JPH08277127A - ガラス光学素子の製造方法 - Google Patents
ガラス光学素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH08277127A JPH08277127A JP8027395A JP8027395A JPH08277127A JP H08277127 A JPH08277127 A JP H08277127A JP 8027395 A JP8027395 A JP 8027395A JP 8027395 A JP8027395 A JP 8027395A JP H08277127 A JPH08277127 A JP H08277127A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- silicon carbide
- mold
- molded
- glass material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/24—Carbon, e.g. diamond, graphite, amorphous carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
- C03B2215/34—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material of ceramic or cermet material, e.g. diamond-like carbon
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 少なくとも成形面が炭化ケイ素および／また
は窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、この成形面
上にさらに融着防止用薄膜が形成されている成形型を用
い、この成形型内に、軟化点が５３０℃以下、屈伏点が
５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯを含まないガ
ラス素材を入れ、加熱軟化した状態で加圧成形すること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法。 【効果】 本発明のガラス光学素子の製造方法によれ
ば、成形型の成形面を形成する炭化ケイ素や窒化ケイ素
の酸化に伴うガラス融着に起因するクラックやプルアウ
トの発生を著しく抑えることができるので、用いられる
成形型が長寿命となり、また得られたガラス光学素子も
欠陥の著しく少ないものとなる。
は窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、この成形面
上にさらに融着防止用薄膜が形成されている成形型を用
い、この成形型内に、軟化点が５３０℃以下、屈伏点が
５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯを含まないガ
ラス素材を入れ、加熱軟化した状態で加圧成形すること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法。 【効果】 本発明のガラス光学素子の製造方法によれ
ば、成形型の成形面を形成する炭化ケイ素や窒化ケイ素
の酸化に伴うガラス融着に起因するクラックやプルアウ
トの発生を著しく抑えることができるので、用いられる
成形型が長寿命となり、また得られたガラス光学素子も
欠陥の著しく少ないものとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高精度のガラス光学素子
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス素材を成形型内でプレス成形して
高精度のガラス光学素子を製造するための技術につい
て、従来種々の検討がなされている。例えば、ガラス素
材をプレス成形するための成形型として、成形面が炭化
ケイ素、窒化ケイ素などからなる成形型は良く知られて
いる。また特公平４−６１８１６号公報は、炭化ケイ素
の表面にスパッター法で硬質炭素膜を形成した成形型を
開示している。さらに特開平２−１９９０３６号公報
は、表面がＣＶＤ法により成膜した炭化ケイ素からなる
基盤上にイオンプレーティング法によりｉ−カーボン膜
を被覆した成形型が開示されている。
高精度のガラス光学素子を製造するための技術につい
て、従来種々の検討がなされている。例えば、ガラス素
材をプレス成形するための成形型として、成形面が炭化
ケイ素、窒化ケイ素などからなる成形型は良く知られて
いる。また特公平４−６１８１６号公報は、炭化ケイ素
の表面にスパッター法で硬質炭素膜を形成した成形型を
開示している。さらに特開平２−１９９０３６号公報
は、表面がＣＶＤ法により成膜した炭化ケイ素からなる
基盤上にイオンプレーティング法によりｉ−カーボン膜
を被覆した成形型が開示されている。
【０００３】このようにプレス成形によるガラス光学素
子の製造技術において成形型については数多くの研究が
なされている。しかしプレス成形されるガラス素材に関
しては今迄十分に研究がなされていないのが実情であ
る。一般にプレス成形により高精度のガラス光学素子を
製造するためのガラス素材としては、軟化温度の低いガ
ラスが有利であると言われているが、個々の成形型の成
形面材料（例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素など）との関
係で、どのようなガラスが成形型の寿命を考慮したとき
に有利であるかを明確に開示した従来文献はない。
子の製造技術において成形型については数多くの研究が
なされている。しかしプレス成形されるガラス素材に関
しては今迄十分に研究がなされていないのが実情であ
る。一般にプレス成形により高精度のガラス光学素子を
製造するためのガラス素材としては、軟化温度の低いガ
ラスが有利であると言われているが、個々の成形型の成
形面材料（例えば炭化ケイ素、窒化ケイ素など）との関
係で、どのようなガラスが成形型の寿命を考慮したとき
に有利であるかを明確に開示した従来文献はない。
【０００４】従来からよく知られている光学ガラスの中
で比較的軟化温度の低いガラスとしてはフリント系光学
ガラスがあるが、このガラスはＰｂＯを含有しているた
めにプレス成形においてＰｂＯが還元されてＰｂ粒子が
析出するという問題がある。また、フリント系光学ガラ
スは高分散ガラスであるが、最近屈折率ｎd １．５５〜
１．６３でアッベ数νd が５５以上の重ウランガラスを
両凸形状の非球面レンズ用素材として使用したいという
要望が非常に高い。
で比較的軟化温度の低いガラスとしてはフリント系光学
ガラスがあるが、このガラスはＰｂＯを含有しているた
めにプレス成形においてＰｂＯが還元されてＰｂ粒子が
析出するという問題がある。また、フリント系光学ガラ
スは高分散ガラスであるが、最近屈折率ｎd １．５５〜
１．６３でアッベ数νd が５５以上の重ウランガラスを
両凸形状の非球面レンズ用素材として使用したいという
要望が非常に高い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】炭化ケイ素、窒化ケイ
素等は高温硬度、高温強度等の極めて優れた材料であ
り、例えばＣＶＤ法で成形型表面を作製すれば、気孔等
の欠陥がなく緻密であり、鏡面加工ができる。しかしな
がら、これらの材料からなる成形型はその極表面は酸化
されて、数１０オングストローム程度の酸化ケイ素の層
が存在し、このためにアルカリやアルカリ土類陽イオン
からなるガラス修飾成分を多量に含むホウケイ酸塩ガラ
スやケイ酸塩ガラスなどからなるガラスをプレス成形す
ると、ガラスが融着し、同時に冷却の際に成形型のとこ
ろどころに応力集中が起こるため、成形型の表層がスポ
ット状にえぐり取られる現象（以下、この現象をプルア
ウトと呼ぶ）が発生する。前記特公平４−６１８１６号
公報や特開平２−１９９０３６号公報に開示されたよう
に、炭素系膜で成形型の炭化ケイ素または窒化ケイ素表
面を被覆することは融着及びプルアウトを防ぐために極
めて有効な手段である。しかしながら、成膜技術で常に
問題になるのは成形型のプレス成形面の全面にわたって
完全な成膜を行うことが生産技術上難しいことである。
ミクロ的に見ると数ヶ所に異物の付着があったり、膜ヌ
ケが存在したりする。このことは、特開平２−１２０２
４５号公報に開示されており、当業界で良く知られてい
ることである。
素等は高温硬度、高温強度等の極めて優れた材料であ
り、例えばＣＶＤ法で成形型表面を作製すれば、気孔等
の欠陥がなく緻密であり、鏡面加工ができる。しかしな
がら、これらの材料からなる成形型はその極表面は酸化
されて、数１０オングストローム程度の酸化ケイ素の層
が存在し、このためにアルカリやアルカリ土類陽イオン
からなるガラス修飾成分を多量に含むホウケイ酸塩ガラ
スやケイ酸塩ガラスなどからなるガラスをプレス成形す
ると、ガラスが融着し、同時に冷却の際に成形型のとこ
