KR20070021050A - Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass - Google Patents

Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass Download PDF

Info

Publication number
KR20070021050A
KR20070021050A KR1020060076481A KR20060076481A KR20070021050A KR 20070021050 A KR20070021050 A KR 20070021050A KR 1020060076481 A KR1020060076481 A KR 1020060076481A KR 20060076481 A KR20060076481 A KR 20060076481A KR 20070021050 A KR20070021050 A KR 20070021050A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
weight
optical
refractive index
viscosity
Prior art date
Application number
KR1020060076481A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101148429B1 (en
Inventor
모니카 리터 지모네
뵐펠 우테
한젠 슈테파니
Original Assignee
쇼오트 아게
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쇼오트 아게 filed Critical 쇼오트 아게
Priority to KR1020060076481A priority Critical patent/KR101148429B1/en
Publication of KR20070021050A publication Critical patent/KR20070021050A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101148429B1 publication Critical patent/KR101148429B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/122Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/32Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses

Abstract

본 발명은 납과 비소, 바람직하게는 가돌리늄, 더욱 바람직하게는 불소를 포함하지 않는 광학 유리에 관한 것이며, 이 광학 유리의 적용 분야는 매핑, 프로젝션, 원격 통신, 광학 통신 기술, 휴대 드라이브 및/또는 레이저 기술 분야이며, 1.86 ≤ nd ≤ 1.95의 굴절률과 19 ≤ vd ≤ 24의 아베 계수와 낮은 변환 온도, 즉 595℃이하, 바람직하게는 550℃이하의 변환 온도뿐만 아니라 우수한 제조성, 가공성 및 결정화 안정성을 갖는다. 본 발명에 따른 유리는 특허청구범위 제1항에 기재된 바와 같이 다음의 성분을 포함한다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to optical glass free of lead and arsenic, preferably gadolinium, more preferably fluorine, which applications include mapping, projection, telecommunications, optical communication technology, portable drives and / or It is in the field of laser technology, and has a refractive index of 1.86 ≤ n d ≤ 1.95, an Abbe coefficient of 19 ≤ v d ≤ 24 and a low conversion temperature, i.e. a conversion temperature of not more than 595 ° C, preferably of not more than 550 ° C, Has crystallization stability. The glass according to the invention comprises the following components as described in claim 1.

Figure 112006057710954-PAT00001
Figure 112006057710954-PAT00001

유리, 점도, 팽창 계수, 굴절률, 산화물 Glass, viscosity, coefficient of expansion, refractive index, oxide

Description

납과 비소를 포함하지 않는 광학 니오브 인산염 유리{LEAD AND ARSENIC FREE OPTICAL NIOBIUM PHOSPHATE GLASS}LEAD AND ARSENIC FREE OPTICAL NIOBIUM PHOSPHATE GLASS}

도 1은 예시적인 유리 1에 따른 본 발명의 유리의 내부 투과 곡선을 도시한 도면이다.1 shows an internal transmission curve of a glass of the invention according to exemplary glass 1.

도 2는 예시적인 유리 11에 따른 본 발명의 유리의 점도 곡선을 도시한 도면이다. FIG. 2 shows the viscosity curves of the glass of the present invention according to exemplary glass 11. FIG.

본 발명은 납과 비소를 포함하지 않으며 바람직하게는 불소도 포함하지 않는 광학 니오브 인산염 유리와, 매핑(mapping), 프로젝션(projection), 원격 통신, 광통신 공학, 휴대용 드라이브 및 레이저 기술 분야에서의 이러한 유리의 용도와, 광학 부재 및 소위 이러한 광학 부재의 예비 성형품에 관한 것이다.The invention relates to optical niobium phosphate glass, which does not contain lead, arsenic, and preferably no fluorine, and such glass in the fields of mapping, projection, telecommunications, optical communications, portable drives and laser technology. And an optical member and a so-called preform of such an optical member.

최근 들어 광학 분야뿐만 아니라 광전자 기술 분야(적용 분야로는 매핑, 프로젝션, 원격 통신, 광통신 공학, 휴대용 드라이브 및 레이저 기술)에서의 시장의 경향은 점차 소형화하는 추세이다. 이는, 완성된 제품이 점차 작아지고 단일 구성 부재 및 이러한 완성된 제품의 부품이 점차 소형화하는 추세로부터 알 수 있다. 이 는, 광학 유리의 생산자에게 있어서는 완성된 제품의 양이 증가함에도 불구하고 원료 유리의 수요량이 확실히 줄어드는 것을 의미한다. 이와 동시에, 재가공업자 측으로부터 유리 가공업자에 대한 가격 압력이 증가되는데, 왜냐하면 블록 유리(block glass) 및/또는 주괴 유리(ingot glass)로 제조된 이러한 소형 부품은 제품에 사용되는 비율에 따라 더욱 많은 폐기물이 발생하고, 대형 부품에 비하여 가동 비용이 보다 많이 필요하기 때문이다. Recently, the market trend not only in the optical field but also in the optoelectronic technology field (applications such as mapping, projection, telecommunications, optical communication engineering, portable drive and laser technology) is gradually miniaturizing. This can be seen from the trend that the finished product becomes smaller and the single component member and the parts of such a finished product become smaller in size. This means that for the producers of optical glass, the demand for the raw material glass is certainly reduced despite the increase in the amount of finished products. At the same time, the price pressure on the glass processor from the reworker side increases, because these small parts made of block glass and / or ingot glass are more and more dependent on the proportion used in the product. This is because waste is generated and operation costs are required more than large parts.

현재까지 일반적인 제조 공정인 블록 또는 주괴 유리로부터 광학 부품을 위한 유리 부분을 제거하는 공정을 대신하여, 유리가 용융된 직후에 가능한 한 최종 윤곽에 근접하도록 각각 예비 성형되어, 예를 들어 덩어리(gob) 또는 구와 같은 형상이 제조될 수 있는 제조 공정이 최근에 중요하게 되었다. 예를 들어, 이른바 "정밀 덩어리(precision gob)"와 같은 재압축(re-pressing)을 위해 최종 형상에 근접한 예비 성형품에 대한 재가공업자의 수요가 증가하고 있다. 통상적으로, "정밀 덩어리"라는 용어는, 바람직하게는 가열 연마(fire-polish)되고, 이미 광학 부품의 최종 형상에 근접한 형상을 갖는 자유 또는 반자유 성형된 유리 부분을 의미한다. Instead of removing the glass parts for the optical components from the block or ingot glass, which has been a common manufacturing process to date, each is preformed as close as possible to the final contour as soon as the glass melts, for example a gob. In recent years, manufacturing processes in which shapes such as spheres can be produced have become important. For example, there is an increasing demand for reworkers for preforms close to their final shape for re-pressing, such as so-called "precision gobs." Typically, the term " precision agglomerate " means a free or semi-free shaped glass portion that is preferably fire-polish and already has a shape close to the final shape of the optical component.

