JP2009018952A - Optical glass - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical glass which has a low glass transition temperature (Tg), does not contain substances detrimental to the environment and is excellent in homogeneity. <P>SOLUTION: The optical glass does not contain Pb and As compounds and contains P<SB>2</SB>O<SB>5</SB>, SnO and R<SB>2</SB>O (R is not less than one kind selected from among the group consisting of Li, Na, K and Cs) as indispensable components. The optical glass contains SnO, TiO<SB>2</SB>, Nb<SB>2</SB>O<SB>5</SB>and WO<SB>3</SB>in a way that 1-60% of SnO and not more than 3% of the aggregate of TiO<SB>2</SB>, Nb<SB>2</SB>O<SB>5</SB>and WO<SB>3</SB>in terms of oxide-based mol% are included has a shortest wavelength of a light having a light transmittance exceeding 80% (λ80) of not more than 450 nm. The optical glass as described in Claim 1 or 2 contains 30-80% of P<SB>2</SB>O<SB>5</SB>and 1-35% of R<SB>2</SB>O (R is not less than one kind selected from among the group consisting of Li, Na, K and Cs) in terms of oxide-based mol%. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、非常に低いガラス転移点（Ｔｇ）を有する精密プレス成形に適した光学ガラスに関する。   The present invention relates to an optical glass suitable for precision press molding having a very low glass transition point (Tg).

光学系を構成するレンズには一般に球面レンズと非球面レンズがある。多くの球面レンズは、ガラス材料をリヒートプレス成形して得られたガラス成形品を研削研磨することによって製造される。一方、非球面レンズは、加熱軟化したレンズプリフォーム材を、高精度な成形面をもつ金型でプレス成形し、成形面の形状をレンズプリフォーム材に転写して得る方法、すなわち、精密プレス成形によって製造されることが主流となっている。   In general, there are a spherical lens and an aspheric lens as lenses constituting the optical system. Many spherical lenses are manufactured by grinding and polishing a glass molded product obtained by reheat press molding a glass material. On the other hand, an aspherical lens is a method in which a heat-softened lens preform material is press-molded with a mold having a highly accurate molding surface, and the shape of the molding surface is transferred to the lens preform material, that is, a precision press. It is mainly produced by molding.

精密プレス成形によって非球面レンズのようなガラス成形品を得るにあたっては、高温環境下でプレス成形することが必要であるので、この際使用する金型も高温に曝され、また、金型に高いプレス圧力が加えられる。そのため、レンズプリフォーム材を加熱軟化させる際及びプレス成形する際に、金型の成形面が酸化、侵食されたり、金型成形面の表面に設けられている離型膜が損傷したりして金型の高精度な成形面が維持できなくなることが多く、また、金型自体も損傷し易い。そのようになると、金型を交換せざるを得ず、金型の交換回数が増加して、低コスト、大量生産を実現できなくなる。そこで、精密プレス成形に使用するレンズプリフォーム材となるガラスは、上記損傷を抑制し、金型の高精度な成形面を長く維持し、かつ、低いプレス圧力での精密プレス成形を可能にするという観点から、できるだけ低いガラス転移点（Tg）を有することが望まれている。   In order to obtain a glass molded product such as an aspheric lens by precision press molding, it is necessary to press mold in a high-temperature environment. Therefore, the mold used at this time is also exposed to high temperatures, and the mold is expensive. Press pressure is applied. Therefore, when the lens preform material is heat-softened and press-molded, the molding surface of the mold is oxidized or eroded, or the release film provided on the surface of the mold molding surface is damaged. It is often impossible to maintain a highly accurate molding surface of the mold, and the mold itself is easily damaged. In such a case, the mold must be replaced, and the number of mold replacements increases, making it impossible to realize low cost and mass production. Therefore, the glass used as the lens preform material for precision press molding suppresses the above damage, maintains a high-precision molding surface of the mold for a long time, and enables precision press molding with a low pressing pressure. Therefore, it is desired to have a glass transition point (Tg) as low as possible.

