JPWO2017006998A1 - ガラス、光学ガラス、リン酸塩光学ガラス、研磨用ガラス素材、プレス成形用ガラス素材および光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 アッベ数νdが16.70以下であり、屈折率ndが2.1000以下であって、P2O5、TiO2およびNb2O5を含み、TiO2の含有量とNb2O5の含有量との質量比[TiO2/Nb2O5]が0.15以上であるリン酸塩光学ガラス。
【選択図】 なし
Description
(1)アッベ数νdが16.70以下であり、
屈折率ndが2.1000以下であって、
P2O5、TiO2およびNb2O5を含み、
TiO2の含有量とNb2O5の含有量との質量比[TiO2/Nb2O5]が0.15以上であるリン酸塩光学ガラス。
(2)Bi2O3の含有量が29.0質量%以下である(1)に記載のリン酸塩光学ガラス。
(3)アッベ数νdが16.70以下であり、
Bi2O3の含有量が29.0質量%以下であって、
TiO2、Nb2O5およびWO3の合計含有量が45.0質量%以上であるリン酸塩光学ガラス。
(4)TiO2およびWO3の合計含有量と、Nb2O5の含有量との質量比[(TiO2+WO3)/Nb2O5]が0.15以上である(1)〜(3)のいずれかに記載のリン酸塩光学ガラス。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかに記載のリン酸塩光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
(6)上記(1)〜(4)のいずれかに記載のリン酸塩光学ガラスからなる光学素子。
(7)アッベ数νdが18.10以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3]が30質量%以上、かつ
Bi2O3の含有量が38質量%以下のリン酸塩ガラスであって、
Li2Oの含有量とTiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量との質量比[Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)]に100を掛けた値が0.015〜0.770である、ガラス。
(8)アッベ数νdが18.10以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3から選択される少なくとも1種の酸化物を含むリン酸塩ガラスであって、
大気雰囲気下で、液相温度LTより110〜120℃高い温度で90分間リメルトして成形し、
大気雰囲気下で、ガラス転移温度Tgより0〜20℃低い保持温度で15分間保ち、降温速度30℃/hで前記保持温度より120℃低い温度まで徐冷して得られるガラスを、縦17mm、横13mm、厚み10mmに加工したものにおいて、
上面視で、縦方向の端から0〜5mmの距離であり、かつ横方向の端から0〜5mmの距離の範囲にある部分をガラス端部とし、
上面視で、縦方向の端から6〜11mmの距離であり、かつ横方向の端から4〜9mmの距離の範囲にある部分をガラス中心部とした場合に、
厚み方向と平行に光を入射した際の、波長656nmにおける前記ガラス端部の外部透過率TAおよび前記ガラス中心部の外部透過率TBが下記式(2)で計算される値T1以上、かつ、
前記ガラス端部の外部透過率TAと前記ガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下となるまで、
大気雰囲気下で、昇温速度100℃/hで加熱してガラス転移温度Tgより5〜15℃低い熱処理温度で保持する熱処理、および降温速度30℃/hで前記熱処理温度より120℃低い温度まで徐冷する徐冷処理を、1回または複数回繰り返すときの、
前記熱処理における前記熱処理温度での保持時間の合計が、48時間以内であるガラス。
T1=0.83×[1−[(nC−1)/(nC+1)]2]2×98 ・・・(2)
〔式(2)中、nCは前記ガラス端部の外部透過率TAと前記ガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下になるまで前記熱処理および徐冷処理を行った場合の、波長656.27nmにおける屈折率である。〕
(9)Li2Oの含有量が0.010質量%以上である、(7)または(8)に記載のガラス。
(10)Li2Oの含有量が0.640質量%以下である、(7)〜(9)のいずれかに記載のガラス。
(11)下記式(1)に示すβOHの値が0.05mm−1以上である、(7)〜(10)のいずれかに記載のガラス。
βOH=−[ln(D/C)]/t ・・・(1)