ろどころに応力集中が起こるため、成形型の表層がスポ
ット状にえぐり取られる現象（以下、この現象をプルア
ウトと呼ぶ）が発生する。前記特公平４−６１８１６号
公報や特開平２−１９９０３６号公報に開示されたよう
に、炭素系膜で成形型の炭化ケイ素または窒化ケイ素表
面を被覆することは融着及びプルアウトを防ぐために極
めて有効な手段である。しかしながら、成膜技術で常に
問題になるのは成形型のプレス成形面の全面にわたって
完全な成膜を行うことが生産技術上難しいことである。
ミクロ的に見ると数ヶ所に異物の付着があったり、膜ヌ
ケが存在したりする。このことは、特開平２−１２０２
４５号公報に開示されており、当業界で良く知られてい
ることである。
【０００６】また前記特公平４−６１８１６号公報や特
開平２−１９９０３６号公報に記載のような炭素系膜は
プレス成形の雰囲気を非酸化性雰囲気にしたとしても、
ガラス内外の水分や酸素により酸化されるため、永久膜
ではなく、ある期間経過後、炭素系膜を剥離除去し、新
たな炭素系膜を形成する再生作業を行なう必要がある。
従って、ある確率で成膜時に異物付着や膜ヌケの問題が
発生する。そして、異物付着部や膜ヌケ部でプレス成形
が繰り返されると、ある確率でプルアウトが発生するこ
とになる。プルアウトが著しく生じると、得られたガラ
ス光学素子は欠陥を有することになり、高価な成形型が
最早使用できなくなる。
開平２−１９９０３６号公報に記載のような炭素系膜は
プレス成形の雰囲気を非酸化性雰囲気にしたとしても、
ガラス内外の水分や酸素により酸化されるため、永久膜
ではなく、ある期間経過後、炭素系膜を剥離除去し、新
たな炭素系膜を形成する再生作業を行なう必要がある。
従って、ある確率で成膜時に異物付着や膜ヌケの問題が
発生する。そして、異物付着部や膜ヌケ部でプレス成形
が繰り返されると、ある確率でプルアウトが発生するこ
とになる。プルアウトが著しく生じると、得られたガラ
ス光学素子は欠陥を有することになり、高価な成形型が
最早使用できなくなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、成形型の炭化ケイ素および／または窒化ケイ素を
主成分とする成形面に形成した融着防止用薄膜の欠陥部
において露出している炭化ケイ素および／または窒化ケ
イ素が酸化して被成形ガラスが融着にすることに伴うプ
ルアウトの発生が、被成形ガラスとして転移点が５３０
℃以下、屈伏点が５６５℃以下で、ガラス成分としてＰ
ｂＯを含まないガラスを使用することにより顕著に抑制
され、成形型が著しく長寿命化することを見い出した。
結果、成形型の炭化ケイ素および／または窒化ケイ素を
主成分とする成形面に形成した融着防止用薄膜の欠陥部
において露出している炭化ケイ素および／または窒化ケ
イ素が酸化して被成形ガラスが融着にすることに伴うプ
ルアウトの発生が、被成形ガラスとして転移点が５３０
℃以下、屈伏点が５６５℃以下で、ガラス成分としてＰ
ｂＯを含まないガラスを使用することにより顕著に抑制
され、成形型が著しく長寿命化することを見い出した。
【０００８】本発明は上記知見に基づいて完成したもの
であり、少なくとも成形面が炭化ケイ素および／または
窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、この成形面上
にさらに融着防止用薄膜が形成されている成形型を用
い、この成形型内に、転移点が５３０℃以下、屈伏点が
５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯを含まないガ
ラス素材を入れ、加熱軟化した状態で加圧成形すること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法を要旨とする。
であり、少なくとも成形面が炭化ケイ素および／または
窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、この成形面上
にさらに融着防止用薄膜が形成されている成形型を用
い、この成形型内に、転移点が５３０℃以下、屈伏点が
５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯを含まないガ
ラス素材を入れ、加熱軟化した状態で加圧成形すること
を特徴とするガラス光学素子の製造方法を要旨とする。
【０００９】以下本発明を詳しく説明する。
【００１０】本発明の光学ガラス素子の製造方法におい
ては、成形型として、少なくとも成形面が炭化ケイ素お
よび／または窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、
この成形面上にさらに融着防止用薄膜が成形された成形
型を用いる。
ては、成形型として、少なくとも成形面が炭化ケイ素お
よび／または窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、
この成形面上にさらに融着防止用薄膜が成形された成形
型を用いる。
【００１１】上記成形型において、炭化ケイ素および／
または窒化ケイ素を主成分とする材料からなる成形面
は、炭化ケイ素および／または窒化ケイ素からなる成形
型の基盤材料それ自体によって成形してもよいが、超硬
合金などの基盤材料上に直接または中間層を介して炭化
ケイ素および／または窒化ケイ素からなる薄膜をＣＶＤ
法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法などにより成膜する
ことにより形成してもよい。ＣＶＤ法による炭化ケイ素
／窒化ケイ素薄膜は緻密性に優れている点で好ましく、
ＣＶＤ法によるβ−ＳｉＣ薄膜が特に好ましい。なお、
成形面は炭化ケイ素および／または窒化ケイ素を主成分
とする材料からなるものであればよく、従って炭化ケイ
素および／または窒化ケイ素のみを使用することができ
るのはもちろんであるが、炭化ケイ素および／または窒
化ケイ素を９０重量％以上含むセラミックス、例えばＳ
ｉＡｌＯＮなどの窒化ケイ素セラミックスなどを使用す
ることもできる。
または窒化ケイ素を主成分とする材料からなる成形面
は、炭化ケイ素および／または窒化ケイ素からなる成形
型の基盤材料それ自体によって成形してもよいが、超硬
合金などの基盤材料上に直接または中間層を介して炭化
ケイ素および／または窒化ケイ素からなる薄膜をＣＶＤ
法、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法などにより成膜する
ことにより形成してもよい。ＣＶＤ法による炭化ケイ素
／窒化ケイ素薄膜は緻密性に優れている点で好ましく、
ＣＶＤ法によるβ−ＳｉＣ薄膜が特に好ましい。なお、
成形面は炭化ケイ素および／または窒化ケイ素を主成分
とする材料からなるものであればよく、従って炭化ケイ
素および／または窒化ケイ素のみを使用することができ
るのはもちろんであるが、炭化ケイ素および／または窒
化ケイ素を９０重量％以上含むセラミックス、例えばＳ
ｉＡｌＯＮなどの窒化ケイ素セラミックスなどを使用す
ることもできる。
【００１２】超硬合金などの基盤材料上に炭化ケイ素お
よび／または窒化ケイ素を主成分とする薄膜を形成する
場合、その膜厚は、０．０２〜２μｍであるのが好まし
い。また炭化ケイ素および／または窒化ケイ素焼結体上
にＣＶＤ法で厚膜を形成してもよいし、基盤全体がＣＶ
Ｄ法で作製したものでもよい。
よび／または窒化ケイ素を主成分とする薄膜を形成する
場合、その膜厚は、０．０２〜２μｍであるのが好まし
い。また炭化ケイ素および／または窒化ケイ素焼結体上
にＣＶＤ法で厚膜を形成してもよいし、基盤全体がＣＶ
Ｄ法で作製したものでもよい。
【００１３】成形型において上記成形面上に設ける融着
防止用薄膜としては、炭素（硬質炭素、ｉ−カーボンな
ど）、白金合金（Ｐｔ−Ｒｈ合金、Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｕ合
金、Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｕ−Ｉｒ合金など）、チタン、炭化
チタン、窒化チタン、クロム、炭化クロム、窒化クロ
ム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが好まし
い。炭素薄膜としては、非晶質および／または結晶質
の、グラファイト構造および／またはダイヤモンド構造
の単一成分層または混合層からなる炭素薄膜が融着防止
性に特に優れているので好ましい。この炭素薄膜は、Ｃ
−Ｈ結合を有したものおよびＣ−Ｈ結合を有しないもの
があるが、それらのいずれでもよい。これらの融着防止
用薄膜の形成は各材料に好適な成膜方法を用いて行なわ
れる。
防止用薄膜としては、炭素（硬質炭素、ｉ−カーボンな
ど）、白金合金（Ｐｔ−Ｒｈ合金、Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｕ合
金、Ｐｔ−Ｒｈ−Ａｕ−Ｉｒ合金など）、チタン、炭化
チタン、窒化チタン、クロム、炭化クロム、窒化クロ
ム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが好まし
