成している。また、ガラス転移点を低下させるＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）の含有量を０．１質量％以上、Ｌｉ_２Ｏの含有量を０．１質量％以上、及び、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量を３質量％以上に規制することにより、優れたプレス成型性を達成している。さらに、表面に圧縮応力層を有しているため機械的強度に優れる。

本発明の光学ガラスは、さらに、質量％で、Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｂｉ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３０～０．０５％を含有することが好ましい。ここで、「Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｂｉ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３」とは、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３及びＷＯ_３の含有量の合量を意味する。

本発明の光学ガラスは、さらに、質量％で、ＴｉＯ_２１００ｐｐｍ以下、Ｆｅ_２Ｏ_３５０ｐｐｍ以下を含有することが好ましい。

本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．４５～１．５５であることが好ましい。なお、「ｎｄ」は、ｄ線における屈折率である。

本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が５５０℃以下であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、軟化点が７５０℃以下であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、肉厚１ｍｍで、波長２７０ｎｍにおける光透過率が５０％以上であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、肉厚１ｍｍで、波長３００ｎｍにおける光透過率が８０％以上であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、プレス成型体であることが好ましい。

本発明の光学ガラスは、圧縮応力層の圧縮応力値が５０～１０００ＭＰａ、圧縮応力層の厚みが１～１００μｍであることが好ましい。ここで、「圧縮応力層の圧縮応力値」及び「圧縮応力層の厚み」は、表面応力計を用いて干渉縞の本数とその間隔を観察して算出したものである。

本発明の光学ガラスの製造方法は、質量％で、ＳｉＯ_２４０～７５％、Ｂ_２Ｏ_３０～３０％、Ａｌ_２Ｏ_３３～１５％、ＲＯ０．１～１０％（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）、Ｌｉ_２Ｏ０．１～１０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ３～２０％、ＺｒＯ_２０～３％、Ｆ_２０～５％を含有するガラス母材をプレス成型し、プレス成型ガラスを得る工程、及び、化学強化法にて前記プレス成型ガラスの表面に圧縮応力層を形成する工程を含むことを特徴とする。

本発明によれば、紫外線透過率が高く、プレス成型性に優れ、かつ、機械的強度が高い光学ガラスを提供することができる。

本発明の光学ガラスは、表面に圧縮応力層を有する光学ガラスであって、質量％で、ＳｉＯ_２４０～７５％、Ｂ_２Ｏ_３０～３０％、Ａｌ_２Ｏ_３３～１５％、ＲＯ０．１～１０％（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）、Ｌｉ_２Ｏ０．１～１０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ３～２０％、ＺｒＯ_２０～３％、Ｆ_２０～５％を含有することを特徴とする。

まず、ガラス組成を上記のように限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、特に断りのない限り、「％」は「質量％」を意味する。

ＳｉＯ_２は、紫外線透過率と耐候性を向上させ、また屈折率を低下させ、さらに液相粘度を高める成分である。ＳｉＯ_２の含有量は４０～７５％であり、４５～７０％、特に５０～６５％であることが好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になったり、紫外線透過率が低下する傾向がある。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多すぎると、ガラス転移点が上昇しプレス成型性が低下する傾向がある。また、ガラスの溶解性が悪化したり、ＳｉＯ_２を含む失透物が析出しやすくなる。

Ｂ_２Ｏ_３は、イオン交換性能を高めることにより圧縮応力値を向上させ、また屈折率を低下させ、さらに耐候性を向上させる成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は０～３０％であり、０．５～２７．５％、１～２５％、特に２．５～２２％であることが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラス転移点が上昇しプレス成型性が低下する傾向がある。また、成形時に蒸発しやすいため脈理が発生しやすくなる。さらに、紫外線透過率が低下しやすくなる。なお、イオン交換、圧縮応力値については後で詳述する。

