KR20240053169A - Optical glass formed molding press and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리로서, 화학성분으로 BaO 2∼18 몰%, GeO2 45∼58 몰%, La2O3 6∼12 몰%, ZnO 16∼22 몰% 및 B2O3 1∼22 몰%를 포함하고, 굴절률이 1.70∼1.79 범위인 것을 특징으로 하는 몰드 성형 광학 유리 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 굴절률이 1.70∼1.79 범위로서 높고 유리몰딩프레스(GMP; glass molding press) 방식의 성형 공정에 적용할 수 있다.The present invention is a BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass, and the chemical components include 2 to 18 mol% of BaO, 45 to 58 mol% of GeO 2 , and 6 to 12 mol% of La 2 O 3 It relates to a mold-formed optical glass, characterized in that it contains 16 to 22 mol % of ZnO and 1 to 22 mol % of B 2 O 3 and has a refractive index in the range of 1.70 to 1.79, and a method of manufacturing the same. According to the present invention, the refractive index is high, in the range of 1.70 to 1.79, and can be applied to a glass molding press (GMP) type molding process.
Description
본 발명은 광학 유리 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴절률이 1.70∼1.79 범위로서 높고 유리몰딩프레스(GMP; glass molding press) 방식의 성형 공정에 적용할 수 있는 광학 유리 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to optical glass and a manufacturing method thereof, and more specifically, to optical glass that has a high refractive index in the range of 1.70 to 1.79 and can be applied to a glass molding press (GMP) type molding process, and a manufacturing method thereof. It's about.
광학 유리는 광학산업에 있어 중요한 재료로, 현대인의 삶에 있어서 그 적용 범위가 넓고 다양하게 적용되고 있다. 특히, 기존 카메라 렌즈 외에도 핸드폰 카메라 렌즈로 적용됨에 따라 그에 따른 관심이 높아지고 있는 실정이다.Optical glass is an important material in the optical industry, and has a wide and diverse range of applications in modern people's lives. In particular, interest in it is increasing as it is applied as a mobile phone camera lens in addition to existing camera lenses.
이러한 적용은 기존 플라스틱 렌즈와 비교하여 우수한 기계적 및 화학적 특성을 가지고 있어 가능하였으며, 특히 굴절률의 한계를 갖는 플라스틱 렌즈에 비해 고굴절율을 갖는 렌즈 제조가 가능하기 때문이다.This application was possible because it has superior mechanical and chemical properties compared to existing plastic lenses, and in particular, it is possible to manufacture lenses with a high refractive index compared to plastic lenses that have a limited refractive index.
유리 렌즈의 경우는 카메라 렌즈 구성의 단순화 및 경량화가 가능한데, 이는 렌즈 자체뿐만 아니라, 렌즈를 지탱하는 틀 또는 렌즈를 움직이는 모터 등의 다른 부품을 가볍게 하여 장치 전체를 경량화 및 소형화가 가능하다. 이러한 장점으로 핸드폰용 카메라 렌즈 적용이 늘어나고 있는 실정이다.In the case of a glass lens, it is possible to simplify and reduce the weight of the camera lens. This means that not only the lens itself but also other parts such as the frame that supports the lens or the motor that moves the lens are lightened, making it possible to reduce the weight and miniaturization of the entire device. Due to these advantages, the application of camera lenses for mobile phones is increasing.
최근 디지털 광학기기의 보급, 발전에 따라 광학 렌즈에는 고성능 및 소형화가 요구되고 있다. 이러한 요구를 해결하기 위해서는 비구면 렌즈를 사용한 광학 설계가 필수적이나, 이러한 정밀한 렌즈는 종래의 연마가공에 의한 방법으로는 시간이나 비용 면에서 대량생산이 불가능하다.Recently, with the spread and development of digital optical devices, high performance and miniaturization are required for optical lenses. To address these needs, optical design using aspherical lenses is essential, but such precise lenses cannot be mass-produced using conventional polishing methods in terms of time or cost.
비구면 렌즈의 제조에 적합한 방법은 몰드 성형에 의한 것이다. 그러나, 현재 적용되고 있는 가시광 영역에서 굴절률이 1.7대를 갖는 광학 유리 조성은 성형온도가 높아 몰드 성형이 어려운 문제를 가지고 있다. 또한, 높은 온도로 인한 금형의 내구성이나 금형과의 반응성에 문제가 발생하기 때문에 몰드 성형에 적합하지 않다.A suitable method for manufacturing aspherical lenses is by mold forming. However, the currently used optical glass composition with a refractive index of 1.7 in the visible light range has the problem of being difficult to mold due to the high molding temperature. In addition, it is not suitable for mold forming because problems arise in durability of the mold or reactivity with the mold due to high temperature.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 굴절률이 1.70∼1.79 범위로서 높고 유리몰딩프레스(GMP; glass molding press) 방식의 성형 공정에 적용할 수 있는 광학 유리 및 그 제조방법을 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is to provide optical glass and a manufacturing method thereof that have a high refractive index in the range of 1.70 to 1.79 and can be applied to a glass molding press (GMP) type molding process.
