JP6501054B2 - Optical glass - Google Patents
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Description
本発明は光学ガラスに関し、特に高屈折率かつ低分散の光学特性を有する光学ガラスに関する。 The present invention relates to an optical glass, and more particularly to an optical glass having optical properties of high refractive index and low dispersion.
近年、カメラ、顕微鏡及び内視鏡等に用いられる光学系の小型化や軽量化に伴い、使用される光学レンズに用いられるガラスの光学特性として、より高屈折率、低分散（高アッベ数）が求められている。 In recent years, with reductions in size and weight of optical systems used for cameras, microscopes, endoscopes, etc., as the optical characteristics of glass used for optical lenses used, higher refractive index, lower dispersion (high Abbe number) Is required.
ガラスをより高屈折率、低分散にするためには、ガラスネットワーク成分であるＳｉＯ２やＢ２Ｏ３の含有量を少なくし、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５等の希土類酸化物を多量に含有させる必要がある。しかしながら、この場合、ガラス化が困難になる。これは、一般に、光学ガラスは原料を坩堝等の溶融容器内で溶融し、冷却することで作製されるため、ネットワーク成分が少ないガラス系では、溶融容器との接触界面を起点として結晶化が進行しやすくなるからである。 In order to make the glass have a higher refractive index and a lower dispersion, the content of SiO 2 and B 2 O 3 which are glass network components is reduced, and La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Ta 2 O 5 and the like It is necessary to contain a large amount of rare earth oxide. However, in this case, vitrification becomes difficult. Generally, optical glass is produced by melting and cooling a raw material in a melting vessel such as a crucible, and therefore, in a glass system having a small amount of network components, crystallization proceeds from the contact interface with the melting vessel as a starting point It is because it becomes easy to do.
ガラス化しにくい組成であっても、溶融容器との界面での接触をなくすことによりガラス化が可能となる。このような方法として、原料を浮遊させた状態で溶融、冷却する無容器凝固法（無容器浮遊法）が知られている。当該方法を用いると、溶融ガラスが溶融容器にほとんど接触することがないため、溶融容器との界面を起点とする結晶化を抑制することができ、ガラス化が可能となる。例えば、特許文献１では、無容器凝固法により、ガラス組成としてＴｉＯ２とＢａＯのみを含有するガラスが作製されている。 Even if the composition is difficult to vitrify, vitrification is possible by eliminating contact at the interface with the melting vessel. As such a method, there is known a non-container solidification method (non-container floating method) in which a raw material is melted and cooled in a floating state. When the method is used, since the molten glass hardly contacts the melting vessel, crystallization originating from the interface with the melting vessel can be suppressed, and vitrification becomes possible. For example, in Patent Document 1, a glass containing only TiO 2 and BaO as a glass composition is produced by the non-container solidification method.
特許文献１に記載のガラスはＴｉＯ２を多量に含有している。ＴｉＯ２は屈折率を高くする効果が大きいが、アッベ数を顕著に低下させるため、低分散特性を得ることが困難である。 The glass described in Patent Document 1 contains a large amount of TiO 2 . TiO 2 has a large effect of increasing the refractive index, but it is difficult to obtain low dispersion characteristics because it significantly reduces the Abbe number.
以上に鑑み、本発明は、高屈折率かつ低分散特性を有する新規な光学ガラスを提供することを目的とする。 In view of the above, it is an object of the present invention to provide a novel optical glass having high refractive index and low dispersion characteristics.
本発明の光学ガラスは、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ １３．５〜３５％（ただし３５％を含まない）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１％（ただし１％を含まない）、及び、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３ ０〜５０％（ただし０％を含まない）を含有することを特徴とする。 The optical glass of the present invention is, in mole%, La 2 O 3 13.35 to 35% (excluding 35%), Gd 2 O 3 0 to 30%, Ta 2 O 5 0 to 1% (where 1 % And SiO 2 + B 2 O 3 0 to 50% (but not 0%).
