JP3100726B2 - 精密プレス成形用光学ガラス - Google Patents
精密プレス成形用光学ガラスInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
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Description
形ができ、精密プレス成形後に研削または研磨を必要と
しない、精密プレス成形用光学ガラスに関する。
ッベ数(νd)62〜65.5近辺の範囲の光学恒数を
有する、ホウケイクラウンガラス(BKタイプ)として
分類される光学ガラスは、古くから多量に生産され、現
在において最も代表的な光学ガラスとして使用されてい
る。
にBKタイプの光学ガラスはSiO2 を60重量%以上
含んでいるため、温度に対する粘度の変化は緩やかであ
る。そのためBKタイプの光学ガラスは、JIS−R3
104に規定されている軟化点(粘度が107.65ポイズ
の時の温度である。通常は管状電気炉中で直径0.05
5〜0.075cm、長さ23.5cmの均一なガラス棒の
上部10cmが毎分約5℃の温度上昇速度で加熱された
時、自重によって毎分0.1cmの速度で伸びる温度であ
る)が704〜720℃の範囲にある。一般的には精密
プレス成形される光学ガラスの粘度は軟化点の粘度より
やや大きい108 〜109 ポイズの範囲にあり、そのた
めBKタイプのガラスの精密プレス成形温度は、700
℃付近、すなわち屈伏温度(粘度が1013ポイズに相当
する)より80〜130℃高温でないと精密プレス成形
を行なうことができない。通常、量産時における精密プ
レス成形温度は600℃以下、望ましくは580℃以下
である。これ以上の高温になると型材の酸化等の問題が
起こり、面精度の確保が難しく量産には適さない。
には、光学恒数の調整として微量ではあるが酸化鉛を使
用していることがある。酸化鉛を使用すると型材の酸化
を防ぐために、通常還元性雰囲気で行なわれている精密
プレス成形では、その雰囲気によりガラス表面に存在す
る微量な酸化鉛が還元され、プレスレンズ表面に析出
し、プレスするための加熱により蒸発しプレスレンズ表
面に凹部を形成し、蒸発した鉛が型材の表面に付着し凸
部を形成することにより微小な凹凸が生じプレス成形さ
れたレンズの面精度が維持できないため、設計通りの光
学性能を得ることができないばかりでなく、型材に付着
した鉛を取り除く作業が必要となり量産化するには不適
当であった。したがって本発明の目的は、温度に対する
粘性の変化をできるだけ大きくして、屈伏温度(At)
が560℃以下で、しかも屈伏温度より30〜50℃高
い温度すなわち600℃以下で精密プレス成形され、さ
らに酸化鉛も含まず、屈折率1.51〜1.54、アッ
ベ数(νd)62〜65.5の光学恒数を有し、精密プ
レス成形に最適である光学ガラスを提供することにあ
る。
結果、SiO2 、B2 O3 、Li2 OおよびAl2 O 3
が特定の組成範囲にある光学ガラスが、所期の目的を達
成することを見出したものである。すなわち、本発明は
SiO2 39〜65重量%、B2 O3 10〜38重量
%、Li2 O3〜12重量%、Na2 O0〜7重量%、
K2 O0〜6.5重量%、且つLi2 O、Na2 Oおよ
びK2 Oの合計量が9〜18重量%、Al2 O3 5〜1
5重量%、MgO0〜6重量%、CaO0〜6重量%、
BaO0〜6重量%の組成からなり、屈伏温度(At)
が560℃以下、屈折率(nd)が1.51〜1.5
4、アッベ数(νd)が62〜65.5である、低軟化
点で低屈折率低分散の精密プレス成形用光学ガラスを提
供する。
ように限定した理由は次のとおりである。SiO2 は、
本発明の必須配合成分であり、ガラスの網目を構成する
主成分であるが、39重量%未満では屈折率が高くなり
すぎ、65重量%を越えると屈服温度(At)の上昇を
招き精密プレス成形用光学ガラスとして適さなくなるば
かりでなく、未溶解物を発生させる。
り、SiO2 と同様にガラスの網目を構成する成分であ
り、適量の導入はガラスの溶融性を改善し、SiO2 の
配合量を減少させることができる。しかしながら、10
重量%より少ないと屈伏温度(At)の上昇を招き、3
8重量%を越えると化学的耐久性が悪くなるのでB2 O
3 は10重量%〜38重量%に限定される。
り、屈伏温度(At)を下げ、粘性の変化を急激にする
重要な作用を有するが、12重量%より多いと屈折率
(nd)が高くなりすぎると共に化学的な耐久性が劣化
し、3重量%より少ないと屈伏温度(At)下げる効果
が少なくなる。Na2 Oは、本発明の任意配合成分であ
り適量の使用により精密プレス成形時の温度を下げる効
果が得られるが、7重量%を越えると屈折率が上がりす
ぎると共に化学的な耐久性が劣化するので所定範囲内と
する。K2 Oは、本発明の任意配合成分であり、溶融性
の改善およびガラスの安定化に寄与するが、6.5重量
%を越えるとガラスの化学的な耐久性が悪くなり、屈折
率が高くなりすぎてしまうので所定の範囲内とする。且
つLi2 O、Na2 OおよびK2 Oの合計量が、9重量
%より少ないと屈伏温度(At)が高くなり、精密プレ
ス用素材として適さなくなり、18重量%より多いと、
屈折率(nd)が高くなりすぎ、ガラスの化学的耐久性
も悪くなるので、これらの合計量は所定の範囲内とす
る。
り、ガラスの化学的な耐久性を上げ、分相傾向を抑止す
る効果を有するが、15重量%より多いと屈伏温度(A
t)の上昇をまねき、5重量%より少ないとガラスの化
学的な耐久性が劣化する。
が、適量の使用はガラスの分相傾向を抑止し、化学的な
耐久性を良くするので使用することが望ましいが、6重
量%を越えると屈伏温度の上昇を招く。CaOおよびB
aOは、本発明の任意配合成分であり、屈折率を高める
