KR100890588B1

KR100890588B1 - 광학 유리

Info

Publication number: KR100890588B1
Application number: KR1020077017626A
Authority: KR
Inventors: 스스무 우에하라
Original assignee: 가부시키가이샤 오하라
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2009-03-25
Also published as: CN102173585A; DE112006000460T5; TWI326277B; JP4895512B2; TWI428304B; TW201029945A; JP2006240889A; MY148669A; KR20070091226A; US8148280B2; WO2006093062A1; CN101128400B; KR20090005229A; US20090062101A1; CN101128400A; TW200637799A

Abstract

본 발명의 광학 유리는, 굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85 범위이고, 아베수(Abbe number)(υd)가 35 내지 45 범위인 광학 상수를 가지고, 필수 성분으로서, SiO₂ 및 B₂O₃를 포함하고, 또, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅ 및 WO₃로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하며, 유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이고, 내후성(표면법)이 1급 또는 2급이다.

광학 유리, 광학 상수, 필수 성분, 내후성, 표면법

Description

광학 유리 {OPTICAL GLASS}

본 발명은 광학 유리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 낮은 유리 전이 온도(Tg), 고굴절률 및 저분산성을 가지고, 화학적 내구성, 특히 내후성(표면법)이 우수하며, 정밀 프레스 성형(precision press molding)에 적절한 광학 유리에 관한 것이다.

광학 시스템을 구성하는 렌즈로서는 구면 렌즈와 비(非)구면 렌즈가 있다. 많은 구면 렌즈들은, 유리 재료를 재가열 프레스 성형(reheat press molding)하여 얻어진 유리 성형품을 연삭(lapping) 및 연마(polishing)함으로써 제조된다. 한편, 비구면 렌즈는 가열에 의해 연화한 렌즈 프리폼(lens preform)을 고정밀도의 성형면을 가지는 금형(mold)으로 프레스 성형하고, 금형의 고정밀도 성형면의 형상을 렌즈 프리폼에 전사하여 얻는 방법, 즉, 정밀 몰드 프레스 성형에 의해 주로 제조되고 있다.

정밀 프레스 성형에 의해 비구면 렌즈와 같은 유리 성형품을 얻는 데 있어서는, 렌즈의 프리폼에 몰드의 고정밀도 성형면의 형상을 전사하기 위해, 고온 환경하에 가열하여 연화된 렌즈 프리폼을 프레스 성형해야 할 필요가 있으므로, 이러한 정밀 프레스 성형에 사용되는 금형은 고온에 노출될 뿐만 아니라, 높은 프레스 압 력까지 가해진다. 이로 인해, 렌즈 프리폼의 가열 및 연화 시, 및 렌즈 프리폼의 프레스 성형 시, 금형의 성형면이 산화 또는 침식되거나, 금형 성형면의 표면에 설치되어 있는 이형막(release film)이 손상되는 경향이 있어, 금형의 고정밀도한 성형면을 유지할 수 없게 되는 경우가 많으며, 금형 자체도 손상되기 쉽다. 이렇게 되는 경우에는 금형을 교환하지 않을 수 없고, 이에 따라, 금형의 교환 회수가 증가하여, 저비용의 대량 생산을 실현할 수 없게 된다. 따라서, 정밀 프레스 성형에 사용되는 유리는, 상기 손상을 억제하고, 금형의 고정밀도 성형면을 오래 유지하는 동시에, 낮은 프레스 압력에서 정밀 프레스 성형을 가능하게 한다는 점을 감안할 때, 될 수 있는 한 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 가져야 한다.

정밀 프레스 성형을 수행하는 경우, 렌즈 프리폼을 구성하는 유리는 표면이 경면(鏡面) 또는 그와 근사한 상태여야 한다. 렌즈 프리폼의 제조 방법으로서는, 적하법(dripping method)에 의해 용융 유리로부터 직접 제조하는 방법과 유리를 연삭 및 연마함으로써 제조하는 방법이 일반적이다. 비용이나 공정 단계의 수를 고려할 때, 적하법이 보다 일반적으로 이용되고 있다. 적하법에 의해 얻어진 렌즈 프리폼을 고브(gob) 또는 유리 고브(glass gob)라 칭한다.

그런데, 정밀 프레스 성형용 광학 유리는 일반적으로 화학적 내구성이 불량하여, 이러한 광학 유리로 제조된 렌즈 프리폼의 표면에서 페이딩(fading)이 발생함으로써, 경면 또는 경면에 근사한 상태를 유지할 수 없게 된다는 결점이 있다. 이러한 결점은 특히, 제조 후의 고브를 보관하는 경우 등에 있어서 문제가 되며, 화학적 내구성 중에서도 표면법 내후성(surface method weathering resistance)은 정밀 프레스 성형용 광학 유리가 갖추어야 하는 중요한 물성이다.

전술한 이유로 인해, 광학 설계상의 유용성을 고려할 때, 고굴절률 및 저분산성을 가지고, 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 가지며, 내후성(표면법)이 우수한 광학 유리에 대한 개발이 필요한 실정이다.

특히, 굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85 범위이고, 아베수(Abbe number)(υd)가 35 내지 45 범위인 광학 상수를 가지는, 고굴절률 및 저분산성의 광학 유리를 개발해야 할 필요가 있다.

고굴절률 및 저분산성을 가지는 광학 유리는 광학 설계에 있어서 상당히 유용하기 때문에, 예부터 이러한 광학 유리로서, 다양한 유리가 제안되어 왔다.

일본 특개평 6-305769호 공보, 일본 특개 2002-362938호 공보, 일본 특개 2003-201142호 공보, 일본 특개 2002-12443호 공보 및 일본 특개 2003-252647호 공보에는 낮은 유리 전이 온도(Tg)를 가지는 광학 유리에 대해 기재되어 있다. 그러나, 이들 공보에 구체적으로 기재되어 있는 광학 유리는 질량%의 비율로, ZnO/SiO₂ 비가 2.8 이상이고, B₂O₃/SiO₂ 비가 3.2 이하이며, SiO₂, B₂O₃, La₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, WO₃, ZnO 및 Li₂O의 합계 함유량이 96 질량%를 초과하는 범위이기 때문에, 내후성(표면법)이 불충분하다.