低いガラス転移点（Tg）を有するガラスとして、リン酸系ガラスが知られている。例えば、特開平１０−２９７９３６にはＳｎＯ−ＰｂＯ−Ｐ_２Ｏ_５系が３００℃前後の低いガラス転移点（Tg）を有することが記載されているが、環境に有害なＰｂＯを必須成分としているため、実用上好ましくない。また、特開平０４−３２５４３７に記載されているＺｎＯ−Ｒ_２Ｏ−Ｐ_２Ｏ_５−（Ｆ又はＣｌ）系（Ｒはアルカリ金属元素）も３００℃前後の低いガラス転移点（Tg）を有するが、塩素またはフッ素成分を含有しているため、それら揮発成分が環境に悪影響を与えるだけでなく、内部品質の不均質性の問題も生じやすく光学ガラスの品質としては不十分となりやすい。
特開平１０−２９７９３６号公報 特開平４−３２５４３７号公報 A phosphate glass is known as a glass having a low glass transition point (Tg). For example, JP-A-10-297936 describes that the SnO—PbO—P ₂ O ₅ system has a low glass transition point (Tg) of about 300 ° C., but contains PbO that is harmful to the environment as an essential component. Therefore, it is not preferable for practical use. Further, ZnO—R ₂ O—P ₂ O ₅ — (F or Cl) system (R is an alkali metal element) described in JP-A No. 04-325437 also has a low glass transition point (Tg) around 300 ° C. However, since it contains a chlorine or fluorine component, these volatile components not only have an adverse effect on the environment, but also a problem of inhomogeneity of internal quality tends to occur, and the quality of the optical glass tends to be insufficient.
JP-A-10-297936 JP-A-4-325437

本発明は低いガラス転移点（Tg）を有し、環境に有害な物質も含まず、均質性の良好な光学ガラスを提供するものである。   The present invention provides an optical glass having a low glass transition point (Tg), containing no substances harmful to the environment, and good homogeneity.

本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、リン酸スズ系ガラスにおいて環境上好ましくない物質を含まずとも所望のガラス転移点（Ｔｇ）が非常に低く、高均質の光学ガラスを製造しうることを見出した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has conducted intensive studies and studies, and as a result, the desired glass transition point (Tg) is very low and high even without containing environmentally undesirable substances in the tin phosphate glass. It has been found that a homogeneous optical glass can be produced.

本発明の第１の構成は、Ｐｂ及びＡｓ化合物を含まず、必須成分として、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｎＯ及びＲ_２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）を含有することを特徴とする光学ガラスである。 The first configuration of the present invention does not include Pb and As compounds, and P ₂ O ₅ , SnO and R ₂ O (R is one selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs as essential components) Or the like).

本発明の第２の構成は、酸化物基準のｍｏｌ％で
ＳｎＯ １〜６０％
ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＷＯ_３の合計量が３％以下
となるように各成分を含有し、
光線透過率が８０％を超える最短波長（λ８０）が４５０ｎｍ以下であることを特徴とする前記構成１に記載の光学ガラスである。 The second configuration of the present invention is SnO 1% to 60% in terms of mol% based on oxide.
Each component is contained so that the total amount of TiO ₂ , Nb ₂ O ₅ and WO ₃ is 3% or less,
2. The optical glass according to Configuration 1, wherein the shortest wavelength (λ80) having a light transmittance exceeding 80% is 450 nm or less.

本発明の第３の構成は、酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｐ_２Ｏ_５ ３０〜８０％
Ｒ_２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上） １〜３５％
の各成分を含有する前記構成１及び２に記載の光学ガラスである。 The third configuration of the present invention is mol% based on oxide,
P ₂ O ₅ 30~80%
R ₂ O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K, Cs) 1-35%
It is the optical glass of the said structure 1 and 2 containing each component of these.

本発明の第４の構成は、Ｌｉ_２Ｏを含有することを特徴とする前記構成３の光学ガラスである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical glass according to the third aspect, comprising Li ₂ O.

本発明の第５の構成は、Ｃｌ及びＦ成分を実質的に含有しないことを特徴とする前記構成１〜４に記載の光学ガラスである。 A fifth configuration of the present invention is the optical glass according to any one of the above configurations 1 to 4, wherein the optical glass does not substantially contain Cl and F components.

本発明の第６の構成は、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．８０、アッベ数（νｄ）が２５〜６５の範囲であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下であることを特徴とする前記構成１〜５に記載の光学ガラスである。 According to the sixth configuration of the present invention, the refractive index (nd) is 1.50 to 1.80, the Abbe number (νd) is 25 to 65, and the glass transition point (Tg) is 500 ° C. or less. The optical glass according to any one of the above constitutions 1 to 5.

本発明の第７の構成は、酸化物基準のｍｏｌ％で、
ＳｉＯ_２ ０〜５０％及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｎａ_２Ｏ ０〜３５％及び／又は
Ｋ_２Ｏ ０〜３５％及び／又は
Ｃｓ_２Ｏ ０〜３５％及び／又は
ＭｇＯ ０〜５０％及び／又は
ＣａＯ ０〜５０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜５０％及び／又は
ＢａＯ ０〜５０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜５０％及び／又は
ＴｉＯ_２ ０〜２％及び／又は
Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜２％及び／又は
ＷＯ_３ ０〜２％及び／又は
Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜５０％及び／又は
ＺｒＯ_２ ０〜５０％及び／又は
Ｙ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｙｂ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｓｂ_２Ｏ_３ ０〜５％
の各成分を含有する前記構成１〜６に記載の光学ガラスである。 The seventh configuration of the present invention is mol% of oxide basis,
SiO ₂ 0 to 50% and / or _B 2 _O 3 0~50% and / or _Al 2 _O 3 0~50% and / or _Na 2 O 0 to 35% and / or _K 2 O 0 to 35% and / or _Cs 2 O 0 to 35% and / or 0 to 50% MgO and / or CaO 0 to 50% and / or SrO 0 to 50% and / or BaO 0 to 50% and / or 0 to 50% ZnO and / Or TiO ₂ 0-2% and / or Nb ₂ O ₅ 0-2% and / or WO ₃ 0-2% and / or Ta ₂ O ₅ 0-50% and / or ZrO ₂ 0-50% and / or Y ₂ O ₃ 0-50% and / or Yb ₂ O ₃ 0-50% and / or La ₂ O ₃ 0-50% and / or Gd ₂ O ₃ 0-50% and / or Sb ₂ O ₃₀ 5%
It is an optical glass of the said structures 1-6 containing each component of these.

本発明の第８の構成は、前記構成１〜７に記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子である。 The 8th structure of this invention is an optical element formed by carrying out precision press molding of the optical glass of the said structures 1-7.

本発明の第９の構成は、前記構成１〜７に記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームである。 A ninth configuration of the present invention is a precision press-molding preform made of the optical glass according to any one of configurations 1 to 7.

本発明の第１０の構成は、前記構成９のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子である。 The 10th structure of this invention is an optical element formed by carrying out precision press molding of the preform of the said structure 9. FIG.

上記構成を採用することにより、本発明の光学ガラスは溶融プリフォーム成形ならびにモールドプレス性の良い光学ガラスとして好適である。 By adopting the above configuration, the optical glass of the present invention is suitable as an optical glass having good melt preform molding and mold pressability.

本発明の光学ガラスにおいて、各成分の組成範囲を前記のとおり限定した理由を以下に述べる。以下、本明細書中においては特に断らない限り、ガラス組成における各成分の含有率は全て酸化物基準のｍｏｌ％で表すものとする。 The reason why the composition range of each component is limited as described above in the optical glass of the present invention will be described below. Hereinafter, unless otherwise specified in the present specification, the content of each component in the glass composition is all expressed in mol% based on oxide.

本明細書中において「酸化物基準」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００ｍｏｌ％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。 In the present specification, the “oxide standard” means that the oxide, nitrate, etc. used as the raw material of the glass component of the present invention are all decomposed and transformed into oxide when melted, and the generated oxide. It is the composition which described each component contained in glass by making the sum total of mass of 100 mol%.

Ｐ_２Ｏ_５成分はガラスを形成するのに必須な成分であるが、その量が少ないと耐失透性を悪化させやすく、多すぎると化学的耐久性が低下しやすくなる。したがって、好ましくは３０％、より好ましくは３５％、最も好ましくは４０％を下限とし、好ましくは８０％、より好ましくは７５％、最も好ましくは７０％を上限とする。 The P ₂ O ₅ component is an essential component for forming glass, but if the amount is small, the devitrification resistance is likely to deteriorate, and if it is too large, the chemical durability tends to be lowered. Accordingly, the lower limit is preferably 30%, more preferably 35%, and most preferably 40%, preferably 80%, more preferably 75%, and most preferably 70%.

ＳｎＯ成分はガラス転移点（Tg）を低下させる効果がある必須成分であり、また光学恒数の調整のため添加し得るが、その量が少なすぎるとその効果が十分でなく、また多すぎると透過率および耐失透性を低下させやすくなる。したがって、好ましくは１％、より好ましくは３％、もっとも好ましくは５％を下限とし、好ましくは６０％、より好ましくは５５％、最も好ましくは５０％を上限とする。 The SnO component is an essential component that has the effect of lowering the glass transition point (Tg), and can be added to adjust the optical constant, but if the amount is too small, the effect is not sufficient, and if it is too much, It tends to decrease the transmittance and devitrification resistance. Therefore, the lower limit is preferably 1%, more preferably 3%, and most preferably 5%, preferably 60%, more preferably 55%, and most preferably 50%.

R_２Ｏ成分はガラス転移点（Tg）を下げる効果を有する必須成分であるが、その量が少なすぎるとその効果が得られにくく、多すぎると耐失透性が急激に低下しやすくなる。したがって、好ましくは１％、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限とし、好ましくは３５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２５％を上限とする。 The R ₂ O component is an essential component having the effect of lowering the glass transition point (Tg). However, if the amount is too small, the effect is difficult to obtain, and if the amount is too large, the devitrification resistance is likely to rapidly decrease. Accordingly, the lower limit is preferably 1%, more preferably 3%, and most preferably 5%, preferably 35%, more preferably 30%, and most preferably 25%.

