JPH05193978A - 精密プレス成形用光学ガラス - Google Patents
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Abstract
密プレス成形でき、化学的耐久性の非常に良好な、屈折
率(nd)が1.625〜1.690、アッベ数(ν
d)が57以上の光学恒数を持つ光学ガラスを提供する
ことである。 【構成】上記の目的は、SiO2 2〜13重量%、B2
O3 11〜25重量%、かつ、SiO2 +B2 O3 23
〜30重量%、LaF3 5〜30重量%、Gd2 O3 4
〜13重量%、Y2 O3 4〜13重量%、BaF2 22
〜45重量%、Li2 O0〜6重量%、LiF 0〜8
重量%、かつ、Li2 O+LiF0.5〜8重量%の組
成からなり、屈伏温度(At)が550℃以下で、屈折
率(nd)が1.625〜1.690、アッベ数(ν
d)が57以上の光学恒数を持つ、化学的耐久性の良好
な低軟化点の精密プレス用光学ガラスによって達成され
る。
Description
形ができ、精密プレス成形後に研削または研磨を必要と
しない、精密プレス成形用光学ガラスに関する。
密プレス成形用とは無関係の実用化されている公知の光
学ガラスとして、LaKと呼称される光学ガラス(本質
的には、Si−B−La−Ba−O系)が存在する。ま
た、米国特許第2,456,033号明細書(本質的に
は、B−La−RFx−F−O系である。ただし、Gd
2 O3 、Y2 O3 は使用せず)、特公昭60−6297
号公報(本質的には、B−La−Gd−RFx−F−O
系である。ただし、B2 O3 は25重量%以上使用、Y
2 O3 は使用せず)、特公昭61−163138号公報
(本質的には、B−La−Yb−Al−O系である。た
だし、Fは任意成分として、5重量%以下しか使用せ
ず)および特公平2−43693号公報(本質的には、
Si−B−La−Ca−O系である。ただし、B2 O3
は48重量%以上使用、Fは使用せず)が本発明の範囲
内の光学恒数の一部を持つものとして知られている。本
発明の光学恒数の範囲内に一部存在し、精密プレス成形
用の光学ガラスとして、特公平3−5341号公報(本
質的には、Si−La−Ba−Li−O系である。ただ
し、Gd2 O3、Y2 O3 、およびFは使用せず)が知ら
れている。また、本発明の光学恒数の範囲内には存在し
ないが、近い光学恒数を持ち、精密プレス成形用の光学
ガラスとして、特公昭62−123040号公報(本質
的には、Si−B−Li−Ba−La−O系である。た
だし、SiO2 は20重量%以上使用、Y 2 O3 および
Fは使用せず)、特公昭63−41859号公報(本質
的には、B−La−Ba−Li−F−O系である。ただ
し、Fは2.5〜6.5重量%使用、Gd2 O3 は使用
せず、Y2 O3 は任意成分として、5重量%以下使
用)、特公平1−286934号公報(本質的には、S
i−B−La[Gd]−Li−Ca[Ba]−O系であ
る。ただし、Y2 O3 およびFは使用せず)、特公平3
−16932号公報(本質的には、B−Gd−Li−L
a−F−O系である。ただし、SiO2 は任意成分、B
aF2 は使用せず)および特公平3−37130号公報
(本質的には、Si−B−Li−La−Al−Zr−O
系である。ただし、Y2 O3 およびFは使用せず)が知
られている。
恒数の範囲内に存在する、公知のLaKタイプの光学ガ
ラスは、表2に示されるように、非常に屈伏温度(A
t)が高く、660℃以上のものしか存在しない。通
常、精密プレス成形は、屈伏温度(At)より30〜5
0℃高い温度で実施されるため、LaKタイプの光学ガ
ラスは、690℃以上の温度でなければ、精密プレス成
形は遂行できない。量産時における精密プレス成形温度
の限界は、600℃以下、望ましくは580℃以下であ
る。それ以上の高温になると型材の酸化等の問題が起こ
り、面精度の確保が難しく量産には適さない。そのた
め、公知のLaKタイプの光学ガラスは、精密プレス成
形用としては不向きである。さらに、公知のLaKタイ
プの光学ガラスは、表2に示されるように、非常に化学
的耐久性が悪く、たとえ、精密プレス成形レンズが作製
されたとしても、実用的に使用するには非常に問題が多
い。また、特公昭61−163138号公報および特公