〔式(1)中、tは外部透過率の測定に用いる前記ガラスの厚み(mm)を表し、Cは前記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2500nmにおける外部透過率(%)を表し、Dは前記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2900nmにおける外部透過率(%)を表す。〕
(12)ガラス成分としてNb2O5を含む、(7)〜(11)のいずれかに記載のガラス。
(13)ガラス成分としてTiO2を含む、(7)〜(12)のいずれかに記載のガラス。
(14)上記(7)〜(13)のいずれかに記載のガラスからなる光学ガラス。
(15)上記(7)〜(13)のいずれかに記載のガラスからなる研磨用ガラス素材。
(16)上記(7)〜(13)のいずれかに記載のガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
(17)上記(14)に記載の光学ガラスからなる研磨用ガラス素材。
(18)上記(14)に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
(19)上記(7)〜(13)のいずれかに記載のガラスからなる光学素子。
(20)上記(14)に記載の光学ガラスからなる光学素子。
(21)上記(15)または(17)に記載の研磨用ガラス素材からなる光学素子。
(22)上記(16)または(18)に記載のプレス成形用ガラス素材からなる光学素子。
第2発明によれば、高分散ガラスにおいて熱処理により還元色を低減する際に、その熱処理時間を短縮できる。
第1−1実施形態および第1−2実施形態(以下、「第1実施形態」と総称することがある。)について詳述する。
本発明の第1−1実施形態の光学ガラスは、
アッベ数νdが16.70以下であり、
屈折率ndが2.1000以下であって、
P2O5、TiO2およびNb2O5を含み、
TiO2の含有量とNb2O5の含有量との質量比[TiO2/Nb2O5]が0.15以上であるリン酸塩光学ガラスである。
ことによってガラスの熔解性が低下し、液相温度が上昇するという問題が生じる。そこで、高分散化に寄与するNb2O5を、TiO2に対して特定の割合で含有させることにより、液相温度の上昇を防ぎ、この問題を解消した。
の値を上記範囲とすることで、透過率の悪化を抑制し、また、屈折率の上昇、比重の増大を抑えることができる。
上記第1−1実施形態に係る光学ガラスにおいては、以下のガラス成分を含むことができる。
Pb、As、Cd、Tl、Be、Seは、いずれも毒性を有する。そのため、第1−1実施形態に係る光学ガラスがこれら元素をガラス成分として含有しないことが好ましい。
<ガラス転移温度Tg>
第1−1実施形態に係る光学ガラスのガラス転移温度Tgの上限は、好ましくは750℃であり、さらには、740℃、730℃、720℃、710℃、700℃の順により好ましい。また、ガラス転移温度Tgの下限は、好ましくは520℃であり、さらには、540℃、560℃、580℃、600℃の順により好ましい。
第1−1実施形態において、光線透過性は、着色度λ5により評価できる。
互いに平行であり、光学研磨されている2つの平面を有するガラス(厚さ10.0mm±0.1mm)を用い、上記2つの平面のうち、一方の平面より、この平面に垂直に光線を入射させる。そして、他方の平面から出射した透過光の強度Ioutと入射光の強度Iinの比(Iout/Iin)、すなわち、外部透過率を算出する。分光光度計を用いて、入射光の波長を例えば280〜700nmの範囲でスキャンしながら、外部透過率を測定することにより、分光透過率曲線を得る。
第1−1実施形態に係る光学ガラスは、屈折率の上昇を抑えた高分散ガラスでありながら、比重が大きくない。通常、ガラスの比重を低減することができれば、レンズの重量を減少できる。その結果、レンズを搭載するカメラレンズのオートフォーカス駆動の消費電力を低減できる。一方、比重を減少させすぎると、熱的安定性の低下を招く。そのため、比重dの上限は、好ましくは5.80であり、さらには、5.60、5.30、5.00、4.80、4.60、4.40、4.20、4.00、3.80、3.70の順により好ましい。また、熱的安定性を改善する観点から、比重dの下限は、好ましくは2.80であり、さらには、2.90、3.00、3.10、3.20の順により好ましい。
第1−1実施形態に係る光学ガラスの液相温度の上限は、好ましくは1350℃であり、さらには、1340℃、1330℃、1320℃、1310℃、1300℃の順により好ましい。また、液相温度の下限は、好ましくは1000℃であり、さらには、1020℃、1040℃、1060℃、1080℃、1100℃、1130℃、1150℃の順により好ましい。本実施形態に係る光学ガラスによれば、ガラスの熱的安定性が改善された、屈折率の上昇を抑えた高分散ガラスが得られる。