본 발명은, BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리로서, 화학성분으로 BaO 2∼18 몰%, GeO2 45∼58 몰%, La2O3 6∼12 몰%, ZnO 16∼22 몰% 및 B2O3 1∼22 몰%를 포함하고, 굴절률이 1.70∼1.79 범위인 것을 특징으로 하는 몰드 성형 광학 유리를 제공한다.The present invention is a BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass, and the chemical components include 2 to 18 mol% of BaO, 45 to 58 mol% of GeO 2 , and 6 to 12 mol% of La 2 O 3 Mol%, 16 to 22 mol% of ZnO and 1 to 22 mol% of B 2 O 3 , and a refractive index of 1.70 to 1.79.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 1∼6 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass is a glass having a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 1 to 1. It can have a range of 6.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 8∼20 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass is a glass having a composition of (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 8 to 8. It can have a range of 20.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 600∼650 ℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 650∼695 ℃의 연화점(Ts)을 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a softening point (T s ) of 650 to 695 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 38∼49의 아베수를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have an Abbe number of 38 to 49.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 48×10-7/℃∼76×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낼 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may exhibit a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /℃ to 76×10 -7 /℃.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 500∼590 Hk의 누프경도를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
또한, 본 발명은, BaO 분말 2∼18 몰%, GeO2 분말 45∼58 몰%, La2O3 분말 6∼12 몰%, ZnO 분말 16∼22 몰% 및 B2O3 분말 1∼22 몰%를 혼합하는 단계와, 혼합된 결과물을 용융시키는 단계와, 용융물을 성형 몰드에 붇는 단계와, 용융물이 담긴 성형몰드를 용융 온도보다 낮은 온도에서 유지하여 어닐링하는 단계 및 어닐링된 결과물을 냉각하여 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 굴절률이 1.70∼1.79 범위인 것을 특징으로 하는 몰드 성형 광학 유리의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention includes 2 to 18 mol% of BaO powder, 45 to 58 mol% of GeO 2 powder, 6 to 12 mol% of La 2 O 3 powder, 16 to 22 mol% of ZnO powder, and 1 to 22 mol% of B 2 O 3 powder. A step of mixing the mole percent, melting the mixed result, pouring the melt into a mold, annealing the mold containing the melt by maintaining it at a temperature lower than the melting temperature, and cooling the annealed result. Obtaining BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 based optical glass, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 based optical glass has a refractive index of A method for manufacturing molded optical glass is provided, characterized in that the range is 1.70 to 1.79.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 1∼6 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass is a glass having a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 1 to 1. It can have a range of 6.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 8∼20 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass is a glass having a composition of (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 8 to 8. It can have a range of 20.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 600∼650 ℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 650∼695 ℃의 연화점(Ts)을 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a softening point (T s ) of 650 to 695 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 38∼49의 아베수를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have an Abbe number of 38 to 49.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 48×10-7/℃∼76×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낼 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may exhibit a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /℃ to 76×10 -7 /℃.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 500∼590 Hk의 누프경도를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
상기 어닐링은 650∼850℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.The annealing is preferably performed at a temperature of 650 to 850°C.
본 발명에 의하면, 굴절률이 1.70∼1.79 범위로서 높고 유리몰딩프레스(GMP; glass molding press) 방식의 성형 공정에 적용할 수 있다.According to the present invention, the refractive index is high, in the range of 1.70 to 1.79, and can be applied to a glass molding press (GMP) type molding process.
도 1은 실험예에 따라 제조된 광학 유리들을 보여주는 사진이다.
도 2는 실험예 1 내지 7에 따라 제조된 광학 유리의 투과율을 나타낸 도면이다.
도 3은 실험예 8 내지 14에 따라 제조된 광학 유리의 투과율을 나타낸 도면이다.Figure 1 is a photograph showing optical glasses manufactured according to an experimental example.
Figure 2 is a diagram showing the transmittance of optical glasses manufactured according to Experimental Examples 1 to 7.
Figure 3 is a diagram showing the transmittance of optical glasses manufactured according to Experimental Examples 8 to 14.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the following examples are provided to enable those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is limited to the examples described below. It doesn't work.