い。炭素薄膜としては、非晶質および／または結晶質
の、グラファイト構造および／またはダイヤモンド構造
の単一成分層または混合層からなる炭素薄膜が融着防止
性に特に優れているので好ましい。この炭素薄膜は、Ｃ
−Ｈ結合を有したものおよびＣ−Ｈ結合を有しないもの
があるが、それらのいずれでもよい。これらの融着防止
用薄膜の形成は各材料に好適な成膜方法を用いて行なわ
れる。
【００１４】融着防止用薄膜の膜厚は、０．０２〜２μ
ｍが好ましい。０．０２μｍ未満では融着防止のために
不十分であり、２μｍを超えると面粗度が悪化すると共
に成形型の形状維持性も悪化する。
ｍが好ましい。０．０２μｍ未満では融着防止のために
不十分であり、２μｍを超えると面粗度が悪化すると共
に成形型の形状維持性も悪化する。
【００１５】なお成形面に融着防止用薄膜を形成するに
先立ち中間層を設けてもよい。中間層としては、上記融
着防止用薄膜と同様の材料が適宜選択使用される。
先立ち中間層を設けてもよい。中間層としては、上記融
着防止用薄膜と同様の材料が適宜選択使用される。
【００１６】本発明のガラス光学素子の製造方法におい
て用いる被成形ガラスとしては、転移点が５３０℃以
下、屈伏点が５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯ
を含まないガラス素材を用いる。転移点および屈伏点を
上記のように限定する理由は、転移点が５３０℃を超
え、屈伏点が５６５℃を超えると、成形型表面のクラッ
ク（亀裂）およびプルアウトが数多く発生するのに対
し、転移点を５３０℃以下とし、屈伏点を５６５℃以下
にすると、成形型表面のクラック（亀裂）およびプルア
ウトの発生が著しく抑えられ、成形型の長寿命化が達成
されるからである。またガラス成分としてＰｂＯを含ま
ないことを要件としたのは、ＰｂＯを含むと、プレス成
形時にＰｂＯが還元されＰｂ粒子が析出するからであ
る。
て用いる被成形ガラスとしては、転移点が５３０℃以
下、屈伏点が５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯ
を含まないガラス素材を用いる。転移点および屈伏点を
上記のように限定する理由は、転移点が５３０℃を超
え、屈伏点が５６５℃を超えると、成形型表面のクラッ
ク（亀裂）およびプルアウトが数多く発生するのに対
し、転移点を５３０℃以下とし、屈伏点を５６５℃以下
にすると、成形型表面のクラック（亀裂）およびプルア
ウトの発生が著しく抑えられ、成形型の長寿命化が達成
されるからである。またガラス成分としてＰｂＯを含ま
ないことを要件としたのは、ＰｂＯを含むと、プレス成
形時にＰｂＯが還元されＰｂ粒子が析出するからであ
る。
【００１７】転移点が５３０℃以下、屈伏点が５６５℃
以下であり、ＰｂＯを含まないガラスの好ましいものと
して、その組成が重量％で、ＳｉＯ2 ２８〜５５％、
Ｂ2Ｏ3 ５〜３０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3 ４６〜７０
％、ＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3 １．３〜１２．０（重量比）、
Ｌｉ2Ｏ ５〜１２％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｋ2Ｏ ０
〜５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ５〜１２％、Ｂａ
Ｏ ０〜４０％、ＭｇＯ０〜１０％、ＣａＯ ０〜２３
％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、ＢａＯ
＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ １０〜４４％、Ｓ
ｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ＋ＢａＯ＋ＣａＯ ７２％以
上、Ａｌ2Ｏ3 １〜７．５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜３％、Ｌａ
2Ｏ3 ０〜１５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜５％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜
５％、ＴｉＯ2 ０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％、Ｚｒ
Ｏ2 ０〜５％、Ｌａ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3 １〜１
５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜０．５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５
％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3 ０．００５〜０．５％である
ガラスが挙げられる。
以下であり、ＰｂＯを含まないガラスの好ましいものと
して、その組成が重量％で、ＳｉＯ2 ２８〜５５％、
Ｂ2Ｏ3 ５〜３０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3 ４６〜７０
％、ＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3 １．３〜１２．０（重量比）、
Ｌｉ2Ｏ ５〜１２％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｋ2Ｏ ０
〜５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ５〜１２％、Ｂａ
Ｏ ０〜４０％、ＭｇＯ０〜１０％、ＣａＯ ０〜２３
％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、ＢａＯ
＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ １０〜４４％、Ｓ
ｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ＋ＢａＯ＋ＣａＯ ７２％以
上、Ａｌ2Ｏ3 １〜７．５％、Ｐ2Ｏ5 ０〜３％、Ｌａ
2Ｏ3 ０〜１５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜５％、Ｇｄ2Ｏ3 ０〜
５％、ＴｉＯ2 ０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３％、Ｚｒ
Ｏ2 ０〜５％、Ｌａ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3 １〜１
５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜０．５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５
％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3 ０．００５〜０．５％である
ガラスが挙げられる。
【００１８】上記組成を満たし、かつ屈折率ｎd１．５
５〜１．６３でアッベ数νdが５５以上、ガラスとして
の安定性、化学的耐久性を満たすガラスの具体例として
表１，表２，表３及び表４に示したものが挙げられる。
５〜１．６３でアッベ数νdが５５以上、ガラスとして
の安定性、化学的耐久性を満たすガラスの具体例として
表１，表２，表３及び表４に示したものが挙げられる。
【００１９】上記ガラス組成において好ましくはＳｉＯ
2は３０〜５５％、Ｂ2Ｏ3は５〜３０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2
Ｏ3は５６〜７０％、Ｌｉ2Ｏは７〜１２％、Ｎａ2Ｏは
０〜３％、Ｋ2Ｏは０〜３％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ
は７〜１２％、ＢａＯは０〜３０％、ＭｇＯは０〜５
％、ＣａＯは０〜２３％、ＳｒＯは０〜２０％、ＺｎＯ
は０〜１０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ＋ＢａＯ＋Ｃ
ａＯは７２％以上、Ａｌ2Ｏ3は１〜７．５％、Ｐ2Ｏ5は
０〜２％、Ｌａ2Ｏ3は０〜１０％、Ｙ2Ｏ3は０〜３％、
Ｇｄ2Ｏ3は０〜３％、ＴｉＯ2は０〜２％、Ｎｂ2Ｏ5は
０〜２％、ＺｒＯ2は０〜３％、Ｌａ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3＋Ｇ
ｄ2Ｏ3は１〜１０％、Ａｓ2Ｏ3は０〜０．０４％、Ｓｂ
2Ｏ3は０〜０．５％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3は０．００５