本発明の光学ガラスは、さらに、モル％で、Ｎｂ２Ｏ５ ０〜３０％、ＺｒＯ２ ０〜３０％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜２０％、Ｙ２Ｏ３ ０〜３０％、Ｙｂ２Ｏ３ ０〜３０％、及び、ＴｉＯ２ ０〜１０％を含有することが好ましい。 The optical glass of the present invention further comprises, in mole%, Nb 2 O 5 0-30%, ZrO 2 0-30%, Al 2 O 3 0-20%, Y 2 O 3 0-30%, Yb 2 O 3 0-30%, and preferably contains TiO 2 0%.
本発明の光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．８〜２．０５、アッベ数（νｄ）が２０〜４７であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a refractive index (nd) of 1.8 to 2.05 and an Abbe number (vd) of 20 to 47.
本発明の光学ガラスの製造方法は、前記いずれかの光学ガラスを製造するための方法であって、ガラス原料を浮遊させて保持した状態で、前記ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却することによりガラス材を得る工程を備えることを特徴とする。 The method for producing an optical glass according to the present invention is a method for producing any of the above optical glasses, wherein the glass material is heated and melted to obtain a molten glass in a state where the glass material is suspended and held. The method further comprises the step of obtaining a glass material by cooling the molten glass.
本発明によれば、高屈折率かつ低分散特性を有する新規な光学ガラスを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a novel optical glass having high refractive index and low dispersion characteristics.
本発明の光学ガラスは、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ １３．５〜３５％（ただし３５％を含まない）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜３０％、Ｔａ２Ｏ５ ０〜１％（ただし１％を含まない）、及び、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３ ０〜５０％（ただし０％を含まない）を含有することを特徴とする。ガラス組成範囲をこのように限定した理由を以下に説明する。 The optical glass of the present invention is, in mole%, La 2 O 3 13.35 to 35% (excluding 35%), Gd 2 O 3 0 to 30%, Ta 2 O 5 0 to 1% (where 1 % And SiO 2 + B 2 O 3 0 to 50% (but not 0%). The reason for limiting the glass composition range in this way will be described below.
Ｌａ２Ｏ３はアッベ数をほとんど低下させることなく屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。Ｌａ２Ｏ３の含有量は１３．５〜３５％（ただし３５％を含まない）であり、好ましくは１５〜３４％、より好ましくは１８〜３３％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。 La 2 O 3 is a component that raises the refractive index without substantially reducing the Abbe number. It also has the effect of improving the weather resistance. The content of La 2 O 3 is 13.5 to 35% (but not including 35%), preferably 15 to 34%, more preferably 18 to 33%. When the content of La 2 O 3 is too small, the above-mentioned effects become difficult to obtain. On the other hand, when the content of La 2 O 3 is too large, it becomes difficult to vitrify.
Ｇｄ２Ｏ３はアッベ数をほとんど低下させることなく屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０〜３０％であり、好ましくは０〜２０％（ただし０％を含まない）、より好ましくは３〜１４％である。Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。 Gd 2 O 3 is a component that raises the refractive index without substantially reducing the Abbe number. It also has the effect of improving the weather resistance. The content of Gd 2 O 3 is 0 to 30%, preferably 0 to 20% (excluding 0%), more preferably 3 to 14%. When the content of Gd 2 O 3 is too large, it becomes difficult to vitrify.
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高める成分である。ただし、Ｔａ２Ｏ５を多量に含有させると、アッベ数が低下してしまい、所望の光学特性が得られにくくなる。また、原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜１％（ただし１％を含まない）であり、０〜０．３％であることが好ましく、含有しないことがより好ましい。 Ta 2 O 5 is a component that raises the refractive index. However, when a large amount of Ta 2 O 5 is contained, the Abbe number decreases, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. In addition, raw material costs tend to be high. Therefore, the content of Ta 2 O 5 is 0 to 1% (but not including 1%), preferably 0 to 0.3%, and more preferably not contained.
ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。無容器凝固法を用いることで、溶融ガラスと溶融容器の界面を起点とする結晶化は抑制することができるが、極端にガラス化しにくい組成では、特にガラス径が大きくなる（例えば直径５ｍｍ以上）と内部まで冷却するのに時間がかかり、結晶化が起こりやすくなる。本発明の光学ガラスはＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３を所定量含有するため、ガラス化が容易となり、大きいサイズのガラスを得ることが可能となる。ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３の含有量は、０〜５０％（ただし０％を含まない）であり、好ましくは５〜４５％、より好ましくは１０〜４０％である。ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。 SiO 2 and B 2 O 3 form a glass skeleton and are components that extend the vitrification range. By using the containerless solidification method, crystallization originating from the interface between the molten glass and the melting vessel can be suppressed, but the glass diameter becomes particularly large (for example, the diameter of 5 mm or more) in the composition which is extremely difficult to vitrify. It takes time to cool down to the inside and crystallization is likely to occur. Since the optical glass of the present invention contains a predetermined amount of SiO 2 and B 2 O 3 , vitrification becomes easy, and it becomes possible to obtain glass of a large size. The content of SiO 2 + B 2 O 3 is 0 to 50% (but excluding 0%), preferably 5 to 45%, more preferably 10 to 40%. When the content of SiO 2 + B 2 O 3 is too small, the above-described effect is hardly obtained. On the other hand, when the content of SiO 2 + B 2 O 3 is too large, the refractive index is lowered and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics.
ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３のそれぞれの含有量の好ましい範囲は以下の通りである。 A preferred range of the content of each of SiO 2 and B 2 O 3 is as follows.
ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは０〜５０％、より好ましくは０〜４５％、さらに好ましくは２〜４０％である。なお、ＳｉＯ２は耐候性を向上させる効果も有する。 The content of SiO 2 is preferably 0 to 50%, more preferably 0 to 45%, and still more preferably 2 to 40%. SiO 2 also has the effect of improving the weather resistance.
Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜５０％、より好ましくは０〜４５％、さらに好ましくは２〜４０％である。 The content of B 2 O 3 is preferably 0 to 50%, more preferably 0 to 45%, and still more preferably 2 to 40%.
本発明の光学ガラスには、上記成分以外にも、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３またはＴｉＯ２を含有させることができる。これらの成分を導入することで、所望の屈折率及びアッベ数を有するガラスを容易に作製することができる。 The optical glass of the present invention can contain Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 or TiO 2 in addition to the above components. By introducing these components, glass having a desired refractive index and Abbe number can be easily produced.
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分であり、ガラス化範囲を広げる効果もある。ただし、Ｎｂ２Ｏ５はアッベ数を低下させやすいため、その含有量が多すぎると、所望の光学特性が得られにくくなる。従って、Ｎｂ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０〜２５％、さらに好ましくは０．５〜２０％である。 Nb 2 O 5 is a component having a large effect of increasing the refractive index, and also has an effect of expanding the vitrification range. However, Nb 2 O 5 is likely to lower the Abbe number, so if the content is too large, desired optical properties are difficult to obtain. Therefore, the content of Nb 2 O 5 is preferably 0 to 30%, more preferably 0 to 25%, and still more preferably 0.5 to 20%.
ＺｒＯ２はアッベ数をほとんど低下させることなく屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる効果がある。さらに、化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、ＺｒＯ２を多量に含有させると、ガラス化しにくくなる。従って、ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０．５〜２５％、さらに好ましくは１〜２０％である。 ZrO 2 is a component that raises the refractive index without substantially reducing the Abbe number. Moreover, in order to form a glass frame as an intermediate oxide, it is effective in extending the vitrification range. Furthermore, there is also an effect of improving the chemical durability. However, when a large amount of ZrO 2 is contained, vitrification becomes difficult. Therefore, the content of ZrO 2 is preferably 0 to 30%, more preferably 0.5 to 25%, and still more preferably 1 to 20%.
Ａｌ２Ｏ３は中間酸化物としてガラス骨格を形成し、ガラス化範囲を広げる成分である。また、化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、Ａｌ２Ｏ３を多量に含有させると、屈折率及びアッベ数が低下してしまい、所望の光学特性が得られにくくなる。従って、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜２０％、より好ましくは０〜１５％、さらに好ましくは０．１〜１０％である。 Al 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton as an intermediate oxide and extends the vitrification range. It also has the effect of improving chemical durability. However, when a large amount of Al 2 O 3 is contained, the refractive index and the Abbe number decrease, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 20%, more preferably 0 to 15%, and still more preferably 0.1 to 10%.