발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.When it is said that one component "includes" another component in the detailed description or claims of the invention, this shall not be construed as being limited to consisting of only that component, unless specifically stated to the contrary, and other components may not be added. It must be understood that it can be included.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰드 성형 광학 유리는, BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리로서, 화학성분으로 BaO 2∼18 몰%, GeO2 45∼58 몰%, La2O3 6∼12 몰%, ZnO 16∼22 몰% 및 B2O3 1∼22 몰%를 포함하고, 굴절률이 1.70∼1.79 범위일 수 있다.The mold-formed optical glass according to a preferred embodiment of the present invention is a BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass, and its chemical components include 2 to 18 mol% of BaO and 45 to 58 mol% of GeO 2 mol%, La 2 O 3 6 to 12 mol %, ZnO 16 to 22 mol %, and B 2 O 3 1 to 22 mol %, and the refractive index may be in the range of 1.70 to 1.79.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 1∼6 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass is a glass having a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 1 to 1. It can have a range of 6.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 8∼20 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass is a glass having a composition of (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 8 to 8. It can have a range of 20.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 600∼650 ℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 650∼695 ℃의 연화점(Ts)을 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a softening point (T s ) of 650 to 695 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 38∼49의 아베수를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have an Abbe number of 38 to 49.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 48×10-7/℃∼76×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낼 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may exhibit a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /℃ to 76×10 -7 /℃.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 500∼590 Hk의 누프경도를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰드 성형 광학 유리의 제조방법은, BaO 분말 2∼18 몰%, GeO2 분말 45∼58 몰%, La2O3 분말 6∼12 몰%, ZnO 분말 16∼22 몰% 및 B2O3 분말 1∼22 몰%를 혼합하는 단계와, 혼합된 결과물을 용융시키는 단계와, 용융물을 성형 몰드에 붇는 단계와, 용융물이 담긴 성형몰드를 용융 온도보다 낮은 온도에서 유지하여 어닐링하는 단계 및 어닐링된 결과물을 냉각하여 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리를 수득하는 단계를 포함하며, 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 굴절률이 1.70∼1.79 범위일 수 있다.The method for manufacturing mold-formed optical glass according to a preferred embodiment of the present invention includes 2 to 18 mol% of BaO powder, 45 to 58 mol% of GeO 2 powder, 6 to 12 mol% of La 2 O 3 powder, and 16 to 22 mol% of ZnO powder. A step of mixing mol% and 1 to 22 mol% of B 2 O 3 powder, melting the mixed result, pouring the melt into a mold, and maintaining the mold containing the melt at a temperature lower than the melt temperature. It includes the step of annealing and cooling the annealed result to obtain BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO -B 2 O 3 -based optical glass may have a refractive index in the range of 1.70 to 1.79.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 1∼6 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass is a glass having a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 1 to 1. It can have a range of 6.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 8∼20 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass is a glass having a composition of (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 8 to 8. It can have a range of 20.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 600∼650 ℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 650∼695 ℃의 연화점(Ts)을 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a softening point (T s ) of 650 to 695 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 38∼49의 아베수를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have an Abbe number of 38 to 49.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 48×10-7/℃∼76×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낼 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may exhibit a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /℃ to 76×10 -7 /℃.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 500∼590 Hk의 누프경도를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
상기 어닐링은 650∼850℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다.The annealing is preferably performed at a temperature of 650 to 850°C.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰드 성형 광학 유리를 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a mold-formed optical glass according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰드 성형 광학 유리는, BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리로서, 화학성분으로 BaO 2∼18 몰%, GeO2 45∼58 몰%, La2O3 6∼12 몰%, ZnO 16∼22 몰% 및 B2O3 1∼22 몰%를 포함하고, 굴절률이 1.70∼1.79 범위일 수 있다.The mold-formed optical glass according to a preferred embodiment of the present invention is a BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass, and its chemical components include 2 to 18 mol% of BaO and 45 to 58 mol% of GeO 2 mol%, La 2 O 3 6 to 12 mol %, ZnO 16 to 22 mol %, and B 2 O 3 1 to 22 mol %, and the refractive index may be in the range of 1.70 to 1.79.
BaO는 광학 유리의 굴절률을 높이는 한편 용융성을 향상시키는 역할을 한다. BaO의 함량이 너무 많으면 내실투성이 약화되기 쉬우므로 BaO의 함량은 18 몰% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 광학 유리의 굴절률을 확보하기 위해서 BaO의 함량은 2 몰% 이상인 것이 바람직하다.BaO serves to increase the refractive index of optical glass and improve meltability. If the BaO content is too high, the devitrification resistance is likely to be weakened, so the BaO content is preferably 18 mol% or less. Additionally, in order to secure the refractive index of optical glass, the BaO content is preferably 2 mol% or more.
상기 GeO2는 광학 유리의 굴절률을 향상시키고 유백화를 억제하는 역할을 할 수 있다. GeO2의 함량이 너무 낮을 경우에 유백화 현상이 나타날 수 있고, GeO2의 함량이 너무 높으면 광 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, GeO2의 함량은 45∼58 몰% 범위인 것이 바람직하다. The GeO 2 may play a role in improving the refractive index of optical glass and suppressing opacification. If the content of GeO 2 is too low, an opacification phenomenon may occur, and if the content of GeO 2 is too high, light transmittance may be lowered. Therefore, the content of GeO 2 is preferably in the range of 45 to 58 mol%.
La2O3는 광학 유리의 굴절률을 향상시키는 역할을 할 수 있다. La2O3의 함량이 너무 낮을 경우에 목표하는 굴절률을 얻을 수 없고, La2O3의 함량이 너무 높으면 광 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, La2O3의 함량은 6∼12 몰% 범위인 것이 바람직하다. La 2 O 3 may play a role in improving the refractive index of optical glass. If the La 2 O 3 content is too low, the target refractive index cannot be obtained, and if the La 2 O 3 content is too high, the light transmittance may be lowered. Therefore, the content of La 2 O 3 is preferably in the range of 6 to 12 mol%.
ZnO는 광학 유리의 굴절률을 향상시키고 용융성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. ZnO의 함량이 너무 낮을 경우에 목표하는 굴절률을 얻을 수 없고 높은 온도에서 용융시켜 광학 유리를 형성해야 하는 단점이 있을 수 있다. ZnO의 함량이 너무 높으면 광 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, ZnO의 함량은 16∼22 몰% 범위인 것이 바람직하다. ZnO can play a role in improving the refractive index of optical glass and improving meltability. If the ZnO content is too low, the target refractive index cannot be obtained and optical glass must be formed by melting at a high temperature. If the ZnO content is too high, light transmittance may be lowered. Therefore, the ZnO content is preferably in the range of 16 to 22 mol%.