〜０．５％である。
2は３０〜５５％、Ｂ2Ｏ3は５〜３０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2
Ｏ3は５６〜７０％、Ｌｉ2Ｏは７〜１２％、Ｎａ2Ｏは
０〜３％、Ｋ2Ｏは０〜３％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ
は７〜１２％、ＢａＯは０〜３０％、ＭｇＯは０〜５
％、ＣａＯは０〜２３％、ＳｒＯは０〜２０％、ＺｎＯ
は０〜１０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ＋ＢａＯ＋Ｃ
ａＯは７２％以上、Ａｌ2Ｏ3は１〜７．５％、Ｐ2Ｏ5は
０〜２％、Ｌａ2Ｏ3は０〜１０％、Ｙ2Ｏ3は０〜３％、
Ｇｄ2Ｏ3は０〜３％、ＴｉＯ2は０〜２％、Ｎｂ2Ｏ5は
０〜２％、ＺｒＯ2は０〜３％、Ｌａ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3＋Ｇ
ｄ2Ｏ3は１〜１０％、Ａｓ2Ｏ3は０〜０．０４％、Ｓｂ
2Ｏ3は０〜０．５％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3は０．００５
〜０．５％である。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】一般にガラスの転移点および屈伏点を低下
させると化学的耐久性が悪化するが、本発明で用いる被
成形ガラスの特徴の一つはＬｉ2Ｏを５〜１２重量％含
有させることにより、化学的耐久性を悪化させずに転移
点および屈伏点を低下させたことである。
させると化学的耐久性が悪化するが、本発明で用いる被
成形ガラスの特徴の一つはＬｉ2Ｏを５〜１２重量％含
有させることにより、化学的耐久性を悪化させずに転移
点および屈伏点を低下させたことである。
【００２５】本発明で被成形ガラスとして用いるガラス
素材において、ガラス溶融時に脱泡剤として、および／
または着色防止剤として用いられるＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3
は、揮発しやすく、また酸素を放出し、成形面の炭化ケ
イ素や窒化ケイ素の酸化の要因となる可能性があるの
で、上記したように０．００５〜０．５重量％とするの
が好ましく、特に０．００５〜０．０４重量％とするの
が好ましい。
素材において、ガラス溶融時に脱泡剤として、および／
または着色防止剤として用いられるＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3
は、揮発しやすく、また酸素を放出し、成形面の炭化ケ
イ素や窒化ケイ素の酸化の要因となる可能性があるの
で、上記したように０．００５〜０．５重量％とするの
が好ましく、特に０．００５〜０．０４重量％とするの
が好ましい。
【００２６】ガラス素材中には、表面の吸着水や水酸基
およびガラス構造中に固定された水酸基や取り込まれた
水分子が存在する。このうち表面の吸着水は予備乾燥や
プレス装置内での低温の加熱で飛散してしまうから成形
型の酸化には殆んど関与しない。表面の水酸基に関して
は、冷間で研磨したガラス素材を用いると研磨による水
和層が形成されるので、熱間成形した水和層のないガラ
ス素材を用いることが有利である。ガラス素材中に含ま
れる水酸基および水分子の総量は、上記成形型の酸化防
止の観点から５０ｐｐｍ以下とするのが好ましく、２５
ｐｐｍ以下とするのが特に好ましい。
およびガラス構造中に固定された水酸基や取り込まれた
水分子が存在する。このうち表面の吸着水は予備乾燥や
プレス装置内での低温の加熱で飛散してしまうから成形
型の酸化には殆んど関与しない。表面の水酸基に関して
は、冷間で研磨したガラス素材を用いると研磨による水
和層が形成されるので、熱間成形した水和層のないガラ
ス素材を用いることが有利である。ガラス素材中に含ま
れる水酸基および水分子の総量は、上記成形型の酸化防
止の観点から５０ｐｐｍ以下とするのが好ましく、２５
ｐｐｍ以下とするのが特に好ましい。
【００２７】被成形ガラスであるガラス素材は、酸化
物、炭酸塩、硝酸塩などのガラス原料を溶融して得られ
るが、硝酸塩は分解して酸素を放出するので、成形型の
酸化を起す可能性がある。従ってガラス原料中の硝酸塩
含有量は、酸化物換算で１０重量％以下とするのが好ま
しいが、硝酸塩はガラスを溶融するルツボ材料であるＰ
ｔの還元粒子の析出を防止する役目を果すので、酸化物
換算で１重量％以上とする必要がある。従って硝酸塩含
有量は１〜１０重量％が好ましく、２〜５重量％が特に
好ましい。
物、炭酸塩、硝酸塩などのガラス原料を溶融して得られ
るが、硝酸塩は分解して酸素を放出するので、成形型の
酸化を起す可能性がある。従ってガラス原料中の硝酸塩
含有量は、酸化物換算で１０重量％以下とするのが好ま
しいが、硝酸塩はガラスを溶融するルツボ材料であるＰ
ｔの還元粒子の析出を防止する役目を果すので、酸化物
換算で１重量％以上とする必要がある。従って硝酸塩含
有量は１〜１０重量％が好ましく、２〜５重量％が特に
好ましい。
【００２８】被成形ガラスであるガラス素材として、溶
融ガラスをガラス溶融炉の流出パイプから流下させて、
所定重量の塊状の予備成形体を用いるのが好ましい。塊
状の予備成形体の形状としては球状、マーブル状などが
挙げられる。特に、流下するガラスを内部から気体を噴
出させた受け皿で浮上させて受けることにより、シワ、
突起、凹み、汚れ、付着物などの欠陥が殆んどない、全
表面が自由表面から成る予備成形体を使用することが好
ましい。このような予備成形体は、冷間研磨特有の表面
水和層がないこと、付着物等による悪影響がないこと、
安価にガラス素材が作れることから好ましい。
融ガラスをガラス溶融炉の流出パイプから流下させて、
所定重量の塊状の予備成形体を用いるのが好ましい。塊
状の予備成形体の形状としては球状、マーブル状などが
挙げられる。特に、流下するガラスを内部から気体を噴
出させた受け皿で浮上させて受けることにより、シワ、
突起、凹み、汚れ、付着物などの欠陥が殆んどない、全
表面が自由表面から成る予備成形体を使用することが好
ましい。このような予備成形体は、冷間研磨特有の表面
水和層がないこと、付着物等による悪影響がないこと、
安価にガラス素材が作れることから好ましい。
【００２９】本発明のガラス光学素子の製造方法におい
ては、被成形ガラスとして上記のガラス素材を成形型内
に入れ加熱軟化した状態で加圧成形してガラス光学素子
を得る。
ては、被成形ガラスとして上記のガラス素材を成形型内
に入れ加熱軟化した状態で加圧成形してガラス光学素子
を得る。
【００３０】加圧成形は酸素含有量１５ｐｐｍ以下、水
含有量５０ｐｐｍ以下の非酸化性雰囲気（例えばＮ2 、
２％Ｈ2 ＋９８％Ｎ2 など）で行なうのが好ましい。酸
素含有量を１５ｐｐｍ以下とし非酸化性雰囲気とするの
が好ましい理由は、酸素含有量が１５ｐｐｍ以下と少な
いと成形面の炭化ケイ素または窒化ケイ素の酸化に伴う
ガラス融着に起因するクラックやプルアウトの発生を抑
制できるからである。特に好ましい酸素含有量は１０ｐ
ｐｍ以下である。
含有量５０ｐｐｍ以下の非酸化性雰囲気（例えばＮ2 、
２％Ｈ2 ＋９８％Ｎ2 など）で行なうのが好ましい。酸
素含有量を１５ｐｐｍ以下とし非酸化性雰囲気とするの
が好ましい理由は、酸素含有量が１５ｐｐｍ以下と少な
いと成形面の炭化ケイ素または窒化ケイ素の酸化に伴う
ガラス融着に起因するクラックやプルアウトの発生を抑
制できるからである。特に好ましい酸素含有量は１０ｐ
ｐｍ以下である。
【００３１】また雰囲気中の水含有量として５０ｐｐｍ
以下が好ましい理由は、５０ｐｐｍを超えると、成形面
の炭化ケイ素または窒化ケイ素の酸化が促進されクラッ
クやプルアウトが発生しやすくなるのに対し、５０ｐｐ
ｍ以下であると、酸化およびこれに伴なうプルアウトが
抑制されるからである。雰囲気中の水含有量は特に好ま
しくは２５ｐｐｍ以下である。
以下が好ましい理由は、５０ｐｐｍを超えると、成形面
の炭化ケイ素または窒化ケイ素の酸化が促進されクラッ
クやプルアウトが発生しやすくなるのに対し、５０ｐｐ
ｍ以下であると、酸化およびこれに伴なうプルアウトが
抑制されるからである。雰囲気中の水含有量は特に好ま
しくは２５ｐｐｍ以下である。
【００３２】以上述べた本発明のガラス光学素子の製造
方法によれば、５３０℃以下の転移点と５６５℃以下の
屈伏点を有し、ＰｂＯを含まないガラスを被成形ガラス
として用いることにより、プルアウトの発生確率を著し
く減少させることができ、成形型の寿命を大幅に長期化
できる。例えば転移点及び屈伏点の少なくとも一方が上
記値を超える従来のガラスを用いたときよりもプルアウ
トの発生確率を１／３以下、成形型の寿命を３倍以上に
することができる。
方法によれば、５３０℃以下の転移点と５６５℃以下の
屈伏点を有し、ＰｂＯを含まないガラスを被成形ガラス
として用いることにより、プルアウトの発生確率を著し
く減少させることができ、成形型の寿命を大幅に長期化
できる。例えば転移点及び屈伏点の少なくとも一方が上