Ｙ２Ｏ３はアッベ数をほとんど低下させることなく屈折率を高める成分である。ただし、Ｙ２Ｏ３を多量に含有させると、ガラス化しにくくなる。従って、Ｙ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０．５〜２０％、さらに好ましくは１〜１０％である。 Y 2 O 3 is a component that raises the refractive index without substantially reducing the Abbe number. However, when a large amount of Y 2 O 3 is contained, vitrification becomes difficult. Therefore, the content of Y 2 O 3 is preferably 0 to 30%, more preferably 0.5 to 20%, and still more preferably 1 to 10%.
Ｙｂ２Ｏ３はアッベ数をほとんど低下させることなく屈折率を高める成分である。ただし、Ｙｂ２Ｏ３を多量に含有させると、ガラス化しにくくなる。また、原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｙｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０〜２０％、さらに好ましくは１〜１０％である。 Yb 2 O 3 is a component that raises the refractive index without substantially reducing the Abbe number. However, when a large amount of Yb 2 O 3 is contained, vitrification becomes difficult. In addition, raw material costs tend to be high. Therefore, the content of Yb 2 O 3 is preferably 0 to 30%, more preferably 0 to 20%, and still more preferably 1 to 10%.
ＴｉＯ２は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、アッベ数を低下させやすいため、その含有量が多すぎると、所望の光学特性が得られにくくなる。従って、ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０．１〜５％である。 TiO 2 is a component having a large effect of increasing the refractive index. However, since it is easy to reduce Abbe's number, when the content is too large, it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of TiO 2 is preferably 0 to 10%, more preferably 0.1 to 5%.
本発明の光学ガラスには、上記成分以外にも、下記の成分を含有させることができる。 The following components can be contained in the optical glass of this invention other than the said component.
ＧｅＯ２は屈折率を高める成分であり、ガラス化範囲を広げる効果もある。ただし、ＧｅＯ２を多量に含有させると、アッベ数が低下してしまい、所望の光学特性が得られにくくなる。また、原料コストが高くなる傾向がある。従って、ＧｅＯ２の含有量は、好ましくは０〜３０％、より好ましくは０〜１５％、さらに好ましく０〜５％である。 GeO 2 is a component that raises the refractive index, and also has the effect of expanding the vitrification range. However, when a large amount of GeO 2 is contained, the Abbe number decreases, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. In addition, raw material costs tend to be high. Therefore, the content of GeO 2 is preferably 0 to 30%, more preferably 0 to 15%, and still more preferably 0 to 5%.
ＷＯ３は屈折率を高める効果がある。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる効果もある。ただし、ＷＯ３を多量に含有させると、アッベ数が低下してしまい、所望の光学特性が得られにくくなる。従って、ＷＯ３の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％、さらに好ましくは０〜３％である。 WO 3 has the effect of increasing the refractive index. Moreover, in order to form a glass frame as an intermediate oxide, there is also an effect of widening the vitrification range. However, when a large amount of WO 3 is contained, the Abbe number decreases, and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of WO 3 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%, and still more preferably 0 to 3%.
ＳｎＯ２は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、アッベ数を低下させやすいため、その含有量が多すぎると、所望の光学特性が得られにくくなる。従って、ＳｎＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは１〜５％である。 SnO 2 is a component having a large effect of increasing the refractive index. However, since it is easy to reduce Abbe's number, when the content is too large, it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of SnO 2 is preferably 0 to 10%, more preferably 1 to 5%.
Ｐ２Ｏ５はガラス骨格を構成する成分であり、ガラス化範囲を広げる効果がある。ただし、Ｐ２Ｏ５を多量に含有させると、分相しやすくなる。従って、Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜３％である。 P 2 O 5 is a component that constitutes a glass skeleton, and has the effect of expanding the vitrification range. However, when P 2 O 5 is contained in a large amount, phase separation becomes easy. Therefore, the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 3%.
ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯはガラスの安定性と化学的耐久性を高める効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、屈折率が低下して、所望の光学特性が得られにくくなる。従って、これらの成分の含有量は、それぞれ好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％である。 ZnO, MgO, CaO, SrO and BaO have the effect of enhancing the stability and chemical durability of the glass. However, if the content is too large, the refractive index is lowered and it becomes difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of each of these components is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 5%.
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＣｓ２Ｏは溶融温度を下げる効果があるが、屈折率が低下しやすくなるため、合量で０〜１０％であることが好ましく、０〜５％であることがより好ましい。 Li 2 O, Na 2 O, K 2 O and Cs 2 O have the effect of lowering the melting temperature, but the refractive index tends to decrease, so the total amount is preferably 0 to 10%, 0 to 5 More preferably, it is%.
Ｂｉ２Ｏ３は屈折率を高める成分であるが、同時にアッベ数を低下させるため、その含有量が多すぎると、所望の光学特性が得られにくくなる場合がある。従って、Ｂｉ２Ｏ３の含有量は３０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。 Bi 2 O 3 is a component that raises the refractive index, but at the same time it decreases the Abbe number, so if the content is too large, it may be difficult to obtain desired optical characteristics. Therefore, the content of Bi 2 O 3 is preferably 30% or less, more preferably 10% or less, and still more preferably 5% or less.
清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を添加することができる。ただし、着色を避けるため、あるいは環境面を考慮して、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０．１％以下であることが好ましく、含有しないことがより好ましい。 Sb 2 O 3 can be added as a fining agent. However, in order to avoid coloring or in consideration of the environment, the content of Sb 2 O 3 is preferably 0.1% or less, and more preferably not contained.
Ｆ及びＰｂＯは環境面から含有させないことが好ましい。 It is preferable not to contain F and PbO from an environmental aspect.
本発明の光学ガラスの屈折率は、好ましくは１．８０以上、より好ましくは１．８３以上、さらに好ましくは１．９０以上である。例えば、本発明の光学ガラスをレンズとして使用する場合、屈折率を高めるほどレンズを薄くすることが可能となり、光学デバイスを小型化する上で有利となる。なお、屈折率の上限は、ガラスの安定性を考慮して、好ましくは２．０５以下、より好ましくは２．００以下である。 The refractive index of the optical glass of the present invention is preferably 1.80 or more, more preferably 1.83 or more, and still more preferably 1.90 or more. For example, when the optical glass of the present invention is used as a lens, the higher the refractive index, the thinner the lens, which is advantageous in miniaturizing the optical device. The upper limit of the refractive index is preferably 2.05 or less, more preferably 2.00 or less, in consideration of the stability of the glass.
本発明の光学ガラスのアッベ数は、好ましくは２０以上、より好ましくは３０以上、さらに好ましくは３５以上である。アッベ数が高いほど屈折率の波長分散が小さくなるため好ましいが、高屈折率特性の維持とガラスの安定性の観点から、上限は４７以下が好ましく、４５以下がより好ましく、４３以下であることがさらに好ましい。 The Abbe number of the optical glass of the present invention is preferably 20 or more, more preferably 30 or more, and still more preferably 35 or more. The higher the Abbe number, the smaller the wavelength dispersion of the refractive index. The upper limit is preferably 47 or less, more preferably 45 or less, from the viewpoint of maintaining high refractive index characteristics and glass stability. Is more preferred.
本発明の光学ガラスは例えば無容器凝固法により作製することができる。図１は、無容器凝固法によりガラス材を作製するための製造装置の模式的断面図である。 The optical glass of the present invention can be produced, for example, by a containerless solidification method. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing apparatus for producing a glass material by the non-container solidification method.