이러한 "정밀 덩어리"는, 바람직하게는 이른바 "정밀 압축(precise pressing)" 또는 "정밀 성형(precision molding)" 또는 "정밀 압축(precision pressing)(독어로 Blankpressen)"에 의하여 렌즈, 비구면 렌즈 등과 같은 광학 부재로 변환될 수 있다. 전술한 가공 용어들은 동일 의미로 사용된다. 이렇게 되면, 예를 들어 표면 연마(surface polish)와 같은 표면 또는 형상 성형의 추가적인 가공을 더 이상 필요로 하지 않는다. 이러한 절차는, 짧아진 설정 시간에 의하여 유 연한 방식으로 작은 양의 용융 유리(재료가 보다 많은 수의 소형 부품에 분포된)에 부합한다. 하지만, 상대적으로 낮은 사이클 수 또는 부품의 수와, 대체로 소형 형상으로 인하여, 재료만의 유용성으로부터 공정의 부가적인 유용성을 산출할 수 없다. 오히려, 제품은 설치 준비된 상태로 압축기로부터 나와야 하는데, 즉 손이 많이 가는 후처리(post-processing), 냉각 및/또는 냉간 재가공이 필요 없어야 한다. 높은 정밀도의 형상을 요구함으로 인하여, 높은 등급의 정밀 기구와 이에 따른 고가의 주형 재료가 이러한 압축 과정에 사용되어야 한다. 이러한 주형의 수명은, 제품 및/또는 제조된 재료의 수익성에 지대한 영향을 미친다. 주형의 오랜 수명을 위한 중요한 요소는, 가능한 한 저온의 가공 온도이지만, 가공 온도는 압축되는 재료의 점도가 압축 과정에 충분하게 되는 온도까지만 낮아질 수 있다. 이는, 가공 온도와 그에 따른 가공되는 유리의 변환 온도(Tg) 및 이러한 압축 공정의 수익성 사이에 직접적인 인과 관계를 나타낸다. 유리의 변환 온도가 점차 낮아지면 주형의 수명이 길어지므로, 그로 인해 수익이 증가한다. 따라서, 이른바 "낮은 변환 온도 유리", 다시 말하면 낮은 용융점 및 변환 온도를 가진 유리와, 가능한 한 저온에서 가공하기에 충분한 점도를 가진 유리에 대한 요구가 있다. Such "precision mass" is preferably a lens, an aspherical lens, or the like, by so-called "precise pressing" or "precision molding" or "precision pressing (Blankpressen in German)". Can be converted to an optical member. The processing terms mentioned above are used in the same sense. This no longer requires further processing of surface or shape shaping, for example surface polish. This procedure conforms to a small amount of molten glass (the material is distributed in a larger number of small parts) in a flexible manner by a shorter settling time. However, due to the relatively low number of cycles or the number of parts and the generally small shape, the additional usefulness of the process cannot be calculated from the usefulness of the material alone. Rather, the product must come out of the compressor ready for installation, i.e. without the need for extensive post-processing, cooling and / or cold reworking. Due to the demand for high precision geometries, high grade precision instruments and therefore expensive mold materials have to be used in this compression process. The lifetime of these molds has a profound effect on the profitability of the product and / or the manufactured material. An important factor for the long life of the mold is the processing temperature as low as possible, but the processing temperature can only be lowered to the temperature at which the viscosity of the material being compressed is sufficient for the compression process. This represents a direct causal relationship between the processing temperature and thus the conversion temperature (Tg) of the glass being processed and the profitability of this compression process. Gradually lowering the conversion temperature of the glass prolongs the life of the mold, thereby increasing profits. Thus, there is a need for so-called "low conversion temperature glass", ie glass having a low melting point and conversion temperature, and glass having a viscosity sufficient to process at as low a temperature as possible.

또한, 용융 과정상의 관점에서 보면, 최근에는 "짧은(short)" 유리, 즉 상대적으로 온도가 조금 변화하는 경우 소정의 점도 범위 내에서 급변하는 점도를 갖는 유리에 대한 수요가 증가하고 있다. 이러한 거동은, 용융 공정에서 열간 성형의 시간, 즉 주형의 밀폐 시간이 줄어들 수 있다는 장점을 갖는다. 이로 인하여, 한편으로는 처리량이 증가하는데, 다시 말해 사이클 시간이 감소한다. 다른 한편으로는, 전술한 바와 같이 주형 재료가 보호되므로, 전체 제조 비용에 긍정적인 영향을 미친다. 이러한 "짧은" 유리는, 대응하는 "보다 긴(longer)" 유리보다 빠른 냉각에 의해 처리될 수 있는 높은 결정화 경향을 가진 유리라는 추가적인 장점을 갖는다. 게다가, 제2 열간 성형의 연속 단계에서 문제점을 유발할 수 있는 예비 핵생성(prenucleation)이 회피된다. 이는, 이러한 유리가 섬유로 신장될 수도 있는 가능성을 제시한다. In addition, from the viewpoint of the melting process, there is an increasing demand for "short" glass, that is, a glass having a rapidly changing viscosity within a predetermined viscosity range when the temperature changes relatively little. This behavior has the advantage that the time of hot forming in the melting process, ie the closing time of the mold, can be reduced. This, on the one hand, increases throughput, that is, decreases cycle time. On the other hand, the mold material is protected as described above, which has a positive effect on the overall manufacturing cost. Such "short" glass has the additional advantage of being a glass with a high tendency to crystallize which can be processed by faster cooling than the corresponding "longer" glass. In addition, prenucleation is avoided which may cause problems in the successive steps of the second hot forming. This suggests the possibility that such glass may be stretched into fibers.

또한, 전술된 소요 광학 특성 이외에도, 유리가 화학적으로 충분히 안정되고 가능한 한 낮은 팽창 계수를 갖는 것이 바람직하다. In addition to the required optical properties described above, it is also desirable for the glass to be chemically sufficiently stable and to have a coefficient of expansion as low as possible.

유사한 광학 상태 또는 동종의 화학 조성을 구비한 유리가 종래 기술에 이미 기술되어 있으나, 이들 유리는 중대한 단점들을 갖고 있다. 특히, 대다수의 유리가 망상 형성제(network forming agent)인 SiO2를 높은 비율로 포함하고 있으므로, 이로 인해 유리의 변환 온도가 증가하고, 보다 길어진 점도 곡선이 유발되고, 굴절률이 감소하고, 그리고/또는 B2O3, Na2O 및 F와 같은 성분은 용융 및 가열 공정 중에 쉽게 증발될 수 있으므로, 유리 조성의 정확한 조정이 어렵다. 유리가 재가열되고 주형의 표면 및 유리에 침전되는 압축 공정 중에 이러한 증발 현상도 역시 단점이다.Although glasses with similar optical states or homogeneous chemical compositions have already been described in the prior art, these glasses have significant drawbacks. In particular, since the majority of glass contains a high proportion of SiO 2 , a network forming agent, this increases the conversion temperature of the glass, leads to longer viscosity curves, reduces the refractive index, and / or Or components such as B 2 O 3 , Na 2 O and F can be easily evaporated during the melting and heating process, making precise adjustment of the glass composition difficult. This evaporation phenomenon is also a disadvantage during the compression process in which the glass is reheated and precipitated on the surface of the mold and on the glass.

종래 기술에 따르면, 많은 양의 티타늄 산화물 성분(중량으로 4% 이상)이 자주 사용되지만, 결정화하는 경향이 바람직하지 않게 증가하고, 자외선 에지(UV edge)가 더욱 길어진 파형 범위로 변환된다.According to the prior art, a large amount of titanium oxide component (4% or more by weight) is frequently used, but the tendency to crystallize is undesirably increased, and the UV edge is converted into a longer waveform range.

유럽 특허 공보 제1 078 894호는 적어도 1.83의 굴절률과 최대 26의 아베 계수를 갖는 정밀 성형을 위한 광학 유리를 개시하고 있다. 모든 경우에 있어서, 유리는 적어도 2.5중량%의 Na2O를 포함하는데, 이는 전술한 바와 같이 이러한 성분의 휘발성으로 인해 바람직하지 않다.EP 1 078 894 discloses an optical glass for precision molding with a refractive index of at least 1.83 and an Abbe coefficient of at most 26. In all cases, the glass contains at least 2.5% by weight Na 2 O, which is undesirable due to the volatility of these components as described above.

일본 특허 공보 제01219036호는 높은 굴절률과 높은 분산을 가진 광학 유리를 기술하고 있다. 유리는 모든 경우에 있어서 적어도 5중량%의 망상 형성제인 SiO2 를 포함한다.Japanese Patent Publication No. 01219036 describes an optical glass having high refractive index and high dispersion. The glass comprises at least 5% by weight SiO 2 in all cases.

일본 특허 공보 제2002173336호는 정밀한 압축 기술을 위하여 1.75 내지 2.0의 굴절률을 가진 높은 광학 굴절 유리를 포함한다. 유리는, 모든 경우에 있어서 휘발성 성분인 0.2몰%의 B2O3를 포함한다.Japanese Patent Publication No. 2002173336 includes high optical refractive glass having a refractive index of 1.75 to 2.0 for precise compression technique. Glass is, in all cases and a volatile component in B 2 O 3 of 0.2 mol%.