記値を超える従来のガラスを用いたときよりもプルアウ
トの発生確率を１／３以下、成形型の寿命を３倍以上に
することができる。
【００３３】
実施例Ｉ 上述のように炭化ケイ素または窒化ケイ素からなる成形
面に融着防止用薄膜を形成した成形型を用いてもクラッ
クやプルアウトが起る原因は、融着防止用薄膜の不可避
の欠陥により露出した炭化ケイ素または窒化ケイ素の表
面がガラスと反応し、ガラスに同伴してえぐり取られる
からである。
面に融着防止用薄膜を形成した成形型を用いてもクラッ
クやプルアウトが起る原因は、融着防止用薄膜の不可避
の欠陥により露出した炭化ケイ素または窒化ケイ素の表
面がガラスと反応し、ガラスに同伴してえぐり取られる
からである。
【００３４】そこで本発明の作用効果を一層明瞭にする
ために、融着防止用薄膜を全く形成していない炭化ケイ
素成形面からなる成形型（鏡面研磨した平板）を用いて
各種ガラス素材をプレス成形した。そして使用した被成
形ガラスの転移点、屈伏点とクラックおよびプルアウト
の発生との関係を検討した。
ために、融着防止用薄膜を全く形成していない炭化ケイ
素成形面からなる成形型（鏡面研磨した平板）を用いて
各種ガラス素材をプレス成形した。そして使用した被成
形ガラスの転移点、屈伏点とクラックおよびプルアウト
の発生との関係を検討した。
【００３５】使用した各種被成形ガラスは、転移点を４
９０〜５５０℃の範囲で、屈伏点を５２０〜５９０℃の
範囲で変動させたものである。また屈折率ｎdは１．５
５〜１．６３、アッベ数νdは５５以上のものである
が、特にｎd１．５９、νd６１のものを中心にしてい
る。
９０〜５５０℃の範囲で、屈伏点を５２０〜５９０℃の
範囲で変動させたものである。また屈折率ｎdは１．５
５〜１．６３、アッベ数νdは５５以上のものである
が、特にｎd１．５９、νd６１のものを中心にしてい
る。
【００３６】成形条件は以下のとおりである。
【００３７】被成形ガラス形状： マーブル形状に熱間
成形した予備成形体（体積２５０ｍｍ3） 成形型（平板）： 成形型の表面が若干酸化されてもク
ラックやプルアウトを起こしにくいガラスを探索する観
点から、炭化ケイ素の表面を酸素プラズマで酸化させて
使用した（酸化層の厚さ３０〜４０オングストロー
ム）。各被成形ガラスに対し、成形型を５個使用した。
成形した予備成形体（体積２５０ｍｍ3） 成形型（平板）： 成形型の表面が若干酸化されてもク
ラックやプルアウトを起こしにくいガラスを探索する観
点から、炭化ケイ素の表面を酸素プラズマで酸化させて
使用した（酸化層の厚さ３０〜４０オングストロー
ム）。各被成形ガラスに対し、成形型を５個使用した。
【００３８】雰囲気： ２％Ｈ2＋９８％Ｎ2 成形温度： ガラス粘度が１０6.9ポアズに相当する温
度（通常のプレス条件よりやや低粘度である） 成形圧力： １２０ｋｇ／ｃｍ2 成形時間： ６０秒 冷却速度： １１０℃／ｍｉｎ 成形回数： ５回（各５個の成形型に対し、各５回成形
処理した） 使用したガラスの組成、屈折率ｎd、アッベ数νd、転移
点Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ、耐水性Ｄｗ、耐酸性Ｄａ、プレス
温度（ガラス粘度が１０6.9ポアズに相当する温度）及
び５回のプレスにより発生したクラックおよびプルアウ
ト数の合計（５個の成形型での平均）を表５および表６
に示す。また屈伏点とプルアウトおよびクラック数の関
係を図１に示す。表５および表６並びに図１より、ガラ
スの屈伏点とクラックおよびプルアウト数の間には強い
相関があり、転移点、屈伏点の低いガラス、即ちプレス
温度を低くできるガラスにすればクラックおよびプルア
ウトが軽減されることが明らかになり、特に転移点５３
０℃以下、屈伏点５６５℃以下のガラスを用いるのが好
ましいことが明らかとなった。
度（通常のプレス条件よりやや低粘度である） 成形圧力： １２０ｋｇ／ｃｍ2 成形時間： ６０秒 冷却速度： １１０℃／ｍｉｎ 成形回数： ５回（各５個の成形型に対し、各５回成形
処理した） 使用したガラスの組成、屈折率ｎd、アッベ数νd、転移
点Ｔｇ、屈伏点Ｔｓ、耐水性Ｄｗ、耐酸性Ｄａ、プレス
温度（ガラス粘度が１０6.9ポアズに相当する温度）及
び５回のプレスにより発生したクラックおよびプルアウ
ト数の合計（５個の成形型での平均）を表５および表６
に示す。また屈伏点とプルアウトおよびクラック数の関
係を図１に示す。表５および表６並びに図１より、ガラ
スの屈伏点とクラックおよびプルアウト数の間には強い
相関があり、転移点、屈伏点の低いガラス、即ちプレス
温度を低くできるガラスにすればクラックおよびプルア
ウトが軽減されることが明らかになり、特に転移点５３
０℃以下、屈伏点５６５℃以下のガラスを用いるのが好
ましいことが明らかとなった。
【００３９】本発明における実際のプレス成形では、成
形面に融着防止用薄膜を設けた成形型を用いるので、転
移点５３０℃以下、屈伏点５６５℃以下のガラスを用い
ればクラックおよびプルアウトが発生する確率は上述の
融着防止膜を設けない場合よりも著しく減少することが
明らかとなった。
形面に融着防止用薄膜を設けた成形型を用いるので、転
移点５３０℃以下、屈伏点５６５℃以下のガラスを用い
ればクラックおよびプルアウトが発生する確率は上述の
融着防止膜を設けない場合よりも著しく減少することが
明らかとなった。
【００４０】なお、表６を見ると、比較のガラスＮｏ．
１１は、Ａｓ2Ｏ3 ０．１重量％、Ｓｂ2Ｏ3０．２重量
％を含み、比較のガラスＮｏ．１２は、Ａｓ2Ｏ3 ０，
０１重量％、Ｓｂ2Ｏ3 ０．０１重量％を含み、前者が
後者よりもＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3の含有率が著しく多い。
またガラスＮｏ．１１は硝酸塩原料を用いているが、ガ
ラスＮｏ．１２は硝酸塩原料を用いていない。それにも
拘わらす表６及び図１から両者のクラックおよびプウア
ウト数はわずかの差しかない。
１１は、Ａｓ2Ｏ3 ０．１重量％、Ｓｂ2Ｏ3０．２重量
％を含み、比較のガラスＮｏ．１２は、Ａｓ2Ｏ3 ０，
０１重量％、Ｓｂ2Ｏ3 ０．０１重量％を含み、前者が
後者よりもＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3の含有率が著しく多い。
またガラスＮｏ．１１は硝酸塩原料を用いているが、ガ
ラスＮｏ．１２は硝酸塩原料を用いていない。それにも
拘わらす表６及び図１から両者のクラックおよびプウア
ウト数はわずかの差しかない。
【００４１】また本発明のガラスに含まれるガラスＮ
ｏ．９とガラスＮｏ．１０は、硝酸塩原料を用い、Ａｓ
2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を多く含むが、クラック及びプルアウト
数は少ない。
ｏ．９とガラスＮｏ．１０は、硝酸塩原料を用い、Ａｓ
2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を多く含むが、クラック及びプルアウト
数は少ない。
【００４２】従って原料の硝酸塩、ガラス中のＡｓ
2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3がクラックおよびプルアウトに及ぼす影
響は、ガラスの転移点、屈伏点がクラックおよびプルア
ウトに及ぼす影響よりもはるかに小さいことが明らかで
ある。このことは後記実施例IIIによっても裏付けられ
る。
2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3がクラックおよびプルアウトに及ぼす影
響は、ガラスの転移点、屈伏点がクラックおよびプルア
ウトに及ぼす影響よりもはるかに小さいことが明らかで
ある。このことは後記実施例IIIによっても裏付けられ
る。
【００４３】またアルカリ土類酸化物の中ではＢａＯよ
りもＣａＯを用いた方がクラックおよびプルアウト数が
少なくなる傾向も見られる。
りもＣａＯを用いた方がクラックおよびプルアウト数が
少なくなる傾向も見られる。
【００４４】
【表５】
【００４５】
【表６】
【００４６】実施例II 被成形ガラス中の水分の影響を調べるため表６のＮｏ．
８のガラスについて、ガラス溶融の際、四塩化炭素を気
体としてパイプを通してガラス融液中に流通してバブリ
ングすることにより脱水ガラスを作製した。脱水ガラス
の水分量は７ｐｐｍであった。一方、脱水処理していな
いガラスの水分量は９５ｐｐｍであった。成形型は酸処
理して表面に酸化層がほとんどない状態にし、成形雰囲
気としては、水分を除去して水分量を５０ｐｐｍ以下に
した雰囲気を用いた。プレス成形温度６３０℃、プレス
圧力１８０ｋｇ／ｃｍ2で１５回プレスした結果、非脱
水ガラス（水分９５ｐｐｍ）ではクラックおよびプルア
ウトの数の合計（平均）が４．０個だったのに対し、脱
水ガラス（水分７ｐｐｍ）では２．５個に減少した。さ
らに他のハロゲン含有ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガ
ス、窒化ガス、アルゴンガス等を用いて種々検討した結