本発明の実施形態に係る光学ガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料により公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を石英坩堝や白金坩堝中に入れて粗熔解(ラフメルト)する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを白金坩堝中に入れて加熱、再熔融(リメルト)して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷して光学ガラスを得る。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
第1−1発明の実施形態に係る光学ガラスを使用して光学素子を作製するには、公知の方法を適用すればよい。例えば、ガラス原料を熔融して熔融ガラスとし、この熔融ガラスを鋳型に流し込んで板状に成形し、本発明に係る光学ガラスからなるガラス素材を作製する。得られたガラス素材を適宜、切断、研削、研磨し、プレス成形に適した大きさ、形状のプレス成形用ガラス素材を作製する。プレス成形用ガラス素材を加熱、軟化して、公知の方法でプレス成形し、光学素子の形状に近似する光学素子ブランクを作製する。光学素子ブランクをアニールし、公知の方法で研削、研磨して光学素子を作製する。
本発明の第1−2実施形態の光学ガラスは、
アッベ数νdが16.70以下であり、
Bi2O3の含有量が29.0質量%以下であって、
TiO2、Nb2O5およびWO3の合計含有量が45.0質量%以上であるリン酸塩光学ガラスである。
以下の第2−1実施形態および第2−2実施形態(以下、「第2実施形態」と総称することがある。)は、還元色を容易に低減できるガラス、光学ガラス、研磨用ガラス素材、プレス成形用ガラス素材、および光学素子に関する。
本発明の第2−1実施形態のガラスは、
アッベ数νdが18.10以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3]が30質量%以上、かつ
Bi2O3の含有量が38質量%以下のリン酸塩ガラスであって、
Li2Oの含有量とTiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量との質量比[Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)]に100を掛けた値が0.015〜0.770である。
上記第2−1実施形態に係るガラスの好ましい態様を、以下に詳述する。
ここで、上記式(1)中、tは外部透過率の測定に用いる上記ガラスの厚み(mm)を表し、Cは上記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2500nmにおける外部透過率(%)を表し、Dは上記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2900nmにおける外部透過率(%)を表す。また、lnは自然対数である。βOHの単位はmm-1である。
<ガラス転移温度Tg>
第2−1実施形態に係るガラスのガラス転移温度Tgの上限は、好ましくは750℃であり、さらには、740℃、730℃、720℃、710℃、700℃の順により好ましい。また、ガラス転移温度Tgの下限は、好ましくは500℃であり、さらには、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃、630℃の順により好ましい。
第2−1実施形態に係るガラスにおいて、波長587.56nmにおける屈折率ndの上限は、好ましくは2.1500であり、さらには、2.1400、2.1300、2.1200、2.1100、2.1000、2.0900、2.0800、2.0700、2.0600、2.0500、2.0400の順により好ましい。またndの下限は好ましくは1.8800であり、さらには、1.8900、1.9000、1.9100、1.9200、1.9300、1.9350、1.9400、1.9450、1.9500、1.9600、1.9700の順に大きい値ほどより好ましい。
第2−1実施形態に係るガラスにおいて、波長656.27nmにおける屈折率nCの上限は、好ましくは2.1350であり、さらには、2.1250、2.1150、2.1050、2.0950、2.0850、2.0750、2.0650、2.0550、2.0450、2.0350、2.0250、2.0150の順により好ましい。また、屈折率の下限は、好ましくは1.8650であり、さらには、1.8750、1.8850、1.8950、1.9050、1.9150、1.9200、1.9250、1.9350、1.9400、1.9450、1.9550の順に大きい値ほどより好ましい。
第2−1実施形態において、光線透過性は、第1−1実施形態と同様に、着色度λ5により評価できる。