일본 특허 공보 제09188540호는 솔라리제이션(solarization)에 대한 향상된 안정성을 갖춘 광학 니오브 인산염 유리를 기술하고 있다. 하지만, 광학 니오브 인산염 유리는 최대 비율이 10중량%인 WO3을 포함한다. 그로 인해, 1.86 초과의 굴절률은 다른 필수 성분과 조합에 의하여 달성될 수 없다. Japanese Patent Publication No. 09188540 describes an optical niobium phosphate glass with improved stability to solarization. However, the optical niobium phosphate glass comprises WO 3 with a maximum proportion of 10% by weight. As such, refractive indices greater than 1.86 cannot be achieved by combination with other essential components.

일본 특허 공보 제06345481호는 향상된 투과성을 지닌 P2O5-TiO2 유리의 제조에 대해 기술하고 있다. 이 유리는 적어도 5중량%의 비율의 TiO2를 포함한다. 이렇게 높은 TiO2 함유량으로 인하여 자외선 에지가 바람직하지 않은 길어진 파형 영역으로 이동하고 유리의 유리질 제거 특성을 보조한다. Japanese Patent Publication No. 06345481 describes the preparation of P 2 O 5 —TiO 2 glass with improved permeability. This glass comprises TiO 2 in a proportion of at least 5% by weight. This high TiO 2 content causes the ultraviolet edges to move into undesired longer wavy regions and aid in the glass removal properties of the glass.

일본 특허 공보 제05-270853호는 향상된 투과성 및 유리질 제거에 대한 안정성과, 1.53 내지 1.85의 굴절률과, 18 내지 48의 아베 계수를 구비한 니오브 인산염 유리를 기술하고 있다. 그럼에도 불구하고, 유리는 최대 비율이 10중량%인 WO3을 포함한다. 따라서, 다른 필수 성분과 혼합되는 경우에 1.86 초과의 바람직한 굴절률은 달성될 수 없다. Japanese Patent Publication No. 05-270853 describes niobium phosphate glass having improved permeability and stability to glass removal, refractive index of 1.53 to 1.85, and Abbe coefficient of 18 to 48. Nevertheless, the glass comprises WO 3 with a maximum proportion of 10% by weight. Thus, when mixed with other essential ingredients, a preferred refractive index above 1.86 cannot be achieved.

일본 특허 공보 제2002293572호는 안경 렌즈용 광학 유리에 관한 것인데, 이 유리는 항상 B2O3와 Na2O 성분을 포함한다. 또한, P2O5의 함유량이 32중량%를 초과하므로, 다른 필수 성분과 혼합하여 1.86 초과의 바람직한 굴절률은 달성될 수 없다.Japanese Patent Publication No. 2002293572 relates to optical glass for spectacle lenses, which glass always contains B 2 O 3 and Na 2 O components. In addition, since the content of P 2 O 5 exceeds 32% by weight, a preferable refractive index of more than 1.86 by mixing with other essential components cannot be achieved.

일본 특허 공보 제2003160355호는 굴절률이 1.83보다 큰 정밀 압축용 광학 유리에 대하여 기술하고 있다. 그럼에도 불구하고, 유리는 모든 경우에 있어서 약 휘발성 성분인 Na2O을 포함한다. Japanese Patent Publication No. 2003160355 describes an optical glass for precision compression having a refractive index of greater than 1.83. Nevertheless, the glass in all cases contains Na 2 O, which is a weakly volatile component.

일본 특허 공보 제2001066425호는 -20℃ 내지 70℃의 온도 범위에서 9*10-6/K 내지 12*10-6/K의 팽창 계수를 구비한 광학 필터용 기판 유리를 포함한다. 본 발명의 유리는 이 팽창 계수보다 훨씬 낮은 팽창 계수를 갖는데, 이것은 온도 변화에 따라 민감하게 반응하지 않는 유리의 긍정적인 특성을 유발한다. 게다가, 이러한 종래 기술에 따르면 35 내지 55중량%의 실리콘, 바륨 및 산화인의 함유량의 총량이 바람직하다. 이들 성분의 함유량이 이와 같이 매우 높으므로, 다른 필수 성분과의 혼합으로 1.86 초과의 바람직한 굴절률을 달성할 수 없다. Japanese Patent Publication No. 2001066425 includes a substrate glass for an optical filter having an expansion coefficient of 9 * 10 -6 / K to 12 * 10 -6 / K in a temperature range of -20 ° C to 70 ° C. The glass of the present invention has a coefficient of expansion much lower than this coefficient of expansion, which leads to the positive properties of the glass that do not react sensitively with temperature changes. In addition, according to this prior art, the total amount of the content of 35 to 55% by weight of silicon, barium and phosphorus oxide is preferred. Since the content of these components is so high, it is not possible to achieve desirable refractive indices above 1.86 by mixing with other essential components.

유럽 특허 공보 제1 350 770호는 1.88의 굴절률과 22 내지 28의 아베 계수를 갖는 광학 유리를 개시하고 있다. 그럼에도 불구하고, 광학 유리는 함유량이 적어도 15중량%인 SiO2와 함유량이 적어도 5중량%인 TiO2를 포함한다. EP 1 350 770 discloses an optical glass having a refractive index of 1.88 and an Abbe coefficient of 22 to 28. Nevertheless, the optical glass comprises SiO 2 having a content of at least 15% by weight and TiO 2 having a content of at least 5% by weight.

일본 특허 공보 제081004537호는 높은 굴절률과 높은 분산률의 광학 유리를 기술하고 있다. 그럼에도 불구하고, 광학 유리는 모든 경우에 있어서 대략 1중량%의 B2O3을 포함한다.Japanese Patent Publication No. 081004537 describes an optical glass having a high refractive index and a high dispersion rate. Nevertheless, the optical glass in all cases contains approximately 1% by weight of B 2 O 3 .

일본 특허 공보 제62128946호는 모든 경우에 있어서 성분으로 독성 텔루르 산화물을 포함하는 높은 굴절률의 텔루르 유리에 관한 것이다. Japanese Patent Laid-Open No. 62128946 relates to high refractive index tellurium glass containing toxic tellurium oxide as a component in all cases.

일본 특허 공보 제63170247호, 독일 특허 공보 제4 025 814호 및 미국 특허 공보 제2004053768호는 납과 불소를 포함하지 않을 수 있지만, SiO2을 항상 포함하는 광학 유리에 대하여 기술하고 있다.Japanese Patent Publication No. 63170247, German Patent Publication No. 4 025 814 and US Patent Publication No. 2004053768 describe optical glass which always contains SiO 2 although it may not contain lead and fluorine.

일본 특허 공보 제2003238197호, 미국 특허 공보 제2004018933호 및 유럽 특허 공보 제1 468 974호는, 성분으로서 산화 나트륨을 항상 포함하는 광학 유리에 관한 것이다. Japanese Patent Publication No. 2003238197, US Patent Publication No. 2004018933 and European Patent Publication No. 1 468 974 relate to an optical glass which always contains sodium oxide as a component.

일본 특허 공보 제61040839호는 적어도 1중량%의 Sb2O3을 항상 포함하는 광학 인산염 유리를 기술하고 있다.Japanese Patent Publication No. 61040839 describes an optical phosphate glass which always contains at least 1% by weight of Sb 2 O 3 .

유럽 특허 공보 제1 493 720호는 정밀 압축용 광학 유리를 청구하고 있으나, 이 유리는, 바람직하지 않게도 100℃ 내지 300℃의 온도 범위에서 11*10-6 내지 18.4*10-6K의 높은 팽창 계수를 갖는다. 유리는 3중량% 이상의 Li2O을 포함한다. European Patent Publication No. 1 493 720 claims an optical glass for precision compression, but this glass is undesirably high in the range of 11 * 10 -6 to 18.4 * 10 -6 K in the temperature range of 100 ° C to 300 ° C. Has an expansion coefficient. The glass comprises at least 3% Li 2 O by weight.

미국 특허 공보 제20050164862호는, 모든 경우에 있어서 성분으로서 비스무트 또는 텅스텐 산화물을 포함할 수 있고 안티몬 산화물을 유리에 추가로 사용하는 유리를 기술하고 있다. US Patent Publication No. 20050164862 describes glass in all cases which may include bismuth or tungsten oxide as a component and further uses antimony oxide in the glass.