본 발명의 목적은, 전술한 종래 기술에 따른 광학 유리가 가지는 모든 문제점을 종합적으로 해소하고, 전술한 광학 상수를 가지며, 유리 전이 온도(Tg)가 낮고, 내후성(표면법)이 우수하여, 정밀 몰드 프레스 성형에 적합한 광학 유리를 제공하는 것이다.

본 발명자는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 시험과 연구를 거듭한 결과, 특정량의 Si0₂, B₂O₃, La₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₃, Ta₂O₅, WO₃, ZnO 및 Li₂O를 포함하는 조성물을 이용하여, 전술한 광학 상수를 가지고, 유리 전이 온도(Tg)가 낮고, 내후성(표면법)이 우수하며, 정밀 몰드 프레스 성형에 적합한 광학 유리를 얻었다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1면으로서, 본 발명은, 굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85 범위이고, 아베수(Abbe number)(υd)가 35 내지 45 범위인 광학 상수(optical constant)를 가지고, 필수 성분으로서, SiO₂ 및 B₂O₃를 포함하고, 또, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅ 및 WO₃로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 더 포함하며, 유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이고, 내후성(표면법)이 1급 또는 2급인 광학 유리를 제공한다.

본 발명의 제2면으로서, 본 발명은, 굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85 범위이고, 아베수(υd)가 35 내지 45 범위인 광학 상수를 가지고, 필수 성분으로서, SiO₂, B₂O₃, La₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, WO₃, ZnO 및 Li₂O를 포함하며, 실질적으로 납 성분, 비소 성분 및 불소 성분을 포함하지 않고, 상기 산화물의 합계 함유량이 96 질량%를 초과하고, 또, ZnO/SiO₂ 비가 2.8 이상이며, 유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이고, 내후성(표면법)이 1급 또는 2급인 광학 유리를 제공한다.

본 발명의 제3면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 또는 제2면에 있어서, B₂O₃/SiO₂ 비가 3.2 이하인 것을 특징으로 하는 광학 유리를 제공한다.

본 발명의 제4면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 내지 제3면 중 어느 한 면에 있어서, ZnO/SiO₂ 비가 3.3 내지 3.7의 범위이고, 내후성(표면법)이 1급인 것을 특징으로 하는 광학 유리를 제공한다.

본 발명의 제5면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 내지 제4면 중 어느 한 면에 있어서, 하기 성분을 하기 함유량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리를 제공한다:

SiO₂ 6∼10 질량% 및/또는

B₂O₃ 12∼24 질량% 및/또는

La₂O₃ 26∼42 질량% 및/또는

ZrO₂ 1.5∼10 질량% 및/또는

Nb₂O₅ 1∼10 질량% 및/또는

Ta₂O₅ 1∼15 질량% 및/또는

WO₃ 1∼10 질량% 및/또는

ZnO 16∼26 질량% 및/또는

Li₂O 0.6∼4 질량%.

본 발명의 제6면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 내지 제5면 중 어느 한 면에 있어서, 하기 성분을 하기 함유량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리를 제공한다:

Gd₂O₃ 0∼10 질량% 및/또는

GeO₂ 0∼5 질량% 및/또는

Al₂O₃ 0∼10 질량% 및/또는

TiO₂ 0∼10 질량% 및/또는

RO 0∼10 질량%

(단, RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분임), 및/또는

Sb₂O₃ 0∼1 질량%.

본 발명의 제7면으로서, 본 발명은, 하기 성분을 하기 함유량으로 포함하는 광학 유리를 제공한다:

SiO₂ 6∼10 질량%,

B₂O₃ 12∼24 질량%,

La₂O₃ 26∼42 질량%,

ZrO₂ 1.5∼10 질량%,

Nb₂O₅ 1∼10 질량%,

Ta₂O₅ 1∼15 질량%,

WO₃ 1∼10 질량%,

ZnO 16∼26 질량%,

Li₂O 0.6∼4 질량% 및

Gd₂O₃ 0∼10 질량% 및/또는

GeO₂ 0∼5 질량% 및/또는

Al₂O₃ 0∼10 질량% 및/또는

TiO₂ 0∼10 질량% 및/또는

RO 0∼10 질량%

Sb₂O₃ 0∼1 질량%.

본 발명의 제8면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 내지 제6면 중 어느 한 면에 있어서, 하기 성분을 하기 함유량으로 포함하는 광학 유리를 제공한다:

SiO₂ 6∼10 질량%,

B₂O₃ 12∼24 질량%,

La₂O₃ 26∼42 질량%,

ZrO₂ 1.5∼10 질량%,

Nb₂O₅ 1∼10 질량%,

Ta₂O₅ 1∼15 질량%,

W0₃ 1∼10 질량%,

ZnO 16∼26 질량%

Li₂O 0.6∼4 질량% 및

Gd₂O₃ 0∼4 질량% 미만 및/또는

GeO₂ 0∼4 질량% 미만 및/또는

Al₂O₃ 0∼4 질량% 미만 및/또는

TiO₂ 0∼4 질량% 미만 및/또는

RO 0∼4 질량% 미만

Sb₂O₃ 0∼1 질량%.

본 발명의 제9면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 내지 제6면 중 어느 한 면의 광학 유리로 제조된 렌즈 프리폼을 제공한다.

본 발명의 제10면으로서, 본 발명은, 상기 제9면의 렌즈 프리폼을 성형하여 이루어진 광학 소자를 제공한다.

본 발명의 제11면으로서, 본 발명은, 상기 제1면 내지 제8면 중 어느 한 면의 광학 유리를 정밀 프레스 성형하여 이루어진 광학 소자를 제공한다.