平2−43693号公報の光学ガラスも公知のLaKタ
イプ以上の高い精密プレス成形温度を持っている。同じ
く、米国特許第2,456,033号明細書および特公
昭60−6297号公報の光学ガラスは、いずれもほと
んど精密プレス成形温度が600℃以上と高く、いずれ
も本発明の目的とする光学恒数と精密プレス成形性の両
方を兼備するものではない。特公平3ー5341号公報
は、精密プレス成形用であるが、本発明の屈伏温度(A
t)が550℃以下であるのに対し、570〜595℃
と高く、その精密プレス成形温度は、ほとんどが600
℃以上である。また、特公昭62−123040号公
報、特公昭63−41859号公報、特公平1−286
934号公報、特公平3−16932号公報および特公
平3−37130号公報の光学ガラスは、低い精密プレ
ス成形温度は持っているが、実施例から明らかなよう
に、本発明の光学恒数は持っていない。従って、本発明
の第一の目的は、低温度(600℃以下)で精密プレス
成形できる屈折率(nd)が1.625〜1.690、
アッベ数(νd)が57以上の光学恒数を持つ光学ガラ
スを提供することである。本発明の第二の目的は、化学
的耐久性の非常に良好な光学ガラスを提供することであ
る。
うな種々の公知の光学ガラスの諸欠点に鑑み、鋭意研究
した結果、フツケイホウ酸塩系光学ガラス(Si−B−
La−Gd−Y−Ba−Li−F−O系)が所期の目的
を満足することを見出したものである。すなわち、本発
明においては、第一に、光学ガラスの化学的耐久性を非
常に良好とするため、および、光学ガラスの粘性を増加
させ、結晶化を防止するため、本発明は、Siを必須成
分として積極的に使用したことである。第二に、光学ガ
ラスの化学的耐久性を悪くするBは、できるだけ少なく
使用したことである。第三に、希土類元素として、L
a、GdおよびYを必須成分として積極的に多量使用
し、化学的耐久性を良好にしたばかりでなく、多成分効
果による光学ガラスの安定化を図ったことである。さら
に、特公平2−43693号公報においては、アルカリ
元素は全く使用せず、そして米国特許第2,456,0
33号明細書、特公昭60−6297号公報および特公
昭61−163138号公報においては、アルカリ元素
は任意成分であるに対して、第四に、本発明において
は、精密プレス成形温度を下げるために、Li元素を積
極的に使用したことである。特公昭62−123040
号公報、特公平1−286934号公報、特公平3−5
341号公報および特公平3−37130号公報におい
ては、Li元素を使用して精密プレス成形温度を下げて
いるが、本発明においては、第五に、Li元素と共にF
を多量に使用して精密プレス成形温度を下げたことであ
る。特公昭63−41859号公報はLiと少量のFを
使用しているが、本発明よりも高分散性(アッベ数が
大)であり、さらに、特公平3−16932号公報はL
iと多量のFを使用しているが、本発明よりも高屈折率
でしかも高分散性である。
%、B2 O3 11〜25重量%、かつ、SiO2 +B2
O3 23〜30重量%、LaF3 5〜30重量%、Gd
2 O 3 4〜13重量%、Y2 O3 4〜13重量%、Ba
F2 22〜45重量%、Li 2 O0〜6重量%、LiF
0〜8重量%、かつ、Li2 O+LiF0.5〜8重
量%の組成からなり、屈伏温度(At)が550℃以下
で、屈折率(nd)が1.625〜1.690、アッベ
数(νd)が57以上の光学恒数を持つ、化学的耐久性
の良好な低軟化点の精密プレス用光学ガラスを提供す
る。
ように限定した理由は、次の通りである。SiO2 は、
本発明の必須配合成分であり、光学ガラスの網目を構成
し、粘性を増加させ、結晶化を防止するばかりでなく、
化学的耐久性を非常に良好する成分であるが、2重量%
より少ないと前記の効果が少なく、13重量%より多い
と光学ガラス溶液中に未溶解物が生じ光学ガラスが不安
定になる。
り、光学ガラスの網目を構成するが、11重量%より少
ないと光学ガラスが不安定になり、25重量%より多い
と屈伏温度(At)が高くなるばかりでなく、化学的耐
久性が悪くなる。かつ、SiO2 +B2 O3 が23重量
%より少ないと光学ガラスが不安定になり、30重量%
より多いと屈伏温度(At)が高くなる。
り、所期の目的の光学恒数を得るため、化学的耐久性を