果、ガラス中に含まれる水酸基および水分子の総量を、
水分子に換算して５０ｐｐｍ以下にするとクラックおよ
びプルアウトの減少に効果のあることが判明した。
８のガラスについて、ガラス溶融の際、四塩化炭素を気
体としてパイプを通してガラス融液中に流通してバブリ
ングすることにより脱水ガラスを作製した。脱水ガラス
の水分量は７ｐｐｍであった。一方、脱水処理していな
いガラスの水分量は９５ｐｐｍであった。成形型は酸処
理して表面に酸化層がほとんどない状態にし、成形雰囲
気としては、水分を除去して水分量を５０ｐｐｍ以下に
した雰囲気を用いた。プレス成形温度６３０℃、プレス
圧力１８０ｋｇ／ｃｍ2で１５回プレスした結果、非脱
水ガラス（水分９５ｐｐｍ）ではクラックおよびプルア
ウトの数の合計（平均）が４．０個だったのに対し、脱
水ガラス（水分７ｐｐｍ）では２．５個に減少した。さ
らに他のハロゲン含有ガス、酸素ガス、二酸化炭素ガ
ス、窒化ガス、アルゴンガス等を用いて種々検討した結
果、ガラス中に含まれる水酸基および水分子の総量を、
水分子に換算して５０ｐｐｍ以下にするとクラックおよ
びプルアウトの減少に効果のあることが判明した。
【００４７】実施例III ガラス原料として硝酸塩を用いたときの影響および被成
形ガラス中のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3の影響を検討した。用
いたガラスは基本組成が表５のＮｏ．１のガラスと同一
の下記３種のガラスである。
形ガラス中のＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3の影響を検討した。用
いたガラスは基本組成が表５のＮｏ．１のガラスと同一
の下記３種のガラスである。
【００４８】ガラス（ａ）：ＢａＯの原料としてＢａ
（Ｎｏ3）2を用い、他のアルカリおよびアルカリ土類酸
化物の原料として炭酸塩を用いた。Ａｓ2Ｏ3を０．２重
量％、Ｓｂ2Ｏ3を０．２重量％含有する。
（Ｎｏ3）2を用い、他のアルカリおよびアルカリ土類酸
化物の原料として炭酸塩を用いた。Ａｓ2Ｏ3を０．２重
量％、Ｓｂ2Ｏ3を０．２重量％含有する。
【００４９】ガラス（ｂ）：ＢａＯの原料としてＢａ
（Ｎｏ3）2を用い、他のアルカリおよびアルカリ土類酸
化物の原料として炭酸塩を用いた。Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ
2Ｏ3を含有しない。
（Ｎｏ3）2を用い、他のアルカリおよびアルカリ土類酸
化物の原料として炭酸塩を用いた。Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ
2Ｏ3を含有しない。
【００５０】ガラス（ｃ）：ＢａＯの原料としてＢａＣ
Ｏ3を用い、他のアルカリおよびアルカリ土類酸化物の
原料としても炭酸塩を用いた。Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3
を含有しない。
Ｏ3を用い、他のアルカリおよびアルカリ土類酸化物の
原料としても炭酸塩を用いた。Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3
を含有しない。
【００５１】上記、ガラス（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から
なるガラス成形体（２５０ｍｍ3）を用意し、各ガラス
成形体を、表面が炭化ケイ素の成形型、炭化ケイ素上に
イオンプレーティング法により３００℃でｉーカーボン
膜を形成した成形型および炭化ケイ素上にスパッタ法に
より３００℃で硬質炭素膜を形成した成形型上にそれぞ
れ配置して２％Ｈ2＋９８％Ｎ2の雰囲気で７００℃、１
時間保持して熱処理した。７００℃という温度はガラス
粘度１０4.6ポアズに相当するが、実際のプレスはガラ
ス粘度１０7.6ポアズ以上で行われるので、７００℃
（１０4.6ポアズ）は実際のプレス時よりもガラスが成
形型に融着しやすい条件である。
なるガラス成形体（２５０ｍｍ3）を用意し、各ガラス
成形体を、表面が炭化ケイ素の成形型、炭化ケイ素上に
イオンプレーティング法により３００℃でｉーカーボン
膜を形成した成形型および炭化ケイ素上にスパッタ法に
より３００℃で硬質炭素膜を形成した成形型上にそれぞ
れ配置して２％Ｈ2＋９８％Ｎ2の雰囲気で７００℃、１
時間保持して熱処理した。７００℃という温度はガラス
粘度１０4.6ポアズに相当するが、実際のプレスはガラ
ス粘度１０7.6ポアズ以上で行われるので、７００℃
（１０4.6ポアズ）は実際のプレス時よりもガラスが成
形型に融着しやすい条件である。
【００５２】熱処理後のガラス成形体と成形型との融着
状態およびガラス成形体と成形型との界面の発泡状態を
観察し、接触角を測定した結果を表７に示す。
状態およびガラス成形体と成形型との界面の発泡状態を
観察し、接触角を測定した結果を表７に示す。
【００５３】
【表７】
【００５４】表７より、成形型の表面が炭化ケイ素であ
ると、ガラス（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれも融着が
観察され、特にＢａＯの原料として硝酸塩を用いて得ら
れ、かつガラス中にＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を含むガラス
（ａ）が融着の程度が著しいことが判明した。従って炭
化ケイ素との融着防止のためガラスはＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2
Ｏ3を極力含まない方がよいことが明らかである。炭化
ケイ素上に、ｉーカーボン膜、硬質炭素膜を成形した成
形型では、これらの膜が融着防止膜であることからガラ
スの融着は認められなかった。一方、界面の発泡につい
ては、３種の成形型のいずれにおいてもガラス（ａ）の
場合の発泡が著しく、界面の発泡防止のためにガラスは
Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を極力含まない方がよいことが判明
した。
ると、ガラス（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれも融着が
観察され、特にＢａＯの原料として硝酸塩を用いて得ら
れ、かつガラス中にＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を含むガラス
（ａ）が融着の程度が著しいことが判明した。従って炭
化ケイ素との融着防止のためガラスはＡｓ2Ｏ3、Ｓｂ2
Ｏ3を極力含まない方がよいことが明らかである。炭化
ケイ素上に、ｉーカーボン膜、硬質炭素膜を成形した成
形型では、これらの膜が融着防止膜であることからガラ
スの融着は認められなかった。一方、界面の発泡につい
ては、３種の成形型のいずれにおいてもガラス（ａ）の
場合の発泡が著しく、界面の発泡防止のためにガラスは
Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を極力含まない方がよいことが判明
した。
【００５５】また濡れ性に関しては、原料として硝酸塩
を用いないガラス（ｃ）の接触角が最も大きく好ましい
ことが明らかである。
を用いないガラス（ｃ）の接触角が最も大きく好ましい
ことが明らかである。
【００５６】以上から、実施例Ｉではあまり明確な差異
は見出せなかったものの、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を減らす
こと、原料中の硝酸塩を減らすことは有効である。
は見出せなかったものの、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3を減らす
こと、原料中の硝酸塩を減らすことは有効である。
【００５７】実施例IV プレス成形雰囲気中の水分の影響を検討した。用いたガ
ラスは表６のＮｏ．８のガラスであり、マーブル形状に
熱間成形した予備成形体（２５０ｍｍ3）を使用した。
雰囲気ガスとして、２％Ｈ2＋９８％Ｎ2からなり、
（ｉ）プレス装置への導入口にゼオライト製ドライカラ
ムを設けて水分を除去したガスと、(ii)通常の配管のま
ま導入したガスを用いた。雰囲気中の残存水分量は、
(i)の場合１８ｐｐｍ、(ii)の場合７１ｐｐｍだった。
成形型は酸処理して表面の酸化層を溶解除去し、酸化層
のほとんどない状態で使用を開始した。プレス成形温度
は６３０℃（ガラス粘度が１０6.9ポアズに相当する温
度）、プレス成形圧力１２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で、各
８個の成形型で各１０回プレスした結果、(ii)ではクラ
ックおよびプルアウト数の合計（平均）が２．５個だっ
たものが、(i)では１．３個に減少した。さらに種々検
討した結果、雰囲気中の水分は５０ｐｐｍ以下にすると
クラックおよびプルアウトの減少に効果のあることが判
明した。
ラスは表６のＮｏ．８のガラスであり、マーブル形状に
熱間成形した予備成形体（２５０ｍｍ3）を使用した。