図１に示されるように、ガラス材の製造装置１は、成形型１０を有する。成形型１０は溶融容器としての役割も果たす。成形型１０は、成形面１０ａを有する。成形型１０は、成形面１０ａに開口している複数のガス噴出孔１０ｂを有する。ガス噴出孔１０ｂは、ガスボンベなどのガス供給機構１１に接続されている。このガス供給機構１１からガス噴出孔１０ｂを経由して、成形面１０ａにガスが供給される。ガスの種類は、特に限定されない。ガスは、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスであってもよい。 As shown in FIG. 1, the glass material manufacturing apparatus 1 has a mold 10. The mold 10 also serves as a melting container. The mold 10 has a molding surface 10a. The mold 10 has a plurality of gas injection holes 10b opened to the molding surface 10a. The gas injection holes 10 b are connected to a gas supply mechanism 11 such as a gas cylinder. A gas is supplied from the gas supply mechanism 11 to the molding surface 10a via the gas injection holes 10b. The type of gas is not particularly limited. The gas may be, for example, air or oxygen, or may be an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas.
製造装置１を用いてガラス材を製造するに際しては、まず、ガラス原料塊１２を成形面１０ａ上に配置する。ガラス原料塊１２としては、例えば、原料粉末をプレス成形等により一体化したものや、原料粉末をプレス成形等により一体化した後に焼結させた焼結体や、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体等が挙げられる。 When manufacturing a glass material using the manufacturing apparatus 1, first, the glass material block 12 is disposed on the molding surface 10a. As the glass raw material mass 12, for example, one obtained by integrating raw material powders by press molding or the like, a sintered body obtained by sintering the raw material powders after being integrated by press molding, etc., and a composition equivalent to the target glass composition An aggregate of crystals possessed is included.
次に、ガス噴出孔１０ｂからガスを噴出させることにより、ガラス原料塊１２を成形面１０ａ上で浮遊させる。すなわち、ガラス原料塊１２を、成形面１０ａに接触していない状態で保持する。その状態で、レーザー照射装置１３からレーザー光をガラス原料塊１２に照射する。これによりガラス原料塊１２を加熱溶融してガラス化させ、溶融ガラスを得る。その後、溶融ガラスを冷却することにより、ガラス材を得ることができる。ここで、ガラス原料塊１２を加熱溶融する工程と、溶融ガラス、さらにはガラス材の温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程とにおいては、少なくともガスの噴出を継続し、ガラス原料塊１２、溶融ガラス、さらにはガラス材と成形面１０ａとの接触を抑制することが好ましい。なお、加熱溶融する方法としては、レーザー光を照射する方法以外にも、輻射加熱であってもよい。 Next, the glass material mass 12 is floated on the molding surface 10a by injecting gas from the gas injection holes 10b. That is, the glass raw material mass 12 is held in a state not in contact with the molding surface 10 a. In this state, laser light is irradiated from the laser irradiation device 13 to the glass material mass 12. Thus, the glass material mass 12 is heated, melted and vitrified to obtain a molten glass. Thereafter, the molten glass is cooled to obtain a glass material. Here, in the step of heating and melting the glass material block 12 and the step of cooling the temperature of the molten glass and further the glass material to at least the softening point, at least the injection of gas is continued to continue the glass material block 12 It is preferable to suppress the contact between the molten glass and further the glass material and the molding surface 10a. In addition, as a method of heat-melting, radiation heating may be used other than the method of irradiating a laser beam.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
表１〜３は本発明の実施例及び比較例をそれぞれ示している。 Tables 1 to 3 show examples of the present invention and comparative examples, respectively.
各試料は次のようにして調製した。まず表に示すガラス組成になるように調合した原料をプレス成型し、１２５０〜１４００℃で１２時間焼結することによりガラス原料塊を作製した。または、表に示すガラス組成になるように調合した原料をアルミナまたは白金坩堝中で１４５０〜１５８０℃で３０分間溶融し、溶融ガラスをカーボン板状に流し出すことによりガラス原料塊（ガラス化せず）を作製した。 Each sample was prepared as follows. First, the raw material prepared so that it might become the glass composition shown to a table | surface was press-molded, and the glass raw material lump was produced by sintering at 1250-1400 degreeC for 12 hours. Alternatively, the raw material prepared to have the glass composition shown in the table is melted in alumina or platinum crucible at 1450-1580 ° C. for 30 minutes, and the molten glass is poured out into a carbon plate to form a glass raw material mass (not vitrified) ) Was produced.