본 발명에 따르면, 본 발명은, 전술한 광학 상수를 가지고, 유리 전이 온도(Tg)가 낮으며, 내후성(표면법)이 우수하여, 정밀 프레스 성형에 적절한 광학 유리를 제공한다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

본 발명의 광학 유리의 각 성분에 대하여 설명한다. 이하, 별도의 언급이 없는 한, 각각의 성분의 함유율은 질량%를 의미한다.

SiO₂는, 본 발명의 광학 유리의 점도를 증가시키고, 내실투성(resistance to devitrification) 및 내후성(표면법)을 향상시키기에 대단히 유효한, 필수 성분이다. SiO₂의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하고, 지나치게 많은 경우에는 유리 전이 온도(Tg)의 상승이나 용융성이 악화된다. 따라서, SiO₂ 함량의 하한은 6%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 6.01%이고, 가장 바람직하게는 6.02%이며, SiO₂ 함량의 상한은 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 9%이고, 가장 바람직하게는 8%이다. Si0₂ 성분은, 예컨대, Si0₂ 등을 원료로서 사용하여 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

란탄계 유리인 본 발명의 광학 유리에서, B₂O₃는 유리 형성 산화물 성분으로서 필수적인 성분이다. B₂O₃의 함량이 지나치게 적은 경우에는 내실투성이 불충분하게 되고, B₂O₃의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내후성(표면법)이 악화된다. 따라서, B₂O₃ 함량의 하한은 12%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 13%이고, 가장 바람직하게는 14%이며, B₂O₃ 함량의 상한은 24%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 22%이고, 가장 바람직하게는 20%이다. B₂O₃ 성분은, 예컨대, H₃BO₃ 또는 B₂O₃ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

La₂O₃는, 상기 유리의 굴절률을 증가시키고, 저분산화시키기에 유효한 필수 성분이다. La₂O₃의 함량이 지나치게 적은 경우에는 본 발명의 유리의 광학 상수값을 전술한 범위 내로 유지시키기 어렵고, La₂O₃의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성이 악화된다. 따라서, La₂O₃ 함량의 하한은 26%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 28%이고, 가장 바람직하게는 30%이며, La₂O₃ 함량의 상한은 42%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4l%이고, 가장 바람직하게는 40%이다. La₂O₃ 성분은, 예컨대, La₂O₃, 질산란탄 또는 그의 수화물 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

ZrO₂는, 광학 상수를 조정하고, 내실투성을 개선하고, 내후성(표면법)을 향상시키는 효과가 현저한 필수 성분이다. ZrO₂의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하게 되고, ZrO₂의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성이 악화되는 한편, 유리 전이 온도(Tg)를 원하는 낮은 온도로 유지시키기 어려워진다. 따라서, ZrO₂ 함량의 하한은 1.5%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.55%이고, 가장 바람직하게는 1.6%이며, ZrO₂ 함량의 상한은 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8%이고, 가장 바람직하게는 6%이다. ZrO₂ 성분은, 예컨대, ZrO₂ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

Nb₂O₅는 굴절률을 증가시키고, 내후성(표면법) 및 내실투성을 개선하는 효과가 있다. Nb₂O₅의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하게 되고, Nb₂O₅의 함량이 지나치게 많은 경우에는 오히려 내실투성이 악화된다. 따라서, Nb₂O₅ 함량의 하한은 1%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2%이고, 가장 바람직하게는 3%이며, Nb₂O₅ 함량의 상한은 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 9%이고, 가장 바람직하게는 8%이다. Nb₂O₅ 성분은, 예컨대, Nb₂O₅ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

Ta₂O₅는, 굴절률을 증가시키고, 내후성(표면법) 및 내실투성을 개선하는 효과가 현저한 필수 성분이다. Ta₂O₅의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하게 되고, Ta₂O₅의 함량이 지나치게 많은 경우에는 전술한 범위의 광학 상수를 유지하기 어렵게 된다. 따라서, Ta₂O₅ 함량의 하한은 1%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2%이고, 가장 바람직하게는 3%이며, Ta₂O₅ 함량의 상한은 15%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 13%이고, 가장 바람직하게는 10%이다. Ta₂O₅ 성분은, 예컨대, Ta₂O₅ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

WO₃는 광학 상수를 조정하고, 내실투성을 개선하기에 효과적인 성분이다. WO₃의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하게 되고, WO₃의 함량이 지나치게 많은 경우에는 오히려 내실투성 및 가시광 영역의 단파장 영역에서의 광선 투과율이 악화된다. 따라서, WO₃ 함량의 하한은 1%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2%이고, 가장 바람직하게는 3%이며, WO₃ 함량의 상한은 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 9%이고, 가장 바람직하게는 8%이다. WO₃ 성분은, 예컨대, WO₃ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

ZnO는 유리 전이 온도(Tg)를 저하시키는 효과가 큰 필수 성분이다. ZnO의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하게 되고, ZnO의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성이 악화된다. 따라서, ZnO 함량의 하한은 16%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20%보다 많은 양이고, 가장 바람직하게는 20.5%이며, ZnO 함량의 상한은 26%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 25%이고, 가장 바람직하게는 24%이다. Zn0 성분은, 예컨대, Zn0 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

Li₂O는 유리 전이 온도(Tg)를 대폭 저하시키는 한편, 혼합 유리 원료의 용융을 촉진하는 효과를 가지는 필수 성분이다. Li₂O의 함량이 지나치게 적은 경우에는 그 효과가 불충분하게 되고, Li₂O의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성이 급격하게 악화된다. 따라서, Li₂O 함량의 하한은 0.6%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8%이고, 가장 바람직하게는 1%이며, Li₂O 함량의 상한은 4%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5%이고, 가장 바람직하게는 3%이다. Li₂O 성분은, 예컨대, Li₂O, Li₂CO₃, LiOH 또는 LiNO₃ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

Sb₂O₃는 유리 용융시의 탈포(defoaming)를 위해 임의로 첨가될 수 있다. Sb₂O₃의 함량이 지나치게 많은 경우에는 가시광 영역의 단파장 영역에서의 투과율이 악화된다. 따라서, Sb₂O₃ 함량의 상한은 1%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8%이고, 가장 바람직하게는 0.5%이다.

Gd₂O₃는 유리의 굴절률을 증가시키고, 저분산화시키기에 효과적인 성분이다. Gd₂O₃의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성 및 내후성(표면법)이 불량하다. 따라서, Gd₂O₃ 함량의 상한은 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4% 미만이며, 가장 바람직하게는 2%이다. Gd₂O₃ 성분은,예컨대, Gd₂O₃ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

GeO₂는 굴절률을 증가시키고, 내실투성을 향상시키는 효과를 가지는 성분이다. 그러나, GeO₂ 성분의 원료는 상당히 고가이기 때문에, GeO₂ 함량의 상한이 5%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4% 미만, 가장 바람직하게는 2%이다. GeO₂ 성분은, 예컨대, GeO₂ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

Al₂O₃는 화학적 내구성, 특히, 내후성(표면법)을 개선하기에 유효한 성분이다. 그러나, Al₂O₃의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성이 악화된다. 따라서, Al₂O₃ 함량의 상한이 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4% 미만, 가장 바람직하게는 2%이다. Al₂O₃ 성분은, 예컨대, Al₂O₃, Al(OH)₃ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리내에 도입될 수 있다.

TiO₂는 광학 상수를 조정하고, 내실투성을 개선하는 효과가 있다. 그러나, TiO₂의 함량이 지나치게 많은 경우에는 오히려 내실투성이 악화된다. 따라서, TiO₂ 함량의 상한이 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4% 미만, 가장 바람직하게는 2%이다. TiO₂ 성분은, 예컨대, TiO₂ 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

RO (MgO, CaO, SrO 및 BaO 성분 중에서 선택되는 1종 이상의 성분)는 광학 상수의 조정에 유효하다. 그러나, RO의 함량이 지나치게 많은 경우에는 내실투성이 악화된다. 따라서, RO 함량의 상한이 10%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4% 미만, 가장 바람직하게는 2%이다. RO 성분은, 예컨대, MgO, CaO, SrO 또는 BaO, 또는 그의 탄산염, 질산염 또는 수산화물 등을 원료로서 사용하여, 상기 유리 내에 도입될 수 있다.

상기 유리 내에 존재하는 각각의 성분을 도입시키기 위해 사용되는 원료들은 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 유리에서 사용될 수 있는 원료는 전술한 산화물 등으로 한정되지는 않는다. 이들 원료는 상기 유리의 제조 조건의 다양한 변형에 따라서 적절하게 대응시켜서, 공지된 재료로부터 선택될 수 있다.

본 발명자는, 상기 SiO₂ 성분의 함량과 상기 B₂O₃ 성분의 함량의 비를 소정의 값으로 조절함으로써, 본 발명의 유리의 내후성(표면법)이 향상된다는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명에 따르면, B₂O₃/SiO₂ 비가 3.2 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.18 이하이고, 가장 바람직하게는 3.17 이하이다.

또한, 본 발명자는, 상기 범위 내의 광학 상수를 가지는 광학 유리에서, 상기 SiO₂ 성분의 함량에 대한 상기 ZnO 성분의 함량의 비값을 소정의 값으로 조절함으로써, 상기 광학 유리의 내후성(표면법)이 향상된다는 것을 발견하였다. 즉, 본 발명에 따르면, ZnO/SiO₂ 비가 2.8 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.82 이상이다. 또한, 1급의 내후성(표면법)을 얻기 위해서는 특히, ZnO/SiO₂ 비가 3.3 내지 3.7의 범위인 것이 바람직하다.

아울러, 본 발명자는, 상기 범위 내의 광학 상수를 가지는 광학 유리에서, 상기 SiO₂ 성분, B₂O₃ 성분, La₂O₃ 성분, ZrO₂ 성분, Nb₂O₅ 성분, Ta₂O₅ 성분, WO₃ 성분, ZnO 성분 및 Li₂O 성분의 합계 함유량이 96 질량%를 초과하는 경우에, 상기 광학 유리의 내후성(표면법)이 향상된다는 것을 발견하였다. 즉, 상기 합계 함유량이 96 질량%를 초과하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 97 질량% 이상이고, 가장 바람직하게는 99 질량% 이상이다.

또한, 원하는 광학 상수가 유지되도록 하는 동시에, 양호한 내후성이 유지되도록 하기 위해서는, SiO₂, B₂O₃, La₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, WO₃, ZnO 및 Li₂O의 합계 함유량, B₂O₃/SiO₂ 비, 및 ZnO/SiO₂ 비 모두가 전술한 소정의 바람직한 범위 내의 값이면 된다.

본 명세서에서 "내후성(표면법)"이란, 렌즈 프리폼, 즉, 고브를 정밀 프레스 성형하기 전에 보관하는 경우를 가정하여 정의되는 물성으로서, 렌즈 프리폼, 즉, 고브를 보관 환경에서 소정 기간 노출했을 때 나타나는 페이딩(fading) 상태의 정도를 나타낸다.

이에 대해 구체적으로 설명하면, 시험편으로서 30 ㎜×30 ㎜×3 ㎜의 연마면을 가지는 시료를 사용하여, 온도 50℃, 상대 습도 85%의 항온항습조 중에 24시간 동안 노출한 다음, 상기 연마면을 50 배율의 현미경으로 관찰하여, 상기 연마면의 페이딩 상태를 관찰한다. 이 방법에서의 평가 기준에 따르면, 24시간 동안 테스트한 시험편을 6,000 룩스의 조도에서 관찰했을 때, 페이딩이 전혀 관찰되지 않은 경우를 1급으로, 1,500 룩스의 조도에서 관찰했을 때에는 페이딩이 관찰되지 않지만, 6,000 룩스에서 관찰했을 때 페이딩이 확인되는 경우를 2급으로, 1,500 룩스에서 관찰했을 때에 페이딩이 확인되는 경우를 3급으로, 그리고, 3급의 시험편을 다시 온도 50℃, 상대 습도 85%의 항온항습조 중에 6시간 노출한 다음, 그 연마면을 50 배율의 현미경으로 관찰했을 때, 1,500 룩스에서 페이딩이 확인되는 경우를 4급으로 평가한다. 여기서, 다시 테스트된 3급 시험편에서 페이딩이 확인되지 않은 경우에는 그대로 3급으로 평가한다. 이러한 평가 방법은 OHARA OPTICAL GLASS 카탈로그 2002J의 13 페이지에 기재된, 공지된 방법이다.

본 발명의 광학 유리에 요구되는 내후성(표면법)은 3급이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2급, 가장 바람직하게는 1급이다.

본 발명의 광학 유리는 Lu₂O₃, Hf₂O₃, SnO₂, Ga₂O₃, Bi₂O₃ 및 BeO 성분을 포함할 수 있다. Lu₂O₃, Hf₂O₃ 및 Ga₂O₃는 고가의 원료이기 때문에 이들 성분을 사용하는 경우에는 원료비가 상승하게 되어, 실제 제조에 이들 성분을 사용하기에는 비실용적이다. SnO₂의 경우, 백금 도가니, 또는 용융 유리와 접하는 부분이 백금으로 형성되어 있는 용융조 내에서 유리 원료를 용융시킬 때, SnO₂의 주석과 백금이 합금화되고, 합금된 부분의 내열성이 악화됨으로써, 합금된 부분에 구멍이 생겨, 용융 유리가 유출되는 사고가 일어날 위험성이 우려된다. 한편, Bi₂O₃ 및 BeO는 환경에 유해한 영향을 미치기 때문에, 환경에 바람직하지 않은 성분이라는 문제가 있다. 따라서, Bi₂O₃ 및 BeO 성분의 함량은 각각 0.1% 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 Bi₂O₃ 및 BeO 성분 함량의 상한이 각각 0.05%이며, 본 발명의 광학 유리 중에 이들 성분이 함유되지 않는 것이 가장 바람직하다.

Y₂0₃는 본 발명의 광학 유리 중에 선택적인 성분으로서 첨가될 수 있지만, 내실투성을 현저하게 악화시킨다는 문제가 있다. 따라서, Y₂0₃의 함량은 O.1% 미만인 것이 바람직하고, Y₂0₃ 함량의 상한이 0.05%인 것이 더욱 바람직하며, 본 발명의 광학 유리가 Y₂0₃ 성분을 함유하지 않는 것이 가장 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 광학 유리에 함유시켜서는 안 되는 성분에 대하여 설명한다.

불소 성분은, 렌즈 프리폼 고브의 제조 시, 줄무늬(stria)를 생성하기 때문에 고브를 제조하기에 적절하지 않다. 따라서, 본 발명의 광학 유리에 불소 성분을 첨가해서는 안 된다.

납 화합물은, 정밀 프레스 성형 시, 금형과 융착하기 쉬운 성분이고, 유리의 제조 공정에서 뿐만이 아니라, 연마 등의 유리의 냉간 가공 및 유리의 폐기에 이르기까지, 환경 보호를 위한 조치가 필요하며, 환경에 바람직하지 않은 성분이라는 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 광학 유리 중에 납 화합물을 첨가해서는 안 된다.

As₂O₃, 카드뮴 및 토륨은 모두 환경에 유해한 영향을 미치고, 환경에 바람직하지 않은 성분이다. 따라서, 본 발명의 광학 유리 중에 As₂O₃, 카드뮴 및 토륨을 첨가해서는 안 된다.

P₂0₅를 본 발명의 광학 유리에 첨가하는 경우에는 내실투성이 악화되기 쉬우므로, 본 발명의 광학 유리에 P₂0₅를 첨가하는 것은 바람직하지 않다.

TeO₂는, 백금 도가니, 또는 용융 유리와 접하는 부분이 백금으로 형성되어 있는 용융조 내에서 유리 원료를 용융시킬 때, TeO₂의 텔루르(tellurium)와 백금이 합금화되고, 합금된 부분의 내열성이 악화됨으로써, 합금된 부분에 구멍이 생겨, 용융 유리가 유출되는 사고가 일어날 위험성이 우려된다. 따라서, 본 발명의 광학 유리 중에 TeO₂를 첨가해서는 안 된다.

본 발명의 광학 유리는 V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Eu, Nd, Sm, Tb, Dy 및 Er 등의 착색 성분을 포함하지 않는 것이 바람직하다. 여기서, 이들 착색 성분은 불순물로서 혼입되는 경우를 제외하고는, 본 발명의 광학 유리 중에 인위적으로 포함되지 않는다.

본 발명의 유리 조성물에서는 그 조성을 질량%로 나타내기 때문에, 각각의 조성을 직접적으로 몰%로 나타낼 수는 없다. 본 발명에 요구되는 특성을 만족시키는 유리 조성물 중에 존재하는 각각의 산화물을 몰%로 표시하는 경우, 통상적으로 그 조성은 이하의 값을 가진다고 여겨진다:

SiO₂ 1O∼2O 몰%,

B₂O₃ 20∼45 몰%,

La₂O₃ 7∼17 몰%,

ZrO₂ 1.5∼10 몰%,

Nb₂O₅ 0.5∼5 몰%,

Ta₂O₅ 0.2∼3.5 몰%,

WO₃ 0.5∼5 몰%,

ZnO 20∼33 몰%

Li₂O 2∼16 몰% 및

Gd₂O₃ 0∼4 몰% 미만 및/또는

GeO₂ 0∼4 몰% 미만 및/또는

Al₂O₃ 0∼4 몰% 미만 및/또는

TiO₂ 0∼4 몰% 미만 및/또는

RO 0∼4 몰% 미만

Sb₂O₃ O∼O.5 몰%.

본 발명의 광학 유리에서 SiO₂ 성분은 상기 유리의 점도를 향상시키고, 상기 유리의 내실투성 및 내후성(표면법)을 향상시키키에 대단히 유효한 필수 성분이다. 상기 SiO₂ 성분 함량의 상한은 20 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 17 몰%이고, 가장 바람직하게는 14 몰%이며, 상기 SiO₂ 성분 함량의 하한은 10 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10.5 몰%이고, 가장 바람직하게는 11 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 B₂O₃ 성분은 유리 형성 산화물 성분으로서 필수적인 성분이며, 내실투성을 향상시키는 성분이다. 상기 B₂O₃ 성분 함량의 상한은 45 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 몰%이고, 가장 바람직하게는 35 몰%이며, 상기 B₂O₃ 성분 함량의 하한은 20 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 24 몰%이고, 가장 바람직하게는 26 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 La₂O₃ 성분은 유리의 굴절률을 증가시키고, 저분산화시키기에 유효하다. 상기 La₂O₃ 성분 함량의 상한은 17 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 16 몰%이고, 가장 바람직하게는 15 몰%이며, 상기 La₂O₃ 성분 함량의 하한은 7 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 몰%이고, 가장 바람직하게는 9 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 ZrO₂ 성분은, 광학 상수를 조정하고, 내실투성을 개선하며, 내후성(표면법)을 향상시키기에 유효하다. 상기 ZrO₂ 성분 함량의 상한은 10 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 몰%이고, 가장 바람직하게는 6 몰%이며, 상기 ZrO₂ 성분 함량의 하한은 1.5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.55 몰%이고, 가장 바람직하게는 1.6 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 Nb₂O₅ 성분은 굴절률을 증가시키고, 내후성(표면법) 및 내실투성을 개선하기에 효과적이다. 상기 Nb₂O₅ 성분 함량의 상한은 5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.5 몰%이고, 가장 바람직하게는 4 몰%이며, 상기 Nb₂O₅ 성분 함량의 하한은 0.5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 몰%이고, 가장 바람직하게는 1.5 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 Ta₂O₅ 성분은 굴절률을 증가시키고, 내후성(표면법) 및 내실투성을 개선하기에 효과적이다. 상기 Ta₂O₅ 성분 함량의 상한은 3.5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%이고, 가장 바람직하게는 2.6 몰%이며, 상기 Ta₂O₅ 성분 함량의 하한은 0.2 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 몰%이고, 가장 바람직하게는 0.8 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 WO₃ 성분은, 광학 상수를 조정하고, 내실투성을 개선하기에 효과적이다. 상기 WO₃ 성분 함량의 상한은 5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4.5 몰%이고, 가장 바람직하게는 4 몰%이며, 상기 WO₃ 성분 함량의 하한은 0.5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 몰%이고, 가장 바람직하게는 1.5 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 ZnO 성분은 상기 유리의 유리 전이 온도(Tg)를 저하시키기에 효과적이다. 상기 ZnO 성분 함량의 상한은 38 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 36 몰%이고, 가장 바람직하게는 34 몰%이며, 상기 ZnO 성분 함량의 하한은 20 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 22 몰%이고, 가장 바람직하게는 24 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 Li₂O 성분은 상기 유리의 유리 전이 온도(Tg)를 대폭 저하시키는 한편, 혼합 유리 원료의 용융을 촉진하기에 효과적이다. 상기 Li₂O 성분 함량의 상한은 16 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 14 몰%이고, 가장 바람직하게는 12 몰%이며, 상기 Li₂O 성분 함량의 하한은 2 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%이고, 가장 바람직하게는 3.5몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 Sb₂O₃ 성분은 상기 유리의 용융 시, 탈포하기에 효과적이다. 상기 Sb₂O₃ 성분 함량의 상한은 0.5 몰%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3 몰%이고, 가장 바람직하게는 0.1 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 Gd₂O₃ 성분은, 상기 유리의 굴절률을 증가시키고, 저분산화시키에 효과적이다. 상기 Gd₂O₃ 성분 함량의 상한은 4 몰% 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%이고, 가장 바람직하게는 1 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 GeO₂ 성분은, 굴절률을 증가시키고, 내실투성 향상시키기에 효과적이다. 상기 GeO₂ 성분 함량의 상한은 4 몰% 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%이고, 가장 바람직하게는 1 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 Al₂O₃ 성분은 내후성(표면법)을 향상시키기에 효과적이다. 상기 Al₂O₃ 성분 함량의 상한은 4 몰% 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%, 가장 바람직하게 1 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 TiO₂ 성분은, 광학 상수를 조정하고, 내실투성을 개선하기에 효과적이다. 상기 TiO₂ 성분 함량의 상한은 4 몰% 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%이고, 가장 바람직하게 1 몰%이다.

본 발명의 광학 유리에서 RO 성분(MgO, CaO, SrO 및 BaO 성분으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분)은 광학 상수의 조정에 효과적이다. 상기 RO 성분 함량의 상한은 4 몰% 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 몰%이고, 가장 바람직하게 1 몰%이다.

이어서, 본 발명의 광학 유리의 물성에 대하여 설명한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 유리는, 광학 설계시의 유용성을 고려할 때, 굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85의 범위이고, 아베수(υd)가 35 내지 45의 범위인 광학 상수를 가지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 굴절률(nd)이 1.76 내지 1.84의 범위이고, 아베수(υd)가 35 내지 45의 범위인 광학 상수를 가지며, 가장 바람직하게는, 굴절률(nd)이 1.76 내지 1.84 의 범위이고, 아베수(υd)가 36 내지 44의 범위인 광학 상수를 가진다.

본 발명의 광학 유리에서 Tg가 지나치게 높은 경우에는 전술한 바와 같이, 정밀 프레스 성형을 수행할 때, 성형 금형의 열화 등이 일어나기 쉽게 된다. 따라서, 본 발명의 광학 유리의 Tg의 상한은 580℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 550℃이며, 가장 바람직하게는 530℃이다.