B2O3를 첨가하게 되면, 굴절률은 감소하고 아베수는 증가하는 경향을 나타낸다. 또한, B2O3를 첨가하게 되면, 유리전이온도(Tg)가 낮아지고, 연화온도도 낮아지는 경향을 나타낸다. 이러한 점들을 고려하여, B2O3의 함량은 1∼22 몰% 범위인 것이 바람직하다. When B 2 O 3 is added, the refractive index tends to decrease and the Abbe number tends to increase. Additionally, when B 2 O 3 is added, the glass transition temperature (T g ) decreases and the softening temperature also tends to decrease. Considering these points, the content of B 2 O 3 is preferably in the range of 1 to 22 mol%.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 1∼6 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass is a glass having a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 1 to 1. It can have a range of 6.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 8∼20 범위를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass is a glass having a composition of (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 8 to 8. It can have a range of 20.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 600∼650 ℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 650∼695 ℃의 연화점(Ts)을 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a softening point (T s ) of 650 to 695 °C.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 38∼49의 아베수를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have an Abbe number of 38 to 49.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 48×10-7/℃∼76×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낼 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may exhibit a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /℃ to 76×10 -7 /℃.
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 500∼590 Hk의 누프경도를 가질 수 있다.The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰드 성형 광학 유리의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing mold-formed optical glass according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
몰드 성형 광학 유리를 제조하기 위한 원료로 BaO 분말, GeO2 분말, La2O3 분말, ZnO 분말 및 B2O3 분말을 준비하고 혼합한다. BaO 분말 2∼18 몰%, GeO2 분말 45∼58 몰%, La2O3 분말 6∼12 몰%, ZnO 분말 16∼22 몰% 및 B2O3 분말 1∼22 몰%를 혼합하는 것이 바람직하다. As raw materials for manufacturing molded optical glass, BaO powder, GeO 2 powder, La 2 O 3 powder, ZnO powder, and B 2 O 3 powder are prepared and mixed. Mixing 2 to 18 mol% of BaO powder, 45 to 58 mol% of GeO 2 powder, 6 to 12 mol% of La 2 O 3 powder, 16 to 22 mol% of ZnO powder, and 1 to 22 mol% of B 2 O 3 powder desirable.
BaO는 광학 유리의 굴절률을 높이는 한편 용융성을 향상시키는 역할을 한다. BaO의 함량이 너무 많으면 내실투성이 약화되기 쉬우므로 BaO의 함량은 18 몰% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 광학 유리의 굴절률을 확보하기 위해서 BaO의 함량은 2 몰% 이상인 것이 바람직하다.BaO serves to increase the refractive index of optical glass and improve meltability. If the BaO content is too high, the devitrification resistance is likely to be weakened, so the BaO content is preferably 18 mol% or less. Additionally, in order to secure the refractive index of optical glass, the BaO content is preferably 2 mol% or more.
상기 GeO2는 광학 유리의 굴절률을 향상시키고 유백화를 억제하는 역할을 할 수 있다. GeO2의 함량이 너무 낮을 경우에 유백화 현상이 나타날 수 있고, GeO2의 함량이 너무 높으면 광 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, GeO2의 함량은 45∼58 몰% 범위인 것이 바람직하다. The GeO 2 may play a role in improving the refractive index of optical glass and suppressing opacification. If the content of GeO 2 is too low, an opacification phenomenon may occur, and if the content of GeO 2 is too high, light transmittance may be lowered. Therefore, the content of GeO 2 is preferably in the range of 45 to 58 mol%.
La2O3는 광학 유리의 굴절률을 향상시키는 역할을 할 수 있다. La2O3의 함량이 너무 낮을 경우에 목표하는 굴절률을 얻을 수 없고, La2O3의 함량이 너무 높으면 광 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, La2O3의 함량은 6∼12 몰% 범위인 것이 바람직하다. La 2 O 3 may play a role in improving the refractive index of optical glass. If the content of La 2 O 3 is too low, the target refractive index cannot be obtained, and if the content of La 2 O 3 is too high, the light transmittance may be lowered. Therefore, the content of La 2 O 3 is preferably in the range of 6 to 12 mol%.
ZnO는 광학 유리의 굴절률을 향상시키고 용융성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. ZnO의 함량이 너무 낮을 경우에 목표하는 굴절률을 얻을 수 없고 높은 온도에서 용융시켜 광학 유리를 형성해야 하는 단점이 있을 수 있다. ZnO의 함량이 너무 높으면 광 투과율이 낮아질 수 있다. 따라서, ZnO의 함량은 16∼22 몰% 범위인 것이 바람직하다. ZnO can play a role in improving the refractive index of optical glass and improving meltability. If the ZnO content is too low, the target refractive index cannot be obtained and optical glass must be formed by melting at a high temperature. If the ZnO content is too high, light transmittance may be lowered. Therefore, the ZnO content is preferably in the range of 16 to 22 mol%.
B2O3를 첨가하게 되면, 굴절률은 감소하고 아베수는 증가하는 경향을 나타낸다. 또한, B2O3를 첨가하게 되면, 유리전이온도(Tg)가 낮아지고, 연화온도도 낮아지는 경향을 나타낸다. 이러한 점들을 고려하여, B2O3의 함량은 1∼22 몰% 범위인 것이 바람직하다. When B 2 O 3 is added, the refractive index tends to decrease and the Abbe number tends to increase. Additionally, when B 2 O 3 is added, the glass transition temperature (T g ) decreases and the softening temperature also tends to decrease. Considering these points, the content of B 2 O 3 is preferably in the range of 1 to 22 mol%.