미국 특허 공보 제2005/0159290호는 22중량% 미만의 니오브 산화물을 포함하는 정밀 주형에 적합한 유리에 관한 것이다. 22중량%를 초과하는 성분의 함량은 자외선에 노출된 상황에서 바람직하지 않은 착색(coloration)을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다.US Patent Publication No. 2005/0159290 relates to glass suitable for precision molds comprising less than 22% niobium oxide. It is known that the content of components in excess of 22% by weight may cause undesirable coloration in the case of exposure to ultraviolet rays.

본 발명의 목적은, 낮은 변환 온도를 구현함과 동시에 바람직한 소망하는 광학 특성(nd/vd)을 가지며, 특히 생태학적 이유로 PbO, Tl2O, TeO2 및 As2O3을 사용하지 않고, 바람직하게는 성분 SiO2 및/또는 B2O3 및/또는 Na2O 및/또는 불소를 사용하지 않는 광학 유리를 제공하는 것이다. 대다수의 바람직한 유리는 휘발 성분인 B2O3을 포함하지 않는다.The object of the present invention is to achieve a low conversion temperature while at the same time having the desired optical properties (n d / v d ), especially for ecological reasons without using PbO, Tl 2 O, TeO 2 and As 2 O 3 . To provide optical glass that preferably does not use components SiO 2 and / or B 2 O 3 and / or Na 2 O and / or fluorine. Many preferred glasses do not include the volatile component B 2 O 3 .

또한, 이들 유리는 정밀 압축 방법에 의하여 가공될 수 있어야 하고, 매핑, 프로젝션, 원격 통신, 광통신 공학, 휴대용 드라이브 및 레이저 기술 분야에 적합해야 하며, 1.86 ≤ nd ≤ 1.95의 굴절률(nd)과 19 ≤ vd ≤ 24의 아베 계수(vd) 및 바람직하게는 Tg ≤ 570℃인 가능한 한 낮은 변환 온도를 가져야 한다. 이들 유리 의 용융성과 가공성이 우수해야 하며, 연속적으로 거동하는 응집체를 제조할 수 있도록 하는 충분한 결정화 안정성을 가져야 한다. 유리는 107.6 내지 1013 dPas의 점도 범위 내에서 가능한 한 "짧은" 것이 바람직하다. 이른바 짧은 유리란 102 내지 1013 dPas의 점도 범위 내에서 매우 기울기가 급한 점도 곡선을 갖는 유리를 의미한다. 본 발명에 따른 유리의 경우에는 "짧은"이라는 용어는 107.6 내지 1013 dPas의 점도 범위에 속해야 한다. In addition, these glasses must be able to be processed by precision compression methods, and suitable for mapping, projection, telecommunications, optical communications engineering, portable drives, and laser technology, and have refractive indices (n d ) of 1.86 ≤ n d ≤ 1.95. It should have an Abbe coefficient (v d ) of 19 ≦ v d ≦ 24 and a conversion temperature as low as possible, preferably Tg ≦ 570 ° C. The meltability and processability of these glasses must be excellent and they must have sufficient crystallization stability to enable the production of continuously behaving aggregates. It is preferred that the glass is as "short" as possible within the viscosity range of 10 7.6 to 10 13 dPas. So-called short glass means glass having a viscous curve with a very steep slope within the viscosity range of 10 2 to 10 13 dPas. In the case of the glass according to the invention the term "short" should fall within the viscosity range of 10 7.6 to 10 13 dPas.

이러한 목적은 특허청구범위에 기재된 본 발명의 실시예에 의하여 달성된다. This object is achieved by the embodiments of the invention described in the claims.

특히, 1.86 ≤ nd ≤ 1.95의 굴절률(nd)과 19 ≤ vd ≤ 24의 아베 계수를 가지며, 납 및 비소와 바람직하게는 SiO2, B2O3, Na2O 및 불소를 포함하지 않는 광학 유리는 다음의 성분들을 포함한다(중량%로 표시된 산화물을 기초로 한다).In particular, it has a refractive index (n d ) of 1.86 ≦ n d ≦ 1.95 and an Abbe coefficient of 19 ≦ v d ≦ 24 and does not include lead and arsenic and preferably SiO 2 , B 2 O 3 , Na 2 O and fluorine The optical glass, which does not contain the following components (based on oxides expressed in weight percent):

Figure 112006057710954-PAT00002
Figure 112006057710954-PAT00002

알칼리 산화물의 총량은 바람직하게는 2 내지 12중량%이고, 보다 바람직하게는 2 내지 11중량%이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 구성 성분으로 존재하는 Li2O은 최대 3중량% 이거나 이보다 작다. The total amount of alkali oxides is preferably 2 to 12% by weight, more preferably 2 to 11% by weight. According to a preferred embodiment of the present invention, Li 2 O present as a constituent is at most 3% or less.

산화물 Nb2O5, WO3, Bi2O3의 총량은 50중량%이거나 이보다 크다. The total amount of oxides Nb 2 O 5 , WO 3 , Bi 2 O 3 is 50% by weight or greater.

유리는, 바람직하게는 위에 언급되지 않은 성분들을 포함하지 않는다.The glass preferably does not contain components not mentioned above.

유사한 유리계의 광학 유리로 알려진 본 발명에 따른 유리는, 아베 계수와 굴절률과 같은 동일한 광학 상태를 갖는다. 하지만, 이들 유리는 우수한 용융성과 가공성뿐만 아니라 우수한 환경 친화성을 갖는 것을 특징으로 한다.The glass according to the invention, known as optical glass of similar glass system, has the same optical state, such as Abbe coefficient and refractive index. However, these glasses are characterized by having not only good meltability and processability but also excellent environmental friendliness.

특히, 이들 유리는, 예를 들어 정밀 덩어리의 제조와 같은 최종 윤곽에 근접하게 가공하는 것에 적합할 뿐만 아니라 정확한 최종 윤곽을 갖춘 광학 부재를 제조하는 정밀 압축 공정에도 적합하다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 유리의 가공 온도와 점도 온도 프로파일은, 최종 형상에 근접한 최종 윤곽의 열간 성형이 정밀 기계에 의하여서도 가능한 방식으로 바람직하게 조정될 수 있다. In particular, these glasses are suitable not only for processing close to the final contour, for example for the manufacture of precision lumps, but also for the precision compression process for producing optical members with precise final contours. In this regard, the processing temperature and the viscosity temperature profile of the glass according to the invention can preferably be adjusted in such a way that hot forming of the final contour close to the final shape is also possible by a precision machine.

또한, 본 발명에 따른 유리의 결정화에 대한 안정성과 점도 온도 프로파일의 조합은 유리의 열처리(압축, 재압축)를 아무 문제 없이 대부분 용이하게 처리할 수 있다. In addition, the combination of the stability to crystallization of the glass and the viscosity temperature profile according to the present invention can most easily handle the heat treatment (compression, recompression) of the glass without any problem.

특히, 본 발명에 따른 유리는 1.86 ≤ nd ≤ 1.95, 바람직하게는 1.86 ≤ nd ≤ 1.94, 더욱 바람직하게는 1.87 ≤ nd ≤ 1.94의 굴절률(nd)과, 19 ≤ vd ≤ 24, 바람직하게는 19.5 ≤ vd ≤ 23.5, 더욱 바람직하게는 20 ≤ vd ≤ 23의 아베 계수를 갖는다. In particular, the glass according to the present invention is 1.86 ≤ n d ≤ 1.95, preferably 1.86 ≤ n d ≤ 1.94, and more preferably a refractive index of 1.87 ≤ n d ≤ 1.94 (n d) and, 19 ≤ v d ≤ 24, Preferably it has an Abbe coefficient of 19.5 <v d <23.5, more preferably 20 <v d <23.

본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 유리는 Tg ≤ 595℃, 더욱 바람직하게는 Tg ≤ 570℃, 가장 바람직하게는 Tg ≤ 550℃의 변환 온도를 갖는다.According to an embodiment of the invention, the glass according to the invention has a conversion temperature of Tg ≦ 595 ° C., more preferably Tg ≦ 570 ° C. and most preferably Tg ≦ 550 ° C.

본 발명에 따르면, 이른바 "낮은 변환 온도 유리"는 낮은 변환 온도, 즉 바람직하게는 최대 595℃의 변환 온도를 갖는 유리를 의미한다. According to the invention, the so-called "low conversion temperature glass" means a glass having a low conversion temperature, ie preferably a conversion temperature of at most 595 ° C.