Ａｌ_２Ｏ_３は、イオン交換性能を向上させ、また屈折率を低下させ、さらに耐候性を向上させる成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は３～１５％であり、３．５～１２．５％、４～１０％、特に５～９％であることが好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３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、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラス転移点が上昇しプレス成型性が低下する傾向がある。また、ガラスの溶解性が悪化したり、Ａｌ_２Ｏ_３を含む失透物が析出しやすくなる。

ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は５５～８０％、５７．５～７７．５％、６０～７５％、特に６２．５～７２．５％であることが好ましい。ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少なすぎると、屈折率が高くなりすぎたり、紫外線透過率が低下しやすくなる。一方、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ガラス転移点が上昇しプレス成型性が低下する傾向がある。なお、「ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３」とは、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の含有量の合量を意味する。

なお、ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３は１０以下、７．５以下、５以下、４以下、特に３以下であることが好ましい。ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３が大きすぎると、ガラスの溶解性が悪化し、ＳｉＯ_２を含む失透物が析出しやすくなる。また、ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３の下限は特に限定されないが、現実的には、１．４以上であることが好ましい。なお、「ＳｉＯ_２／Ｂ_２Ｏ_３」とは、ＳｉＯ_２の含有量をＢ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

また、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３は１０以下、７．５以下、５以下、４以下、特に３以下であることが好ましい。ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３が大きすぎると、ガラスの溶解性が悪化し、ＳｉＯ_２を含む失透物が析出しやすくなる。また、ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３の下限は特に限定されないが、現実的には、２．７以上であることが好ましい。なお、「ＳｉＯ_２／Ａｌ_２Ｏ_３」とは、ＳｉＯ_２の含有量をＡｌ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）は、ガラス転移点を低下させ、またガラスの高温粘性を低下させる成分である。ＲＯの含有量（合量）は０．１～１０％であり、０．５～９．５％、１～９％、特に２～８％であることが好ましい。ＲＯの含有量が少なすぎると、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、ＲＯの含有量が多すぎると、失透傾向が強くなってガラス化しにくくなり、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。また、イオン交換性能が低下しやすくなる。

なお、ＲＯの各成分の含有量の範囲は以下の通りである。

ＭｇＯの含有量は０～１０％、０．１～１０％、０．５～９．５％、１～９％、特に２～８％であることが好ましい。

ＣａＯの含有量は０～１０％、０．１～１０％、０．５～９．５％、１～９％、特に２～８％であることが好ましい。

ＳｒＯの含有量は、０～１０％、０．１～１０％、０．５～９．５％、１～９％、特に２～８％であることが好ましい。

ＢａＯの含有量は、０～１０％、０．１～１０％、０．５～９．５％、１～９％、特に２～８％であることが好ましい。

ＺｎＯの含有量は、０～１０％、０．１～１０％、０．５～９．５％、１～９％、特に２～８％であることが好ましい。

Ｌｉ_２Ｏは、イオン交換成分であり、またガラス転移点を低下させ、さらにガラスの高温粘性を低下させる成分である。Ｌｉ_２Ｏの含有量は、０．１～１０％であり、０．５～７．５％、１～７％、特に２～６％であることが好ましい。Ｌｉ_２Ｏの含有量が少なすぎると、イオン交換性能が低下したり、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。また、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。

Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、イオン交換成分であり、またガラス転移点を低下させ、さらにガラスの高温粘性を低下させる成分である。Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は、３～２０％であり、４～１８％、５～１７％、特に６～１６％であることが好ましい。Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が少なすぎると、イオン交換性能が低下したり、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。また、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。

なお、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの含有量の好ましい範囲は以下の通りである。

Ｎａ_２Ｏは、圧縮応力値を顕著に向上させる成分である。Ｎａ_２Ｏの含有量は、１～２０％、１．５～１９％、２～１８％、特に３～１７％であることが好ましい。

Ｋ_２Ｏの含有量は、０～１０％、０．５～８％、１～７％、特に２～６％であることが好ましい。

なお、（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３は、０．５～２、０．６～１．８、０．７～１．５であることが好ましい。（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３が小さすぎると、イオン交換性能が低下したり、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３が大きすぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。また、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。ここで、「（Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）／Ａｌ_２Ｏ_３」とは、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの含有量の合量をＡｌ_２Ｏ_３の含有量で除した値を指す。