상기 혼합은 건식 혼합 공정으로 이용할 수 있으며, 상기 건식 혼합 공정으로는 볼밀링(ball milling), 어트리션밀(attrition milling) 등을 사용할 수 있다. The mixing can be used as a dry mixing process, and ball milling, attrition milling, etc. can be used as the dry mixing process.
볼 밀링 공정을 구체적으로 살펴보면, 원료를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하고, 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 원료를 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 지르코니아나 알루미나와 같은 세라믹으로 이루어진 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼30㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 원료는 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 균일한 입자 크기 분포를 갖게 되며, 균일하게 혼합되게 된다. Looking at the ball milling process in detail, raw materials are charged into a ball milling machine, and the raw materials are mechanically pulverized and mixed uniformly by rotating at a constant speed using the ball milling machine. The balls used in ball milling can be made of ceramic such as zirconia or alumina. The balls may all be of the same size, or balls of two or more sizes may be used together. Grind to the target particle size by adjusting the ball size, milling time, and rotation speed per minute of the ball mill. For example, considering the size of the particles, the size of the ball can be set in the range of about 1 mm to 30 mm, and the rotation speed of the ball mill can be set in the range of about 50 to 500 rpm. Ball milling is performed for 1 to 48 hours, considering the target particle size, etc. By ball milling, the raw materials are pulverized into fine-sized particles, have a uniform particle size distribution, and are evenly mixed.
혼합된 원료를 용융로에 담고, 원료가 담긴 용융로를 가열하여 원료가 용융되게 한다. 여기서, 용융이라 함은 출발원료가 고체 상태가 아닌 액체 상태의 점성을 갖는 물질 상태로 변화되는 것을 의미한다. 상기 용융로는 고융점을 가지면서 강도가 크고 용융물이 붙는 현상을 억제하기 위하여 접촉각이 낮은 물질로 이루어진 것이 바람직하며, 이를 위해 백금(Pt), DLC(diamond-like-carbon), 샤모트(chamotte)와 같은 물질로 이루어지거나 백금(Pt) 또는 DLC(diamond-like-carbon)와 같은 물질로 표면이 코팅된 용융로인 것이 바람직하다. The mixed raw materials are placed in a melting furnace, and the melting furnace containing the raw materials is heated to melt the raw materials. Here, melting means that the starting material is changed from a solid state to a material state having the viscosity of a liquid state. The melting furnace is preferably made of a material that has a high melting point, high strength, and a low contact angle to prevent the melt from sticking together. To this end, platinum (Pt), diamond-like-carbon (DLC), chamotte, and It is preferable that the melting furnace is made of the same material or has a surface coated with a material such as platinum (Pt) or diamond-like-carbon (DLC).
상기 용융은 1250∼1850℃에서 상압으로 1∼12시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 용융 온도가 1250℃ 미만인 경우에는 원료가 미처 용융되지 않을 수 있으며, 상기 용융 온도가 1850℃를 초과하는 경우에는 과도한 에너지의 소모가 필요하여 경제적이지 못하므로 상기 범위의 온도에서 용융하는 것이 바람직하다. 상기 용융 시간이 너무 짧은 경우에는 원료가 충분하게 용융되지 않을 수 있고, 용융 시간이 너무 긴 경우에는 과도한 에너지의 소모가 필요하여 경제적이지 못하다. 용융로의 승온 속도는 5∼50℃/min 정도인 것이 바람직한데, 용융로의 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 용융로의 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 원료의 휘발량이 많아져서 광학 유리의 물성이 좋지 않을 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 용융로의 온도를 올리는 것이 바람직하다. 상기 용융은 산소(O2), 공기(air)와 같은 산화 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다. The melting is preferably performed at 1250-1850°C and normal pressure for 1-12 hours. If the melting temperature is less than 1250°C, the raw material may not be melted, and if the melting temperature exceeds 1850°C, excessive energy consumption is required and it is not economical, so it is preferable to melt at a temperature in the above range. If the melting time is too short, the raw material may not be sufficiently melted, and if the melting time is too long, excessive energy consumption is required, which is not economical. It is desirable that the temperature increase rate of the melting furnace is around 5 to 50℃/min. However, if the temperature increase rate of the melting furnace is too slow, it takes a long time and productivity decreases, and if the temperature increase rate of the melting furnace is too fast, the raw material volatilizes due to a rapid temperature increase. Since the amount increases, the physical properties of the optical glass may not be good, so it is desirable to increase the temperature of the melting furnace at a temperature increase rate in the above range. The melting is preferably performed in an oxidizing atmosphere such as oxygen (O 2 ) or air.
용융물을 원하는 형태 및 크기의 광학 유리를 얻기 위하여 정해진 몰드에 붇는다. 상기 몰드는 고융점을 가지면서 강도가 크고 유리 용융물이 붙는 현상을 억제하기 위하여 접촉각이 낮은 물질로 이루어진 것이 바람직하며, 이를 위해 흑연(graphite), 카본(carbon)과 같은 물질로 이루어지거나 흑연(graphite), 카본(carbon)과 같은 물질로 표면이 코팅된 몰드인 것이 바람직하다. The melt is poured into a designated mold to obtain optical glass of the desired shape and size. The mold is preferably made of a material that has a high melting point, high strength, and a low contact angle to prevent the glass melt from sticking. To this end, it is made of a material such as graphite or carbon, or is made of a material such as graphite. ), preferably a mold whose surface is coated with a material such as carbon.