雰囲気ガスとして、２％Ｈ2＋９８％Ｎ2からなり、
（ｉ）プレス装置への導入口にゼオライト製ドライカラ
ムを設けて水分を除去したガスと、(ii)通常の配管のま
ま導入したガスを用いた。雰囲気中の残存水分量は、
(i)の場合１８ｐｐｍ、(ii)の場合７１ｐｐｍだった。
成形型は酸処理して表面の酸化層を溶解除去し、酸化層
のほとんどない状態で使用を開始した。プレス成形温度
は６３０℃（ガラス粘度が１０6.9ポアズに相当する温
度）、プレス成形圧力１２０ｋｇ／ｃｍ2の条件で、各
８個の成形型で各１０回プレスした結果、(ii)ではクラ
ックおよびプルアウト数の合計（平均）が２．５個だっ
たものが、(i)では１．３個に減少した。さらに種々検
討した結果、雰囲気中の水分は５０ｐｐｍ以下にすると
クラックおよびプルアウトの減少に効果のあることが判
明した。
【００５８】
【発明の効果】以上述べた本発明のガラス光学素子の製
造方法によれば、成形型の成形面を構成する炭化ケイ素
や窒化ケイ素の酸化に伴うガラス融着に起因するクラッ
クやプルアウトの発生を著しく抑えることができるの
で、用いられる成形型が長寿命となり、また得られたガ
ラス光学素子も欠陥の著しく少ないものとなる。
造方法によれば、成形型の成形面を構成する炭化ケイ素
や窒化ケイ素の酸化に伴うガラス融着に起因するクラッ
クやプルアウトの発生を著しく抑えることができるの
で、用いられる成形型が長寿命となり、また得られたガ
ラス光学素子も欠陥の著しく少ないものとなる。
【図１】ガラスの屈伏点とクラックおよびプルアウト数
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 和明 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー ヤ株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 少なくとも成形面が炭化ケイ素および／
または窒化ケイ素を主成分とする材料からなり、この成
形面上にさらに融着防止用薄膜が形成されている成形型
を用い、この成形型内に、転移点が５３０℃以下、屈伏
点が５６５℃以下で、ガラス成分としてＰｂＯを含まな
いガラス素材を入れ、加熱軟化した状態で加圧成形する
ことを特徴とするガラス光学素子の製造方法。 - 【請求項２】 融着防止用薄膜が炭素、白金合金、チタ
ン、炭化チタン、窒化チタン、クロム、炭化クロム、窒
化クロム、窒化ホウ素、炭化ケイ素および窒化ケイ素か
らなる群から選ばれた少くとも１つの材料からなる単層
膜又は複層膜であることを特徴とする請求項１に記載の
方法。 - 【請求項３】 融着防止用薄膜としての炭素が、非晶質
および／または結晶質の、グラファイト構造および／ま
たはダイヤモンド構造の単一成分層または混合層からな
る炭素であり、Ｃ−Ｈ結合を有したものおよび／または
Ｃ−Ｈ結合を有しないものである、請求項２に記載の方
法。 - 【請求項４】 ガラス素材の組成が、重量％で、ＳｉＯ
2 ２８〜５５％、Ｂ2Ｏ3 ５〜３０％、ＳｉＯ2＋Ｂ2
Ｏ3 ４６〜７０％、ＳｉＯ2／Ｂ2Ｏ3 １．３〜１２．
０（重量比）、Ｌｉ2Ｏ ５〜１２％、Ｎａ2Ｏ ０〜５
％、Ｋ2Ｏ０〜５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ５〜１
２％、ＢａＯ ０〜４０％、ＭｇＯ ０〜１０％、Ｃａ
Ｏ ０〜２３％、ＳｒＯ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２
０％、ＢａＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ １０
〜４４％、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ＋ＢａＯ＋ＣａＯ
７２％以上、Ａｌ2Ｏ3 １〜７．５％、Ｐ2Ｏ5０〜３
％、Ｌａ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜５％、Ｇｄ2
Ｏ3 ０〜５％、ＴｉＯ2 ０〜３％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜３
％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｌａ2Ｏ3＋Ｙ2Ｏ3＋Ｇｄ2Ｏ3
１〜１５％、Ａｓ2Ｏ3 ０〜０．５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０
〜０．５％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3 ０．００５〜０．５
％である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 被成形ガラスであるガラス素材の組成中
のＡｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3が０．００５〜０．０４重量％で
ある、請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 被成形ガラスであるガラス素材中に含ま
れる水酸基および水分子の総量が、水分子に換算して５
０ｐｐｍ以下である、請求項４または５に記載の方法。 - 【請求項７】 被成形ガラスであるガラス素材が、硝酸
塩含有量が酸化物基準で１〜１０重量％であるガラス原
料を溶融して得られたものである、請求項４〜６のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項８】 被成形ガラスであるガラス素材が、溶融
ガラスをガラス溶融炉の流出パイプから流出させて得ら
れた、所定重量の塊状の予備成形体からなる、請求項４
〜７のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 流下する溶融ガラスを、内部から気体を
噴出させた受け皿上で浮上させて受ける、請求項８に記
載の方法。 - 【請求項１０】 加圧成形を酸素含有量１５ｐｐｍ以
下、水含有量５０ｐｐｍ以下の非酸化性雰囲気で行な
う、請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08027395A JP3153871B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | ガラス光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08027395A JP3153871B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | ガラス光学素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08277127A true JPH08277127A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3153871B2 JP3153871B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=13713682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08027395A Expired - Fee Related JP3153871B2 (ja) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | ガラス光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3153871B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249341A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-09-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2006219368A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Schott Ag | 無鉛及び無砒素の光学硬質クラウンガラス |
| JP2007169086A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2007182381A (ja) * | 2007-02-21 | 2007-07-19 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームおよび光学素子 |
| JP2009073674A (ja) * | 2006-09-04 | 2009-04-09 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラスの製造方法 |