第2−1実施形態に係るガラスは、高分散ガラスでありながら、比重が大きくない。通常、ガラスの比重を低減できれば、レンズの重量を減少できる。その結果、レンズを搭載するカメラレンズのオートフォーカス駆動の消費電力を低減できる。一方、比重を減少させすぎると、熱的安定性の低下を招く。そのため、比重dの上限は、好ましくは5.60であり、さらには、5.50、5.40、5.30、5.20、5.10、5.00、4.90、4.80、4.70、4.60、4.50、4.40、4.30、4.20、4.10、4.00、3.90、3.80、3.70の順により好ましい。また、熱的安定性を改善する観点から、比重dの下限は、好ましくは2.80であり、さらには、2.90、3.00、3.10、3.20の順により好ましい。
第2−1実施形態に係るガラスの液相温度の上限は、好ましくは1400℃であり、さらには、1390℃、1380℃、1370℃、1360℃、1350℃、1340℃、1330℃、1320℃、1310℃、1300℃の順により好ましい。また、液相温度の下限は、好ましくは1000℃であり、さらには、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃、1050℃、1060℃、1070℃、1080℃、1090℃、1100℃、1110℃、1120℃、1130℃、1140℃、1150℃、1160℃、1170℃、1180℃の順により好ましい。本実施形態に係るガラスによれば、ガラスの熱的安定性が改善された高分散ガラスが得られる。
本発明の第2−1実施形態に係るガラスは、上記所定の組成となるようにガラス原料を調合し、調合したガラス原料を用いて公知のガラス製造方法に従って作製すればよい。例えば、複数種の化合物を調合し、十分混合してバッチ原料とし、バッチ原料を熔融容器中に入れて熔融、清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷してガラスを得る。あるいは、バッチ原料を熔融容器中に入れて粗熔解(ラフメルト)する。粗熔解によって得られた熔融物を急冷、粉砕してカレットを作製する。さらにカレットを熔融容器中に入れて加熱、再熔融(リメルト)して熔融ガラスとし、さらに清澄、均質化した後に熔融ガラスを成形し、徐冷してガラスを得ることもできる。熔融ガラスの成形、徐冷には、公知の方法を適用すればよい。
本発明の第2−1実施形態に係る光学ガラスとして、本発明の第2−1実施形態に係るガラスをそのまま用いることができる。
本発明の第2−1実施形態に係る研磨用ガラス素材およびプレス成形用ガラス素材は、第2−1実施形態に係るガラスおよび光学ガラスのいずれからも製造することができる。
本発明の第2−1実施形態に係る光学素子は、上記本発明の第2−1実施形態に係るガラス、光学ガラス、研磨用ガラス素材およびプレス成形用ガラス素材のいずれからも製造できる。
本発明の第2−2実施形態のガラスは、
アッベ数νdが18.10以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3から選択される少なくとも1種の酸化物を含むリン酸塩ガラスであって、
大気雰囲気下で、液相温度LTより110〜120℃高い温度で90分間リメルトして成形し、
大気雰囲気下で、ガラス転移温度Tgより0〜20℃低い保持温度で15分間保ち、降温速度30℃/hで上記保持温度より120℃低い温度まで徐冷して得られるガラスを縦17mm、横13mm、厚み10mmに加工したものにおいて、
上面視で、縦方向の端から0〜5mmの距離であり、かつ横方向の端から0〜5mmの距離の範囲にある部分をガラス端部とし、
上面視で、縦方向の端から6〜11mmの距離であり、かつ横方向の端から4〜9mmの距離の範囲にある部分をガラス中心部とした場合に、
厚み方向と平行に光を入射した際の、波長656nmにおける上記ガラス端部の外部透過率TAおよび上記ガラス中心部の外部透過率TBが下記式(2)で計算される値T1以上、かつ、
上記ガラス端部の外部透過率TAと上記ガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下となるまで、
大気雰囲気下で、昇温速度100℃/hで加熱してガラス転移温度Tgより5〜15℃低い熱処理温度で保持する熱処理、および降温速度30℃/hで上記熱処理温度より120℃低い温度まで徐冷する徐冷処理を、1回または複数回繰り返すときの、
上記熱処理における上記熱処理温度での保持時間の合計が、48時間以内であるガラス。
T1=0.83×{1−[(nC−1)/(nC+1)]2]2×98 ・・・(2)
(式(2)中、nCは上記ガラス端部の外部透過率TAと上記ガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下になるまで上記熱処理および徐冷処理を行った場合の、波長656.27nmにおける屈折率である。)