Li_２Ｏ成分はガラス転移点（Tg）を下げる効果が大きく、R₂O成分の中でも非常に重要な成分であり含有させることが好ましい。しかしその量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。なお、本発明の光学ガラスにおいては、好ましくは１％、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限とし、したがって、好ましくは３５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２５％を上限とする。 The Li ₂ O component has a great effect of lowering the glass transition point (Tg), and is a very important component among the R ₂ O components, and is preferably contained. However, if the amount is too large, the devitrification resistance tends to deteriorate. In the optical glass of the present invention, the lower limit is preferably 1%, more preferably 3%, and most preferably 5%. Therefore, the upper limit is preferably 35%, more preferably 30%, and most preferably 25%. And

Ｎａ_２Ｏ成分はガラス転移点（Tg）を下げる効果を有するが、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは３５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２５％を上限とする。 The Na ₂ O component has the effect of lowering the glass transition point (Tg), but if the amount is too large, the devitrification resistance tends to deteriorate. Therefore, the upper limit is preferably 35%, more preferably 30%, and most preferably 25%.

Ｋ_２Ｏ成分はガラス転移点（Tg）を下げる効果を有するが、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは３５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２５％を上限とする。 The K ₂ O component has the effect of lowering the glass transition point (Tg), but if the amount is too large, the devitrification resistance tends to deteriorate. Therefore, the upper limit is preferably 35%, more preferably 30%, and most preferably 25%.

Ｃｓ_２Ｏ成分はガラス転移点（Tg）を下げる効果を有するが、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは３５％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２５％を上限とする。 The Cs ₂ O component has the effect of lowering the glass transition point (Tg), but if the amount is too large, the devitrification resistance tends to deteriorate. Therefore, the upper limit is preferably 35%, more preferably 30%, and most preferably 25%.

ＳｉＯ_２成分は化学的耐久性を向上させるために添加しうる成分であるが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 The SiO ₂ component is a component that can be added to improve chemical durability. However, if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

Ｂ_２Ｏ_３成分は耐失透性向上のために添加しうる成分であるが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 The B ₂ O ₃ component is a component that can be added to improve devitrification resistance. However, if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

Ａｌ_２Ｏ_３成分は化学的耐久性を向上させるために添加しうる成分であるが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 The Al ₂ O ₃ component is a component that can be added to improve chemical durability, but if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

ＭｇＯ成分は耐失透性向上のために添加し得るが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 The MgO component can be added to improve devitrification resistance, but if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

ＣａＯ、 ＳｒＯ、 ＢａＯの各成分は光学恒数を調整するために添加し得るが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、これら各成分はそれぞれ好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 Each component of CaO, SrO, and BaO can be added to adjust the optical constant, but if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, each of these components preferably has an upper limit of 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

ＺｎＯ成分は光学恒数を調整するために添加し得るが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 A ZnO component can be added to adjust the optical constant, but if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

ＴｉＯ_２、 Ｎｂ_２Ｏ_５、 ＷＯ_３の各成分は光学恒数を調整するために添加し得るが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。また、透過率を悪化させる原因となりやすく、特に短波長側での透過率を急激に悪化させる要因となる。 したがって、これらの成分の合計は、好ましくは３％以下、より好ましくは２．５％以下、最も好ましくは２％を上限とする。これら各成分については、それぞれ好ましくは２％、より好ましくは１．５％、最も好ましくは１％を上限とする。 Each component of TiO ₂ , Nb ₂ O ₅ , and WO ₃ can be added to adjust the optical constant, but if the amount is too large, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). In addition, the transmittance tends to be deteriorated, and in particular, the transmittance on the short wavelength side is rapidly deteriorated. Therefore, the total of these components is preferably 3% or less, more preferably 2.5% or less, and most preferably 2%. For each of these components, the upper limit is preferably 2%, more preferably 1.5%, and most preferably 1%.

Ｔａ_２Ｏ_５成分は光学恒数を調整するために添加し得るが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 The Ta ₂ O ₅ component can be added to adjust the optical constant, but if the amount is too large, it becomes difficult to obtain the desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

ＺｒＯ_２成分は化学的耐久性を向上させる効果があり、また光学恒数を調整するために添加し得るが、その量が多すぎると所望のガラス転移点（Tg）が得にくくなり、耐失透性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 The ZrO ₂ component has the effect of improving chemical durability, and can be added to adjust the optical constant. However, if the amount is too large, it becomes difficult to obtain the desired glass transition point (Tg), resulting in loss resistance. Permeability tends to deteriorate. Therefore, the upper limit is preferably 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

Ｙ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３の各成分は光学恒数の調整のため添加し得るが、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなり、また所望のガラス転移点（Tg）を得にくくなる。したがって、これら各成分は５０％、より好ましくは４０％、最も好ましくは３０％を上限とする。 Each component of Y ₂ O ₃ , Yb ₂ O ₃ , La ₂ O ₃ , and Gd ₂ O ₃ can be added for adjusting the optical constant, but if the amount is too large, the devitrification resistance tends to deteriorate. Further, it becomes difficult to obtain a desired glass transition point (Tg). Therefore, the upper limit of these components is 50%, more preferably 40%, and most preferably 30%.

Ｓｂ_２Ｏ_３成分は脱泡のために添加し得るが、その量は５％以下、より好ましくは４％以下、最も好ましくは３％以下である。 The Sb ₂ O ₃ component can be added for defoaming, but the amount is 5% or less, more preferably 4% or less, and most preferably 3% or less.

次に、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない成分について説明する。   Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention will be described.

鉛化合物は、精密プレス成形時に金型と融着しやすい成分であるという問題並びにガラスの製造のみならず、研磨等のガラスの冷間加工及びガラスの廃棄に至るまで、環境対策上の措置が必要となり、環境負荷が大きい成分であるという問題があるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。 Lead compounds are components that are easy to fuse with molds during precision press molding and glass manufacturing, as well as glass processing such as polishing and environmental measures such as glass processing and glass disposal. The optical glass of the present invention should not be contained because it is necessary and has a problem that it is a component with a large environmental load.

砒素、カドミウム及びトリウム成分は、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。 Arsenic, cadmium and thorium components are harmful components to the environment and are extremely environmentally friendly components, and therefore should not be contained in the optical glass of the present invention.

塩素及びフッ素成分は、それらの揮発性から環境に悪影響を与えるだけでなく、ガラス内部の不均質性を生じやすくするため、本発明の光学ガラスには含有しないことが好ましい。 Chlorine and fluorine components not only adversely affect the environment due to their volatility, but also tend to cause inhomogeneities inside the glass, so that they are preferably not contained in the optical glass of the present invention.

さらに本発明の光学ガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ等の着色成分は、光線透過率を下げやすいので、実質的に含有しないことが好ましい。ここで「実質的に含有しない」とは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。 Furthermore, in the optical glass of the present invention, coloring components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Eu, Nd, Sm, Tb, Dy, and Er are likely to lower the light transmittance. It is preferable not to contain substantially. Here, “substantially does not contain” means that it is not contained artificially unless it is mixed as an impurity.

本発明のガラス組成物は、その組成がｍｏｌ％で表されているため直接的に質量％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分の質量％表示による組成は、酸化物基準組成で概ね以下の値をとる。
Ｐ_２Ｏ_５ ３０〜８５％及び
ＳｎＯ １〜７０％及び
Ｌｉ_２Ｏ ０．５〜２０％及び
ＳｉＯ_２ ０〜５０％及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｎａ_２Ｏ ０〜４０％及び／又は
Ｋ_２Ｏ ０〜４０％及び／又は
ＭｇＯ ０〜３０％及び／又は
ＣａＯ ０〜４０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜５０％及び／又は
ＢａＯ ０〜７０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜５０％及び／又は
ＴｉＯ_２ ０〜３％及び／又は
Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜７％及び／又は
Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜７０％及び／又は
ＷＯ_３ ０〜１０％及び／又は
ＺｒＯ_２ ０〜６０％及び／又は
Ｙ_２Ｏ_３ ０〜７０％及び／又は
Ｙｂ_２Ｏ_３ ０〜７０％及び／又は
Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜７０％及び／又は
Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜７０％及び／又は
Ｓｂ_２Ｏ_３ ０〜１０％ The glass composition of the present invention cannot be expressed directly in the description of mass% because the composition is expressed in mol%, but is present in the glass composition satisfying various properties required in the present invention. The composition by mass% display of each component takes the following value in general with an oxide reference | standard composition.
P ₂ O ₅ 30~85% and SnO 1 to 70% and _Li 2 O 0.5 to 20% and _SiO 2 0 to 50% and / or _B 2 _O 3 0~50% and / or _Al 2 _O 3 0 50% and / or _Na 2 O 0 to 40% and / or _K 2 O 0 to 40% and / or 0 to 30% MgO and / or CaO 0 to 40% and / or SrO 0 to 50% and / or BaO 0-70% and / or ZnO 0-50% and / or TiO ₂ 0-3% and / or Nb ₂ O ₅ 0-7% and / or Ta ₂ O ₅ 0-70% and / or WO ₃ 0 10% and / or _ZrO 2 0 to 60% and / or _Y 2 _O 3 0 to 70% and / or _Yb 2 _O 3 0 to 70% and / or _La 2 _O 3 0 to 70% and / or Gd ₂ O ₃ 0-70% and / or Sb ₂ O ₃ 0-10%

本発明の光学ガラスは、その使用目的から当然に光線透過率が良好であることが求められる。具体的には、その光線透過率が８０％を超える最短波長（λ８０）が４５０ｎｍ以下となることが好ましく、４４５nm以下となることがより好ましく、４４０nm以下となることが最も好ましい。 The optical glass of the present invention is naturally required to have good light transmittance from the purpose of use. Specifically, the shortest wavelength (λ80) having a light transmittance exceeding 80% is preferably 450 nm or less, more preferably 445 nm or less, and most preferably 440 nm or less.

本発明の光学ガラスにおいては、その達成可能な光学恒数は特に限定されるものではないが、光学設計上の汎用性や有用性の観点から屈折率（ｎｄ）が１．５０以上であることが好ましく、１．５２以上であることがより好ましく、１．５５以上であることが最も好ましい。また１．８０以下であることが好ましく、１．７８以下であることがより好ましく、１．７５以下であることが最も好ましい。同様にアッベ数についても、２５以上であることが好ましく、２６以上であることがより好ましく、２７以上であることが最も好ましい。また６５以下であることが好ましく、６４以下であることがより好ましく、６３以下であることが最も好ましい。 In the optical glass of the present invention, the achievable optical constant is not particularly limited, but the refractive index (nd) is 1.50 or more from the viewpoint of versatility and usefulness in optical design. Is more preferably 1.52 or more, and most preferably 1.55 or more. Further, it is preferably 1.80 or less, more preferably 1.78 or less, and most preferably 1.75 or less. Similarly, the Abbe number is preferably 25 or more, more preferably 26 or more, and most preferably 27 or more. Also, it is preferably 65 or less, more preferably 64 or less, and most preferably 63 or less.

本発明の光学ガラスは精密プレス成形に適用させるために、前述の理由によりガラス転移点（Ｔｇ）が低い方が好ましい。さらに超硬製金型のみならずステンレス製の金型などを用いて精密プレス成形する場合も考慮すると、好ましくは５００℃以下、より好ましくは４８０℃以下、最も好ましくは４５０℃以下を上限とする。 In order to apply the optical glass of the present invention to precision press molding, it is preferable that the glass transition point (Tg) is low for the reasons described above. Furthermore, considering the case of precision press molding using not only cemented carbide molds but also stainless steel molds, the upper limit is preferably 500 ° C. or lower, more preferably 480 ° C. or lower, and most preferably 450 ° C. or lower. .

本発明の光学ガラスは配合原料を８００〜１２００℃で溶融して製造するが、その際に溶融雰囲気を中性ないし還元性に保つことが好ましい。例えば、リン酸二水素アンモニウムのように熱分解によりＮＨ_３ 等の還元性ガスを放出する場合には、窒素あるいはアルゴン等の不活性雰囲気ガス中で溶融しても均質なガラスが得られる。しかし、原料として酸化物とリン酸のみを原料として用いて酸化性又は不活性雰囲気ガス中で溶融してガラスを作製する場合、融液中に溶解しているＳｎ^２＋ が酸化されてＳｎ^４＋ が生成し、これによりピロリン酸スズおよびその他の未溶融物が生成して、均質なガラスが得られないことがある。このような場合には水素ガスを混入した窒素ガス（またはアルゴンガス）のような弱還元性雰囲気ガス中で溶融させることが好ましい。 The optical glass of the present invention is produced by melting the blended raw material at 800 to 1200 ° C., and at that time, it is preferable to keep the melting atmosphere neutral or reducing. For example, when a reducing gas such as NH ₃ is released by thermal decomposition like ammonium dihydrogen phosphate, a homogeneous glass can be obtained even when melted in an inert atmosphere gas such as nitrogen or argon. However, when glass is produced by using only oxide and phosphoric acid as raw materials and melting in an oxidizing or inert atmosphere gas, Sn ²⁺ dissolved in the melt is oxidized and Sn ⁴⁺ becomes May form, thereby forming tin pyrophosphate and other unmelted materials, which may not yield a homogeneous glass. In such a case, it is preferable to melt in a weakly reducing atmosphere gas such as nitrogen gas (or argon gas) mixed with hydrogen gas.

本発明の光学ガラスはガラス転移点（Tg）が低いため、精密プレス成形用ガラスとして使用できるが、従来の研削研磨により光学素子を作製してもよい。   Since the optical glass of the present invention has a low glass transition point (Tg), it can be used as a glass for precision press molding, but an optical element may be produced by conventional grinding and polishing.

本発明の光学ガラスから精密プレス成形用プリフォームを作成する場合には、その製造方法は特に限定されるものではなく、公知の手法を用いることができる。例えば溶融ガラスを成形型上に流出させ、その後、切断、研削、研磨等の冷間加工することにより作成してもよい。また例えば特開２００５−１８１１００号公報や特開平８−３２５０５１号公報に記載のように、溶融ガラス塊を浮上成形することによりプリフォームを作製してもよい。 When producing a precision press-molding preform from the optical glass of the present invention, the production method is not particularly limited, and a known technique can be used. For example, the molten glass may be made to flow out onto a mold and then cold processed such as cutting, grinding, polishing, or the like. Further, for example, as described in JP-A-2005-181100 and JP-A-8-325051, a preform may be produced by flotation molding of a molten glass lump.

本発明の光学ガラスは、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下となることにより、従来低温で精密プレス成形することが可能となるため、金型の表面膜の酸化による消耗を低減させ、金型の寿命を延ばすことが可能となる。さらに、このガラス転移点（Ｔｇ）を有する光学ガラスからなるプリフォームは、超硬性の金型だけでなく、ステンレス型による成形も可能となり、結果として製造コストを格段に低減することができる。 Since the optical glass of the present invention has a glass transition point (Tg) of 500 ° C. or lower, it is possible to perform precision press molding at a low temperature in the past. It is possible to extend the life of the mold. Furthermore, the preform made of optical glass having this glass transition point (Tg) can be molded not only by a superhard mold but also by a stainless mold, and as a result, the manufacturing cost can be significantly reduced.

以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

本発明のガラスの実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２３）の組成および従来の光学ガラスの比較例（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．C）の組成を、これらのガラスのｎｄ、νｄ、Ｔｇ（℃）、λ８０（ｎｍ）の結果と共に表１〜５に示す。実施例の表中、各成分の組成は酸化物基準のｍｏｌ％で表示するものとする。また、各ガラスについて、１０ｍｍ厚の試料を２面研磨し、脈理を目視で観察することにより、内部均質性を評価した。
















































The compositions of Examples (No. 1 to No. 23) of the glasses of the present invention and the compositions of Comparative Examples (No. A to No. C) of conventional optical glasses are compared with the nd, νd, Tg (° C.) of these glasses. ), And results of λ80 (nm) are shown in Tables 1 to 5. In the table of Examples, the composition of each component is expressed in mol% based on oxide. Further, for each glass, a 10 mm thick sample was polished on two surfaces, and the internal homogeneity was evaluated by visually observing the striae.

※ 比較例B及びCはナトリウムD線を使用して屈折率を測定した値

* Comparative Examples B and C are values measured for refractive index using sodium D line.

表１〜表５に示した本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２３）は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、アンモニウム塩等の通常の光学ガラス用原料を表１〜表５に示した各実施例の組成の割合となるように秤量し、混合し、白金または金るつぼに投入し、組成による溶融性に応じて、１０００〜１２００℃で、窒素アルゴンなどの不活性雰囲気中で３０分〜２時間溶融、清澄した後、炉内で放冷することにより得ることができた。 The optical glasses (No. 1 to No. 23) of the examples of the present invention shown in Tables 1 to 5 are ordinary optical glass raw materials such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates and ammonium salts. It weighs so that it may become the composition ratio of each Example shown in Table 1-Table 5, mixes, throws into platinum or a gold crucible, According to the meltability by composition, it is 1000-1200 degreeC, nitrogen argon etc. After being melted and clarified in an inert atmosphere of 30 minutes to 2 hours, it could be obtained by cooling in an oven.

屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は不活性雰囲気を維持したまま、炉内放冷によって得られたガラスについて測定した。 The refractive index (nd) and the Abbe number (νd) were measured for the glass obtained by standing in the furnace while maintaining an inert atmosphere.

ガラス転移点（Tg）は粉末状に粉砕した試料を用いて、示差熱分析計によって測定した。昇温速度は１０℃／分とした。 The glass transition point (Tg) was measured with a differential thermal analyzer using a sample pulverized into a powder form. The heating rate was 10 ° C./min.

光線透過率が８０％を超える最短波長（λ８０）は、厚さ１０ｍｍの試料について、その反射損失を含む分光透過率曲線から求めた。 The shortest wavelength (λ80) with a light transmittance exceeding 80% was obtained from a spectral transmittance curve including the reflection loss of a sample having a thickness of 10 mm.

表１〜表５に見られるとおり、本発明の実施例の光学ガラスは、前記範囲内の光学定数（ｎｄ及びνｄ）を有し、光学ガラスとして使用するに十分な光線透過性も備えていた。さらにガラス転移点（Tg）が５００℃以下の範囲にあるため、低温での精密モールドプレス成形に適しており、精密プレス成形のためのレンズプリフォーム材への適用が可能である。なお、作製した実施例の光学ガラスにはほとんど観察されず、光学ガラスとして使用するに全く支障がない内部均質性を備えていた。 As can be seen from Tables 1 to 5, the optical glass of the examples of the present invention had optical constants (nd and νd) within the above range, and also had sufficient light transmittance to be used as the optical glass. . Furthermore, since the glass transition point (Tg) is in the range of 500 ° C. or less, it is suitable for precision mold press molding at low temperatures, and can be applied to lens preform materials for precision press molding. In addition, it was hardly observed in the optical glass of the produced Example, and was provided with the internal homogeneity which does not have any trouble in using as an optical glass.