| JP2011079688A (ja) * | 2008-10-07 | 2011-04-21 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学ガラス |
| JP2015174791A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 株式会社住田光学ガラス | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子 |
-
1995
- 1995-04-05 JP JP08027395A patent/JP3153871B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002249341A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-09-06 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2006219368A (ja) * | 2005-02-09 | 2006-08-24 | Schott Ag | 無鉛及び無砒素の光学硬質クラウンガラス |
| JP4578416B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2010-11-10 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 無鉛及び無砒素の光学硬質クラウンガラス |
| JP2007169086A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Nippon Electric Glass Co Ltd | モールドプレス成形用光学ガラス |
| JP2009073674A (ja) * | 2006-09-04 | 2009-04-09 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラスの製造方法 |
| JP2007182381A (ja) * | 2007-02-21 | 2007-07-19 | Hoya Corp | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームおよび光学素子 |
| JP4671298B2 (ja) * | 2007-02-21 | 2011-04-13 | Ｈｏｙａ株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用プリフォームおよび光学素子 |
| JP2011079688A (ja) * | 2008-10-07 | 2011-04-21 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 光学ガラス |
| JP2015174791A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 株式会社住田光学ガラス | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3153871B2 (ja) | 2001-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6776007B2 (en) | Method of molding a glass composition into an optical element | |
| KR101018622B1 (ko) | 광학 유리, 정밀 프레스-성형 예비체, 이의 제조 방법,광학 부재 및 이의 제조 방법 | |
| US8703295B2 (en) | Glass material for mold pressing, method for manufacturing same, and method for manufacturing optical glass element | |
| KR101478831B1 (ko) | 광학 유리, 정밀 프레스 성형용 프리폼 및 그의 제조 방법,광학 소자 및 그의 제조 방법 | |
| US7827823B2 (en) | Optical glass, precision press-molding preform, process for producing the preform, optical element and process for producing the element | |
| CN1944299B (zh) | 光学玻璃、精密模压预成型体及其制造方法、光学元件及制造该元件的方法 | |
| US7930901B2 (en) | Optical glass, precision press-molding preform, optical element and processes for production of these | |
| CN101437766A (zh) | 模压用玻璃坯料及玻璃光学元件的制造方法 | |
| US6436859B1 (en) | Glass composition and ion exchange strengthened glass article produced from same | |
| CN100404446C (zh) | 大量生产光学元件的方法 | |
| JP3270022B2 (ja) | 光学ガラスおよび光学製品 | |
| CN100371277C (zh) | 光学玻璃、模压成型用坯料和光学元件及它们的制造方法 | |
| US20060079389A1 (en) | Optical glass, precision press-molding preform, process for the production of the preform, optical element and process for the production of the optical element | |
| WO2010131741A1 (ja) | プレス成形用ガラス素材、該ガラス素材を用いたガラス光学素子の製造方法、及びガラス光学素子 | |
| US7538051B2 (en) | Optical glass, preform for press molding and optical element | |
| JP2007106625A (ja) | 光学ガラス | |
| JP4675587B2 (ja) | 精密プレス成形用プリフォーム、光学素子及びそれぞれの製造方法 | |
| JP2015174791A (ja) | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム、及び光学素子 | |
| JP3153871B2 (ja) | ガラス光学素子の製造方法 | |
| CN1974453B (zh) | 光学玻璃、精密挤压成形用预成形件及其制造方法、光学元件及其制造方法 | |
| JP5016826B2 (ja) | 成形用ガラス素材の製造方法、ガラス素材、及びガラス光学素子の製造方法 | |
| CN102164865A (zh) | 光学玻璃 | |
| JP3150992B2 (ja) | レンズの製造方法 | |
| JPH021779B2 (ja) | ||
| JP7250434B6 (ja) | 光学ガラス、光学素子、光学機器、光学ガラスの製造方法および光学素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000209 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20001106 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080202 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090202 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100202 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110202 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110202 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120202 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120202 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130202 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140202 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |