WO2006132387A1 - 光学ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

熔融ガラスを流出口から流出させることを含む連続熔融方式のガラス熔融装置において、流出した熔融ガラスの特性が所望の範囲内となるように予め調節された原料を投入する工程を含む光学ガラスの製造方法。前記製造方法において、調節される熔融ガラスの特性が屈折率である光学ガラスの製造方法

Description

背調程温化が降る 明細書

の降まスのるをゥ

。景ー度屈温温有あまはムし

光学ガ ラ ス の製造方法

般技す球折度条光す極なる、さ 2 (

技術分野

れ面件率学おいホる Tめる

本発明こは、 成分が揮発する こ と に よ る 屈折率変動が大き 光学ガ 光

製設光

造エ光てはるよレゥ g，

ラ ス の 方法 こ係 り 、 特に ガ ラ ス転移温度 を有す 学学び

る 、 精密モ ー一- ル ドプ レ ス成形に適 した光学ガ ラ ス の製造方法に関す ガガ精定

密でララ

ススプあ

ののるレ

る かが決ま る が、 高レ、製生生スの産性や低 コ ス ト と た観点か ら

方式が 間歇熔融方式よ り 造産成でれてい る 連続熔融方式は

拌 の 成方量形力、 ら な り 流出 し た ガ ラ ス を

す る こ と で光学ガ ラ スス 品 を得法後なプる こ と ができ る

得 ら れた板状成 あ る レ、 fにのどリま 状成形品 か ら加工 さ れた リ ヒ ト プ レ ス 品 な どはァ ニ ー ル処理す

降フ こ と で 、 歪抜き 、 お よ び屈折率 まこ

ァニール工程は 設保程 }温 、階ォよる 度ま で昇温す る ェ 定 さ れた温度で一定時 持速定お間つよ 3 定速度で 程か ら な る 。 屈折率は 2

歇 の

て 工程で決定 さ れ す度ムよさり

ン ズの場合、 ァ ニールェ の工程ではガ ラ ス

熔密密れ後付いびる 転移 に自

付近の温度ま で昇 す る 工程が な た め、 屈折率は変 ず B近体たェププよ 3

つ て 状成形品 の段 で所 の屈折率 力 ら外れ 方れ

工程で所 の屈折率に合わせ ののつレレ

ル

近年、 非球面 レ ン ズ な ど に使用 さ れ る 式温屈のがススて

ス は、 屈伏点 ( A t ) 〜 化点 （ S p 方成度成 ¾

ラ 可と

連式能形形で

成形 さ れ、 光学素子 と して使用 さ れ る 率定

たァユール処理を行 う 嬝合 、 犀折率 整が可能であ る た続板精一用後で、でがめさ 密プ レ ス成形用 プ リ フ ォ ー ム の屈折率が所望の か ら 多少外製般密熔連状れれそ、あのていて も 特に問題にな ら な し カゝ し 精密プ レ ス 成形後 の レ ン ズ造続融光上プのににをるる そ の 素子 と し て使用す る場合 密プ レ ス成形用 プ リ フ ォ熔成 。方熔述す学ー、力まさレリ ム は所望の 内 に あ る 必要が あ る レ ン ズ の屈折率は プ式れ融融形チセガス 、まるしレ. 反映 さ れる 。

従っ て、 上述 した連続 方式で製造 さ れた光学ガ ラ ス の屈折率 変動は所定の範囲内 に あ る 必要が あ る。 一般的な光学ガ ラ ス の屈折 率の公差は ± 0 . 0 0 0 5 0 であ る 力 S、 揮発 い成分を含む組成 学ガ ラ ス で は 安定 して公差内 の光学ガ ラ ス を製造

で あ る 揮発 し易 い成分 と は えば、 弗素

ア ン チモ ン 、 テ ノレノレ

シ ゥ ム を示す.。

光学ガ ラ ス の種々 の 性 え ば屈折率を調整す る 手段 と して 複数種の屈折率を有す る 原料を混合 さ せる こ と は公知であ る が 例 え ば特 '開平 1 1 一 2 5 8 4 0 1 ) 、 こ の方法を用 いて も 、 ガ 成分に よ っ て はその値が時間 と と も に大 き く 変動 'して しま

あ る。

発明 の 開示 続本本低本方折要力結本含範スれ出屈温屈光スををスガ Sラにさらト

発発発求法有有発果本率?ス的本レガの本折度折学むの見囲にの，ロラるレ

製 ¾又発率屈^反か製発熔明で ^発率明に率、ガ明ガ内スをるラさンら J 、

連造折要連融はの造映ののあれ変明をるる、のの明こ明ら Tララと卜

続第流求第方第有率断力力続製の方者第動ガ比なのるススのとるさ g

続比法せ的欠 }熔重熔造第出出をを法がはるざをラレレ 65目.1

含重ォ又有 An製融方での大融等の的点のス、ッををるょしッ 2

構構構む方提造装法有上のはあののはをきこうトト

構成比成断解供記式諸す置特すで 、いにるととと

期続。力成性光す課予はを前消特はではのにぁるる

混屈題性 、方、スの記学ガ 、おはがめ、レるるし

合前方折安。熔調、屈精法の背ガぃ、ッををラこ

記法屈率節前折密解融景成投定スてをしラと卜

構折て記に熔入提率での技決ガ分モ、スにさし て、 調節 さ 要調成構率差れ原供流術す融一であがてのあラ 方法であ 揮製装前成ル料すスにたを出あるにるる 2

本発明 の第 3 の構成は 前-記構成 2 。及対測の製造方法にお い て 出 口 力:

す原。記発記造置 1た、さをるるしド

ら ガラ ス を流出 させ る 前の 工程で、 投れ入 さ れ

応び定 る 原料の屈折率が、 ガ 方。流料す例諸光載たるプめに

ラ ス の熔融工程において生ず る ガ ラ ス の屈折率変化分を、 成形ガ ラ 特熔，学るお：こ法出をにえさるしレ 3し

ス に要求 さ れる 屈折率の値か ら差 し引 かれる こ と で決定'さ れる 工程

^比せ性融投、のガ、、いたスばとロこ

を含む光学ガ ラ ス の製造

^；重製入に鋭光、バがかガ特当てラ

本発明 の第 4 の構成は、 成と

投造該の所形意すよ学、スににラらッ

形ガ ラ ス に要求 さ れ る _入方屈試流望流ガ、チスのにるり直ょ

的 し、 変化 さ せ る こ と 決折法製原低適験ェよを出の出のさラる含

、定れ率公程 i研特.諸料にいスりさしし

前記投入 さ れる 原料が力 レ ツ ト 測むせ性おで差特又もガた究さたをるのあっ て 力 レ ツ ト の屈折率が、 力 レ ツ ト に要求 さ れ る 屈折率の値 よ低れ原光含い定製性光ガ内がはるをラり も 高 す る 力 .レ ツ ト と カ レ ツ 小 こ要求 さ れる 屈折率の値い値料て学所る造学重むよ、スカラこと り も する 力 レ ツ ト と を混合 して 整す る こ と に よ り 比決光 、ガ方のこ特転望スガねなととレ定 溝成 2 〜 4 に記載の方法であ る 流成屈移学法たラのをのにるるラッ . fij言己構成 1の製造方法にお て さ れ る ガ ラ ス の特性が比 であ る 光学ガ ラ ス の製造方法であ る 本発明 の第 7 の構成は、 前記構成 6 の製造方法において 出 口 力 ス を流出 さ せ る 前の工程で、 投入 さ れ る原料の比

、 ガ ラ 融工程にお て生ず る ガ ラ ス の比重変化分を、 成形ガ ラ ス に れる 比重の値力 ら差 し引 かれる こ と で決定 さ れる 工程を含む 光学ガ ラ ス の製造方法であ る

本発明 の第 8 の構成は、 記 成 6及び 7 の製造方法において

たガ ラ ス の比 を S 当 該比重測定値 と 成形ガ こ対応 さ せ、 投入 さ れ る原料の比重を連 し、 変化 さ せる こ と を含む光学ガ ラ ス の製造

9 の構成は、 前記投入 さ れる 原料が力 レ ツ ト で あ っ て が、 カ レ ッ ト に要求 さ れ る 比 の値よ り も 高い比 本本本又並定酸本成本が図素あ Tちさを S S 1

発れ発発び大含発化面発は、のる bし g 11ー

。 }物明て明たのむ ~明明明ァのき〇 1

光製簡，基前種ののいのをののン 4

製造第学光有，単ず第準期第第おチま

の製造方法造すすガ学構れなモでのたよ 1111 あ る。

本発明 の第 1 説方ガ成質びかるラるはン 43 o 21 の構成は、 光学ガ ラ ス が、 屈折率 （ n _d ) が 8

0 を超え、 ア ッス法、ベ量の明、のにラこのの 662 数 （ v _d ) が 3 5 以上の範囲の光学定数を有 し、 必須成分 と して S構構精記構構かス種 ~テ％に ~と i O ₂及ぴ B ₂◦ ₃の いずれか一方又は両方、 並び

L & ₂ 0O ₃及ぴ 0 d 密成₂載成が成成ルの以でよら 88〇 ₃の う ち いずれか一方又は両方、 並びに T a

O 及び L i ₂ 0 を含有 o製れモではなル上、のは 0ののはは o o o oし、 実質的に-ヒ 素成分を含ま ず、 ガ ラ ス 転 度 （ T g ) 力 S 6 3 0 o？ o o造一製必二 、 °か製、ばき光、る、をC以下であ る こ と を特徴 と する 請求項 1 〜

ル前含造須 、造投熔に学るタら 5 811

。成方記成お入方融むガ o 5ドリ%

分 %いプ法光分 %法ばガラこさウ

0 8 % %れが 。、て学 、れでスムレラと.と

B ₂ O 5 〜 2 0 %未 揮及、スたガ、スるのあをるし

L a ₂ 〇 1 5 〜 5 0 %

成発特だ製成鉛ぴ原特てラる 1

G d O 0 . 1 〜 3 0 % 、

す形に 。料造徴

T a O % を超 え 2 5 %ま 稍分ス、

で '、し，

\ン &¾及ぴ

又、、にま方るがにビと

L i O 0 . 5 % を超え 3 %未

適低たは Rす法こ弗ス力

を含有し、

は 〇

さ ら に任意成分 と て い素マしでとるレ

O 及び /又は ガたはに前ス、ぁ 2ッ

O 及び 又 は 光種 、

2 記ラょ、るリト一

O ₂

及びノ又は M学以ス。構セるでチ

O ₂ 及び Z又は 転屈ガ成シあ g hゥ

N b ₂ O ₅ 及び 折移、 oラムるゥ 1

W O 3 0 〜 ： 1 0 %、 及ぴ 又 は 温及率ス 、前、 ~ム

Z n O 製度変びを記 Cホの 1 R O 造動安ゥ oぅ

〇 、 S r 〇 お よ び B a

O 0 〜 1 %

こ上記各金属元素の 1 種ま た は 2 種以上の 化 の 一部ま た は 全部 と 置換 した弗化物の F と し て の合計量が 0 〜 6 % の範囲の各成 分を含有す る こ と を特徴 と する 前記構成 1 1 及び 2 の製造方法で 刖 B己構成 1 〜 1 3 の製造方法に よ り 製造 密プ レ ス成形用 プ リ フ ォ ーム であ る 。 本発明 の第 1 . 5 の構成は、 前記構成 1 〜 1 3 の製造方法に よ り さ れた光学ガ ラ ス を成形 してな る 光学素子であ る 。 発化泡出 nこ，

る 。

投寄屈パ第 n X

第 ¾ nさと\ ：

2 図 は本発明 の製造方法を用 な 合の 解時間 と 屈折率 入折与

化所れィ

変 のを 21と 3： の グ ラ フ であ る 。 ·

所望実プ図グ：：

造方法を用 た 合の 時間 と 屈折率変 所所望ま施のるるはラ

成原屈望望たの本すをフ.

以下に、 本料折屈分発部のは発清通のでにる 明の実施の形態 を具体的な例 を使っ て す る 第 1 図 は、 光低率屈折屈ま学た明あと ガ ラ ス を溶解す る た め の連 炉の で あ る 光学ガ ス を 折折率いたてのめるし す る た め の連続熔融炉は、 通常、 原料投入部 熔融部 率屈率て製はよの 3 、 撹拌拌部 44 を含む構成であ る。 原料投入部 力 ら 2 こ原料が折低バ投よより 入 さ れて ガ ラ ス と な り 、 清澄部 3 で 撹拌 4 で 率屈高おッりり よ び均質化 さ れて 拌部 4 か ら 出 た 出す低折高いチのる 出 し た ガ ラ ス は板状、 あ る い は滴 下に よ つ て ゴプ形状な どに成組率形い力形いを さ れ る が 成 状や成形方法は こ れ ら に限定 さ れ る も の ではな 使成付

次に光学ガ ラ ス の諸特性の調 こ つ

用与でッ て説 する 本発明 におレヽて 原料投入部 1 よ り 投入 さ れる ガ ラ スすバにの原 主 と して粉体力ゝ ら な る いわ ゆ る バ ッ チ原料 （以下単にバ ッ チ と する ) 、 あ る はカゝ る 寄るッ

ツ チ原料をガラ ス化 こ と に よ り 得 られたカ レ ッ ト ガ ラ ス 屑 場与チの

の ヽすれで も よ

レ ツ ムすを明はロ

投入す る と して力 ト を使用する 場合、 屈折率や比 な ど 折害混折 、る

の 目 的 と す る 特性を調節す る た め に、 所定の特性値を有す る 力 レ ツ 合所成

し く 、 所定の特性値 と 合率率

ト を使用す る こ と が好ま な る よ う に特性値の 異な る 力 レ ツ ト を混合 して使用する こ と 力 S よ り 好望まし し えば 所定の屈折率を有す る 熔融ガ ラ ス が所 の場合は 、 前、の記所定の屈折 率 よ り も 低い屈折率を有する 力 レ ツ ト 高 屈折率を屈高有す る 力 レ ツ ト と をそれぞれ少な く と も 1種以上使用 し、 それ ら を混合折屈して投入 す る こ と が好ま しレヽ。 折率

投入す る カ レ ッ ト が 2 水準の場合、 所 の屈折率に対 して折率屈屈よ 折率 の 低い 力 レ ツ ト と 高 レ、 力 レ ツ ト を用意 し、 次式で質量割合を求付折率めり 投入す る 各 々 の力 レ ツ ト の重量が決定 さ れ る。 与率高に n 力 レ ツ

力 レ ツ 卜 の

ト の質量

所望の屈折率 よ り 力 レ ツ ト の貧

す る 原料 と してバ ッ チを使用す る 場合

ッ テ を

の こな る よ う に.連続的 あ る いは断続的 こカ卩 え る こ と で所望の屈

さ れる 。 ま た、 そ の ツ チを熔 しガ ラ ス 化 した際に予測 さ れ る 屈折率等が 、 最終的 なガラ ス に求 め ら れ る 屈折率等 よ り も 高い も の と 低'レ、 も の をそれぞれ 種以上混合 して も よ

なお本発明 の製法において さ れ る諸特性 と は 、 屈折率、 比重 こ制限 さ れ る も の ではな く 、 ア ッ ベ数、 熱膨張係数、 透過率、 粘度 化学的耐久性、 液相温度等又は こ れ ら の組み合わせを意味す る。 こ こ で い う 屈折率 と は、 H e の d 長 5 8 7 . 5 6 n m 。 、。数かはた光ラ 、をにラ

たは H g の e 線 （波 で の屈折率で あ る こ と が 好、本スは

好含鉛

まタるょ しい。 ただ し 、 6 5 . 0 1 5 n m g 場流の

h 線発む 、まリ 2り 線 （波長 8 5 n 熔合好種光出明ゥし 5 7 n m の , 系承 融学以ムにのロく 長 4 7 9 . 9 9 η 長 4 8

長、段力上方 、ガ^は 長 5 8 9 9 n m H e N 波長 6 3 2 . H記鉛階弗 4ラを 8ら n m 長 6 4 3 . 8 5 n m H の C 線 （波長諸流含の素は o e 6 5 6 2 7 n m H の r 線 波長 7 0 6 2 n m ) K の A初特 'む出 、、 4 線 波長. 7 6 8 9 n m C .s- の s 線 長 8 5 2 ¾性 . C 1- H g の 線 波長 ft 1 0 3 . 9 8 n. m

H g 長 のたの d 6 H g (波長 5 2 9 . 5 8 n

H g (波長 み変ガてレ 5 0 9 η H g ( 長 2 3 2 5 . 4 2 ) の 各 ス ぺ ク ト ノレ こ お あ

化なラ つ

も よ く 、 そ の

6一 け る 折率で

長にお け る 屈折率で も構わ分なス nら 要は速やか

ザ 屈折率を測定で き る 光源であればよ い。 炉ず間 m ) .のを o ( (

ガラ ス 中 の成分揮発が生 ·じやすい成分、 た と えば弗素、 鉛等 を含 波 }波、 72

むガ ラ ス を こ の よ う な連続熔 で熔解する 場合、 特定成分の揮発 線長容記 n

こ よ っ て流出ガ ラ ス の特性は

安定 した前記諸特性を 持す m 3

、 る こ と (

り が困難であ る 。 したが っ て こ の よ う な事態が予め経験的 有

こ認知 さ れてい る場合、 若 し く は予 さ れる 場合は、 投入す る 原料の の諸特性を、 ガ ラ ス の熔融工程 こ お い て生ず る 変化分を加味 し、 成形ガ ラ ス 肇に要求 ざれ る 諸特性の か ら 差 し 引 かれる こ と で決定 さ れる こ と が好ま し

ま た、 ガ ラ ス の熔 工程において生ず る前記諸特性の変化は、 ガ 連 い。 か 内 に留 め る た め に 諸特性を 当 該諸特性 定値 と 成形ガ ラ ス に要求 さ れる 諸特性 と の差に対応 さ せ .、レ投入 さ て調節 さ れる 諸特性を連続的又は 的 に調整 1 し 変化 さ せ る こ と が好ま し ザ 3 熔融ガ ラ ス成分に弗素 チ ウ ム 、 ホ ウ素、 ア ン チモ ン 、 テ ルル 波、 mの n 2 5 ( ビ ス マ ス セ シ ウ ム の う ち の 1 種ま た は 2 種以上 本発明 にお け る製造方法は有効で あ る ま し く は、. 弗素 ア ン チモ ン 、 テ ノレノレ ビ ス マ ス の う ち の 種ま た は 2 種以上を含む光学ガ ラ ス ア ン チモ ン 、 テ ノレノレ ビ ス マ ス の う ち の

法 も と も と 光学ガ ラ ス に求め られる 特性 えば 学特性を制限する も の ではな が、 特に高屈折率 分散光学ガ ス の製造におい て有効な方法であ る こ と がすでに さ れて レヽ る 特に、 光学ガ ラ ス が 屈折率 （ n が 1 . 8 0 を超 え、 ア ッ ベ が 3 5 以上の範囲の光学定 を有 し 必須成分 と し て S

O ₂及び B ₂ O ₃ の ずれか一方又は 方、 並びに L a ₂ 0 ₃及び G d ₂ O ₃の う ちい.ずれか一方又は両方、 並びに T a ₂〇 及び L i ₂ O を含有 し、 実質的に ヒ 素成分を含ま ず、' ガ ラ ス転移 度 （ T g ) が

6 3 0 °C以下であ る よ う なガラ ス において、 その効果が さ れて い る。 具体的に は、 本発明 の製造方法に使用 さ れる ガ ラ ス は 久 R oな zもよし

化物基準の質量％で、 必須成分 と して

好

S 性、いひ nくちり O 0 8 %

。好好 oが

B oはま S 5 〜 2 0 %未

L a o従し 6 5 〜 5 0 %

G d o ％ oつく 0 . 1 〜 3 0 % 、

T a o おてはをく 0 % を超 え 2 5 % ま で、 及び

L i o 上 、 1 % を超 え 3

を含有 し、 び %限

さ ら に任意成分 と を B

G e O 2 0 〜 1 0 %、 及び 又は

2 O o

ガ分〇 o o o o 及び

O ₂ ~ o o禾 ~ ~か散ラ 及び

O ₂ ~ 1

組成成スを 8ら 5 11 及び

2 O o 11

選 %% ο 5%% 及び

0 % %ば %、 及ぴ 又は

れ 、、

及たる

びだよ g 1

又は

b o 0 種 /じ

S 〜 % 又又 - - 並ぴ こ上記各金属元素の 1 種ま た は 2 種以又上ま の酸化物の一部ま た は ま

全部 と 置換 した弗化物の F と して の合計量がたはま Rく 0し〜 6 %の の各成 分を含有す.る こ と を特徴 と す る も の であ る こ と がはは 〇くし好ま しい。

なお、 本明細書中 において 「酸化物基準」 と は、ははく 52 本発明 の 構成成分の原料 と して使用 さ れ る 酸化物、 複合 種金 、 8ま属 フ ッ 化 が熔融時にすべて分 さ れ酸化物へ変化する と 定 し M以 %た o 場合に

該生成酸化物 の質 の 0 0 質量 % と して ガラ 上ス g -中 に含 さ れ る 各成分を表記 した であ り 本発明 のガ ラ ス組成物の 弗素 含有量は、' 本発 の -ガ ラ ス 成物 中 に存在 し う る 弗素の含有率を、 前記酸化基準での.ガ ラ ス 0 0 質 % を基準に して、 F原子 と して計算 し た場合の質量％ で表 した も の であ る

成分は、 本発明 の製造方法に適 した光学ガラ ス にお ガ ラ ス の粘度 を高め 失透性を 向上 さ せる の に有効な成分で あ る が、 過剰に含有 さ れ る と 転 度 T

好ま し く は 0 % り 好 5 %、 最 と して含有 し 、 好ま よ り 好ま と して含有 し 最 も 好ま し 5 %未満含有 する。

B ₂ O ₃成分は、 本発明 の製造方法に適 した光学ガラ ス において ガ ラ ス形成酸化 分 と して欠かす こ と のでき ない成分であ る 。 し 少なす.ぎ る と 耐失透性が不十分 と な り 、 多すぎ る と 化学的 つ て 好ま し く は 5 %、 よ り 好ま し く は 6 % は 8 % を下限 と して含有 し 好ま し く は 2 0 %未 ま し く は 1 9 • 5 % 最 も好ま し く は 1 9 % を上 と して含 有する 。

L a 5 O ₃成分は の屈屈折折率率をを高め、 低分散化 さ せる の に 有効であ り 局屈折率 性を有す る 本発明 のガ ラ ス に欠かす こ と 分であ り 、 そ の が少なすぎ る と ガ ラ ス の光学定数の 値効過有、、な %のはとさり 5り

範囲 内 持す る こ と が で あ る。 し力 し

過好れ好そ％率ででるををよさ Zし o 失透性を悪化 さ せる したが っ て、 好ま し く は 1 5 % 乗前せ超、 .てまのまあきり 8 %、 最 も好ま し く は 2 0 % を下限 と して含有 含従記好量なにえるるよ 1

し、 好ま し く は 5 0 % よ り 好ま し く は 4 7 o/₀未 最 も 好ま し く 含 。有％

は 4 5 %特がまぃをとり 上限 と して含有する 。

G d ₂〇O ₃成好成有好耐て定こししし 1 分は、 ガ ラ ス の屈折率を高 め 分散化 さ せ る の に有 かさく そ の が少なすぎ る と 上記効果が充分ではな く せ％ %がはしし る と 逆に耐失透性が悪 く な る つ て 、 好ま し く り 未好好をく ま し く は. 0 . 5 %、 最 も 好ま し く は 1 % を下 超はまま 最 も 好ま し < は 2 5 % を上えし 2 限 と して含有す る 。

N b o 成分は、 屈折率過最れ％るく 4 を高め、 化学的耐久性お よ び耐失透性を 改 す る 果が あ る が 乗％ 、、るこ する と 逆に耐失透性が悪 く な る つ て ヽよと o 1 り 好ま し く は 7 % 、 最 も好ま し く は

6 上 と して含有 さ 最が %まラ 4

o 成分は 折率を高 め 最ス %もし 失透性向上 さ せる 効果を有す る 成分であ る が 、 原料が非常に高価好以でにもく あ り 、 し く は 1

0 %、 よ り 好ま し く は 8 %、 最 も 好ま し く は 6 % を上限 と

好上ま して含有 おま

さ れる

いでま 7

Ύ b O ₃成分は、 ガ ラ ス の屈折率を高 め 、 低分散化 させる の に有 あし

効であ る する と 耐失透性が悪 く な る

いる

本発明 の光学ガ ラ ス において は好ま し く よ り 好ま し く は 4 %、 最 も 好ま し く は 3 . 5 % を上限 と して含有する

T i O 成分は、 光学定数を調整 し 失透性をは改善す る 効果が あ しカゝ し に添加す る と 耐失透性が く な力る 2 。 従っ て本発 の光学ガ ラ ス お レ、ては好ま し く は 1 % り 好ま し 8 く は 0 . 8

%、 最 も 好ま し く は 0 5 を上 含

さ れる %

Z r O 成分は 光学定数を し 失 性を改 し 未の o化-学的 久性を 向上 さ せ る 効果か あ る が 添 さ せる と 逆に光耐％失透 性が悪 く な る う え 転移温度 T g ) を所望の こ維持 し < 本発明 の光学ガ て は好ま し く 1 0 % よく

. 5 % を上限 と して含有 る

T a 〇 ₅成分は、. 屈折率を高 め、 化学的耐久性お よ び耐失透性を 改善する 果カ S あ る が、 その が少なすぎ る と では 著な効果が見 ら れず 5 % を え る と 逆に耐失透性が悪 く な る 従っ て、 1 0 と

9 ま た好ま し く は 2 ま し く は 2 3 % を上限 と して 含有す る 。

w o ₃成分は、 光学定数を調整 し 失透性を改 す る 効果が あ 過剰 に含有す る と 逆に耐失透性や可 の 短波長

が悪 く な る つ て本発明 にぉレ、て は 好ま し く は

'し く は 8. %、 最 も好ま し く は 6 % を上 と して含有す る 。 O成分は、 転移温度 T g ) を低め る 果が大 き い成分であ る が 過剰 に含有する と 耐失透性が悪 く な る 。 従っ て本発明 にお て は 好ま し く は 1 5 %、 よ り 好ま し く は 1 3 % 、 最 も好 力、折ま該かさし 0 % を上限 と して含有す る

！ 5

C a O 、 S r O お よ び B a O成分か ら選ばれ る 1 種ま たは 2 種以 急従せ率％他公る Fく Sし o

上の成分であ る R O成分は光学定数の調整に有効であ る そ の 成不ヽ、方つの差、

すな わち 、 C a O 、 S r O お よ び B a O成分

利最耐分変て本か 、

え る と 耐失透性が悪 く な る つ て

動失益

は 発 、流はあ

C a O ら S 〇 お よび B a 〇 分の合計

好

よ り 好ま し透好をを < は 4 % 最 も好ま し く は 3 % を上 と して含有す る

L i ₂ O成分誘克まれまにしは 転移温度 （ T g ) を大幅に下げ、 かつ 合 し たガ ラ ス原料の溶、たししよ融を促進する 果を有する が、 そ の が少なすぎ る と こ れ ら の効果すが歩ガくるくし不 + 過 含有する と 逆に耐失透性 。 従、留屈るラままつ て %未満含有 し、 よ り 好ま は 2 . 5 %、 最 も好不あス ο ο ま し く は 2 % を上限 と して含有する 。 ま た . 5 % を越えて含有す利る る こ と が好ま しい。

b ₂ Ό ₃成分は、 ガ ラ ス 程益時 時-の し う る が 、 そ の 量 は好 く は 1 %、 よ り 好ま し く 度が 0 最 も 好ま

と して含有でき る 。 のあ

u ₂ O , 成分は、 本願発明 の組成系 において さ せ る こ と に よ り 耐失透性を 向上 さ せ る こ と がま で き-る 。 L U ₂ O 3 成分は原 が著 し く 高レ、ため す本本でる と 生産コ ス ト が高 く な り 実 用 的でな く な り 、 さ ら に 失透性を悪 益力 あ る 発は

5 %未満含有 し、 よ り 好ま し く は 0 4 含量明明

4 % を上限 と して含有する 。

有のがの

ガ ラ ス の分散を低 く しつつ、 転移温度 （ T g ) を 下 光好製のさ

性を 向上 さ せ る た め に有効であ る が

せ合学造ま 、

計熔方ガてし

の不利益は生 じに く 本発明 の製造方法に適用 でき量融法ラもるく F 成分は 上記各金属元素の ま た は ' 2 種以上の酸化物の ま 歩がスェたはには全部 と 置 した 化 の F と しての合計量が、 好ま し く は 6 %、 程留によよ 51 り 好ま し く は 5 5 最 も好ま し く は 5 % を上限 と して含有する %おォ中ま o 前述の よ う 本発明の製造方法は、 光学ガ プ レい％のスをばり 形に使用 さ れ

る 合に、 屈折率の調節に特に有用 であ る 。 従来の超屈等て、か 研磨で最終 レ ン ズ に仕上げる た め プ レ ス成形品 な ど の レ ン 'プ リ フ ォ ー ム の 段階で屈折率を決定する こ と が でき た すな わ ち 、 ァ ニール工程において徐冷速度を す る こ と に よ 屈折率調節が可能であ っ た カゝ し 密プ レ ス成 は レ ン ズプ リ フ ォ ー ム をモ ール ドプ レ ス成形する 過程で熱が力 Dわ る た め、 レ ン ズ プ リ フ ォ ー ム の屈折率は キ ャ ンセ ル さ れ、 モ ール ド プ レ ス 成开 に お け る 降温速度で屈折率が決定 さ れ る つ て、 屈折率は流出 したガ ラ ス の段階で所定の公差の 内 に な ければな ら な

こ対す る 屈折率変化が大き レ、 と 当 が大幅に下が り 安定生産でき な く な る 。 従 つ て 折率の調節は安定生産や歩留の 向上に非常に 有効であ る 。

実施例' .

以下、 本発明 の実施態様の 1 つについて する

S i O ₂ 、 B ₂ O ₃ 、 L a ₂ O ₃ 、 G d ◦ ₃、 丁 & ₂〇 ₅及ぴ 1 ₂ 0 を 含有 し、 揮発成分 と して F 成分をガ ラ ス組成物全体の 1 〜 2 質量％ 含変熔ががめ て カ ラ ス の屈折率の 図のく c "

熔有化結屈融多第 、

に示す。

す果をく 2

て 、 縦軸に屈折率 厶 n 出 か ら の時 測図るを

間経過 を示 した。 Δ n _d は 中心 と な る 屈折率の小数第五位を 0 と し 光第定にり

た時の屈折率差を示す 中心 と な る 屈折率力 S 1 . 8 4 0 0 0 の場合 公 は 学おし 2 8 3 9 5 0 8 4 0 5 0 と な る こ と が好ま し く 、

8 4 0 0 ガた図い 0 を 0 8 3 9 5 0 を 一 5 0

5 0 と して表わ。すラ 。 第 2 図では、 投入カ レ ッ ト を 一 7 0 と して 固定 した。 . '

第 2 図 において、 0 5 h において屈折率が公 外 と な っ て る こ と が分力ゝる 。 5 2 0 h では成分揮発.量が定常状態 と な る た 屈折率の変化 が小 さ く な る が 、 成分揮発の影響でカ レ ッ ト と 折率差は 7 0 と な っ てレ、 る 。 0 5 h では 投入力 レ ツ ト

撹拌部へ と 移動す る過

ガ ラ ス に な る ま での時 過力 S あ る た め に

6 0 ま で屈折率が上昇 してい る

率である た め に、 揮発が起 こ る と ガ ラ ス の屈折率は上

1 2 4 h では、 カ レ ッ ト 投入が終了お し、 各部のガラ ス量が少な な っ て弗 a 成分の揮発量が多 く な り 、 急激に屈折率が上昇 した 示せず ) 0

こ れを解消する た め に 本発明 では投入力 レ ツ ト を調節 して流出 ガ ラ ス の屈折率を公差 內 と な る よ う に した。 第 2 図 と 条件 な どは全て と し、 .投入力 レ ツ ト の屈折率を変えただけ の結果を 弗弗

第 3 図 に示 した。 第 2 図 の結果を踏ま えて 投入力 レ ツ ト は 期各素素

2 7 0 出 と 同時に投入力 レ ツ ト を 一 2 2 0 ら

4 時間後 に投入力 レ ツ ト を ー 7 0 に変更 し 更に 出部成成昇力 ら 1 8 時間 こ'一 2 7 0 に変更 した。 0 2 0 h では 出ガ ラ ス の分分す屈が折率は公 差内 に さ れてい る こ -と が分力、つ た 本発明 に一はのるよ る 製造 方法は連 方式の屈折率 こ対 して非常に有効であ 揮低。定

本'発明 において は投入す る 力 レ ツ ト の屈折率を適宜変更 して発量屈いな る た め 成は一つ に定ま ら な 従っ て、 基準 と な る 組成例 を表，折量 1おの に示す。 上述 した実施態 の _基準 と な る組成は 成 2 こ該当 す る 。 カ レ ッ ト の屈折率を 整する に は、 L O B O

ZnO

て 60 5. 60 6. 62

あさ 5. 4. 58 8. 65

Li₂れ以良0 1. 02 1. 02 0. 81 1. 22 1. 02

Sb₂0₃上てい 0. 10 0. 10 0. 10 0. 10 0. 10

Lu₂0₃ 0. 05 0. 05 0. 10 0. 00 0. 00

Ge0₂ 2. 04 2. 04 1. 17 2. 89 1. 02

維

F 1. 78 1. 78 1. 78 1. 78 1. 78 合計 （F除 く ）

100 100 100 100 100

nd 1. 864 1. 840 1. 856 1. 845 1. 863 v d 40. 6 40. 8 40. 7 40. 3 40. 5 第 2 図、 第 3 図では操炉条件、 すな わ ち熔解条件や流出量 の変更 な どを行っ て いないため、 定白一常状態におけ る 屈折率変化は ほ と ん ど な く 、 特に屈折率の調整を行 う 必要はなかつ た しカゝ し 炉条件 を変更す る場合や流出が 曰 カゝ ら 及ぶ場合には成分揮発量 が変わ り 易 く な る た め て も 屈折率の調整が必要 と な る 。 そ の 出 口 で取得 したガ ラ ス を迅速にァ ュ

そ の結果を投入力 レ ツ ト に フ ィ ー ドノ 屈外ッ ク すればよ X. ば 出 口 で取得 した .ガ ラ ス の屈折率が 一 2 0 と な っ た場合に は、 投入 カ レ ッ ト の屈折率を そ の差分だけ、 すな わ ち 2 0 程高 く し て投入す ればよ い。

以上の よ う な製造方法 と す る こ 折率を公差 内 に安定 して維持でき る た め、 屈折率が公差 と な る こ と に よ る 歩留 下を防止で き 、 安定生産が可能 と な る 。

ま た、 例示 した図 にお け る 屈折率の ァ ニールの降下速度は 一 5 0

C / h と した場合の値を示 した しカゝ し 出ガ ラ ス の屈折率を 入力 レ ツ ト こ反映 さ せる に はァニー ル工程が短縮 さ れる ほ ど屈折率 を一定値に 持 し易 く な る の で 、 ァ ニ ールの降下速度は更に短 く て 炉に し て 載 した が 力 レ ツ ト が連続的 に 入 ば あ る は であ っ て も 炉内 に熔 ガ ラ ス が残つ い る 状

態で投入 さ れて 、 本質的 に は連続熔 方式であ る。 ま た、 こ こ で記載 した装置 成は代表 であ っ て、 こ れに限定 さ れ る も の ではない。

産業上 の利用 可能

以 上 、 述べた と お り 、 本発 の光学ガ ラ ス の製造方法は、 成分が 揮発す る こ と に よ る 屈折率変 が大 き い光学ガ ラ ス の製造方法、 特 に、 低いガラ ス転移温度 （ τ _g ) を有す る 、 精密モ ール ド プ レ ス 形に適 した光学ガ ラ ス の製造方法に適 してお り 産業上非常に有用 で あ る 。 ·

Claims

請求の範囲

1 . 熔融ガ ラ ス を流出 口 か ら 流出 さ せ る こ と を含むガ ラ ス熔融装 置にぉ レヽて 、 流出 した熔融ガ ラ ス の特性が所望の範囲内 と な る よ う に予ず差のめ調節 さ れた原料を投入す る 工程を含む光学ガ ラ ス の製造方法 合ェるし

2 . ，青求程ガ引項 Lの製造方法において 、 さ れ る ガ ラ ス の特性が 折率で あ でかるラ 光学ガ ラ ス の製造方法

着求項 2調れ要要 、スの製造方法において流出 ロ カゝ ら ガ ラ ス を流出 さ せる の工程で、 投入の さ れる原料の屈折率が、 ガ ラ ス の熔融工程にお て生ず る ガ ラ ス の屈折率変化分を 、 成形ガ ラ ス に要求 さ れ る 屈折率 匕

の 力 ら し引 かれ る こ と で決定.さ れる 工程を含む光学ガ ラ ス の 造方法 一一ョ一一

変

4 . 請求項 2 又は 3 の製造方法において 出 口 力 ら 流出 したガ ラ ス の屈折率を測定 し、 当 該屈折率測定値 と 成形ガ ラ ス に要求 さ れ る 屈折率の差に対応 さ せ、 投光率入さ れる原料の屈折率を連続的又は に調整 し、 変化 さ せる と を含む光学ガ ラ ス の製造方法

5 記投入 さ れる 原科が 力 レ ツ ト であ っ て、 力 レ ツ ト の屈折率 成

が 力 レ ツ ト に要求 さ れる 屈折率の値 よ り も 高い屈折率を有す る 力 レ ツ ト と カ レ ツ ト に要求 さ ；^る 屈折率の よ り も 屈折率を有す る 力 レ ツ 卜 と を 合 して調整す る こ と ί り 決定 さ れる と を含む 請求項 2 〜 4 の ずれかに記載の方法。 をラ

6 . 請請求求項項 1の 造方法 し レヽ 飞 ヽ さ 含れガス る ガ ラ ス の特性が 比重であ る 光学ガ ラ ス の 造方法 むにラ

7 請求項 6 の 造方法にお て 出 口 カゝ ら要光スガ ラ ス を流出 さ せ る 投入 さ れる 原料の比重が 求学のを お て 化分を 含熔有有ガさ

か る こ と で決定 さ れ る 工程 融すれす *Jラ 造方 法 請ェスるるる

8 請—求項 又は 7 の製造方法において 出 口 カゝ ら流出程比求力力のしたガ ラ ス の比重を 定 し、 当該比重測定値 と 成 ガ ラ ス に要求 さ れる 比 重製項にレレ の差 こ対応 さ せ、 投入 さ れ る 原料の比重を連続的又は断続的 に調 ッッ 6 し 、 変化 さ せる こ と を含む光学ガ ラ ス の製造方法

値 ~トト 9 . 前記投入 さ れ る 原料が力 レ ツ

カ レ ッ ト に 求 さ れる 比 の値 よ り も 高 比重を

と 力 レ ツ ト に 求 さ れる 比重の値 よ り も

と を す る こ と に よ り 決定 さ れる こ と を

8 の

1 0 おいて、 投入 さ れ る原料

1 1 .

素、 ア ン チモ ン タ リ ウ ム ビ ス マ ス 、 セ シ ウ ム の う ち の 1 種 ま た は 2 種以上を含む こ と を 請求項 1 〜 1 0 のいずれかに記載の 製造方法。

2 . 光学ガ ラ ス が 、 屈折 ( n が 1 . 8 ΰ を超え、 ア ッ ベ が 3 5.以上の範囲の 学定数を有 し 、 必須成分 と し て s

O ₂及 L a ₂ 〇 ₃及ぴ G d O ₃の O ₅及 び L O を含 有 し 、

温度 T g が 6 3 0 °C以下であ る こ と を特徴 と する 請求項 1 〜 1 1 の いずれかに記載 の製造方法。

1 3 . 前記光学ガ ラ ス が

酸化物基準'の質量 % で 、 必須成分 と し て

s i ₂ 0 . 1.〜 8 % 、

B 2 O a 5 〜 2 0 %未満、

L a 2 O 3 1 5 〜 5 0 % 、

G d 2 O 3 0 . ；! 〜 3 0 % 、

T a 2 O _s 1 0 % を超え 2 5 % ま で、 及び

L i 2 O 0 . 5 %.を超 え 3 %未満、

を含有 し、'

さ ら に任意成分 と して

G e O ₂ 0 〜 1 0 %、 及び /又 は

Y b 2 O 3 0 〜 5 % 、 及び /又は

T i O ₂ 0 〜 1 %、 及び Z又は

Z r O ₂ 0 -〜 1 0 % 、 及び /又は

b 2 O ₅ 0 〜 8 %、 及び /又は

w O 3 0 〜 ： 1 0 %、 及び /又は

z n o 0 〜 1 5 % 、 及び Z又は

R 〇 0 〜 1 0 % 、 ただ し、 R 〇 は、 M g O 、 C a

O 、 S r O お よ び. B a O 力 ら選ばれる 1 種ま た は 2 種以上、 及び / 又は

s b 2 O 3 0 〜 1 %

並びに上記各金属元素の 1 種ま た は 2 種以上の酸化物の一部ま た は 全部 と 置換 した弗化物の F と し て の合計量が 0 〜 6 % の範囲 の各成 分を含有する こ と を特徴 と する 請求項 1 1 .又は 1 2 の製造方法。

1 4 . 請求項 1 〜 1 3 のいずれか 1 項の製造方法に よ り 製造 さ れ た光学ガ ラ ス 力 ら な る精密プ レス成形用 プ リ フ ォ ーム。

1 5 . 請求項 1 〜 1 3 の製造方法に よ り 製造 さ れた光学ガ ラ ス を 成形 して な る 光学素子。