굴복점(yield point, At)은 620℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 610℃이며, 가장 바람직하게는 580℃ 이하이다.

본 발명의 광학 유리에서는 하기 제조 방법에 의해, 안정한 생산을 실현하기 위해, 상기 유리의 액상 온도(liquidus temperature)를 1080℃ 이하로 유지시키는 것이 중요하다. 보다 바람직하게는 상기 유리의 액상 온도를 1050℃ 이하, 특히 바람직하게는 1020℃ 이하의 온도로 하며, 상기 유리의 액상 온도가 전술한 범위인 경우에는 안정한 생산이 가능한 점도 범위를 확장시킬 수 있고, 유리의 용해 온도를 낮출 수 있으므로, 소비되는 에너지를 억제할 수 있다.

액상 온도란, 분쇄된 유리 시료를 백금판 상에 놓고, 온도 경사(temperature graduation)를 가지는 화로 내에 30분간 둔 다음, 상기 화로에서 꺼내어 냉각한 후, 연화된 유리 내에 결정의 유무를 현미경으로 관찰한 경우, 결정이 확인되지 않는 최저 온도를 일컫는다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 유리는 프레스 성형용 프리폼으로서 사용할 수도 있으며, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 용융 유리를 직접 프레스할 수도 있다. 본 발명의 광학 유리를 프리폼으로서 사용하는 경우, 그 제조 방법 및 정밀 프레스 성형 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 공지된 제조 방법 및 성형 방법을 이용할 수 있다. 프리폼의 제조 방법을 예시하면, 일본 특개평 8-319124호에 기재된 유리 고브의 성형 방법에 따라 프리폼을 제조할 수도 있고, 일본 특개평 8-73229호에 기재된 광학 유리의 제조 방법 및 제조 장치에서와 같이, 용융 유리로부터 직접 프리폼을 제조할 수도 있다. 또한, 스트립 재료를 냉간 가공하여, 프리폼을 제조할 수도 있다.

본 발명의 광학 유리를 사용하여, 용융 유리를 적하시켜서 프리폼을 제조하는 경우, 상기 용융 유리의 점도가 지나치게 낮으면, 유리 프리폼에 줄무늬가 생기기 쉽고, 한편, 상기 용융 유리의 점도가 지나치게 높으면, 상기 유리의 자체 중량과 적하되고 있는 유리의 표면 장력에 의한 유리의 절단이 용이하지 않게 된다.

따라서, 고품질의 프리폼을 안정하게 생산하기 위해서는 액상 온도에서의 점도(Paㆍs)의 대수 logη값이 0.4 내지 2.0의 범위내인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.8의 범위내이며, 가장 바람직하게는 0.6 내지 1.6의 범위내이다.

프리폼의 정밀 프레스 성형 방법을 특별히 한정하고자 하는 것은 아니지만, 예컨대, 일본 특공소 62-41180호에 기재된 광학 소자의 성형 방법과 같은 방법을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 유리의 실시예(1 내지 47)의 조성을, 이들 유리의 굴절률(nd), 아베수(υd), 유리 전이 온도(Tg), 굴복점(At) 및 내후성(표면법)과 함께, 표 1 내지 표 10에 나타낸다. 각각의 표에서, 각 성분의 조성은 질량%로 나타낸다.

표 11에는 비교예의 유리(A 내지 C)의 조성을, 이들 유리의 굴절률(nd), 아베수(υd), 유리 전이 온도(Tg), 굴복점(At) 및 내후성(표면법)과 함께 나타낸다.

(표 1)

(표 2)

(표 3)

(표 4)

(표 5)

(표 6)

(표 7)

(표 8)

(표 9)

(표 10)

(표 11)

표 1 내지 표 10에 나타낸 본 발명의 실시예의 광학 유리(실시예 1 내지 실시예 47)는, 산화물, 탄산염 및 질산염을 포함하는 통상적인 광학 유리용 원료들을, 표 1 내지 10에 나타낸 각 실시예의 조성의 비율이 되도록 칭량하여, 혼합하였다. 그런 다음, 상기 원료들을 백금 도가니에 투입하고, 상기 조성에 따른 용융성에 상응하여, 1,000 내지 1,300℃의 온도로, 3 내지 5 시간 동안 용융시켰다. 용융물을 청징(淸澄)하게 하고, 교반하여 균질화한 후, 금형에 캐스팅하여, 어닐링(annealing)한 결과, 유리가 얻어졌다.

어닐링 온도의 하강 속도를 -25℃/시간으로 하여 얻어진 각각의 광학 유리에 대해서, 굴절률(nd) 및 아베수(υd)를 측정하였다.

또한, Japan Optical Glass Industry Standard JOGIS08-²⁰⁰³ "Measuring Method of Thermal Expansion of Optical Glass"에 기재된 방법에 따라, 유리 전이 온도(Tg)를 측정하였다. 이 때, 시험편으로서는 길이 50 ㎜, 직경 4 ㎜의 시료를 사용하였다.

상기 유리 전이 온도(Tg)의 측정에서와 같은 방법으로 굴복점(At)을 측정하였으며, 상기 유리의 연신이 중지되고, 상기 유리가 수축하기 시작되는 온도(℃)를 굴복점으로 하였다.

내후성(표면법)은 다음과 같은 테스트를 수행하여 결정하였다.

먼저, 30 ㎜×30 ㎜×3 ㎜의 연마면을 가지는 시료를 시험편으로서 사용하여, 온도 50℃, 상대 습도 85%의 항온항습조에서 24시간 동안 노출한 후, 50 배율의 현미경으로 상기 연마면을 관찰하였다. 이 방법에서, 24시간 동안 시험한 시료를 조도 6,000 룩스로 관찰했을 때, 페이딩이 전혀 관찰되지 않은 경우를 1급으로, 1,500룩스로 관찰했을 때에는 페이딩이 확인되지 않고, 6,000 룩스로 확인했을 때에는 페이딩이 확인되는 경우를 2급으로, 1,500 룩스로 관찰했을 때에 페이딩이 확인되는 경우를 3급으로 평가하였으며, 다시 3급 시료에 대해서 온도 50℃, 상대 습도 85%의 항온항습조에서 6시간 동안 노출한 후, 50 배율의 현미경으로 상기 시료의 연마면을 관찰하였을 때, 1,500 룩스에서 페이딩이 확인되는 경우를 4급으로 평 가하였다. 여기서, 다시 테스트된 3급 시험편에서 페이딩이 확인되지 않은 경우에는 그대로 3급으로 평가하였다.

표 1 내지 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예의 광학 유리(실시예 1 내지 실시예 47)는 모두, 전술한 범위내의 광학 상수(굴절률(nd) 및 아베수(υd))를 가지고, 유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이기 때문에, 정밀 몰드 프레스 성형에 적절하다. 아울러, 본 발명의 실시예의 광학 유리는 양호한 내후성(표면법)을 가지며, 따라서, 화학적 내구성도 우수하다.

이에 반해, 표 11에 나타낸 조성을 가지는 비교예 A∼C의 각각의 시료를, 상기 실시예와 같은 조건에서 제조하고, 제조된 유리 시료를 상기 실시예에서의 평가 방법과 동일한 평가 방법에 따라 평가하였다. 비교예 A 내지 비교예 C의 경우에는 B₂O₃/SiO₂의 값이 3.2를 초과하였으며, 이에 따라, 불량한 내후성(표면법)을 가지는 것으로 확인되었다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 유리는 SiO₂-B₂O₃-La₂O₃-ZrO₂-Nb₂O₅-Ta₂O₅-WO₃-ZnO-Li₂O계 유리로서, Pb, As 및 F 성분을 포함하지 않으며, 굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85의 범위이고, 아베수(υd)가 35 내지 45의 범위인 광학 상수를 가지고, 유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이기 때문에, 정밀 몰드 프레스 성형에 적절하고, 산업적으로 상당히 유용하다.

또한, 본 발명의 광학 유리는 내후성(표면법)이 우수하기 때문에, 렌즈 프리 폼, 즉, 고브를 정밀 프레스 성형 전에 보관하는 경우, 보관 환경에서 고브를 소정의 보관 기간 동안 노출함으로써 발생하는 줄무늬가 발생하기 어려우며, 취급이 용이하다.

Claims

굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85 범위이고, 아베수(Abbe number)(υd)가 35 내지 45 범위인 광학 상수(optical constant)를 가지고,

필수 성분으로서, SiO₂ 및 B₂O₃를 포함하고, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅ 및 WO₃로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하며,

유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이고, ZnO/SiO₂ 비가 3.3 내지 3.7의 범위이고, 내후성(표면법)이 1급 또는 2급인 광학 유리.
굴절률(nd)이 1.75 내지 1.85 범위이고, 아베수(υd)가 35 내지 45 범위인 광학 상수를 가지고,

필수 성분으로서, SiO₂, B₂O₃, La₂O₃, ZrO₂, Nb₂O₅, Ta₂O₅, WO₃, ZnO 및 Li₂O를 포함하며, 실질적으로 납 성분, 비소 성분 및 불소 성분을 포함하지 않고,

상기 산화물의 합계 함유량이 96 질량%를 초과하고, ZnO/SiO₂ 비가 3.3 내지 3.7이며,

유리 전이 온도(Tg)가 580℃ 이하이고, 내후성(표면법)이 1급 또는 2급인 광학 유리.
제1항 또는 제2항에 있어서,

B₂O₃/SiO₂ 비가 3.2 이하인 것을 특징으로 하는 광학 유리.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

하기 성분을 하기 함유량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리:

SiO₂ 6∼10 질량%,

B₂O₃ 12∼24 질량%,

La₂O₃ 26∼42 질량%,

ZrO₂ 1.5∼10 질량%,

Nb₂O₅ 1∼10 질량%,

Ta₂O₅ 1∼15 질량%,

WO₃ 1∼10 질량%,

ZnO 16∼26 질량%, 및

Li₂O 0.6∼4 질량%.
제1항 또는 제2항에 있어서,

하기 성분을 하기 함유량으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리:

Gd₂O₃ 0∼10 질량%,

GeO₂ 0∼5 질량%,

Al₂O₃ 0∼10 질량%,

TiO₂ 0∼10 질량%,

RO 0∼10 질량%

(단, RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분임), 및

Sb₂O₃ 0∼1 질량%로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

하기 (a) 및 (b)를 포함하는 광학 유리:

(a) SiO₂ 6∼10 질량%,

B₂O₃ 12∼24 질량%,

La₂O₃ 26∼42 질량%,

ZrO₂ 1.5∼10 질량%,

Nb₂O₅ 1∼10 질량%,

Ta₂O₅ 1∼15 질량%,

W0₃ 1∼10 질량%,

ZnO 16∼26 질량%, 및

Li₂O 0.6∼4 질량%와,

(b) 하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 성분:

Gd₂O₃ 0 질량% 초과 4 질량% 미만,

GeO₂ 0 질량% 초과 4 질량% 미만,

Al₂O₃ 0 질량% 초과 4 질량% 미만,

TiO₂ 0 질량% 초과 4 질량% 미만,

RO 0 질량% 초과 4 질량% 미만,

(단, RO는 MgO, CaO, SrO 및 BaO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 성분임), 및

Sb₂O₃ 0 질량% 초과 1 질량% 이하.
제1항 또는 제2항의 광학 유리로 제조된 렌즈 프리폼(lens preform).
제9항의 렌즈 프리폼을 성형하여 이루어진 광학 소자.
제1항 또는 제2항의 광학 유리를 정밀 프레스 성형(precision press molding)하여 이루어진 광학 소자.