一方、比較例A〜Cのガラスは所望の屈折率、ガラス転移点を実現できるものの、F成分の揮発に起因する脈理が多量に発生し、光学ガラスとして到底使用しうるものではなかった。 On the other hand, although the glasses of Comparative Examples A to C can realize the desired refractive index and glass transition point, a large amount of striae due to the volatilization of the F component occurred and could not be used as an optical glass.

Claims (10)

Ｐｂ及びＡｓ化合物を含まず、必須成分として、Ｐ_２Ｏ_５、ＳｎＯ及びＲ_２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ及びＣｓからなる群より選択される１種以上）を含有することを特徴とする光学ガラス。 Pb and As compounds are not included, and P ₂ O ₅ , SnO and R ₂ O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs) are contained as essential components. Optical glass. 酸化物基準のｍｏｌ％で
ＳｎＯ １〜６０％
ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５及びＷＯ_３の合計量が３％以下
となるように各成分を含有し、
光線透過率が８０％を超える最短波長（λ８０）が４５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。 SnO 1 to 60% in mol% of oxide basis
Each component is contained so that the total amount of TiO ₂ , Nb ₂ O ₅ and WO ₃ is 3% or less,
2. The optical glass according to claim 1, wherein the shortest wavelength (λ80) having a light transmittance exceeding 80% is 450 nm or less. 酸化物基準のｍｏｌ％で、
Ｐ_２Ｏ_５ ３０〜８０％
Ｒ_２Ｏ（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋ及びＣｓからなる群より選択される１種以上） １〜３５％
の各成分を含有する請求項１または２に記載の光学ガラス。 In mol% of oxide basis,
P ₂ O ₅ 30~80%
R ₂ O (R is one or more selected from the group consisting of Li, Na, K and Cs) 1-35%
The optical glass of Claim 1 or 2 containing each component of these. Ｌｉ_２Ｏを含有することを特徴とする請求項３の光学ガラス。 The optical glass according to claim 3, comprising Li ₂ O. Ｃｌ及びＦ成分を実質的に含有しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学ガラス。 The optical glass according to any one of claims 1 to 4, which is substantially free of Cl and F components. 屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．８０、アッベ数（νｄ）が２５〜６５の範囲であり、ガラス転移点（Ｔｇ）が５００℃以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学ガラス The refractive index (nd) is 1.50 to 1.80, the Abbe number (νd) is in the range of 25 to 65, and the glass transition point (Tg) is 500 ° C. or less. Optical glass according to any one of 酸化物基準のｍｏｌ％で、
ＳｉＯ_２ ０〜５０％及び／又は
Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ａｌ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｎａ_２Ｏ ０〜３５％及び／又は
Ｋ_２Ｏ ０〜３５％及び／又は
Ｃｓ_２Ｏ ０〜３５％及び／又は
ＭｇＯ ０〜５０％及び／又は
ＣａＯ ０〜５０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜５０％及び／又は
ＢａＯ ０〜５０％及び／又は
ＺｎＯ ０〜５０％及び／又は
ＴｉＯ_２ ０〜２％及び／又は
Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜２％及び／又は
ＷＯ_３ ０〜２％及び／又は
Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜５０％及び／又は
ＺｒＯ_２ ０〜５０％及び／又は
Ｙ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｙｂ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜５０％及び／又は
Ｓｂ_２Ｏ_３ ０〜５％
の各成分を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学ガラス。 In mol% of oxide basis,
SiO ₂ 0 to 50% and / or _B 2 _O 3 0~50% and / or _Al 2 _O 3 0~50% and / or _Na 2 O 0 to 35% and / or _K 2 O 0 to 35% and / or _Cs 2 O 0 to 35% and / or 0 to 50% MgO and / or CaO 0 to 50% and / or SrO 0 to 50% and / or BaO 0 to 50% and / or 0 to 50% ZnO and / Or TiO ₂ 0-2% and / or Nb ₂ O ₅ 0-2% and / or WO ₃ 0-2% and / or Ta ₂ O ₅ 0-50% and / or ZrO ₂ 0-50% and / or Y ₂ O ₃ 0-50% and / or Yb ₂ O ₃ 0-50% and / or La ₂ O ₃ 0-50% and / or Gd ₂ O ₃ 0-50% and / or Sb ₂ O ₃₀ 5%
Optical glass of any one of Claims 1-6 containing each component of these. 請求項１〜７のいずれかに記載の光学ガラスを精密プレス成形してなる光学素子。 An optical element formed by precision press-molding the optical glass according to claim 1. 請求項１〜８のいずれかに記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。 A precision press-molding preform comprising the optical glass according to claim 1. 請求項９のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。 An optical element formed by precision press-molding the preform of claim 9.