すなわち、大気雰囲気下で、昇温速度100℃/hで加熱してガラス転移温度Tgより5〜15℃低い熱処理温度で保持する熱処理、および降温速度30℃/hで上記熱処理温度より120℃低い温度まで徐冷する徐冷処理を行う。上記熱処理により、高分散成分に起因する着色が低減する。
T1=0.83×{1−{(nC−1)/(nC+1)}2}2×98 ・・・(2)
T2=0.84×{1−[(nC−1)/(nC+1)]2]2×98 ・・・(3)
T3=0.85×{1−[(nC−1)/(nC+1)]2]2×98 ・・・(4)
T4=0.86×{1−[(nC−1)/(nC+1)]2]2×98 ・・・(5)
表1−1−1、表1−1−4および表1−1−5と表1−2−1、表1−2−3および表1−2−4とに示すNo.1〜129の組成を有するガラスとなるように各成分に対応する化合物原料、すなわち、リン酸塩、炭酸塩、酸化物等の原料を秤量し、十分混合して調合原料とした。
日本光学硝子工業会規格JOGIS−01に基づいて測定した。測定結果を表1−3、表1−4−1および表1−4−2に示す。
ガラス転移温度は示差走査型熱量計DSC8270を用いて固体状態のガラスを昇温したときの吸熱カーブから測定した。この測定を用いたTgは日本光学硝子工業会規格JOGIS−08に基づいて測定したTgと対応関係を示す。測定結果を表1−3、表1−4−1および表1−4−2に示す。
λ5は次のようにして測定した。厚さ10mmの互いに平行かつ光学研磨された平面を有するガラス試料を用い、波長280nmから700nmまでの波長域における分光透過率を測定した。分光透過率は、光学研磨された一方の平面に垂直に強度Aの光線を入射し、他方の平面から出射する光線の強度Bを測定し、B/Aによって算出した。したがって、分光透過率には試料表面における光線の反射損失も含まれる。分光透過率が5%になる波長がλ5である。測定結果を表1−3、表1−4−1および表1−4−2に示す。
日本光学硝子工業会規格JOGIS−05に基づいて測定した。測定結果を表1−3、表1−4−1および表1−4−2に示す。
ガラス試料を所定温度に加熱された炉内に入れて2時間保持し、冷却後、ガラス内部を100倍の光学顕微鏡で観察し、結晶の有無から液相温度を決定した。測定結果を表1−3、表1−4−1および表1−4−2に示す。
実施例1−1と同様にして光学ガラスNo.1〜129が得られるようにガラス原料を加熱、溶融、清澄、均質化し、得られた溶融ガラスを鋳型に流し込んで急冷し、ガラスブロックに成形した。次にガラスブロックをアニールした後、切断、研削してプレス成形用ガラス素材を作製した。
実施例1−2において作製した各種光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形型を用いて公知の方法によりプレス成形し、レンズブランク、プリズムブランクなどの光学素子ブランクを作製した。
[ガラスサンプルの作製]
得られるガラスの組成が、表2−1Aおよび表2−1Bに示す各組成となるように原材料を秤量、調合して、得られた調合原料(バッチ原料)を白金坩堝に投入し、1300〜1350℃で90分間、大気雰囲気下で加熱して熔融し、攪拌により均質化、清澄して熔融ガラスを得た。熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形し、徐冷して、縦17mm、横12mm、厚み10mmに研削・研磨してガラスサンプルを得た。このとき、上面および下面(縦17mm、横12mmの面)を光学研磨した。
得られたガラスサンプルは、還元色を呈していた。
得られたガラスサンプルについて、以下に示す方法にて、ガラス組成の確認、屈折率(ndおよびnC)、アッベ数(νd)、ガラス転移温度(Tg)、液相温度(LT)、βOHの値を測定し、還元色を十分に低減するのに要する熱処理温度での保持時間および熱処理後の透過率を測定した。
上記のようにして得られたガラスサンプルを適量採取し、これを酸およびアルカリ処理し、Li2Oの含有量はICP−MSにより測定し、Li2O以外のガラス成分の含有量はICP−AESにより測定して、表2−1Aおよび表2−1Bに示す各酸化物組成と一致していることを確認した。
ガラスサンプルを、大気雰囲気下で、ガラス転移温度Tg近傍で48時間保持した後、降温速度30℃/時間で徐冷し、その後放冷して着色を低減させた。得られた試料を加工してプリズムを作製し、日本光学硝子工業会規格の屈折率測定法に基づいて屈折率nd、nF、nCを測定した。また、屈折率nd、nF、nCの各測定値を用いて、アッベ数νdを算出した。結果を表2−1Aに示す。
株式会社リガク製の熱機械分析装置を用いて、昇温速度を10℃/分にして測定した。結果を表2−1Aに示す。