바람직하게는, 본 발명에 따른 유리는 107.6 내지 1013 dPas의 점도 범위에서 가능한 한 "짧다". 이 경우에, "짧은 유리"라는 용어는 온도의 변화가 상대적으로 작게 일어나는 경우 소정의 점도 범위 내에서 점도가 급격하게 변화하는 유리를 의 미한다. 이 유리의 점도가 107.6 dPas에서 1013 dPas로 감소하는 경우에 온도 차이(△T)는 최대 120K이다. Preferably, the glass according to the invention is as short as possible in the viscosity range of 10 7.6 to 10 13 dPas. In this case, the term “short glass” means a glass whose viscosity changes rapidly within a predetermined viscosity range when the change in temperature occurs relatively small. The temperature difference DELTA T is up to 120K when the viscosity of this glass decreases from 10 7.6 dPas to 10 13 dPas.

도 1은 예시적인 유리 1에 따른 본 발명의 유리의 내부 투과 곡선을 도시한 도면이다.1 shows an internal transmission curve of a glass of the invention according to exemplary glass 1.

도 2는 예시적인 유리 11에 따른 본 발명의 유리의 점도 곡선을 도시한 도면이다. 도 1에서는 수직선이 온도 차이(△T)를 나타내는데, 이 유리의 점도는 107.6 dPas에서 1013 dPas로 감소한다. 이 경우에 있어서, 온도 차이(△T)는 610℃ 및 514℃의 사이, 즉 온도 차이가 96K이다.FIG. 2 shows the viscosity curves of the glass of the present invention according to exemplary glass 11. FIG. In FIG. 1 the vertical line shows the temperature difference ΔT, the viscosity of which decreases from 10 7.6 dPas to 10 13 dPas. In this case, the temperature difference ΔT is between 610 ° C and 514 ° C, that is, the temperature difference is 96K.

본 발명에 따른 유리의 "내부 품질(inner quality)"이라는 용어는, 기포(氣泡) 및/또는 맥리(striae) 및/또는 이와 유사한 결점이 가능한 한 적거나, 바람직하게는 유리가 이러한 결점들을 전혀 포함하지 않는 것을 의미한다. The term "inner quality" of the glass according to the present invention means that bubbles and / or striae and / or similar defects are as small as possible, preferably that the glass has no such defects. It does not mean to include.

이어서, "X를 포함하지 않는" 또는 "성분 X가 없는"이라는 용어는, 유리가 실질적으로 이러한 성분 X를 포함하지 않는 것, 즉 이러한 성분이 유리에서 단지 불순물로서만 존재하고 일 성분으로서 유리 조성에 첨가되지 않는 것을 말한다. 여기서 말하는 X란, 예를 들어 Na2O와 같이 임의의 성분을 의미한다. Subsequently, the term “without X” or “without component X” means that the glass is substantially free of such component X, that is, such components are present only as impurities in the glass and as a component of the glass It is not added to. Wherein X is to say, for example, it refers to any component, such as Na 2 O.

다음으로, 특별히 다르게 기술되지 않는다면 유리 조성의 모든 비율 데이터는 중량%로 표기되고 산화물을 기반으로 한다. Next, all ratio data of the glass composition is expressed in weight percent and is based on oxide unless otherwise stated.

본 발명에 따른 유리의 기본 유리 시스템은 소망한 특성에 맞는 기반을 지닌 니오브 인산염 시스템이다. The basic glass system of the glass according to the invention is a niobium phosphate system with a base suitable for the desired properties.

본 발명에 따른 유리는 적어도 14중량%, 바람직하게는 적어도 16중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 18중량%의 P2O5비율을 갖는다. P2O5의 비율은 최대 31중량%, 바람직하게는 최대 28중량%, 더욱 바람직하게는 최대 25중량%로 제한된다. 전술한 최소 비율은 14중량% 아래로 떨어지지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 유리의 점도/변환 온도가 너무 많이 증가하기 때문이다. 최대 비율은 31중량%을 넘지 않아야 하는데, 이는 높은 굴절률을 확보하기 위함이다.The glass according to the invention has a P 2 O 5 ratio of at least 14% by weight, preferably at least 16% by weight, more preferably at least 18% by weight. The proportion of P 2 O 5 is limited to at most 31% by weight, preferably at most 28% by weight, more preferably at most 25% by weight. The minimum ratio mentioned above should not drop below 14% by weight, otherwise the viscosity / conversion temperature of the glass will increase too much. The maximum ratio should not exceed 31% by weight in order to ensure a high refractive index.

본 발명에 따른 유리는 적어도 22중량%, 바람직하게는 적어도 27중량%, 더욱 바람직하게는 30중량%의 Nb2O5의 비율을 갖는다. Nb2O5의 최대 비율은 50중량%, 바람직하게는 45중량%, 더욱 바람직하게는 40중량%이다. 전술한 50중량%인 최대 비율을 초과하지 않아야 하는데, 이는 아베 계수가 너무 많이 감소되는 것을 막기 위함이다. 최소 비율은 22중량% 아래로 떨어지지 않아야 하는데, 이는 높은 굴절률을 확보하기 위함이다.The glass according to the invention has a proportion of Nb 2 O 5 of at least 22% by weight, preferably at least 27% by weight, more preferably 30% by weight. The maximum proportion of Nb 2 O 5 is 50% by weight, preferably 45% by weight, more preferably 40% by weight. The maximum ratio of 50% by weight as mentioned above should not be exceeded in order to prevent the Abe coefficient from being reduced too much. The minimum ratio should not drop below 22% by weight to ensure high refractive index.

본 발명에 따른 유리는 적어도 5중량%, 바람직하게는 적어도 5.5중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 6중량%의 Bi2O3의 비율을 갖는다. Bi2O3의 비율은 최대 36중량%, 바람직하게는 25중량%, 더욱 바람직하게는 18중량%이다. Bi2O3은 107.6 내지 1013 dPas의 점도 범위에서 소망하는 점도 온도 거동("짧은" 유리)에 기여한다. 또한, Bi2O3은 변환 온도(Tg)를 낮추고 유리의 밀도를 증가시킨다. 유리의 밀도를 증가시 키는 것은 높은 굴절률을 보장한다. 36중량%인 최대 비율을 초과하지 않아야 하는데, 이는 유리의 Bi2O3의 자기 착색으로 인하여 유리의 투과성에 많은 악영향을 끼치기 때문이다. 하지만, 본 발명에 따른 유리가 높은 굴절률과 낮은 변환 온도를 확보하기 위하여 최소 비율은 5중량% 아래로 떨어지지 않아야 한다. The glass according to the invention has a proportion of Bi 2 O 3 of at least 5% by weight, preferably at least 5.5% by weight, more preferably at least 6% by weight. The proportion of Bi 2 O 3 is at most 36% by weight, preferably 25% by weight, more preferably 18% by weight. Bi 2 O 3 contributes to the desired viscosity temperature behavior (“short” glass) in the viscosity range of 10 7.6 to 10 13 dPas. In addition, Bi 2 O 3 lowers the conversion temperature (Tg) and increases the density of the glass. Increasing the density of the glass ensures a high refractive index. The maximum ratio of 36% by weight should not be exceeded, since it has a lot of adverse effects on the permeability of the glass due to the magnetic coloring of the Bi 2 O 3 of the glass. However, in order for the glass according to the invention to ensure high refractive index and low conversion temperature, the minimum ratio should not drop below 5% by weight.

본 발명에 따른 유리는 적어도 10중량%, 바람직하게는 적어도 11중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 12중량%의 WO3의 비율을 갖는다. WO3의 최대 비율은 최대 25중량%, 바람직하게는 최대 21중량%, 더욱 바람직하게는 최대 17중량%로 제한된다. 전술한 25중량%의 최대 비율을 초과하지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 유리의 점도가 너무 많이 증가하기 때문이다. 최소 비율은 높은 굴절률을 보장하기 위하여 10중량% 아래로 떨어지지 않아야 한다. The glass according to the invention has a proportion of WO 3 of at least 10% by weight, preferably at least 11% by weight, more preferably at least 12% by weight. The maximum proportion of WO 3 is limited to at most 25% by weight, preferably at most 21% by weight, more preferably at most 17% by weight. The maximum proportion of 25% by weight as described above should not be exceeded, otherwise the viscosity of the glass will increase too much. The minimum ratio should not drop below 10% by weight to ensure high refractive index.