良好にするため、および精密プレス成形温度を下げるた
めの重要な働きをするが、5重量%より少ないと前記の
効果が少なく、30重量%より多いと光学ガラスが不安
定になる。
り、屈折率(nd)を高め、化学的耐久性を良好にし、
光学ガラスを安定にする重要な働きをするが、4重量%
より少ないと前記の効果が少なく、13重量%より多い
と光学ガラスが不安定になる。
り、屈折率(nd)を高め、化学的耐久性を良好にし、
光学ガラスを安定にする重要な働きをするが、4重量%
より少ないと前記の効果が少なく、13重量%より多い
と光学ガラスが不安定になる。
り、所期の目的の光学恒数を得るため、および精密プレ
ス成形温度を下げるための重要な働きをするが、22重
量%より少ないと前記の効果が少なく、45重量%より
多いと光学ガラスが不安定になるばかりでなく、化学的
耐久性が悪くなる。
り、精密プレス成形温度を下げるための重要な働きをす
るが、6重量%より多いと光学ガラスが不安定になる。
LiFは、本発明の任意配合成分であり、精密プレス成
形温度を下げるための重要な働きをするが、8重量%よ
り多いと光学ガラスが不安定になる。かつ、Li2 O+
LiFが0.5重量%より少ないと精密プレス成形温度
を下げる効果が少なく、8重量%より多いと光学ガラス
が不安定になる。
度(At)を持つ限り、SiO2 およびB2 O3 の一部
を、GeやAlの酸化物およびフッ化物等で、La
F3 、Gd2 O3 およびY2 O3 の一部を、La
2 O3 、Yb2 O3 、YbF3 、GdF 3 およびYF3
等で、BaF2 の一部を、Ba、Sr、Ca、Mg、Z
nの酸化物やSr、Ca、Mg、Znのフッ化物等で、
そしてLiのフッ化物や酸化物の一部をCs、K、Na
の酸化物およびフッ化物等で置換しても良い。
原料として、各々相当する酸化物、、フッ化物、炭酸塩
および硝酸塩等を使用し、ガラス化した後、所定の割合
となるように秤量し、十分混合した後、白金ルツボに投
入して、電気炉で1100〜1300℃で溶融し、攪拌
して均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した
金型内に鋳込んだ後、徐冷して製造する。
具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はない。本発明の光学ガラスの実施例1〜9の成分組成
およびその特性値として、屈折率(nd)、アッベ数
(νd)、屈伏温度(At)および化学的耐久性(耐水
性)を表1に示す。また、実用化されているLaKタイ
プ(基本的にSi−B−La−Ba−O系)の特性値を
表2に示す。ただし、化学的耐久性(耐水性)は日本光
学硝子工業会規格の粉末法(JOGIS06−1975)の
測定方法による。そして、数値(減量率−単位wt.
%)が小さい程、化学的耐久性(耐水性)が良好なこと
を表わす。
て、各々相当する酸化物、、フッ化物、炭酸塩および硝
酸塩等を使用し、ガラス化した後、表1に示される割合
となるように秤量し、十分混合した後、白金ルツボに投
入して、電気炉で1100〜1300℃で溶融し、攪拌
して均質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した
金型内に鋳込んだ後、徐冷して製造した。
屈伏温度(At)が550℃以下で、屈折率(nd)が
1.625〜1.690、アッベ数(νd)が57以上
の光学恒数を持ち、化学的耐久性も良好で、さらに、6
00℃以下の温度で精密プレス成形が可能なため、非球
面レンズ製造用等の精密プレス成形用光学ガラスとして
非常に有用である。
Claims (1)
- 【請求項1】 SiO2 2〜13重量%、B2 O3 11
〜25重量%、かつ、SiO2 +B2 O3 23〜30重
量%、LaF3 5〜30重量%、Gd2 O34〜13重
量%、Y2 O3 4〜13重量%、BaF2 22〜45重
量%、Li2O0〜6重量%、LiF 0〜8重量%、
かつ、Li2 O+LiF0.5〜8重量%の組成からな
り、屈伏温度(At)が550℃以下で、屈折率(n
d)が1.625〜1.690、アッベ数(νd)が5
7以上の光学恒数を持つ、化学的耐久性の良好な低軟化
点の精密プレス用光学ガラス。
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