용융물을 어닐링 한다. 상기 어닐링은 용융 온도보다 낮은 온도, 650∼850℃의 온도에서 유지하여 수행하는 것이 바람직하다. 상기 어닐링은 상압으로 10분∼6시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 어닐링 온도가 650℃ 미만인 경우에는 광학 유리의 기계적 특성이 좋지 않을 수 있고, 850℃를 초과하는 경우에는 과도한 에너지의 소모가 필요하여 경제적이지 못하고 결정 성장으로 인해 광 투과율이 좋지 않을 수 있다. 상기 어닐링은 산소(O2), 공기(air)와 같은 산화 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다. Anneal the melt. The annealing is preferably performed by maintaining a temperature lower than the melting temperature, 650 to 850°C. The annealing is preferably performed at normal pressure for 10 minutes to 6 hours. If the annealing temperature is less than 650°C, the mechanical properties of the optical glass may be poor, and if it exceeds 850°C, excessive energy consumption is required, which is not economical, and light transmittance may be poor due to crystal growth. The annealing is preferably performed in an oxidizing atmosphere such as oxygen (O 2 ) or air.
어닐링된 결과물을 냉각하여 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리를 수득한다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 1∼6 범위를 가질 수 있다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성을 갖는 유리로서 x는 8∼20 범위를 가질 수 있다. The annealed result is cooled to obtain BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass is a glass having a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 1 to 1. It can have a range of 6. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass is a glass having a composition of (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 , where x is 8 to 8. It can have a range of 20.
이렇게 제조된 성형 몰드 광학 유리는 굴절률이 1.70∼1.79 범위일 수 있다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 600∼650 ℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 650∼695 ℃의 연화점(Ts)을 가질 수 있다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 38∼49의 아베수를 가질 수 있다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 48×10-7/℃∼76×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낼 수 있다. 상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 500∼590 Hk의 누프경도를 가질 수 있다.The molded optical glass produced in this way may have a refractive index in the range of 1.70 to 1.79. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 °C. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a softening point (T s ) of 650 to 695 °C. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have an Abbe number of 38 to 49. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may exhibit a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /℃ to 76×10 -7 /℃. The BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass may have a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
이하에서, 본 발명에 따른 실험예들을 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실험예들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Below, experimental examples according to the present invention are presented in detail, but the present invention is not limited to the experimental examples presented below.
본 실험예들에서는 1.7대(1.7 이상 1.8 미만)의 굴절률을 갖는 GeO2-BaO-La2O3-ZnO 조성을 선정하여, BaO와 GeO2 조성 일부를 B2O3로 변화시켜 전이온도를 몰드 적용이 가능한 온도인 640℃ 이하, 열팽창계수 76×10-7/℃ 이하인 성형용 광학 유리를 제조하였다. In these experimental examples, a GeO 2 -BaO-La 2 O 3 -ZnO composition with a refractive index of 1.7 (more than 1.7 and less than 1.8) was selected, and some of the BaO and GeO 2 compositions were changed to B 2 O 3 to change the transition temperature. Optical glass for molding was manufactured at an applicable temperature of 640°C or lower and a thermal expansion coefficient of 76×10 -7 /°C or lower.
광학 유리 제조를 위한 원료로 BaO, GeO2, La2O3, ZnO 및 B2O3를 사용하였고, 광학 유리 제조를 위한 원료의 배합은 표 1에서와 같이 뱃치(batch)로 하였다. 이때, 조성은 16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성으로 x의 변화를 0∼6, (24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3 조성은 x의 변화를 8∼20까지 진행하여 제조하였다.BaO, GeO 2 , La 2 O 3 , ZnO, and B 2 O 3 were used as raw materials for manufacturing optical glass, and the mixing of raw materials for manufacturing optical glass was done in batches as shown in Table 1. At this time, the composition is 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 with the change of x from 0 to 6, (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 - The 20ZnO-xB 2 O 3 composition was prepared by varying x from 8 to 20.
16BaO-(56-x)GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3
16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3
(24-x)BaO-48GeO2-8La2O3-20ZnO-xB2O3
(24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3
표 1에 나타낸 배치로 배합된 원료를 볼 밀링기에 장입하여 건식 혼합하였다. 볼 밀링 공정을 구체적으로 살펴보면, 원료를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하고, 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 출발원료를 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나 재질의 볼을 사용하였으며, 볼은 20㎜ 크기의 볼 5개와 8㎜ 크기의 볼 5개를 함께 사용하였다. 볼 밀링기의 회전속도는 100rpm 정도로 설정하고, 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1 시간 동안 실시하였다. The raw materials mixed in the batch shown in Table 1 were charged into a ball mill and mixed dry. Looking at the ball milling process in detail, the raw materials were charged into a ball milling machine, and the starting materials were mechanically pulverized and mixed uniformly by rotating at a constant speed using the ball milling machine. The balls used in ball milling were made of alumina, and five 20 mm balls and five 8 mm balls were used together. The rotation speed of the ball mill was set to about 100 rpm, and ball milling was performed for 1 hour considering the target particle size.
볼 밀링을 통해 혼합된 원료를 41.8㎜의 원형 몰드에 투입하고 프레스(압력)을 인가하였다. 인가 압력은 0.2546 ton/㎟ 정도였다. The raw materials mixed through ball milling were put into a 41.8 mm circular mold and press (pressure) was applied. The applied pressure was about 0.2546 ton/㎟.