본 발명에 따른 유리는 최대 14중량%, 바람직하게는 최대 10중량%, 더욱 바람직하게는 최대 7중량%의 GeO2의 비율을 포함할 수 있다. 14중량%의 주어진 최대 비율을 초과하지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 유리가 매우 고가로 되어서 비경제적이기 때문이다. The glass according to the invention may comprise a proportion of GeO 2 of at most 14% by weight, preferably at most 10% by weight, more preferably at most 7% by weight. It should not exceed a given maximum ratio of 14% by weight, because otherwise the glass becomes very expensive and uneconomical.

유리는 제조 공정으로 인하여 2중량% 까지의 SiO2의 비율을 포함한다. 유리는 최대 1중량%의 SiO2의 비율을 포함하는 것이 보다 적합하고, SiO2을 포함하지 않는 것이 바람직하다. SiO2가 증가하면 유리의 점도와 유리 변환 온도가 증가한다. The glass contains a proportion of SiO 2 up to 2% by weight due to the manufacturing process. Glass is more appropriate to include a ratio of SiO 2 with up to 1% by weight, and preferably does not contain SiO 2. Increasing SiO 2 increases the viscosity of the glass and the glass conversion temperature.

또한, 유리는 바람직하게는 B2O3을 포함하지 않는다. 유리가 B2O3을 포함하게 되면 유리가 "더욱 길게"되므로, 본 발명에 따르면 바람직하지 않다. 게다가, 용융 공정 및 가열 공정 중에 첨가된 성분의 증발 경향으로 인하여 정확한 조성의 조정이 어렵게 된다. 그뿐만 아니라, 예를 들어 압축 공정 중과 같이 유리가 재가열 되는 때에, 이렇게 쉽게 증발하는 것은 유리의 표면 및/또는 주형의 표면에 악영향을 미친다. In addition, the glass preferably does not contain B 2 O 3 . If the glass comprises B 2 O 3 the glass is “longer” and therefore not preferred according to the invention. In addition, the evaporation tendency of the components added during the melting process and the heating process makes it difficult to adjust the exact composition. In addition, such easy evaporation adversely affects the surface of the glass and / or the surface of the mold when the glass is reheated, such as during a compression process.

본 발명에 따른 유리는 알칼리 금속 산화물로서 최대 6중량%, 바람직하게는 최대 4중량%, 더욱 바람직하게는 최대 3중량%의 Li2O을 포함한다. 본 발명에 따른 유리는 최소 0.5중량%, 바람직하게는 최소 0.7중량%의 Li2O을 포함할 수 있다. The glass according to the invention comprises as an alkali metal oxide up to 6% by weight, preferably up to 4% by weight, more preferably up to 3% by weight of Li 2 O. The glass according to the invention may comprise at least 0.5% by weight of Li 2 O, preferably at least 0.7% by weight.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 유리는 Na2O를 포함하지 않는다.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the glass does not comprise Na 2 O.

본 발명에 따른 유리는 최대 6중량%, 바람직하게는 최대 5중량%, 더욱 바람직하게는 4중량%의 K2O의 비율을 포함한다. 본 발명에 따른 유리는 최소 0.5중량%의 K2O의 비율을 포함할 수 있다.The glass according to the invention comprises a proportion of K 2 O of at most 6% by weight, preferably at most 5% by weight and more preferably 4% by weight. The glass according to the invention may comprise a proportion of K 2 O of at least 0.5% by weight.

만일 유리가 세슘 산화물을 포함한다면, 세슘 산화물은 최대 7중량%, 바람직하게는 최대 6중량%의 양으로 포함된다. 본 발명에 따른 유리는 최소 0.5중량%, 바람직하게는 최소 1중량%, 더욱 바람직하게는 최소 2중량%의 Cs2O의 비율을 포함할 수 있다.If the glass comprises cesium oxide, the cesium oxide is included in an amount of up to 7% by weight, preferably up to 6% by weight. The glass according to the invention may comprise a proportion of Cs 2 O of at least 0.5% by weight, preferably at least 1% by weight and more preferably at least 2% by weight.

본 발명에 따른 유리에서 알칼리 금속 산화물의 총량은 2 내지 12중량%이다. 바람직하게는 최대 10중량%이고, 더욱 바람직하게는 최대 9중량%이다. 알칼리 금속 산화물의 총량은 최대 12중량%이며 이 값을 초과하지 않아야 하는데, 그렇지 않으면 이러한 유리 시스템의 굴절률이 매우 낮아지기 때문이다. 알칼리 금속 산화물을 첨가하는 것은 용융 거동을 최적화하기 위함이며, 다시 말하면 알칼리 산화물은 융제(fluxing agent) 역할을 한다. 또한, 알칼리 산화물은 변환 온도(Tg)를 낮춘다. The total amount of alkali metal oxides in the glass according to the invention is 2 to 12% by weight. It is preferably at most 10% by weight, more preferably at most 9% by weight. The total amount of alkali metal oxide is at most 12% by weight and should not exceed this value, otherwise the refractive index of such glass systems will be very low. The addition of alkali metal oxides is to optimize the melting behavior, that is to say that the alkali oxides act as a fluxing agent. In addition, alkali oxides lower the conversion temperature (Tg).

점도 온도 거동을 유연하게 조절하기 위하여, 본 발명에 따른 유리는 선택적으로 MgO, CaO, SrO 및/또는 BaO를 포함하는 그룹으로부터 선택된 알칼리토금속 산화물(MO)을 포함한다. 단일 성분의 비율은 6중량%를 초과하지 않아야 한다. 본 발명에 따른 유리는 하나 또는 그 이상의 MgO, CaO, SrO 또는 BaO을 적어도 0.5중량%, 바람직하게는 적어도 1중량%의 양으로 포함할 수 있다. 알칼리토금속 산화물(MO)의 총량은 최대 10중량%, 바람직하게는 7중량%, 가장 바람직하게는 6중량%이다. 알칼리토류는 가파른 점도 곡선에 기여한다. 10중량%인 최대 비율을 초과하지 않아여 하는데, 이는 유리에서의 높은 비율로 인하여 특히 재가열 중에 유리질 제거가 발생하기 때문이다.In order to flexibly control the viscosity temperature behavior, the glasses according to the invention optionally comprise alkaline earth metal oxides (MO) selected from the group comprising MgO, CaO, SrO and / or BaO. The proportion of a single component should not exceed 6% by weight. The glass according to the invention may comprise one or more MgO, CaO, SrO or BaO in an amount of at least 0.5% by weight, preferably at least 1% by weight. The total amount of alkaline earth metal oxides (MO) is at most 10% by weight, preferably 7% by weight and most preferably 6% by weight. Alkaline earth contributes to a steep viscosity curve. The maximum ratio of 10% by weight should not be exceeded, because of the high proportion in the glass, especially glass removal occurs during reheating.

본 발명에 따른 유리는 ZnO을 0 내지 최대 6중량%, 바람직하게는 0 내지 최대 4중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 최대 2중량% 범위로 포함할 수 있다. ZnO이 증발하는 경향이 있으므로 유리가 ZnO을 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다. The glass according to the invention may comprise ZnO in the range of 0 to at most 6% by weight, preferably 0 to at most 4% by weight, more preferably 0 to at most 2% by weight. It is particularly preferable that the glass does not contain ZnO since ZnO tends to evaporate.

유리는 바람직하게는 TiO2을 포함하지 않는다. 유리는 0 내지 최대 4중량%, 바람직하게는 0 내지 최대 3중량%, 더욱 바람직하게는 0 내지 1.5중량%의 TiO2을 포함할 수 있다. TiO2은 높은 굴절률과 높은 분산률에 기여하고, 광학 상태를 조정하 기 위해 사용될 수 있다. 하지만, 이 성분으로 인하여 유리의 변환 온도(Tg) 및 유리의 점도가 증가하고, 자외선의 흡수로 인하여 투과성에 악영향을 미친다. 티타늄 산화물이 4%을 초과하지 않아야 하는데, 이는 이 성분이 바람직하지 않고 결과적으로 유리질 제거를 유발하는 핵제(nucleator)로서 작용하기 때문이다.The glass preferably does not contain TiO 2 . The glass may comprise 0 to at most 4% by weight, preferably 0 to at most 3% by weight, more preferably 0 to 1.5% by weight of TiO 2 . TiO 2 contributes to high refractive index and high dispersion, and can be used to adjust the optical state. However, this component increases the conversion temperature (Tg) of the glass and the viscosity of the glass and adversely affects the transmission due to the absorption of ultraviolet rays. Titanium oxide should not exceed 4%, because this component is undesirable and acts as a nucleator that results in glass removal.