10cc(10ml)のガラスサンプルを白金坩堝中に投入し1250℃〜1350℃で20〜30分間熔融した後にガラス転移温度Tg以下まで冷却し、ガラスを白金坩堝ごと所定温度の熔解炉に入れ2時間保持した。保持温度は1000℃以上で10℃刻みとし、2時間保持後に結晶の析出しなかった最低温度を液相温度とした。結果を表2−1Aに示す。
ガラスサンプルを、両面が互いに平行かつ平坦に光学研磨された厚さ1mmの板状に加工した。光学研磨面に対して垂直方向に光を入射して、波長2500nmにおける外部透過率Cおよび波長2900nmにおける外部透過率Dを、分光光度計(UV−3100、島津製)を用いて測定し、下記式(1)により、βOHを算出した。
βOH=−[ln(D/C)]/t ・・・(1)
上記式(1)中、lnは自然対数であり、厚さtは上記2つの平面の間隔に相当する。結果を表2−1Aに示す。
還元色を呈している上記ガラスサンプルを熱処理した。すなわち、大気雰囲気下で、昇温速度100℃/時間で加熱して、ガラス転移温度Tgより5〜15℃低い熱処理温度で所定時間熱処理し、降温速度30℃/時間で上記熱処理温度より120℃低い温度まで徐冷した。ガラスサンプルの還元色が十分に低減するまで、熱処理および徐冷を繰り返した。還元色が低減して色味が均一になったときを還元色が十分に低減したと評価した。還元色が十分に低減するのに要した熱処理温度での保持時間の合計を表2−2に示す。
熱処理により還元色が低減して色味が均一になったガラスサンプルの外部透過率を測定した。光学研磨した面に対して垂直方向に光を入射して、波長656nmにおける外部透過率を、分光光度計(UV−3150、島津製)を用いて測定した。結果を表2−2に示す。
[ガラスサンプルの作製]
得られるガラスの組成が、表3に示す各組成となるようにし、熔融雰囲気に水蒸気を付加して熔融ガラスを得た以外は、実施例2−1と同様にしてガラスサンプルを作製した。
得られたガラスサンプルは、還元色を呈していた。
得られたガラスサンプルについて、実施例2−1と同様方法にて、ガラス組成の確認、屈折率(ndおよびnC)、アッベ数(νd)、ガラス転移温度(Tg)、液相温度(LT)、βOHの値を測定し、還元色を十分に低減するのに要する熱処理温度での保持時間および熱処理後の透過率を測定した。結果を表2−3Aおよび2−3B、2−4に示す。
[還元ガラスサンプルの作製]
実施例2−1で得られたガラスサンプル(サンプルA〜D)を、1300℃で90分間、大気雰囲気下で加熱してリメルトし、攪拌により均質化、清澄して熔融ガラスを得た。熔融ガラスを成形型に鋳込んで成形し、大気雰囲気下で、サンプルごとにガラス転移温度Tgより0〜20℃低い保持温度で15分間保ち、降温速度30℃/hで上記保持温度より120℃低い温度まで徐冷して、縦17mm、横12mm、厚み10mmに研削・研磨して還元ガラスサンプルを得た。このとき、上面および下面(縦17mm、横12mmの面)を光学研磨した。
得られた還元ガラスサンプルは還元色を呈していた。
得られた還元ガラスサンプルについて、大気雰囲気下で、昇温速度100℃/時間で加熱して、ガラス転移温度Tgより5〜15℃低い熱処理温度で所定時間熱処理し、降温速度30℃/時間で上記熱処理温度より120℃低い温度まで徐冷処理した。ガラス端部の外部透過率TAとガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下となるまで、熱処理および徐冷処理を繰り返した。外部透過率TAおよびTBは、光学研磨した面に対して垂直方向に光を入射して、波長656nmにおける外部透過率を、分光光度計(UV−3150、島津製)を用いて測定した。
[還元ガラスサンプルの作製]
実施例2−2で得られたガラスサンプル(サンプルNo.1〜20、22〜32、42、44〜52、54、57〜80、88〜95)を実施例2−3と同様の方法でリメルトし、還元ガラスサンプルを得た。
得られた還元ガラスサンプルは還元色を呈していた。
得られた還元ガラスサンプルについて、実施例2−3と同様方法にて、ガラス端部の外部透過率TAとガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下となるまでに要した熱処理温度での保持時間の合計および外部透過率TAおよびTBを測定した。結果を表2−6に示す。
Claims (22)
- アッベ数νdが16.70以下であり、
屈折率ndが2.1000以下であって、
P2O5、TiO2およびNb2O5を含み、
TiO2の含有量とNb2O5の含有量との質量比[TiO2/Nb2O5]が0.15以上であるリン酸塩光学ガラス。 - Bi2O3の含有量が29.0質量%以下である請求項1に記載のリン酸塩光学ガラス。
- アッベ数νdが16.70以下であり、
Bi2O3の含有量が29.0質量%以下であって、