次に、乳鉢中でガラス原料塊を粗粉砕し、０．１〜０．５ｇの小片とした。得られたガラス原料塊の小片を用いて、図１に準じた装置を用いた無容器凝固法によってガラス材（直径約２〜８ｍｍ）を作製した。なお、熱源としては１００Ｗ ＣＯ２レーザー発振器を用いた。また、原料塊を浮遊させるためのガスとして酸素ガスを用い、流量１〜１５Ｌ／ｍｉｎで供給した。 Next, the glass material mass was coarsely crushed in a mortar and made into pieces of 0.1 to 0.5 g. The glass material (diameter about 2-8 mm) was produced by the non-container solidification method using the device according to FIG. 1 using the small piece of the obtained glass raw material lump. A 100 W CO 2 laser oscillator was used as a heat source. Moreover, oxygen gas was used as gas for floating a raw material lump, and it supplied by flow volume 1-15 L / min.
得られたガラス材について、屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）を測定した。結果を表１〜３に示す。 The refractive index (nd) and the Abbe number (νd) of the obtained glass material were measured. The results are shown in Tables 1 to 3.
屈折率（ｎｄ）は、ガラス材を厚さ５ｍｍのソーダ基板上に接着後、直角研磨を行い、ＫＰＲ−２０００（島津製作所製）を用いて、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で評価した。 The refractive index (nd) is measured by using a KPR-2000 (manufactured by Shimadzu Corporation) after gluing a glass material on a soda substrate with a thickness of 5 mm, and using a KPR-2000 (made by Shimadzu Corp.) to the d line (587.6 nm) of a helium lamp Evaluated by value.
アッベ数（νｄ）は上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）及びＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝{（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）}の式から算出した。 The Abbe number (vd) is the refractive index of the d-line and the refractive index of the f-line (486.1 nm) and c-line (656.3 nm) of the hydrogen lamp, and Abbe number (vd) = {(nd- 1) / (nF-nC)}.
表１及び２に示すように、実施例１〜１４のガラスは、屈折率が１．８６９０〜１．９７００と高く、アッベ数も３３．４７〜４３．３９と高かった。 As shown in Tables 1 and 2, the glasses of Examples 1 to 14 had refractive indices as high as 1.8690 to 1.9700 and Abbe numbers as high as 33.47 to 43.39.
一方、表３に示すように、比較例１〜３はガラス化しなかった。また、比較例４は屈折率が１．６４５３２と低かった。さらに、比較例５は屈折率が２．０１４２２と高いものの、アッベ数が１９．４２と低かった。 On the other hand, as shown in Table 3, Comparative Examples 1 to 3 were not vitrified. Further, Comparative Example 4 had a low refractive index of 1.64532. Furthermore, although the refractive index of Comparative Example 5 is as high as 2.01422, the Abbe number is as low as 19.42.
本発明の光学ガラスは、カメラや顕微鏡、内視鏡等に用いられる光学レンズに好適である。 The optical glass of the present invention is suitable for an optical lens used for a camera, a microscope, an endoscope and the like.
１：ガラス材の製造装置
１０：成形型
１０ａ：成形面
１０ｂ：ガス噴出孔
１１：ガス供給機構
１２：ガラス原料塊
１３：レーザー光照射装置
1: Manufacturing apparatus 10 for glass material: Molding die 10a: Molding surface 10b: Gas injection hole 11: Gas supply mechanism 12: Glass material mass 13: Laser light irradiation device
Claims (4)
ガラス原料を浮遊させて保持した状態で、前記ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却することによりガラス材を得る工程を備えることを特徴とする、光学ガラスの製造方法。 A method for producing the optical glass according to any one of claims 1 to 3, wherein
An optical glass comprising a step of obtaining a glass material by cooling the molten glass after heating and melting the glass raw material in a state where the glass raw material is suspended and held, to obtain a molten glass. Production method.
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