ＺｒＯ_２は、イオン交換性能を顕著に向上させ、また耐候性を向上させる成分である。ＺｒＯ_２の含有量は、０～３％であり、０～２％、特に０．１～２％であることが好ましい。ＺｒＯ_２の含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、液相粘度が低下し失透しやすくなる。

Ｆ_２は紫外線透過率を高める成分である。Ｆ_２の含有量は０～５％であり、０．５～３％、特に１～２％であることが好ましい。Ｆ_２の含有量が多すぎると、溶融時の蒸発が増加して脈理等が発生し、ガラスが不均質になりやすい。また、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。さらに、ヤング率が低下したり、圧縮応力値が低下しやすくなる。なお、蒸発等の抑制を優先する場合、Ｆ_２は含有しないことが好ましい。

上記成分以外にも、以下に示す種々の成分を含有させることができる。

Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３及びＷＯ_３は耐侯性及び化学耐候性を高める成分である。また、これらの成分を含有させることにより、屈折率を調整することができる。Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｂｉ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３の含有量は０～０．０５％であることが好ましい。これらの成分の含有量が多すぎると、耐失透性の低下、溶融温度の上昇、あるいは紫外線透過率の低下等の不具合が生じやすくなる。なお、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３及びＷＯ_３の各成分の含有量も、それぞれ上記範囲であることが好ましい。

ＴｉＯ_２は紫外線透過率を低下させやすいため、その含有量は極力少ないほうが好ましい。具体的には、ＴｉＯ_２の含有量は、１００ｐｐｍ以下、特に５０ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、ＴｉＯ_２の含有量の下限値は特に限定されないが現実的には０．１ｐｐｍ以上である。

不純物として混入しやすいＦｅ_２Ｏ_３は紫外線透過率を低下させやすいため、その含有量は極力少ないほうが好ましい。具体的には、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、５０ｐｐｍ以下、特に３０ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量の下限値は特に限定されないが現実的には０．１ｐｐｍ以上である。

ガラスを溶融する際に還元剤となるカーボンや金属スズ等の成分を１％以下添加しても構わない。

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、実質的に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、実質的に含有しないことが好ましい。なお、「Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｒ、Ｂｒ、Ｃｄを実質的に含有しない」とは、原料として意図的に含有させないことを意味し、客観的には、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｒ、Ｂｒ、Ｃｄの含有量が各々０．０５％未満であることをいう。

以上の組成を有する光学ガラスは、屈折率ｎｄが１．４５～１．５５、１．４８～１．５３、特に１．４９～１．５２になりやすい。また、アッベ数が５０～６５、５２～６３、特に５４～６０になりやすい。

本発明の光学ガラスは、上記のように屈折率が比較的低いため、光入射効率が高い。そのため、表面に反射防止膜を設けなくても実質上問題ない。ただし、必要に応じて、反射防止膜を形成しても構わない。

本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が５５０℃以下、５３０℃以下、特に５００℃以下であることが好ましい。ガラス転移点の下限は特に限定されないが、現実的には４００℃以上である。また、軟化点が７５０℃以下、７３０℃以下、特に７１０℃以下であることが好ましい。軟化点の下限はイオン交換処理に用いる溶液の温度以上であることが好ましい。具体的には、４００℃以上、特に４５０℃以上であることが好ましい。ガラス転移点、軟化点が低いため、プレス成型温度が低くなりプレス金型の劣化を抑制しやすい。

本発明の光学ガラスは、ガラス転移点と軟化点の差が２４５℃以下、２２０℃以下、特に２００℃以下であることが好ましい。ガラス転移点と軟化点の差が小さいと、プレス成型し冷却する際にガラスが早く固化しやすくなるため、ガラスがプレス金型に融着しにくくなる。