프레스된 결과물을 알루미나 도가니에 담은 후, 상기 알루미나 도가니를 용융로에 장입하고, 용융로에서 1300℃에서 2시간 용융하였다. After placing the pressed result in an alumina crucible, the alumina crucible was charged into a melting furnace and melted in the melting furnace at 1300°C for 2 hours.
600℃에서 1시간 동안 가열된 카본 몰드에 유리 용융물을 부어서 몰딩 공정을 수행하였다. The molding process was performed by pouring glass melt into a carbon mold heated at 600°C for 1 hour.
665℃로 유지된 로에 용융물을 부은 카본 몰드를 넣고, 665℃에서 30분 유지하고, 400℃까지 분당 3℃ 속도로 냉각한 후, 400℃부터 상온까지는 자연 냉각하여 투명한 광학 유리를 제조하였다.A carbon mold filled with molten material was placed in a furnace maintained at 665°C, maintained at 665°C for 30 minutes, cooled to 400°C at a rate of 3°C per minute, and then naturally cooled from 400°C to room temperature to produce transparent optical glass.
도 1은 실험예에 따라 제조된 광학 유리들을 보여주는 사진이다.Figure 1 is a photograph showing optical glasses manufactured according to an experimental example.
도 1을 참조하면, 실험한 모든 조성에서 맑고 투명한 유리가 제조 되었으며, 내부에 기포 또는 이물질이 존재하지 않는 것을 확인하였다.Referring to Figure 1, it was confirmed that clear and transparent glass was produced in all tested compositions, and that there were no bubbles or foreign substances inside.
실험예에 따라 제조된 광학 유리의 굴절률과 아베수를 아래의 표 2와 표 3에 나타내었다. The refractive index and Abbe number of the optical glass manufactured according to the experimental example are shown in Tables 2 and 3 below.
표 1 및 표 2를 참조하면, 제조한 14종류 광학 유리의 굴절률은 조성변화에 따라 1.7280에서 1.7813의 굴절률을 나타내었고, 아베수는 38.3에서 48.5의 값을 나타내었다. BaO와 GeO2의 함량을 B2O3로 치환함에 따라 굴절률은 감소하고 아베수는 증가하는 경향을 나타내었다. Referring to Table 1 and Table 2, the refractive index of the 14 types of optical glasses manufactured ranged from 1.7280 to 1.7813 depending on the composition change, and the Abbe number ranged from 38.3 to 48.5. As the contents of BaO and GeO 2 were replaced with B 2 O 3 , the refractive index tended to decrease and the Abbe number tended to increase.
도 2는 실험예 1 내지 7에 따라 제조된 광학 유리의 투과율을 나타낸 도면이고, 도 3은 실험예 8 내지 14에 따라 제조된 광학 유리의 투과율을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the transmittance of optical glass manufactured according to Experimental Examples 1 to 7, and Figure 3 is a diagram showing the transmittance of optical glass manufactured according to Experimental Examples 8 to 14.
도 2 및 도 3을 참조하면, 각 조성에 따라 제조한 유리의 가시광 영역(400 ㎚ ∼ 700 ㎚)에서의 투과율은 모든 조성에서 83 ∼ 86 %로 유사하게 나타내었다.Referring to Figures 2 and 3, the transmittance in the visible light region (400 nm to 700 nm) of the glass manufactured according to each composition was similar at 83 to 86% for all compositions.
실험예에 따라 제조된 광학 유리의 유리전이점, 연화점 및 열팽창계수를 아래의 표 4 및 표 5에 나타내었다. The glass transition point, softening point, and thermal expansion coefficient of the optical glass manufactured according to the experimental example are shown in Tables 4 and 5 below.
(℃)glass transition point
(℃)
(10-7/℃)thermal expansion coefficient
(10 -7 /℃)
(℃)glass transition point
(℃)
(10-7/℃)thermal expansion coefficient
(10 -7 /℃)
표 4 및 표 5를 참조하면, 유리는 몰드 성형을 위해서는 열적특성이 매우 중요한데, 제조한 유리의 전이온도는 B2O3를 첨가하지 않은 조성의 경우(실험예 1의 경우) 649℃를 나타내었으나, B2O3를 첨가한 조성은 607 ∼ 639℃로 낮아졌으며, 연화온도도 B2O3를 첨가하지 않은 조성의 경우 693℃로 높게 나타났으나, B2O3를 첨가한 조성은 654 ∼ 684℃를 나타내었다. 열팽창계수는 48.9 ∼ 78.7 × 10-7/(m*?*℃)를 나타내었다.Referring to Tables 4 and 5, the thermal properties of glass are very important for mold forming, and the transition temperature of the produced glass was 649°C in the case of the composition without adding B 2 O 3 (in the case of Experimental Example 1). However, the composition with B 2 O 3 added lowered it to 607 ~ 639 ℃, and the softening temperature was also high at 693 ℃ for the composition without B 2 O 3 added, but the composition with B 2 O 3 added was lowered to 607 ~ 639 ℃. It showed 654 to 684°C. The thermal expansion coefficient was 48.9 ~ 78.7 × 10 -7 /(m*?*℃).