効果を持つが、屈伏温度までをも高めるのでそれぞれ6
重量%以下とする。
の外に、光学恒数の調整、溶融性の改善、ガラスの安定
性拡大、化学的耐久性の改善などのために、本発明の目
的を外れない限り、P2 O5 、ZrO2 、SrO、Zn
O、Ln2 O3 (Ln=La、Y、Yb、Gd)、F、
Ta2 O5 、Nb2 O5 、TiO2 などを含有させるこ
とができる。
て、各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩および硝酸
塩等を使用し、ガラス化した後に所望の組成の割合とな
るように秤量し、十分混合した後、白金ルツボに投入し
て電気炉で1150〜1350℃で溶融し、攪拌して均
質化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型内
に鋳込んだ後、徐冷して製造する。なお、脱泡のために
少量のAs2 O3 などを加えることができる。
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。 (実施例1〜11)本発明の光学ガラスの実施例の成分
組成(重量%)およびその特性値としての屈折率(n
d)、アッベ数(νd)、屈伏温度(At)を表1に示
す。本発明の光学ガラスは各成分の原料として、各々相
当する酸化物、水酸化物、炭酸塩および硝酸塩等を使用
し、ガラス化した後に表1の各実施例組成の割合となる
ように秤量し、十分混合した後、白金ルツボに投入して
電気炉で1150〜1350℃で溶融し、攪拌して均質
化を図り、清澄してから適当な温度に予熱した金型内に
鋳込んだ後、徐冷して製造した。なお、脱泡のために少
量のAs2 O 3 などを加えても良い。
ス塊を切出し、従来の研磨法により球状に研磨し、これ
をプリフォームとして550〜600℃で精密プレスを
行なうことにより11種類の製品を得た。これらのプレ
スレンズの形状を測定した結果、いずれも1.0ミクロ
ン以下の形状誤差を示し、良好な転写性を示すと共に、
型材へのガラス付着、揮発物の付着などは認められなか
った。
ラスについてJIS−R3104に規定されている軟化
点を測定した。その結果609℃であり、通常BKタイ
プと呼ばれる光学ガラスと比較して100℃以上の低下
が認められた。実施例5に示される組成から溶融された
ガラスについて、日本光学硝子工業会規格に規定されて
いる光学ガラスの化学的耐久性の測定方法(粉末法)
(JOGIS06−1975)で耐水性を測定した結果、
0.03wt.%(ただし減量率)であり、BKタイプ
と同等の化学的耐久性が確認された。
BK7と呼ばれるガラスの組成を比較例1として作製し
た。この組成を用いて実施例1〜11と同様にガラスを
製造し、プリフォームを作製し、精密プレスを行なっ
た。その結果、精密プレス成形温度が700℃以上にな
り、型材の劣化が著しく、型の連続的な使用は不可能で
あった。実施例と同様にJIS−R3104に規定され
ている軟化点を測定した。その結果723℃であった。
配合組成と特性値は表1に示す。
タイプ)と比較しても、精密プレス成形温度は100℃
以上の低下が認められ、型材への悪影響もなく、成形型
の寿命を著しく向上させることができ、安定して精密プ
レス成形を行なうことができる。また、従来の光学ガラ
スとしてももちろん使用できるので産業上極めて有用で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】SiO2 39〜65重量%、B2 O3 10
〜38重量%、Li 2 O3〜12重量%、Na2 O0〜
7重量%、K2 O0〜6.5重量%、且つLi2 O、N
a2 OおよびK2 Oの合計量が9〜18重量%、Al2
O3 5〜15重量%、MgO0〜6重量%、CaO0〜
6重量%、BaO0〜6重量%の組成からなり、屈伏温
度(At)が560℃以下、屈折率(nd)が1.51
〜1.54、アッベ数(νd)が62〜65.5であ
る、低軟化点で低屈折率低分散の精密プレス成形用光学
ガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04010039A JP3100726B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 精密プレス成形用光学ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04010039A JP3100726B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 精密プレス成形用光学ガラス |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=11739257
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04010039A Expired - Lifetime JP3100726B2 (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 精密プレス成形用光学ガラス |
Country Status (1)
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---|---|
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1992
- 1992-01-23 JP JP04010039A patent/JP3100726B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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