TiO2、Nb2O5およびWO3の合計含有量が45.0質量%以上であるリン酸塩光学ガラス。 - TiO2およびWO3の合計含有量と、Nb2O5の含有量との質量比[(TiO2+WO3)/Nb2O5]が0.15以上である請求項1〜3のいずれかに記載のリン酸塩光学ガラス。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のリン酸塩光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のリン酸塩光学ガラスからなる光学素子。
- アッベ数νdが18.10以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量[TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3]が30質量%以上、かつ
Bi2O3の含有量が38質量%以下のリン酸塩ガラスであって、
Li2Oの含有量とTiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3の合計含有量との質量比[Li2O/(TiO2+Nb2O5+WO3+Bi2O3)]に100を掛けた値が0.015〜0.770である、ガラス。 - アッベ数νdが18.10以下であり、
TiO2、Nb2O5、WO3およびBi2O3から選択される少なくとも1種の酸化物を含むリン酸塩ガラスであって、
大気雰囲気下で、液相温度LTより110〜120℃高い温度で90分間リメルトして成形し、
大気雰囲気下で、ガラス転移温度Tgより0〜20℃低い保持温度で15分間保ち、降温速度30℃/hで前記保持温度より120℃低い温度まで徐冷して得られるガラスを、縦17mm、横13mm、厚み10mmに加工したものにおいて、
上面視で、縦方向の端から0〜5mmの距離であり、かつ横方向の端から0〜5mmの距離の範囲にある部分をガラス端部とし、
上面視で、縦方向の端から6〜11mmの距離であり、かつ横方向の端から4〜9mmの距離の範囲にある部分をガラス中心部とした場合に、
厚み方向と平行に光を入射した際の、波長656nmにおける前記ガラス端部の外部透過率TAおよび前記ガラス中心部の外部透過率TBが下記式(2)で計算される値T1以上、かつ、
前記ガラス端部の外部透過率TAと前記ガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下となるまで、
大気雰囲気下で、昇温速度100℃/hで加熱してガラス転移温度Tgより5〜15℃低い熱処理温度で保持する熱処理、および降温速度30℃/hで前記熱処理温度より120℃低い温度まで徐冷する徐冷処理を、1回または複数回繰り返すときの、
前記熱処理における前記熱処理温度での保持時間の合計が、48時間以内であるガラス。
T1=0.83×[1−[(nC−1)/(nC+1)]2]2×98 ・・・(2)
〔式(2)中、nCは前記ガラス端部の外部透過率TAと前記ガラス中心部の外部透過率TBとの差(TA−TB)が5%以下になるまで前記熱処理および徐冷処理を行った場合の、波長656.27nmにおける屈折率である。〕 - Li2Oの含有量が0.010質量%以上である、請求項7または8に記載のガラス。
- Li2Oの含有量が0.640質量%以下である、請求項7〜9のいずれかに記載のガラス。
- 下記式(1)に示すβOHの値が0.05mm-1以上である、請求項7〜10のいずれかに記載のガラス。
βOH=−[ln(D/C)]/t ・・・(1)
〔式(1)中、tは外部透過率の測定に用いる前記ガラスの厚み(mm)を表し、Cは前記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2500nmにおける外部透過率(%)を表し、Dは前記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2900nmにおける外部透過率(%)を表す。〕 - ガラス成分としてNb2O5を含む、請求項7〜11のいずれかに記載のガラス。
- ガラス成分としてTiO2を含む、請求項7〜12のいずれかに記載のガラス。
- 請求項7〜13のいずれかに記載のガラスからなる光学ガラス。
- 請求項7〜13のいずれかに記載のガラスからなる研磨用ガラス素材。
- 請求項7〜13のいずれかに記載のガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
- 請求項14に記載の光学ガラスからなる研磨用ガラス素材。
- 請求項14に記載の光学ガラスからなるプレス成形用ガラス素材。
- 請求項7〜13のいずれかに記載のガラスからなる光学素子。
- 請求項14に記載の光学ガラスからなる光学素子。
- 請求項15または17に記載の研磨用ガラス素材からなる光学素子。
- 請求項16または18に記載のプレス成形用ガラス素材からなる光学素子。
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