本発明の光学ガラスは、３０～３００℃の範囲における熱膨張係数が５０×１０^－７／℃以上、６０×１０^－７／℃以上、特に７０×１０^－７／℃以上であることが好ましい。熱膨張係数が低すぎると、プレス成型し、冷却した後、プレス金型からガラスが離型しにくくなる。なお、熱膨張係数の上限は特に限定されないが、現実的には１５０×１０^－７／℃以下である。

本発明の光学ガラスは、概ね波長３５０ｎｍ以下の深紫外域において良好な光透過率を有する。具体的には、本発明の光学ガラスは、肉厚１ｍｍで波長２７０ｎｍにおける光透過率が５０％以上、６０％以上、特に７０％以上であることが好ましい。また、肉厚１ｍｍで波長３００ｎｍにおける光透過率が８０％以上、８５％以上、特に９０％以上であることが好ましい。

次に、本発明の光学ガラス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。ガラスの溶融温度は１１５０℃以上、１２００℃以上、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、１４００℃以下、１３５０℃以下、特に１３００℃以下であることが好ましい。

また溶融時間が短すぎると、十分に脱泡できない可能性があるので、溶融時間は２時間以上、特に３時間以上であることが好ましい。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。

次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して液滴状ガラスを作製し、ガラス母材を得る。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、洗浄してガラス母材を得る。

続いて、精密加工を施した金型中にガラス母材を投入して軟化状態となるまで加熱しながらプレス成型し、金型の表面形状をガラス母材に転写させる。このようにして、プレス成型ガラスを得ることができる。なお、プレス成型ガラスの形状は、平板形状以外の形状を有し、例えば曲面形状、レンズ形状等が挙げられる。

その後、化学強化法にて、プレス成型ガラスの表面に圧縮応力層を形成し、光学ガラスを得る。なお、化学強化法とは、イオン交換によりガラスの表面にイオン半径の大きいアルカリイオンを導入する方法である。化学強化法で圧縮応力層を形成すれば、ガラスの厚みが薄くても、イオン交換処理を行うことができ、所望の機械的強度を得ることができる。なお、イオン交換処理は、例えば４００～５５０℃の硝酸カリウム溶液中にプレス成型ガラスを１～８時間浸漬することで行うことができる。

得られた光学ガラスにおいて、圧縮応力層の圧縮応力値は５０～１０００ＭＰａ、１００～９００ＭＰａ、３００～８００ＭＰａ、４５０～７００ＭＰａ、特に５００～６００ＭＰａであることが好ましい。圧縮応力層の圧縮応力値が大きくなるにつれて、光学ガラスの機械的強度が高くなる。一方、表面に極端に大きな圧縮応力が形成されると、表面にマイクロクラックが発生したり、内在する引っ張り応力が極端に高くなり、逆に光学ガラスの機械的強度が低下する虞があり、また、光学ガラスの内部と圧縮応力層の屈折率差が大きくなり、色収差のバラツキが生じやすくなる。

得られた光学ガラスにおいて、圧縮応力層の厚みは１～１００μｍ、５～５０μｍ、特に１０～３０μｍであることが好ましい。圧縮応力層の厚みが大きい程、光学ガラスが破損し難くなる。但し、表面に極端に大きな圧縮応力層の厚みが形成されると、表面にマイクロクラックが発生したり、内在する引っ張り応力が極端に高くなり、逆に光学ガラスの機械的強度が低下する虞があり、また内部と圧縮応力層の屈折率差が大きくなり、色収差のバラツキが生じやすくなる。

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及び表２は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１～１４）及び比較例（試料Ｎｏ．１５～１７）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及び２に記載の組成となるように調合したガラス原料を白金ルツボに入れ、１３００℃でそれぞれ２時間溶融した。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、アニールを行ってガラスブロックを作製した。その後、研削、研磨、洗浄してガラス母材を得た。このようにして得られたガラス母材について、屈折率、ガラス転移点、軟化点、熱膨張係数及び光透過率を測定した。結果を表１及び２に示す。

次に、精密加工を施した金型中に得られたガラス母材を投入して軟化点で加熱しながら加圧成型し、金型の表面形状をガラス母材に転写し、前面曲率半径２０ｍｍ、中心厚み４ｍｍの平凸レンズを得た。

その後、得られた平凸レンズを４４０℃に保持されたＫＮＯ_３槽に８時間浸漬し、イオン交換処理を行い光学ガラスを得た。得られた光学ガラスの圧縮応力層の圧縮応力値及び厚みを測定した。結果を表１及び２に示す。

屈折率ｎｄは、屈折率計を用いて、ｄ線（波長：５８７．６ｎｍ）における測定値で示した。

ガラス転移点は、ディラトメーターを用いて測定した。

軟化点は、ファイバーエロンゲーション法を用いて測定した。

熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、３０～３００℃の温度範囲における値を測定した。

光透過率は、分光光度計（島津製作所製ＵＶ－３１００）により測定した。

圧縮応力層の圧縮応力値及び厚みは、表面応力計（株式会社東芝製ＦＳＭ－６０００）を用いて干渉縞の本数とその間隔を観察することで算出した。算出に際し、光学弾性定数を２８［（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ］とした。

表１及び２から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１～１４の各試料は、屈折率ｎｄが１．４６～１．５４、ガラス転移点が４４０～５０５℃、軟化点が６０１～７１０℃、光透過率（２７０ｎｍ）が５５～７８％、光透過率（３００ｎｍ）が８１～９３％、圧縮応力値が４６１～５８９ＭＰａ、圧縮応力層の深さが１２～４５μｍであった。これに対して比較例であるＮｏ．１５の試料は、光透過率（２７０ｎｍ）が４５％、光透過率（３００ｎｍ）が７０％と低かった。Ｎｏ．１６の試料は、ガラス転移点が６３０℃、軟化点が７８５℃と高くプレス成型性に劣ることが分かった。Ｎｏ．１７の試料は、圧縮応力層を有していないため、機械的強度に劣ることが分かった。

Claims

表面に圧縮応力層を有する光学ガラスレンズであって、質量％で、ＳｉＯ_２４０～７５％、Ｂ_２Ｏ_３０～３０％、Ａｌ_２Ｏ_３３～１５％、ＲＯ０．１～１０％（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）、Ｌｉ_２Ｏ０．１～１０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ３～２０％、Ｎａ _２Ｏ１～６．１％、ＺｒＯ_２０～３％、Ｆ_２０～５％を含有し、肉厚１ｍｍで、波長２７０ｎｍにおける光透過率が５０％以上であることを特徴とする光学ガラスレンズ。
さらに、質量％で、Ｌａ_２Ｏ_３＋Ｎｂ_２Ｏ_５＋Ｂｉ_２Ｏ_３＋ＷＯ_３０～０．０５％を含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラスレンズ。
さらに、質量％で、ＴｉＯ_２１００ｐｐｍ以下、Ｆｅ_２Ｏ_３５０ｐｐｍ以下を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学ガラスレンズ。
屈折率（ｎｄ）が１．４５～１．５５であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
ガラス転移点が５５０℃以下であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
軟化点が７５０℃以下であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
肉厚１ｍｍで、波長３００ｎｍにおける光透過率が８０％以上であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
プレス成型体であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
圧縮応力層の圧縮応力値が５０～１０００ＭＰａ、圧縮応力層の厚みが１～１００μｍであることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の光学ガラスレンズ。
質量％で、ＳｉＯ_２４０～７５％、Ｂ_２Ｏ_３０～３０％、Ａｌ_２Ｏ_３３～１５％、ＲＯ０．１～１０％（ＲはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種）、Ｌｉ_２Ｏ０．１～１０％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ３～２０％、Ｎａ _２Ｏ１～６．１％、ＺｒＯ_２０～３％、Ｆ_２０～５％を含有するガラス母材をプレス成型し、プレス成型ガラスを得る工程、及び、化学強化法にて前記プレス成型ガラスの表面に圧縮応力層を形成する工程を含むことを特徴とする光学ガラスレンズの製造方法。