실험예에 따라 제조된 광학 유리의 누프경도를 아래의 표 6 및 표 7에 나타내었다. The Knoop hardness of the optical glass manufactured according to the experimental example is shown in Tables 6 and 7 below.
(Hk)Knoop hardness
(Hk)
(Hk)Knoop hardness
(Hk)
표 6 및 표 7을 참조하면, 성형용 유리는 프레스로 일정 온도에서 압력을 가하는 기계적 성형을 통해 제작되어 지는데, 이 경우 성형에 필요한 기계적 특성을 필요로 한다. 특히, 탄성이 거의 없는 유리에 있어서 경도는 성형압력에 견디는 힘뿐만 아니라, 성형 후 가공을 위해 필요로 하는 특성으로 일정한 값을 유지하는 것이 매우 중요하다. 1.7대(1.7 이상 1.8 미만)의 굴절률을 갖는 GeO2-BaO-La2O3-ZnO-B2O3 조성에서, BaO와 GeO2 조성을 B2O3로 치환하여 제조한 유리는 B2O3를 첨가하지 않고 제조된 유리(실험예 1에 따라 제조된 유리)가 504를 나타낸 것에 비해, B2O3를 첨가한 조성의 경우 521 ∼ 585의 값으로 비교적 높은 값을 나타내었다. Referring to Tables 6 and 7, glass for molding is manufactured through mechanical molding by applying pressure at a certain temperature with a press, and in this case, mechanical properties required for molding are required. In particular, for glass with little elasticity, hardness is a property required not only for the ability to withstand molding pressure but also for processing after molding, so it is very important to maintain a constant value. In the GeO 2 -BaO-La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 composition with a refractive index of 1.7 (more than 1.7 and less than 1.8), glass produced by substituting the BaO and GeO 2 compositions with B 2 O 3 has B 2 O Compared to the glass manufactured without adding 3 (glass manufactured according to Experimental Example 1) showing 504, the composition adding B 2 O 3 showed relatively high values of 521 to 585.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.Above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art.
Claims (17)
화학성분으로 BaO 2∼18 몰%, GeO2 45∼58 몰%, La2O3 6∼12 몰%, ZnO 16∼22 몰% 및 B2O3 1∼22 몰%를 포함하고,
굴절률이 1.70∼1.79 범위인 것을 특징으로 하는 몰드 성형 광학 유리.
As BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 based optical glass,
Chemical components include 2 to 18 mol% of BaO, 45 to 58 mol% of GeO 2 , 6 to 12 mol% of La 2 O 3 , 16 to 22 mol% of ZnO, and 1 to 22 mol% of B 2 O 3 ,
Mold-formed optical glass, characterized in that the refractive index is in the range of 1.70 to 1.79.
The method of claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 A molded optical glass, characterized in that x has a range from 1 to 6.
The method of claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 composition. Mold-formed optical glass, wherein x is in the range of 8 to 20.
The molded optical glass according to claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650°C.
The molded optical glass according to claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a softening point (T s ) of 650 to 695 °C.
The molded optical glass according to claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 based optical glass has an Abbe number of 38 to 49.
The method of claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass exhibits a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /°C to 76×10 -7 /°C. Mold forming optical glass.
The molded optical glass according to claim 1, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
혼합된 결과물을 용융시키는 단계;
용융물을 성형 몰드에 붇는 단계;
용융물이 담긴 성형몰드를 용융 온도보다 낮은 온도에서 유지하여 어닐링하는 단계; 및
어닐링된 결과물을 냉각하여 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리를 수득하는 단계를 포함하며,
상기 BaO-GeO2-La2O3-ZnO-B2O3계 광학 유리는 굴절률이 1.70∼1.79 범위인 것을 특징으로 하는 몰드 성형 광학 유리의 제조방법.
Mixing 2 to 18 mol% of BaO powder, 45 to 58 mol% of GeO 2 powder, 6 to 12 mol% of La 2 O 3 powder, 16 to 22 mol% of ZnO powder, and 1 to 22 mol% of B 2 O 3 powder. ;
Melting the mixed product;
pouring the melt into a forming mold;
Annealing the mold containing the melt by maintaining it at a temperature lower than the melt temperature; and
It includes the step of cooling the annealed result to obtain BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 based optical glass,
A method of manufacturing molded optical glass, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass has a refractive index in the range of 1.70 to 1.79.
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a composition of 16BaO-(56-x)GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 A method of producing molded optical glass, wherein x has a range of 1 to 6 as glass.
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a (24-x)BaO-48GeO 2 -8La 2 O 3 -20ZnO-xB 2 O 3 composition. A method of manufacturing mold-formed optical glass, characterized in that x as the glass has a range of 8 to 20.
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a glass transition temperature (T g ) of 600 to 650 ° C. Manufacturing method.
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a softening point (T s ) of 650 to 695°C. .
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 optical glass has an Abbe number of 38 to 49.
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass exhibits a thermal expansion coefficient of 48×10 -7 /°C to 76×10 -7 /°C. Method for manufacturing mold formed optical glass.
The method of claim 9, wherein the BaO-GeO 2 -La 2 O 3 -ZnO-B 2 O 3 -based optical glass has a Knoop hardness of 500 to 590 Hk.
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|---|---|---|---|---|
| KR101278435B1 (en) | 2005-03-30 | 2013-06-24 | 호야 가부시키가이샤 | Optical glass, press-molding preform, process for the production thereof, optical element and process for the production thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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