KR102077390B1 - 광학 유리 및 광학 소자 - Google Patents

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Abstract

필수 성분으로서, P5＋, Al3＋, Nb5＋, O2- 및 F- 를 포함하고, P5＋ 의 함유량에 대한 Al3＋ 의 함유량의 몰비 (Al3＋／P5＋) 가 0.30 이상, Nb5＋ 의 함유량이 1.0 카티온％ 이상, O2- 의 함유량이 10 ∼ 85 아니온％, F- 의 함유량이 15 ∼ 90 아니온％, P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 3.0 이상인 광학 유리가 제공된다.

Description

광학 유리 및 광학 소자{OPTICAL GLASS AND OPTICAL ELEMENT}
본 발명은, 광학 유리 및 광학 소자에 관한 것이다.
인, 산소 및 불소를 포함하는 불화인산 유리는, 분산이 낮고, 정 (正) 의 이상 분산성을 나타내는 광학 유리로서 알려져 있다.
불화인산 유리는, 상기의 우수한 광학 특성을 갖는 점에서, 고차의 색수차를 보정하기 위한 광학 소자 재료로서 이용 가치가 높다.
이와 같은 불화인산 유리의 예가, 특허문헌 1 ∼ 4 에 기재되어 있다.
일본 공개특허공보 2005-112717호 일본 공개특허공보 2013-151410호 일본 공개특허공보 소51-114412호 일본 공개특허공보 소58-217451호
이와 같이 불화인산 유리는, 우수한 광학 특성을 갖지만, 유리를 용융, 성형하는 고온의 프로세스에 있어서 현저한 휘발성을 나타낸다. 용융, 성형 과정에서 유리 융액으로부터의 휘발이 발생하는 것은, 유리의 변질, 광학 특성의 변동, 유리의 균질성 저하와 같은 현상이 발생하는 원인이 될 수 있다.
또한, 광학 유리로 이루어지는 유리 소재를 연삭, 연마하여, 렌즈나 프리즘 등의 광학 소자를 제작하는 과정에서, 통상적으로, 연마 후의 유리는 세정된다. 한편, 연마된 유리의 표면에는, 일반적으로 잠상이라고 불리는 육안으로 시인되지 않는 미소한 흠집이 존재한다. 그러나, 세정에 의해 유리의 표면이 침식되면, 잠상이 확대되고, 현재화하여 광의 산란원이 되어, 유리의 표면 품질이 저하하는 경우가 있다. 또한, 세정에 의한 유리 표면의 변질에 의해 유리의 표면 품질이 저하하는 경우도 있다.
불화인산 유리에 대하여 상기와 같은 유리의 표면 품질의 저하를 억제하기 위해서는, 불화인산 유리의 화학적 내구성을 높이는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 양태는, 고온 프로세스에 있어서의 불화인산 유리의 휘발성을 저감시키면서, 부분 분산비가 크고 색수차 보정에 바람직한 광학 유리를 제공하는 것, 및 상기 광학 유리로 이루어지는 광학 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는, 우수한 화학적 내구성을 갖고, 또한 부분 분산비가 크고 색수차 보정에 바람직한 불화인산 유리로 이루어지는 광학 유리를 제공하는 것, 및 상기 광학 유리로 이루어지는 광학 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태는,
필수 성분으로서, P5＋, Al3＋, Nb5＋, O2- 및 F- 를 포함하고,
P5＋ 의 함유량에 대한 Al3＋ 의 함유량의 몰비 (Al3＋／P5＋) 가 0.30 이상,
Nb5＋ 의 함유량이 1.0 카티온％ 이상,
O2- 의 함유량이 10 ∼ 85 아니온％,
F- 의 함유량이 15 ∼ 90 아니온％,
P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 3.0 이상,
인 광학 유리 (이하, 「광학 유리 1」 이라고도 기재한다),
에 관한 것이다.
상기 광학 유리는, 바람직하게는, 정의 이상 분산성을 갖는다.
정의 이상 분산성의 지표로는, 부분 분산비 Pg, F 가 사용되고 있다. 부분 분산비 Pg, F 는, F 선 (파장 486.13 ㎚) 에 있어서의 굴절률 nF, C 선 (파장 656.27 ㎚) 에 있어서의 nC 그리고 g 선 (파장 435.84 ㎚) 에 있어서의 굴절률 ng 를 이용하여, 다음 식과 같이 나타낸다.
Pg, F = (ng - nF)/(nF - nC)···(1)
유리 중에 포함되는 Nb 는, 자외역의 고유 흡수 파장이 가시역에 가깝고, 또한 흡수 강도도 큰 것이 알려져 있다. 이에 의해 굴절률의 파장 분산은 고분산화하는 경향을 나타낸다. 즉, F 선과 C 선의 굴절률차 nF - nC 가 커지고, 아베수 υd 는 작아지는 경향을 나타낸다. 한편으로, g 선과 F 선의 굴절률차 ng - nF 도 커진다.
여기서, ng - nF 를 크게 하는 효과가 nF - nC 를 크게 하는 효과를 상회하면, (1) 식으로부터 분명한 바와 같이, Pg, F 는 커진다.
본 발명자들은, 이 점에 주목하여, 유리 성분으로서 Nb 를 도입하여, 저분산성 (υd 가 크다) 을 종래의 불화인산 유리와 동일한 정도의 범위로 유지하면서, 부분 분산비 Pg, F 를 대폭 증가시킬 수 있는 것을 알아냈다.
그러나, Nb 를 함유하는 불화인산 유리는, 그 용융 과정에서, 유리 융액으로부터 Nb 가 휘발하기 쉽다. 용융 과정에서 Nb 와 F 가 결합하면 불화니오브가 생성된다. 불화니오브는 증기압이 높아, 유리 융액으로부터 휘발하기 쉽다.
부분 분산비를 높이기 위해서 도입한 Nb 가, 휘발을 조장하지 않도록 하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 이하의 지견을 얻었다.
P5＋ 는, 유리 중에서 -O-P-O- 의 구조로 존재하고, 유리의 네트워크 형성에 기여하고 있는 것으로 생각된다. P5＋ 와 가수가 동등한 Nb5＋ 도, -O-P-O- 구조에 있어서 P 의 위치를 차지함으로써 유리의 네트워크 형성에 기여하는 것으로 생각된다.
Nb5＋ 가 네트워크 구조에 들어가면, 증기압이 높은 불화니오브가 생성되기 어려워지고, 그 결과, 유리의 휘발성이 저하하는 것으로 생각된다.
단, Nb5＋ 가 네트워크 구조에 들어가기 위해서는, 충분한 수의 O2- 가 필요하게 된다. Nb5＋ 가 존재하는 경우에 대하여 생각하면, 네트워크를 구성하는 양이온 (P5＋ 및 Nb5＋) 의 합계 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 3.0 이상이면, Nb5＋ 가 네트워크에 들어가기 쉬워짐으로써, 휘발성의 증대를 억제할 수 있다.
본 발명자들은, 이상의 지견에 기초하여, 상기의 본 발명의 일 양태에 관한 광학 유리를 완성시켰다.
본 발명의 다른 일 양태는,
불화인산 유리로 이루어지는 광학 유리로서,
NaOH 수용액 중에 15 시간 침지시켰을 때의 단위 면적 당의 질량 감소량 DNaOH 가 0.25 ㎎/(㎠·15 h) 미만이고, 또한
아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 가 하기 (4) 식 :
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718···(4)
를 만족하는 광학 유리 (이하, 「광학 유리 2」 라고도 기재한다),
에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 고온 프로세스에 있어서의 불화인산 유리의 휘발성을 저감시키면서, 부분 분산비가 커서 색수차 보정에 바람직한 광학 유리를 제공할 수 있고, 상기 광학 유리로 이루어지는 광학 소자를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 불화인산 유리로서, 부분 분산비가 커서 색수차 보정에 바람직하고, 또한 우수한 화학적 내구성을 갖는 광학 유리를 제공할 수 있고, 상기 광학 유리로 이루어지는 광학 소자를 제공할 수 있다.
도 1 은 아베수 υd - 굴절률 nd 도표에 있어서의 실시예의 광학 유리의 광학 특성을 나타낸다.
도 2 는 아베수 υd - 부분 분산비 Pg, F 도표에 있어서의 실시예의 광학 유리의 광학 특성 및 기존의 광학 유리의 광학 특성을 나타낸다.
본 발명 및 본 명세서에 있어서, 카티온 성분의 함유량 및 합계 함유량은 특기하지 않는 한 카티온％ 로 표시하는 것으로 하고, 아니온 성분의 함유량 및 합계 함유량은 특기하지 않는 한 아니온％ 로 표시하는 것으로 한다.
여기서, 「카티온％」 란, 「(주목하는 카티온의 개수/유리 성분의 카티온의 총수) × 100」 으로 산출되는 값으로서, 주목하는 카티온량의 카티온 성분의 총량에 대한 몰 백분율을 의미한다.
또한, 「아니온％」 란, 「(주목하는 아니온의 개수/유리 성분의 아니온의 총수) × 100」 으로 산출되는 값으로서, 주목하는 아니온량의 아니온 성분의 총량에 대한 몰 백분율을 의미한다.
카티온 성분끼리의 함유량의 몰비는, 주목하는 카티온 성분의 카티온％ 표시에 의한 함유량의 비와 동등하고, 아니온 성분끼리의 함유량의 몰비는, 주목하는 아니온 성분의 아니온％ 표시에 의한 함유량의 비와 동등하다.
카티온 성분의 함유량과 아니온 성분의 함유량의 몰비는, 모든 카티온 성분과 모든 아니온 성분의 총량을 100 몰％ 로 했을 때의 주목하는 성분끼리의 함유량 (몰％ 표시) 의 비율이다.
또한, 각 성분의 함유량은, 공지된 방법, 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법 (ICP-AES), 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICP-MS), 이온 크로마토그래피법 등에 의해 정량할 수 있다.
또한, 본 발명 및 본 명세서에 있어서, 「불화인산 유리」 란, 유리를 구성하는 원소로서, 인, 산소 및 불소를 적어도 포함하는 유리를 말하는 것으로 한다.
[광학 유리 1]
＜유리 성분＞
이하, 본 발명의 일 양태에 관한 광학 유리 1 에 대하여 설명한다.
P5＋ 는, 네트워크 형성 성분으로서의 기능이 있다. Al3＋ 는, 유리의 열적 안정성을 유지하고, 화학적 내구성이나 가공성을 개선하는 기능을 하는 성분이다. 유리의 열적 안정성을 양호하게 유지하는 점에서, P5＋ 의 함유량에 대한 Al3＋ 의 함유량의 몰비 (Al3＋／P5＋) 는 0.30 이상이다. 아베수를 유지한 상태로, 굴절률을 높이는 데에 있어서, 몰비 (Al3＋／P5＋) 를 0.30 이상으로 하는 것이 효과적이다.
몰비 (Al3＋／P5＋) 의 바람직한 하한은 0.5 이다. 한편, 유리의 열적 안정성을 양호하게 유지하는 점에서, 몰비 (Al3＋／P5＋) 의 바람직한 상한은 2, 보다 바람직한 상한은 1 이다.
Nb5＋ 는, P5＋ 와 함께 네트워크 형성 성분으로서 유리의 열적 안정성을 유지함과 함께, 부분 분산비를 증가시키는 기능이 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Nb5＋ 의 함유량은 1.0 ％ 이상이다. Nb5＋ 의 함유량의 바람직한 하한은 1.5 ％, 보다 바람직한 하한은 2 ％, 더욱 바람직한 하한은 2.5 ％, 더욱 바람직한 하한은 3 ％ 이다. 한편, Nb5＋ 의 함유량이 과잉이 되면 유리 용융시의 휘발성이 현저해지고, 유리의 균질성이 저하하는 경향이 발생한다. 그 때문에, Nb5＋ 의 함유량의 바람직한 상한은 15 ％, 보다 바람직한 상한은 13 ％, 더욱 바람직한 상한은 10 ％ 이다. 또한, Nb5＋ 와 유리의 화학적 내구성의 관계에 대해서는 후기한다.
유리의 열적 안정성을 유지하는 점에서, P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량 (P5＋ ＋ Nb5＋) 은, 바람직하게는 15 ％ 이상이다. P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량 (P5＋ ＋ Nb5＋) 의 바람직한 하한은 20 ％ 이다.
O2- 는, 유리의 열적 안정성을 유지하는 기능을 한다. 이와 같은 기능을 얻기 위해서, O2- 의 함유량은 10 아니온％ 이상이다. O2- 의 함유량이 85 아니온％ 보다 많아지면, F- 의 함유량이 부족하여 저분산성을 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, O2- 의 함유량은 10 ∼ 85 아니온％ 이다. O2- 의 함유량의 바람직한 하한은 20 ％, 보다 바람직한 하한은 30 ％ 이고, 바람직한 상한은 80 ％, 보다 바람직한 상한은 75 ％, 더욱 바람직한 상한은 70.93 ％, 더욱 바람직한 상한은 70 ％ 이다.
F- 는, 유리를 저분산화함과 함께 이상 분산성을 부여하는 기능이나, 유리 전이 온도를 저하시키거나, 화학적 내구성을 개선하는 기능이 있다. F- 의 함유량이 15 아니온％ 보다 적으면, 상기 효과가 잘 얻어지지 않게 된다. 한편, F- 의 함유량이 90 아니온％ 를 초과하면 유리의 열적 안정성의 유지가 곤란해진다. 또한, F- 의 함유량이 과잉이면, 후기하는 DNaOH, DSTPP, D0 의 각 값이 증가하는 경향을 나타낸다.
이상의 관점에서, F- 의 함유량은 15 ∼ 90 아니온％ 이다. F- 의 함유량의 바람직한 하한은 20 ％, 보다 바람직한 하한은 25 ％ 이고, 더욱 바람직한 하한은 28.86 ％ 이고, 더욱 바람직한 하한은 30 ％ 이고, 바람직한 상한은 80 ％, 보다 바람직한 상한은 70 ％ 이다.
상기 서술한 바와 같이, Nb5＋ 를 도입한 것에 의한 유리 융액으로부터의 휘발 증대를 저감시키는 점에서, P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 는 3.0 이상이다. 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 의 바람직한 하한은 3.2 이다. 유리의 열적 안정성을 유지하는 점에서, 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 의 바람직한 상한은 4.0, 보다 바람직한 상한은 3.8 이다.
알칼리 토금속 성분, 즉, Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ 는, 유리의 점성이나 굴절률을 조정하고, 열적 안정성을 향상시키는 기능을 하는 성분이다. 상기 효과를 얻기 위해서, 알칼리 토금속 성분의 합계 함유량 R2＋ (Mg2＋ ＋ Ca2＋ ＋ Sr2＋ ＋ Ba2＋) 가 20 카티온％ 이상인 것이 바람직하고, 30 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 35 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 알칼리 토금속 성분의 합계 함유량 R2＋ 가 과잉이 되면 열적 안정성이 저하하는 경향을 나타내기 때문에, 알칼리 토금속 성분의 합계 함유량 R2＋ 가 50 ％ 이하인 것이 바람직하다. R2＋ 의 보다 바람직한 상한은 45 ％, 더욱 바람직한 상한은 40 ％ 이다.
상기 광학 유리는, La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 로 이루어지는 군에서 선택되는 희토류 성분을 1 종 이상 포함해도 된다.
유리의 비중의 증대를 억제함과 함께, 일정한 굴절률에 대하여 분산을 저감시키는 데데 있어서, Al3＋ 의 함유량에 대한 La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 의 합계 함유량 (La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋) 의 몰비 ((La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)/Al3＋) 가 0.3 이하인 것이 바람직하다. 몰비 ((La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)/Al3＋) 의 보다 바람직한 상한은 0.2, 더욱 바람직한 상한은 0.1 이다. 몰비 ((La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)/Al3＋) 가 0 이어도 된다.
다음으로, 개개의 성분의 함유량에 대하여 설명한다.
P5＋ 는, 유리의 네트워크를 형성하는 필수 성분이다. 열적 안정성을 양호하게 유지하는 점에서, P5＋ 의 함유량의 바람직한 하한은 5 ％, 보다 바람직한 하한은 10 ％, 더욱 바람직한 하한은 20 ％ 이다. 화학 내구성을 양호하게 유지하고, 저분산성, 이상 부분 분산성을 유지하는 점에서, P5＋ 의 함유량의 바람직한 상한은 40 ％, 보다 바람직한 상한은 38 ％, 더욱 바람직한 상한은 35 ％ 이다.
Al3＋ 는, 열적 안정성, 화학적 내구성, 가공성을 향상시키는 기능을 하는 필수 성분이고, 굴절률을 높이는 기능도 한다. 상기의 관점에서, Al3＋ 의 함유량의 바람직한 하한은 5 ％, 보다 바람직한 하한은 7 ％, 더욱 바람직한 하한은 9 ％, 더욱 바람직한 하한은 11 ％ 이다. 상기의 관점에서, Al3＋ 의 함유량의 바람직한 상한은 40 ％, 보다 바람직한 상한은 38 ％, 더욱 바람직한 상한은 36 ％, 더욱 바람직한 상한은 34 ％ 이다.
원자％ 로 표시되는 유리 조성에 있어서, Al3＋ 의 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 비 O2-／Al3＋ 는, 12 미만인 것이 바람직하고, 10 미만인 것이 보다 바람직하고, 8 미만인 것이 더욱 바람직하다. O2- 의 함유량이 많아지면 F- 의 함유량이 상대적으로 감소하고, 유리 전이 온도가 상승 경향을 나타낸다. 한편, Al3＋ 는, 상기와 같이, 열적 안정성, 화학적 내구성, 가공성을 향상시켜, 원하는 광학 특성을 갖는 데에 있어서 유용한 성분이다. Al3＋ 의 효과를 충분히 얻으면서, 유리 전이 온도의 상승을 억제하기 위해서는, 원자％ 로 표시되는 유리 조성에 있어서의 Al3＋ 의 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 비 O2-／Al3＋ 가 상기 범위인 것이 바람직하다. 상기의 비 O2-／Al3＋ 의 하한에 대해서는, Al3＋ 의 함유량이 상대적으로 증가하는 것에 의한 내실투성의 저하를 억제하는 관점에서는, 예를 들어 2 이상 또는 3 이상을 기준으로 할 수 있다.
또한, 원자％ 로 표시되는 유리 조성에 있어서의 각 성분의 함유량은, 전체 카티온 성분과 전체 아니온 성분의 합계 함유량을 100 몰％ 로 했을 때의 각 성분의 함유량을 몰 백분율로 나타낸 값으로서 산출된다.
Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋, Ba2＋ 의 개개의 성분의 바람직한 함유량은 다음과 같다.
Mg2＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 10 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 8 ％ 이다.
Ca2＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 20 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 15 ％ 이다.
Sr2＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 40 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 30 ％ 이다.
Ba2＋ 의 함유량의 바람직한 하한은 5 ％, 보다 바람직한 하한은 10 ％, 바람직한 상한은 50 ％, 보다 바람직한 상한은 40 ％ 이다.
La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 의 개개의 바람직한 함유량은 다음과 같다.
La3＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 5 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 3 ％ 이다.
Gd3＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 5 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 3 ％ 이다.
Y3＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 5 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 3 ％ 이다.
Lu3＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 5 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 3 ％ 이다.
Yb3＋ 는, 적외역에 있어서 광 흡수를 갖기 때문에, 적외광에 의한 촬상을 위한 사용에는 바람직하지 않다. 따라서, Yb3＋ 의 함유량은, 다른 희토류 성분의 합계 함유량과의 몰비 (Yb3＋／(La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)) 를 사용하여 이하와 같이 제한하는 것이 바람직하다. 즉, La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 의 합계 함유량에 대한 Yb3＋ 의 함유량의 몰비 (Yb3＋／(La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)) 를 0.5 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.1 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 0 으로 하는 것 (Yb3＋ 의 함유량이 0 ％ 인 것) 이 더욱 바람직하다.
Zn2＋ 는, 굴절률을 유지하면서 열적 안정성을 향상시키는 기능을 하지만, 과잉으로 함유시키면 분산이 높아져, 필요한 광학 특성을 얻는 것이 곤란해진다. 따라서, Zn2＋ 의 함유량을 0 ∼ 10 ％ 의 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기 효과를 얻기 위해서, Zn2＋ 의 함유량의 보다 바람직한 상한은 8 ％ 이고, 더욱 바람직한 상한은 5 ％ 이다. Zn2＋ 의 함유량은 0 ％ 여도 된다.
알칼리 금속 성분은, 유리의 점성을 조정하거나, 열적 안정성을 향상시키는 기능을 갖는 카티온 성분이다. 알칼리 금속 성분의 합계 함유량 R＋ 가 과잉이 되면 열적 안정성이 저하한다. 그 때문에, 알칼리 금속 성분의 합계 함유량 R＋ 의 바람직한 범위는 0 ∼ 30 ％ 이다. 상기의 관점에서, R＋ 의 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 20 ％, 더욱 바람직한 범위는 0 ∼ 15 ％ 이다. R＋ 의 상한은, 더욱 바람직하게는 10 ％, 보다 더욱 바람직하게는 8 ％, 보다 더욱 바람직하게는 7 ％ 이다. 또한, 알칼리 금속 성분의 합계 함유량 R＋ 가 과잉이면, 후기하는 DSTPP 및 D0 의 각 값이 증가 경향을 나타낸다. 따라서, 유리에 우수한 화학적 내구성을 부여하는 점에서도, R＋ 를 상기의 범위로 하는 것이 바람직하다.
한편, 유리 전이 온도를 낮게 하는 관점에서, R＋ 의 바람직한 하한은 1 ％, 보다 바람직한 하한은 2 ％, 더욱 바람직한 하한은 3 ％ 이다.
알칼리 금속 성분 R＋ 로서, Li＋, Na＋, K＋, Rb＋, Cs＋ 를 나타낼 수 있다. Rb＋, Cs＋ 는 다른 알칼리 금속 성분과 비교하여, 유리의 비중 증대를 초래하기 쉽다.
따라서, Rb＋ 의 함유량은 0 ∼ 3 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 1 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, 0 ％ 여도 된다.
Cs＋ 의 함유량은 0 ∼ 3 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 2 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 1 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, 0 ％ 여도 된다.
유리의 열적 안정성을 유지하는 점에서, Li＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 30 ％, 보다 바람직한 범위는 2 ∼ 20 ％, 더욱 바람직한 범위는 4 ∼ 10 ％ 이다.
유리의 열적 안정성을 유지하는 점에서, Na＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 10 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 8 ％, 더욱 바람직한 범위는 0 ∼ 6 ％ 이다.
유리의 열적 안정성을 유지하는 점에서, K＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 10 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 8 ％, 더욱 바람직한 범위는 0 ∼ 6 ％ 이다.
Si4＋ 는, 소량이면 함유시킬 수 있지만, 과잉으로 함유시키면 용융성이나 열적 안정성이 저하한다. 따라서, Si4＋ 의 함유량을 0 ∼ 5 ％ 의 범위로 하는 것이 바람직하고, 0 ∼ 3 ％ 의 범위로 하는 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 1 ％ 의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하고, 0 ％ 로 해도 된다.
B3＋ 는, 소량의 함유로도 현저한 휘발성을 나타낸다. 휘발을 조장시키지 않기 위해서 B3＋ 의 함유량을 2 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. B3＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 1 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 0.1 ％ 이고, 0 ％ 인 것이 더욱 바람직하다.
유리 용융 장치에 장착되어 있는 파이프로부터 용융 유리를 유출할 때, 파이프 외주에 대한 유리 융액의 젖음을 억제하여, 젖음에 의한 유리의 품질 저하를 억제하기 위해서, Cl- 를 함유시키는 것이 유효하다. Cl- 의 함유량의 바람직한 범위는 0 ∼ 1 ％, 보다 바람직한 범위는 0 ∼ 0.5 ％, 더욱 바람직한 범위는 0 ∼ 0.3 ％ 이다. Cl- 에는 청징제로서의 효과도 있다.
이 외에, 청징제로서 Sb3＋, Ce4＋ 등을 소량 첨가할 수도 있다. 청징제의 총량은 0 ％ 이상일 수 있고, 1 ％ 미만으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, Sb3＋ 및 Ce4＋ 의 합계 함유량은, 0 ％ 이상일 수 있고, 1 ％ 미만인 것이 바람직하다.
Pb, Cd, As, Th 는, 환경 부하가 염려되는 성분이다.
그 때문에, 상기 광학 유리 1 은, Pb, Cd, As 및 Th 의 적어도 1 개를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다.
Pb2＋ 의 함유량이 0 ∼ 0.5 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 0.05 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, Pb2＋ 를 실질적으로 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.
Cd2＋ 의 함유량이 0 ∼ 0.5 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 0.05 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, Cd2＋ 를 실질적으로 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.
As3＋ 의 함유량이 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 0.05 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 0.01 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, As3＋ 를 실질적으로 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.
Th4＋ 의 함유량이 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 0.05 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 0.01 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, Th4＋ 를 실질적으로 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.
상기 광학 유리 1 은, 바람직하게는, 가시 영역의 넓은 범위에 걸쳐 높은 투과율을 나타낼 수 있다. 이러한 특장을 살리기 위해서는, 상기 광학 유리는 착색제를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 착색제로는, Cu, Co, Ni, Fe, Cr, Eu, Nd, Er, V 등을 예시할 수 있다. 상기 광학 유리 1 은, Cu, Co, Ni, Fe, Cr, Eu, Nd, Er 및 V 의 적어도 1 개를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 카티온％ 표시에 의한 Cu, Co, Ni, Fe, Cr, Eu, Nd, Er, V 의 함유량의 범위는, 어느 원소도, 100 ppm 미만인 것이 바람직하고, 0 ∼ 80 ppm 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 50 ppm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 실질적으로 포함되지 않는 것이 특히 바람직하다. 여기서 ppm 이란 카티온ppm 을 말한다.
또한, Hf, Ga, Ge, Te, Tb 는, 고가의 성분이다. 그 때문에, 광학 유리 1 은, Hf, Ga, Ge, Te 및 Tb 의 적어도 1 개를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하다. 카티온％ 표시에 의한 Hf, Ga, Ge, Te, Tb 의 함유량의 범위는, 어느 원소도, 0 ∼ 0.1 ％ 인 것이 바람직하고, 0 ∼ 0.05 ％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 0.01 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, 0 ∼ 0.005 ％ 인 것이 더욱 바람직하고, 0 ∼ 0.001 ％ 인 것이 보다 더욱 바람직하고, 실질적으로 포함되지 않는 것이 특히 바람직하다.
상기 광학 유리는, Hf, Ga, Ge, Te, Tb 를 도입하지 않고, 각종 특성을 나타낼 수 있다.
＜유리 특성＞
(아베수 υd, 굴절률 nd)
상기 광학 유리 1 에 있어서, 이상 부분 분산성을 살리는 점에서, 아베수 υd 가 45 이상의 범위인 것이 바람직하다.
아베수 υd 는 분산에 관한 성질을 나타내는 값이고, d 선, F 선, C 선에 있어서의 각 굴절률 nd, nF, nC 를 사용하여 υd = (nd - 1)/(nF - nC) 로 나타낸다.
아베수 υd 의 바람직한 상한은 80, 보다 바람직한 상한은 70 이다. 한편, 저분산성을 살리기 위해서는, 아베수 υd 의 바람직한 하한은 45, 보다 바람직한 하한은 50, 더욱 바람직한 하한은 55 이다.
또한, 굴절률 nd 를 이하의 범위로 함으로써, 동등한 집광력이면서, 렌즈의 광학 기능면의 곡률의 절대치를 감소시킬 (렌즈의 광학 기능면의 커브를 완만하게 할) 수 있다. 정밀 프레스 성형에서도, 연삭, 연마에서도, 렌즈의 광학 기능면의 커브가 완만한 편이 제작하기 쉽기 때문에, 고굴절률의 유리를 사용함으로써 광학 소자의 생산성을 높일 수 있다. 또한, 굴절률을 높임으로써, 고기능, 컴팩트한 광학계에 사용하는 광학 소자에 바람직한 유리 재료를 제공할 수도 있다.
상기 광학 유리 1 에 있어서, 바람직한 굴절률 nd 의 범위는 하기 (2) 식을 만족하는 범위이고, 보다 바람직한 굴절률 nd 의 범위는 하기 (3) 식을 만족하는 범위이다.
nd ≥ 1.80653 - 0.00459 × υd ···(2)
nd ≥ 1.84303 - 0.00459 × υd ···(3)
도 1 에, (2) 식 및 (3) 식에 있어서, 각각 등호가 성립하는 경우의 식을 도시한다.
상기 광학 유리 1 은, 바람직하게는 정의 이상 분산성을 나타낸다. 이상 분산성은 ΔPg, F 에 의해 정량적으로 나타낸다. g 선, F 선, C 선에 있어서의 각 굴절률 ng, nF, nC 를 사용하여, 부분 분산비 Pg, F 는, 상기에 나타낸 (1) 식 (Pg, F = (ng - nF)/(nF - nC)) 에 의해 산출된다.
아베수 υd 가 45 이상인 시판되고 있는 저분산 유리로는, HOYA 제조 FCD100 이나, FCD515 등이 알려져 있다.
가로축을 아베수 υd, 세로축을 부분 분산비 Pg, F 로 하는 그래프에 있어서, 좌표 (95.1 0.5334) 에 FCD100 을 플롯하고, 좌표 (68.63 0.5441) 에 FCD515 를 플롯하여, 상기 2 점을 연결하는 직선 L 을 생각한다. 이 직선 L 은 대략, 「Pg, F = -0.0004υd ＋ 0.5718」 이라고 나타낸다.
도 2 에 직선 L 을 도시한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 아베수 υd 가 45 이상인 시판되고 있는 저분산 유리 (기존의 유리) 는, 아베수 υd - 부분 분산비 Pg, F 의 그래프에 있어서 직선 L 의 선상 또는 직선 L 보다 부분 분산비 Pg, F 가 작은 측에 위치한다.
상기 광학 유리 1 은, 바람직한 양태에서는, 아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 가 하기 (4) 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718···(4)
아베수 υd 가 45 이상이고, 또한 상기 (4) 식을 만족하는 광학 유리는, 특정한 아베수 υd 에 대하여 부분 분산비 Pg, F 가 크고, 고차의 색수차 보정용의 광학 유리로서 바람직하다.
(투과율)
상기 광학 유리 1 은, 바람직하게는 착색이 매우 적어, 카메라 렌즈 등의 촬상용의 광학 소자나, 프로젝터 등의 투사용의 광학 소자의 재료로서 바람직하다.
상기 광학 유리 1 의 바람직한 양태는, 파장 400 ㎚ ∼ 700 ㎚, 두께 10 ㎜ 에 있어서의 내부 투과율이 96.5 ％ 이상인 유리이다.
상기 내부 투과율의 바람직한 범위는 97 ％ 이상, 더욱 바람직한 범위는 98 ％ 이상, 더욱 바람직한 범위는 99 ％ 이상이다.
또한, 레이저용 유리 등의 발광 이온, 예를 들어 Nd, Eu, Er, V 등을 포함하는 유리는, 가시역에 있어서 흡수를 갖기 때문에, 카메라 렌즈 등의 촬상용의 광학 소자나, 프로젝터 등의 투사용의 광학 소자의 재료에는 적합하지 않다.
(유리 전이 온도 Tg)
상기 광학 유리 1 의 바람직한 양태는, 유리 전이 온도 Tg 가 550 ℃ 이하인 광학 유리이다. 유리 전이 온도가 낮으면, 유리를 재가열, 연화하여 프레스 성형할 때의 가열 온도를 낮게 할 수 있다. 그 결과, 유리와 프레스 성형 몰드의 융착을 억제하기 쉬워진다. 또한 가열 온도를 낮게 할 수 있기 때문에, 유리의 가열 장치, 프레스 성형 몰드 등의 열적 소모를 저감시킬 수도 있다. 또한, 유리의 어닐 온도도 낮게 할 수 있기 때문에, 어닐노의 수명을 연장시킬 수 있다. 유리 전이 온도의 보다 바람직한 범위는 530 ℃ 이하, 더욱 바람직한 범위는 500 ℃ 이하이다.
(액상 온도)
상기 광학 유리 1 의 바람직한 양태는, 액상 온도가 850 ℃ 이하인 광학 유리이다. 액상 온도가 낮으면, 유리의 용융, 성형 온도를 저하시킬 수 있다. 그 결과, 용융, 성형시의 유리의 휘발성을 저감시킬 수 있고, 맥리의 발생, 광학 특성의 변동을 억제할 수 있다.
액상 온도의 보다 바람직한 범위는 800 ℃ 이하, 더욱 바람직한 범위는 750 ℃ 이하이다.
(비중)
상기 광학 유리 1 은, 부분 분산비를 증가시키지만 비중도 증가시키는 희토류에 의존하지 않고, 주로 Nb5＋ 의 함유에 의해 부분 분산비를 높일 수 있어, 부분 분산비가 큰 불화인산 유리 중에서 비교적 비중이 작다.
상기 광학 유리 1 의 바람직한 양태는, 비중이 4.2 이하인 광학 유리이다. 비중을 작게 함으로써 광학 소자를 경량화할 수 있다.
비중의 보다 바람직한 범위는 4.1 이하, 더욱 바람직한 범위는 4 이하이다.
[광학 유리 2]
이하, 본 발명의 일 양태에 관한 광학 유리 2 에 대하여 설명한다.
＜유리 특성＞
상기 광학 유리 2 는, 아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 가 하기 (4) 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718···(4)
아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 가 상기 (4) 식을 만족하는 상기 광학 유리 2 는, 고차의 색수차 보정용의 광학 유리로서 바람직하다.
또한, 상기 광학 유리 2 에 있어서, 이상 부분 분산성을 살리는 점에서, 아베수 υd 는 45 이상의 범위인 것이 바람직하다. 아베수 υd 의 바람직한 상한은 80, 보다 바람직한 상한은 70 이다. 한편, 저분산성을 살리기 위해서는, 아베수 υd 의 보다 바람직한 하한은 50, 더욱 바람직한 하한은 55 이다.
＜화학적 내구성＞
(DNaOH)
상기 광학 유리 2 는, NaOH 수용액 중에 15 시간 침지시켰을 때의 단위 면적 당의 질량 감소량 DNaOH 가 0.25 ㎎/(㎠·15 h) 미만인 화학적 내구성을 갖는다.
상기 질량 감소량 DNaOH 는, 이하의 방법에 의해 구해진다.
먼저, 직경 43.7 ㎜, 두께 5 ㎜ 의 원판상의 유리 시료를 준비한다. 직경 43.7 ㎜ 의 대향하는 2 개의 표면은 대면 연마되어 있고, 측면은 하기의 수산화나트륨 (NaOH) 의 수용액에 대하여 화학적 내구성이 있는 테이프 (예를 들어, 폴리이미드 테이프 등) 를 첩부하는 등의 방법에 의해 마스킹한다. 따라서, 원판상의 유리 시료의 상기 2 개의 표면이 하기의 수산화나트륨 (NaOH) 의 수용액에 노출된다. 이들 2 개의 표면의 면적의 합계 (이하, 「유리 시료의 표면적」 이라고 기재한다) 는, 30 ㎠ 이다.
다음으로 유리 시료의 질량 Mbefore 를 측정한 후, 액온 50 ℃, 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 충분히 교반되어 있는 수산화나트륨 (NaOH) 의 수용액 중에 유리 시료를 15 시간 침지시키고, 침지 후의 유리 시료의 질량 Mafter 를 측정한다. 침지 전후의 질량차 (Mbefore - Mafter) (단위 : ㎎) 를, 유리 시료의 표면적으로 나눈 값이, DNaOH 이다. 즉, 「(Mbefore - Mafter)/30」 에 의해 구해지는 값이, DNaOH 이다.
상기 광학 유리 2 는, DNaOH 가 0.25 ㎎/(㎠·15 h) 미만이 되는 화학적 내구성을 구비한다. 상기 범위의 DNaOH 를 갖는 광학 유리에 의하면, 잠상의 현재화 등에 의해 표면 품질의 저하가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 높은 표면 품질을 유지하는 점에서, DNaOH 는 0.20 ㎎/(㎠·15 h) 미만인 것이 바람직하고, 0.10 ㎎/(㎠·15 h) 미만인 것이 보다 바람직하다. DNaOH 의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 0.02 ㎎/(㎠·15 h) 이상을 기준으로 생각할 수 있다.
(DA 에 대하여)
상기 광학 유리 2 는, DA 가 0.35 ％ 미만이 되는 화학적 내구성을 구비하는 것이 바람직하다.
DA 는, 일본 광학 유리 공업회 규격 JOGIS06-2009 에 규정되어 있는 내산성 중량 감소율 Da 의 측정 방법에 따라 측정한다. 구체적으로는, 측정 방법은 이하와 같다.
비중에 상당하는 질량 (Mbefore, 단위 : g) 의 분말 유리 (입도 425 ㎛ ∼ 600 ㎛) 를 백금 바구니에 넣고, 그것을 석영 유리제 환저 플라스크 내의 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 질산 수용액 80 ㎖ 에 침지시키고, 비등수욕 중에서 60 분간 처리하고, 이 처리 후의 분말 유리의 질량 Mafter (단위 : g) 를 측정한다. 상기 처리 전후의 분말 유리의 질량차를 처리 전의 분말 유리의 질량으로 나눈 값 (Mbefore - Mafter)/ Mbefore 를 백분율로 나타낸 것, [(Mbefore - Mafter)/Mbefore] × 100, 이 DA 이다. 상기 범위의 DA 를 갖는 광학 유리는, 우수한 내산성이 요구되고 있는 옥외 설치의 감시 카메라나 차재 카메라에 탑재하는 광학 소자용의 유리 재료로서 바람직하다.
DA 의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 0.20 ％ 이상을 기준으로 생각할 수 있다.
(DSTPP 에 대하여)
상기 광학 유리 2 는, DSTPP 가 0.40 ㎎/(㎠·h) 미만이 되는 화학적 내구성을 구비하는 것도 바람직하다.
DSTPP 의 측정 방법은, 이하와 같다.
먼저, 직경 43.7 ㎜, 두께 5 ㎜ 의 원판상의 유리 시료를 준비한다. 직경 43.7 ㎜ 의 대향하는 2 개의 표면은 대면 연마되어 있고, 측면은 하기의 트리폴리인산나트륨의 수용액에 대하여 화학적 내구성이 있는 테이프 (예를 들어, 폴리이미드 테이프 등) 를 첩부하는 등의 방법에 의해 마스킹한다. 따라서, 원판상의 유리 시료의 상기 2 개의 표면이 하기의 트리폴리인산나트륨의 수용액에 노출된다. 이들 2 개의 표면의 면적의 합계 (유리 시료의 표면적) 는, 30 ㎠ 이다.
다음으로 유리 시료의 질량 Mbefore 를 측정한 후, 액온 50 ℃, 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 충분히 교반되어 있는 트리폴리인산나트륨 (Na5P3O10) 의 수용액 중에 1 시간 침지시키고, 침지 후의 유리 시료의 질량 Mafter 를 측정한다. 침지 전후의 질량차 (Mbefore - Mafter) (단위 : ㎎) 를, 유리 시료의 표면적 및 침지 시간으로 나눈 값을 DSTPP 로 한다. 즉, 「(Mbefore - Mafter)/(30 × 1)」 에 의해 구해지는 값이, DSTPP 이다.
상기 광학 유리 2 는, DSTPP 가 0.20 ㎎/(㎠·h) 미만이 되는 화학적 내구성을 구비하는 것이 보다 바람직하다. DSTPP 의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 0.02 ㎎/(㎠·h) 이상을 기준으로 생각할 수 있다.
DSTPP 가 상기 범위 내에 있음으로써, 표면 품질의 저하의 발생을 보다 더욱 억제할 수 있다.
그 밖의 광학 유리 2 의 유리 특성에 대해서는, 광학 유리 1 에 대하여 상기한 각종 사항의 1 개 또는 2 개 이상을 임의의 조합으로 적용할 수 있다. 또한, 광학 유리 1 의 유리 특성에 대해서는, 광학 유리 2 에 대하여 상기한 각종 사항의 1 개 또는 2 개 이상을 임의의 조합으로 적용할 수 있다.
(D0)
상기 광학 유리 2 에 있어서, D0 은, 5.0 × 10-3 ㎎／(㎠·h) 미만인 것이 바람직하다. D0 은, 물에 대한 진정한 화학적 내구성이라고 불리는 경우가 있다.
D0 의 측정 방법은, 이하와 같다.
먼저, 직경 43.7 ㎜, 두께 5 ㎜의 원판상의 유리 시료를 준비한다. 직경 43.7 ㎜ 의 대향하는 2 개의 표면은 대면 연마되어 있고, 측면은 하기의 순수에 대하여 화학적 내구성이 있는 테이프 (예를 들어, 폴리이미드 테이프 등) 를 첩부하는 등의 방법에 의해 마스킹한다. 따라서, 원판상의 유리 시료의 상기 2 개의 표면이 하기의 순수에 노출된다. 이들 2 개의 표면의 면적의 합계 (유리 시료의 표면적) 는, 30 ㎠ 이다.
다음으로 유리 시료를, 질량 Mbefore 를 측정한 후, 매분 1 리터의 속도로 이온 교환 수지를 통하여 순환되고, 수온 50 ℃, pH = 7.0 ± 0.2 로 유지되고, 충분히 교반되어 있는 순수 중에 침지시킨다. 상기 순수 중에 20 시간 이상 (바람직하게는 40 시간 이상) 침지시킨 후의 유리 시료의 질량 Mafter 를 측정한다. 침지 전후의 질량차 (Mbefore - Mafter) (단위 : ㎎) 를, 유리 시료의 표면적과 침지 시간으로 나눈 값을 D0 으로 한다. 즉, 「(Mbefore - Mafter)/(30 × 침지 시간 (단위 : 시간))」 에 의해 구해지는 값이, D0 이다.
D0 이 상기 범위임으로써, 세정이나 고습 환경하에서의 유리의 표면 품질의 저하를 억제할 수 있다. D0 의 하한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 0.4 × 10-3 ㎎/(㎠·h) 이상을 기준으로 생각할 수 있다.
＜유리 조성＞
상기 광학 유리 2 는, Nb5＋ 를 포함하는 것이 바람직하다.
Nb5＋ 는, 부분 분산비를 증가시킴과 함께, 화학적 내구성을 향상시키는 기능을 갖고, 그 중에서도 DNaOH 및 DA 의 값을 저하시키는 기능을 한다. 이와 같은 효과를 얻는 점에서, Nb5＋ 의 함유량의 바람직한 범위는 1.0 ％ 이상, 보다 바람직한 범위는 1.5 ％ 이상, 더욱 바람직한 범위는 2 ％ 이상, 더욱 바람직한 범위는 2.5 ％ 이상, 보다 더욱 바람직한 범위는 3 ％ 이상이다. 또한, Nb5＋ 의 함유에 의해, 유리의 열적 안정성을 유지하는 효과를 얻을 수도 있다. 유리 용융시의 휘발성을 억제하는 점에서, Nb5＋ 의 함유량의 바람직한 상한은 15 ％ 이다.
Al3＋ 와 Nb5＋ 는 모두 화학적 내구성 향상에 기여하기 때문에, 유리에 우수한 화학적 내구성을 부여하는 점에서, Al3＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량을 10 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 12 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 15 ％ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. Al3＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량은, 열적 안정성을 유지하는 점에서는, 45 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 35 ％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
그 밖의 광학 유리 2 의 유리 조성에 대해서는, 광학 유리 1 에 대하여 상기한 각종 사항의 1 개 또는 2 개 이상을 임의의 조합으로 적용할 수 있다. 또한, 광학 유리 1 의 유리 조성에 대해서는, 광학 유리 2 에 대하여 상기한 각종 사항의 1 개 또는 2 개 이상을 임의의 조합으로 적용할 수 있다.
＜유리의 제조 방법＞
상기 광학 유리 1 및 2 는, 예를 들어 필요한 특성이 얻어지도록 유리 원료를 조합, 용융, 성형함으로써 얻을 수 있다. 유리 원료로는, 예를 들어 인산염, 불화물, 알칼리 금속 화합물, 알칼리 토금속 화합물 등을 이용하면 된다. 유리의 용융법, 성형법에 대해서는 공지된 방법을 이용하면 된다.
[프레스 성형용 유리 소재와 그 제조 방법 및 유리 성형체의 제조 방법]
본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 1 또는 상기 광학 유리 2 로 이루어지는 프레스 성형용 유리 소재, 상기 광학 유리로 이루어지는 유리 성형체, 및 그들의 제조 방법을 제공할 수 있다.
프레스 성형용 유리 소재란, 가열하여, 프레스 성형에 제공되는 유리 덩어리를 의미한다. 프레스 성형용 유리 소재의 예로는, 정밀 프레스 성형용 프리폼, 광학 소자 블랭크를 프레스 성형하기 위한 유리 소재 (프레스 성형용 유리곱) 등의 프레스 성형품의 질량에 상당하는 질량을 갖는 유리 덩어리를 나타낼 수 있다.
프레스 성형용 유리 소재는, 유리 성형체를 가공하는 공정을 거쳐 제작된다. 유리 성형체는 상기와 같이 유리 원료를 가열, 용융하고, 얻어진 용융 유리를 성형하여 제작할 수 있다. 유리 성형체의 가공법으로는, 절단, 연삭, 연마 등을 예시할 수 있다.
[광학 소자 블랭크와 그 제조 방법]
본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 1 또는 상기 광학 유리 2 로 이루어지는 광학 소자 블랭크를 제공할 수 있다. 광학 소자 블랭크는, 제조하고자 하는 광학 소자의 형상에 근사하는 형상을 갖는 유리 성형체이다. 광학 소자 블랭크는, 제조하고자 하는 광학 소자의 형상에 가공에 의해 제거하는 가공대를 추가한 형상으로 유리를 성형하는 방법 등에 의해 제작하면 된다. 예를 들어, 프레스 성형용 유리 소재를 가열, 연화하여 프레스 성형하는 방법 (리히트 프레스법), 공지된 방법으로 용융 유리 덩어리를 프레스 성형 몰드에 공급하고 프레스 성형하는 방법 (다이렉트 프레스법) 등에 의해 광학 소자 블랭크를 제작할 수 있다.
[광학 소자와 그 제조 방법]
본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 1 또는 상기 광학 유리 2 로 이루어지는 광학 소자를 제공할 수 있다. 광학 소자의 종류로는, 구면 렌즈, 비구면 렌즈 등의 렌즈, 프리즘, 회절 격자 등을 예시할 수 있다. 렌즈의 형상으로는, 양볼록 렌즈, 평볼록 렌즈, 양오목 렌즈, 평오목 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 오목 메니스커스 렌즈 등의 여러 형상을 나타낼 수 있다. 광학 소자는, 상기 광학 유리로 이루어지는 유리 성형체를 가공하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 가공으로는, 절단, 절삭, 조 (粗) 연삭, 정 (精) 연삭, 연마 등을 예시할 수 있다. 이러한 가공을 실시할 때, 상기 광학 유리를 사용함으로써, 파손을 경감시킬 수 있고, 고품질의 광학 소자를 안정적으로 공급할 수 있다.
실시예
이하에, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 실시예에 나타내는 양태에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
표 1 에 나타내는 유리 조성이 되도록, 각 성분을 도입하기 위한 원료로서 각각 상당하는 인산염, 불화물, 산화물 등을 이용하여, 원료를 칭량하고, 충분히 혼합하여 조합 원료로 하였다.
이 조합 원료를 백금제의 도가니에 넣고, 가열, 용융하였다. 용융 후, 용융 유리를 주형에 흘려 넣고, 유리 전이 온도 부근까지 방냉한 후 즉시 어닐노에 넣고, 유리의 전이 온도 범위에서 약 1 시간 어닐 처리한 후, 노 내에서 실온까지 방냉함으로써, 표 1 에 나타내는 각 광학 유리를 얻었다.
얻어진 광학 유리를 광학 현미경에 의해 확대 관찰한 결과, 결정의 석출, 백금 입자 등의 이물질, 기포는 확인되지 않고, 맥리도 볼 수 없었다.
이와 같이 하여 얻어진 광학 유리의 여러 특성을 표 1 에 나타낸다.
광학 유리의 여러 특성은, 이하에 나타내는 방법에 의해 측정하였다.
(1) 굴절률 nd, ng, nF, nC 및 아베수 υd
강온 속도 -30 ℃／시간으로 강온하여 얻어진 유리에 대하여, 일본 광학 유리 공업회 규격의 굴절률 측정법에 의해, 굴절률 nd, ng, nF, nC, 아베수 υd 를 측정하였다.
또한, 도 1 에, 상기 각 광학 유리의 아베수 υd 와 굴절률 nd 를 플롯한다.
(2) 부분 분산비 Pg, F 및 Pg, F 의 노멀 라인으로부터의 편차 ΔPg, F
굴절률 ng, nF, nC 로부터 부분 분산비 Pg, F 를 산출함과 함께, 아베수 υd 로부터 산출되는 노멀 라인 상의 부분 분산비 Pg, F(0) 으로부터의 편차 ΔPg, F 를 산출하였다.
표 1 에는, 굴절률 nd, 아베수 υd 그리고 ng, nF, nC 로부터 산출한 Pg, F 와 ΔPg, F 를 나타낸다.
또한, 도 2 에, 상기 각 광학 유리의 아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 를 플롯한다.
(3) 유리 전이 온도 Tg
NETZSCH 사 제조의 시차 주사 열량 분석 장치 (DSC3300) 를 사용하여, 승온 속도 10 ℃／분으로 하여 유리 전이 온도 Tg 를 측정하였다.
(4) 액상 온도 LT
백금 도가니 내에 유리 50 g 을 넣고, 백금의 덮개를 한 상태로 1100 ℃, 20 분 후로 용해시킨 후, 소정의 온도에서 2 시간 유지하였다. 2 시간 유지한 후의 유리를 관찰하고, 결정 석출의 유무로부터 액상 온도 LT 를 구하였다.
표 1 에 나타내는 각 유리에 대하여, 상기의 방법에 의해 유리를 850 ℃ 에서 2 시간 유지한 후, 육안 및 광학 현미경을 사용한 확대 관찰 (100 배) 을 실시한 결과, 결정의 석출은 확인되지 않았다.
따라서, 표 1 에 나타내는 각 유리의 액상 온도 LT 는 850 ℃ 이하이다.
(5) 비중
아르키메데스법에 의해 비중을 측정하였다.
(6) 용해 중의 휘발 감소량의 평가
유리 배치 (수량으로 150 ∼ 200 g) 를 백금 도가니에 충전시키고 백금의 덮개를 하여 질량 X 를 측정한 후, 1050 ℃ 에서 1.5 시간 용해시켰다. 그 후, 용융 유리를 주형에 캐스트하기 직전에 재차, 안에 용융 유리가 들어가 있고 백금의 덮개가 되어 있는 백금 도가니의 질량 Y 를 측정하고, 질량 변화율 (X - Y)/X 를 구하였다. 수량이 150 g 이 되도록 유리 배치를 준비하면, X 는 150 g 이 되고, 수량이 200 g 이 되도록 유리 배치를 준비하면, X 는 200 g 이 된다.
유리 배치가 탄산염을 포함하는 경우에는, 용해 중에 탄산염 중의 CO2 가 배출된다. 유리 배치가 황산염, 질산염, 수산화물을 포함하는 경우에는, SO3, NO2, H2O 가 용해 중에 배출된다.
유리 배치에 포함되는 CO2, SO3, NO2, H2O 와 같은 가스 성분의 질량을 미리 산출해 두고, 유리 배치의 질량으로부터 가스 성분의 질량을 뺀 값이 질량 X 가 되도록 유리 배치를 조제하면 된다.
표 1 에 있어서, 질량 변화율이 2 ％ 이하인 것을 A, 질량 변화율이 2 ％ 보다 크고 4 ％ 이하인 것을 B, 질량 변화율이 4 ％ 보다 큰 것을 C 로 하였다.
또한, 표 1 에 나타내는 실시예의 각 유리에 대하여, 일본 광학 유리 공업회 규격의 내부 투과율 측정 (JOGIS-17) 에 따라, 두께 10 ㎜ 에서의 내부 투과율을 측정한 결과, 모든 시료에 있어서 96.50 ％ 이상의 투과율을 가지고 있었다.
(7) DNaOH
직경 43.7 ㎜, 두께 5 ㎜ 의 원판상의 유리 시료 (2 개의 표면은 대면 연마되어 있다) 를 액온 50 ℃, 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 충분히 교반되어 있는 수산화나트륨 (NaOH) 의 수용액 중에 15 시간 침지시키고, 침지 전후의 질량 감소량을, 유리 시료의 표면적으로 나눈 값을 DNaOH 로 하였다.
(8) DA
비중에 상당하는 질량 (g) 의 분말 유리 (입도 425 ㎛ ∼ 600 ㎛) 를 백금 바구니에 넣고, 그것을 석영 유리제 환저 플라스크 내의 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 질산 수용액 80 ㎖ 에 침지시키고, 비등수욕 중에서 60 분간 처리하고, 처리 전후의 분말 유리의 질량 감소량을 침지 전의 분말 유리의 질량으로 나눈 값의 백분율을, DA 로 하였다.
(9) DSTPP
직경 43.7 ㎜, 두께 5 ㎜ 의 원판상의 유리 시료를 액온 50 ℃, 농도 0.01 ㏖/ℓ 의 충분히 교반되어 있는 트리폴리인산나트륨 (Na5P3O10) 의 수용액 중에 1 시간 침지시키고, 침지 전후의 질량 감소량을, 유리 시료의 표면적 및 침지 시간으로 나눈 값을, DSTPP 로 하였다.
(10) D0
직경 43.7 ㎜, 두께 5 ㎜ 의 원판상의 유리 시료를, 매분 1 리터의 속도로 이온 교환 수지를 통하여 순환되고, 수온 50 ℃, pH = 7.0 ± 0.2 로 유지되고, 충분히 교반되어 있는 순수 중에 45 시간 침지시키고, 침지 전후의 질량차를 유리 시료의 단위 표면적과 침지시킨 시간으로 나눈 값을 D0 으로 하였다.
(비교예 1)
표 1 에 나타내는 비교예 1 의 조성을 갖는 유리를 제작하고, 상기 방법에 의해, 굴절률 nd, 아베수 υd, 부분 분산비 Pg, F, 유리 전이 온도 Tg, 비중, 용해 중의 휘발 감소량을 평가하였다. 비교예 1 은 광학 유리 1 에 관한 비교예의 유리이고, 용해 중의 휘발 감소량의 평가를 실시한 결과, 질량 변화율은 4 ％ 보다 컸다 (평가 결과 C).
(비교예 2)
표 1 에 나타내는 비교예 2 의 조성을 갖는 유리를 제작하고, 굴절률 nd, 아베수 υd, 부분 분산비 Pg, F, 유리 전이 온도 Tg, 비중, 용해 중의 휘발 감소량, DNaOH 를 평가하였다. 표 1 에 평가 결과를 나타낸다. 비교예 2 는, 광학 유리 2 에 관한 비교예의 유리이고, DNaOH 가 0.25 ㎎/(㎠·15 h) 보다 크고, 또한 (4) 식을 만족하지 않았다.
이상의 결과를, 표 1 (표 1-1 ∼ 표 1-7) 에 나타낸다.
[표 1-1]
Figure 112018031851887-pat00001
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
[표 1-2]
Figure 112018031851887-pat00002
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
[표 1-3]
Figure 112018031851887-pat00003
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
[표 1-4]
Figure 112018031851887-pat00004
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
[표 1-5]
Figure 112018031851887-pat00005
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
[표 1-6]
Figure 112018031851887-pat00006
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
[표 1-7]
Figure 112018031851887-pat00007
(주) 정의 값의 경우에는, 하기 식을 만족한다.
Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718
표 1 중의 실시예의 원자％ 로 표시되는 유리 조성을, 표 2 (표 2-1 ∼ 표 2-3) 에 나타낸다.
[표 2-1]
Figure 112018031851887-pat00008
[표 2-2]
Figure 112018031851887-pat00009
[표 2-3]
Figure 112018031851887-pat00010
(실시예 2)
상기 실시예 1 의 각 광학 유리를 사용하여, 전술한 공지된 방법에 의해, 렌즈 블랭크를 제작하였다. 제작된 렌즈 블랭크를 연삭, 연마하여 각종 렌즈 (양볼록 렌즈, 볼록 메니스커스 렌즈, 오목 메니스커스 렌즈, 양오목 렌즈, 평볼록 렌즈, 평오목 렌즈) 를 제작하였다.
어느 렌즈도 경량이고, 고차의 색수차 보정에 바람직한 것이다.
마지막으로, 전술한 각 양태를 총괄한다.
일 양태에 의하면, 필수 성분으로서, P5＋, Al3＋, Nb5＋, O2- 및 F- 를 포함하고, P5＋ 의 함유량에 대한 Al3＋ 의 함유량의 몰비 (Al3＋／P5＋) 가 0.30 이상, Nb5＋ 의 함유량이 1.0 카티온％ 이상, O2- 의 함유량이 10 ∼ 85 아니온％, F- 의 함유량이 15 ∼ 90 아니온％, P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 3.0 이상인 광학 유리 1 이 제공된다.
일 양태에서는, 상기 광학 유리 1 은, Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ 로 이루어지는 군에서 선택되는 알칼리 토금속 성분을 적어도 1 종 포함하고, Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ 의 합계 함유량이 20 카티온％ 이상일 수 있다.
일 양태에서는, 상기 광학 유리 1 은, P5＋ 의 함유량이 5 ∼ 40 카티온％ 일 수 있고, Al3＋ 의 함유량이 5 ∼ 30 카티온％ 일 수 있다.
일 양태에서는, 상기 광학 유리 1 은, 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 4.0 이하일 수 있다.
일 양태에서는, 상기 광학 유리 1 은, La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 로 이루어지는 군에서 선택되는 희토류 성분을 적어도 1 종 포함할 수 있고, Al3＋ 의 함유량에 대한 La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 의 합계 함유량 (La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋) 의 몰비 ((La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)/Al3＋) 가 0.3 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 불화인산 유리로 이루어지는 광학 유리로서, NaOH 수용액 중에 15 시간 침지시켰을 때의 단위 면적 당의 질량 감소량 DNaOH 가 0.25 ㎎/(㎠·15 h) 미만이고, 또한 아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 가 상기 (4) 식을 만족하는 광학 유리 2 가 제공된다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, DA 가 0.35 ％ 미만일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, DSTPP 가 0.40 ㎎/(㎠·h) 미만일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, D0 이 5.0 × 10-3 ㎎／(㎠·h) 미만일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, Nb5＋ 를 포함할 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, Nb5＋ 를 1.0 ％ 이상 포함할 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Nb5＋ 함유량은, 15 ％ 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Al3＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량은, 10 ％ 이상일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리의 P5＋ 함유량은, 5 ∼ 40 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, Al3＋ 함유량은, 5 ∼ 40 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Mg2＋ 함유량은, 0 ∼ 10 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Ca2＋ 함유량은, 0 ∼ 20 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Sr2＋ 함유량은, 0 ∼ 40 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Ba2＋ 함유량은, 5 ∼ 40 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 La3＋ 함유량은, 0 ∼ 5 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Gd3＋ 함유량은, 0 ∼ 5 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Y3＋ 함유량은, 0 ∼ 5 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Lu3＋ 함유량은, 0 ∼ 5 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 의 합계 함유량에 대한 Yb3＋ 의 함유량의 몰비 (Yb3＋／(La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)) 는, 0.5 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Zn2＋ 함유량은, 0 ∼ 10 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 알칼리 금속 성분의 합계 함유량은, 0 ∼ 30 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Rb＋ 함유량은, 0 ∼ 1 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Cs＋ 함유량은, 0 ∼ 1 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Li＋ 함유량은, 0 ∼ 30 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Li＋ 함유량은, 2 ％ 이상일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Li＋ 함유량은, 4 ∼ 10 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Na＋ 함유량은, 0 ∼ 10 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 K＋ 함유량은, 0 ∼ 10 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Si4＋ 함유량은, 0 ∼ 5 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 B3＋ 함유량은, 2 ％ 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Cl- 함유량은, 0 ∼ 1 ％ 일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 Sb3＋ 및 Ce4＋ 의 합계 함유량은, 0 ％ 이상일 수 있고, 1 ％ 미만일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, Pb, Cd, As 및 Th 의 적어도 1 개를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, Cu, Co, Ni, Fe, Cr, Eu, Nd, Er 및 V 의 적어도 1 개를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, Hf, Ga, Ge, Te 및 Tb 의 적어도 1 개를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 아베수 υd 는, 45 이상일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 아베수 υd 는, 80 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, 굴절률 nd 와 아베수 υd 가 하기 (2) 식을 만족할 수 있다.
nd ≥ 1.80653 - 0.00459 × υd ···(2)
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, 굴절률 nd 와 아베수 υd 가 하기 (3) 식을 만족할 수 있다.
nd ≥ 1.84303 - 0.00459 × υd ···(3)
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 는, 파장 400 ㎚ ∼ 700 ㎚, 두께 10 ㎜ 에 있어서의 내부 투과율이 96.5 ％ 이상일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 유리 전이 온도 Tg 는, 550 ℃ 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 액상 온도는, 850 ℃ 이하일 수 있다.
일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 2 의 비중은, 4.2 이하일 수 있다.
또 다른 일 양태에 의하면, 상기 광학 유리 1 또는 상기 광학 유리 2 로 이루어지는 광학 소자가 제공된다.
이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 나타내고, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
예를 들어, 상기 서술한 예시된 유리 조성에 대하여, 명세서에 기재된 조성 조정을 실시함으로써, 본 발명의 일 양태에 관한 유리를 얻을 수 있다.
또한, 명세서에 예시 또는 바람직한 범위로서 기재한 사항의 2 개 이상을 임의로 조합하는 것은, 물론 가능하다.

Claims (9)

  1. 필수 성분으로서, P5＋, Al3＋, Nb5＋, O2- 및 F- 를 포함하고,
    P5＋ 의 함유량에 대한 Al3＋ 의 함유량의 몰비 (Al3＋／P5＋) 가 0.3616 이상,
    총 카티온 수에 대한 Nb5＋ 의 함유량이 1.0 ％ 이상,
    총 아니온 수에 대한 O2- 의 함유량이 10 ∼ 85 ％,
    총 아니온 수에 대한 F- 의 함유량이 15 ∼ 90 ％,
    P5＋ 및 Nb5＋ 의 합계 함유량에 대한 O2- 의 함유량의 몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 3.0 이상인 광학 유리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    총 카티온 수에 대한 Nb5＋ 의 함유량이 1 % 이상 80 ％ 미만이고,
    Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ 로 이루어지는 군에서 선택되는 알칼리 토금속 성분을 적어도 1 종 포함하고,
    Mg2＋, Ca2＋, Sr2＋ 및 Ba2＋ 의 합계 함유량이 총 카티온 수에 대해 20 ％ 이상 99 % 미만인, 광학 유리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    총 카티온 수에 대한 Nb5＋ 의 함유량이 30 ~ 90 ％ 이고,
    총 카티온 수에 대한 P5＋ 의 함유량이 5 ∼ 40 ％,
    총 카티온 수에 대한 Al3＋ 의 함유량이 5 ∼ 30 ％, 인, 광학 유리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    몰비 (O2-／(P5＋ ＋ Nb5＋)) 가 4.0 이하인, 광학 유리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 로 이루어지는 군에서 선택되는 희토류 성분을 적어도 1 종 포함하고,
    Al3＋ 의 함유량에 대한 La3＋, Gd3＋, Y3＋, Lu3＋ 및 Yb3＋ 의 합계 함유량 (La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋) 의 몰비 ((La3＋ ＋ Gd3＋ ＋ Y3＋ ＋ Lu3＋ ＋ Yb3＋)/ Al3＋) 가 0.3 이하인, 광학 유리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    아베수 υd 가 66.32 이하인, 광학 유리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    아베수 υd 와 부분 분산비 Pg, F 가
    Pg, F ＞ -0.0004υd ＋ 0.5718 를 만족하는, 광학 유리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    몰비 (Al3＋／P5＋) 가 0.5 이하인, 광학 유리.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 유리로 이루어지는 광학 소자.
KR1020180037210A 2017-03-31 2018-03-30 광학 유리 및 광학 소자 KR102077390B1 (ko)

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