바람직하게는, 산화물 Nb2O5, WO3 및 Bi2O3의 총량은 50중량%보다 크고, 바람직하게는 55중량%보다 크고, 더욱 바람직하게는 57중량%보다 크다. 이러한 총량으로 인하여 본 발명에 따른 유리의 높은 굴절률이 보장된다. Preferably, the total amount of oxides Nb 2 O 5 , WO 3 and Bi 2 O 3 is greater than 50% by weight, preferably greater than 55% by weight, more preferably greater than 57% by weight. This total amount ensures a high refractive index of the glass according to the invention.

바람직하게는, 광학 유리로서의 본 발명에 따른 유리는 색조 성분 및/또는 레이저 활성제와 같은 광학 활성제 성분을 포함하지 않는다.Preferably, the glass according to the invention as optical glass does not comprise an optically active component such as a tint component and / or a laser active.

특히, 본 발명에 따른 유리는, 예를 들어 Ag와 같이 산화 환원 반응에 민감한 성분을 포함하지 않으며, 그리고/또는 예를 들어 Tl, Te, Be 및 As와 같이 사람의 건강에 유독하고 유해한 성분을 포함하지 않는다. 모든 경우에 있어서, 유리는 PbO 및 비소를 포함하지 않는다. In particular, the glass according to the invention does not contain components which are sensitive to redox reactions, for example Ag, and / or contains components that are toxic and harmful to human health, for example Tl, Te, Be and As. do not include. In all cases, the glass does not contain PbO and arsenic.

본 발명의 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 유리는 바람직하게는 특허청구범위에 언급되지 않은 다른 성분들을 포함하지 않고, 다시 말하면 이러한 실시예에 따른 유리는 언급된 성분들만 실질적으로 포함한다. 이 경우에, "실질적으로 포함한다"라는 표현은, 언급되지 않은 성분들이 불순물로서는 존재할 수 있으나 단일 성분으로서 유리 조성에 의도적으로 첨가되지 않는 것을 의미한다. In an embodiment of the invention, the glass according to the invention preferably does not comprise other components not mentioned in the claims, that is to say that the glass according to this embodiment comprises substantially only the components mentioned. In this case, the expression "substantially includes" means that components not mentioned may be present as impurities but are not intentionally added to the glass composition as a single component.

본 발명에 따른 유리는 소량의 종래 청징제(fining agent)를 포함할 수 있 다. 첨가된 청징제의 양은 바람직하게는 최대 2.0중량%이고, 더욱 바람직하게는 최대 1.0중량%이다. 청징제로서 다음 성분들 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 유리에 포함될 수 있다(중량%, 잔여 유리 조성에 부가된다).The glass according to the invention may comprise a small amount of conventional fining agent. The amount of clarifier added is preferably at most 2.0% by weight, more preferably at most 1.0% by weight. As a clarifier at least one of the following components may be included in the glass according to the invention (in weight percent, added to the residual glass composition).

Figure 112006057710954-PAT00003
Figure 112006057710954-PAT00003

또한, 불소 및 불소를 함유하는 화합물은 용융 및 가열 공정 중에 기화하기 쉬우므로, 유리 조성을 정확하게 조정하는 것이 힘들다. 따라서, 바람직하게는 본 발명에 따른 유리는 불소도 포함하지 않는다.In addition, fluorine and fluorine-containing compounds are easy to vaporize during the melting and heating process, and thus it is difficult to accurately adjust the glass composition. Thus, preferably the glass according to the invention does not contain fluorine.

본 발명에 따르면, 인산염은 "복합 인산염(complex phosphate)"의 형태로 혼합물에 첨가되는 것이 바람직하다. 인산염의 비율이 최대 31중량%인 것이 바람직한데, 이는 "복합 인산염"의 비율이 증가하면 P2O5이 없는 이점이 감소하여, 제어 불가한 용융 거동과, 내부 품질의 저하와 동시에 일어나는 증발 및 살포(dusting) 효과의 증가로 이어지는 상태를 유발할 수 있기 때문이다. 게다가, 유리 인산의 양이 증가하면, 즉 복합 인산이 아니면, 제조 공정의 안전 기술에 대한 요구가 증가하므로 제조 비용이 증가한다. 본 발명에 있어서, "복합 인산염" 이라는 표현은, P2O5 형태의 인산염이 혼합물에 첨가되지 않지만, MO 및 M2O와 같은 성분이 예를 들어 산화물이나 탄화물의 형태로 첨가되지는 않으나, 예를 들어 인산수소바륨(bariumhydrogenphosphate) 및/또는 메타 인산, 및 인산 수소 알칼리 및/또는 메 타 인산 형태의 인산염으로 혼합물에 첨가되는 것을 의미한다. 따라서, 유리의 제조성이 상당히 향상된다. 복합 인산염이 유리 인산염과는 달리 습기를 가질 수 있으므로, 혼합물의 살포 경향이 상당히 감소할 수 있다. 또한, 용융 유리의 증발 경향도 감소한다. 따라서, 특히 품질과 유리의 광학 데이터의 동질성에 반영되는 용융 유리의 향상된 동질성을 달성할 수 있다.According to the invention, the phosphate is preferably added to the mixture in the form of a "complex phosphate". It is desirable that the proportion of phosphate be up to 31% by weight, which increases the proportion of "composite phosphate", which reduces the benefit of lacking P 2 O 5, resulting in uncontrollable melting behavior, evaporation that coincides with deterioration of internal quality and This may cause a condition leading to an increase in the dusting effect. In addition, as the amount of free phosphoric acid increases, i.e., not complex phosphoric acid, the demand for safety technology in the manufacturing process increases, thus increasing the manufacturing cost. In the present invention, the expression "composite phosphate" means that phosphate in the form of P 2 O 5 is not added to the mixture, but components such as MO and M 2 O are not added in the form of oxides or carbides, for example. For example, it is added to the mixture as bariumhydrogenphosphate and / or metaphosphoric acid, and phosphate in the form of hydrogen phosphate alkali and / or metaphosphoric acid. Thus, the manufacturability of the glass is considerably improved. Since complex phosphates may have moisture, unlike free phosphates, the spreading tendency of the mixture can be significantly reduced. In addition, the evaporation tendency of the molten glass is also reduced. Thus, improved homogeneity of the molten glass can be achieved, in particular reflected in the quality and homogeneity of the optical data of the glass.

또한, 본 발명은 매핑, 프로젝션, 원격 통신, 광통신 공학, 휴대용 드라이브 및 레이저 기술 분야에서의 본 발명에 따른 유리의 용도에 관한 것이다. The invention also relates to the use of the glass according to the invention in the fields of mapping, projection, telecommunications, optical communication engineering, portable drives and laser technology.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 유리를 포함하는 광학 부재에 관한 것이다. 여기서, 광학 부재는, 특히 렌즈, 비구면 렌즈, 프리즘 및 콤팩트 구조 부재에 관한 것이다. 이 경우에, 본 발명에 따른 "광학 부재"라는 용어는, 예를 들어 덩어리, 정밀 덩어리 등과 같은 이러한 광학 부재의 예비 성형품도 포함한다. The invention also relates to an optical member comprising the glass according to the invention. Here, the optical member relates in particular to a lens, an aspherical lens, a prism and a compact structural member. In this case, the term "optical member" according to the invention also includes preforms of such optical members, for example lumps, precision lumps and the like.

이어서, 본 발명은 일련의 실시예에 의하여 상세하게 설명한다. 하지만, 본 발명은 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. Next, the present invention will be described in detail by a series of examples. However, the present invention is not limited only to these examples.

실시예Example

다음의 실시예들은 본 발명에 따른 바람직한 유리를 나타내고, 본 발명의 보호 범위는 이들 실시예의 보호 범위에만 한정되는 것은 아니다. The following examples show the preferred glass according to the invention, and the protection scope of the invention is not limited to the protection scope of these examples.

제1 실시예:First embodiment:

산화물용 원료들이 정량으로 나뉘고, 예를 들어 Sb2O3와 같은 하나 또는 그 이상의 청징제가 첨가되어 서로 혼합된다. 유리 혼합물이 약 1100℃에서 연속적인 용융 응집체로 용융되어 산소가 발생하고, 이어서 정제되어(1100℃) 균질화된다. 약 1160℃의 주조 온도에서, 유리는 주조되어 원하는 치수로 가공될 수 있다. 경험에 의하면, 커다란 체적의 연속적인 응집체에서 온도가 적어도 100K만큼 감소할 수 있고, 재료가 압축 방법에 의하여 최종 형상에 근접하게 가공될 수 있다.The raw materials for the oxide are divided by quantity, and one or more fining agents, for example Sb 2 O 3 , are added and mixed with each other. The glass mixture is melted into a continuous molten aggregate at about 1100 ° C. to generate oxygen, which is then purified (1100 ° C.) and homogenized. At a casting temperature of about 1160 ° C., the glass can be cast and processed to the desired dimensions. Experience has shown that in large volumes of continuous aggregates the temperature can be reduced by at least 100K, and the material can be processed close to the final shape by the compression method.

표 1: 100kg의 계산된 유리(실시예 유리11에 따른)에 대한 용융 실시예Table 1: Melting Example for 100 kg of calculated glass (according to Example Glass 11)

Figure 112006057710954-PAT00004
Figure 112006057710954-PAT00004

제2 실시예:Second embodiment:

표 2: 본 발명에 따른 유리의 실시예, 즉 유리 1 내지 14를 도시하는 성분Table 2: Examples of glass according to the invention, ie the components depicting glasses 1-14

표 2(1): 실시예 유리 1 내지 7(산화물을 기초로 중량%로 나타낸 데이터)Table 2 (1): Examples Glass 1-7 (data expressed in weight percent based on oxide)

Figure 112006057710954-PAT00005
Figure 112006057710954-PAT00005

표 2(2): 실시예 유리 8 내지 14(산화물을 기초로 중량%로 나타낸 데이터)Table 2 (2): Examples Glasses 8-14 (data expressed in weight percent based on oxide)

Figure 112006057710954-PAT00006
Figure 112006057710954-PAT00006

본 발명에 따른 유리는 595℃이하의 유리 전이 온도를 가지므로 용이하게 가공될 수 있고, 알칼리에 대하여 우수한 가공성을 갖는다(우수한 내알칼리성). 팽창 계수는, 20 내지 300℃의 온도 범위에서 측정되는 경우 9x10-6/K 보다 훨씬 낮은 범위이다.The glass according to the present invention has a glass transition temperature of 595 ° C. or less, so that it can be easily processed and has excellent workability against alkali (excellent alkali resistance). The coefficient of expansion is in the range much lower than 9 × 10 −6 / K when measured in the temperature range of 20 to 300 ° C.

Claims (11)

1.86 ≤ nd ≤ 1.95의 굴절률과 19 ≤ vd ≤ 24의 아베 계수(vd)를 가지며 납과 비소를 포함하지 않는 광학 유리에 있어서,In an optical glass having a refractive index of 1.86 ≤ n d ≤ 1.95 and an Abbe coefficient (v d ) of 19 ≤ v d ≤ 24 and containing no lead and arsenic, 다음 성분(산화물에 기초하여 중량%로)(이하 동일):The following components (in weight% based on oxide) (hereinafter equal):
Figure 112006057710954-PAT00007
Figure 112006057710954-PAT00007
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리.Optical glass comprising a.
제1항에 있어서,The method of claim 1, 팽창 계수(α)(20, 300℃)가 9x10-6/K 보다 작은 것을 특징으로 하는 광학 유리.The coefficient of expansion α (20, 300 ° C.) is less than 9 × 10 −6 / K, optical glass. 제1항 및/또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 and / or 2, 다음 성분:The following ingredients:
Figure 112006057710954-PAT00008
Figure 112006057710954-PAT00008
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리.Optical glass comprising a.
제1항 내지 제3항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, wherein 다음 성분:The following ingredients:
Figure 112006057710954-PAT00009
Figure 112006057710954-PAT00009
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리.Optical glass comprising a.
제1항 내지 제4항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, wherein 청징제로서 다음 성분(중량%):As a clarifier the following components (% by weight):
Figure 112006057710954-PAT00010
Figure 112006057710954-PAT00010
중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유리.Optical glass comprising at least one of.
제1항 내지 제5항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 유리에 존재하는 Li2O의 양이 3중량% 이하인 것을 특징으로 하는 광학 유리.The amount of Li 2 O present in the glass is 3% by weight or less. 제1항 내지 제6항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, SiO2 및/또는 B2O3 및/또는 Na2O 및/또는 불소를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 광학 유리.Optical glass characterized by not containing SiO 2 and / or B 2 O 3 and / or Na 2 O and / or fluorine. 제1항 내지 제7항 중 하나 또는 그 이상의 항에 따른 유리의 용도에 있어서,In the use of the glass according to one or more of claims 1 to 7, 매핑, 프로젝션, 원격 통신, 광통신 공학, 휴대용 드라이브 및 레이저 기술 분야에 사용되는 것을 특징으로 유리의 용도.Applications of glass characterized by their use in mapping, projection, telecommunications, optical communications engineering, portable drives and laser technology. 제1항 내지 제8항 중 하나 또는 그 이상의 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 8, wherein 광학 부재용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 유리의 용도.Use of glass characterized by being used for an optical member. 제1항 내지 제7항 중 하나 또는 그 이상의 항에 따른 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.An optical member comprising the glass according to one or more of the preceding claims. 제1항 내지 제7항 중 하나 또는 그 이상의 항에 따른 유리를 정밀 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재 제조 방법.A method of manufacturing an optical member comprising precisely compressing a glass according to one or more of the preceding claims.
KR1020060076481A 2005-08-17 2006-08-12 Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass KR101148429B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060076481A KR101148429B1 (en) 2005-08-17 2006-08-12 Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005039172.9 2005-08-17
KR1020060076481A KR101148429B1 (en) 2005-08-17 2006-08-12 Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070021050A true KR20070021050A (en) 2007-02-22
KR101148429B1 KR101148429B1 (en) 2012-05-21

Family

ID=43653213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060076481A KR101148429B1 (en) 2005-08-17 2006-08-12 Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101148429B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11319243B2 (en) 2018-01-17 2022-05-03 Corning Incorporated High refractive index optical borate glass

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6786064B2 (en) * 2000-10-23 2004-09-07 Hoya Corporation Process for the production of glass molded article

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11319243B2 (en) 2018-01-17 2022-05-03 Corning Incorporated High refractive index optical borate glass

Also Published As

Publication number Publication date
KR101148429B1 (en) 2012-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4772621B2 (en) Lead and arsenic-free niobium phosphate optical glass
KR101389618B1 (en) Lead and arsenic free optical glass with high refractive index
KR101298373B1 (en) Lead and arsenic free optical lanthanum borate glass
TWI413626B (en) Lead-free optical glass of the hard flint and lanthanum hard flint position
TWI477470B (en) Optical glass
JP4938982B2 (en) Optical glass especially for precision pressed optical elements
KR101004990B1 (en) Optical glass
TW200806599A (en) Lead free optical glasses of the hard flint position
WO2004110942A1 (en) Optical glass
CN1955128B (en) Lead and arsenic free optical glass with high refractive index
US20060111231A1 (en) Use of lead-free and phosphate-containing glasses in a precision moulding process
JP4053810B2 (en) Optical glass with anomalous dispersion
KR101148429B1 (en) Lead and arsenic free optical niobium phosphate glass
JP5010418B2 (en) Fluorine-free optical glass
JPH0632631A (en) Optical glass for precision press
CN104936916A (en) Optical glass
JP2007161562A (en) Method of manufacturing optical glass

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150430

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee