JPH042628A - プレスレンズ用光学ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、融点が低く、プレスレンズ用として好適な
光学ガラスに関する。

「従来の技術」 従来から、レーザー光学機器用などとして用いられる小
型のレンズとして、特開昭５６−５９６４１号公報、特
開昭５６−１４９３４３号公報などに見られるように、
軟化点以上に加熱したガラスを金型内でプレス成形した
後、研削ないしは研摩を必要とせずに製品化できるプレ
スレンズの研究が盛んに行なわれている。

この種のプレスレンズを製造する上で問題となるのは、
用いる光学ガラスの融点であって、この融点が高い場合
は、成形用の金型に酸化による肌荒れなどを生じ易く、
金型の寿命が短くなるために、この種の光学ガラスは融
点の低いものが有利であると言える。

また、この種のプレスレンズの用途は、微小部品が一般
的であるので、できるだけ比重が小さいことが必要であ
り、プレス後の収縮量が少ない必要がある関係から、熱
膨張係数を小さくすることが好ましく、更に当然のこと
ながら耐候性に優れていることら要求される。

更に光学ガラスにおいて、屈折率が１．６５〜１．７５
の中屈折率レンズは市場性が極めて広く、プレスレンズ
化されることか大いに望まれているガラスである。

「発明が解決しようとする課題ｆ 以上の点から鑑みて従来から知られているガラス組成物
を検討してみると、ＳＫガラスなどはＳＦ系光学ガラス
に比べて融点が高いために、プレスレンズ化する上で難
点がある。

また、従来のＳＦ系ガラスにおいて、１．７５〜１．９
程度の中屈折率を示し、５ｇ／ｃｍ３以下の比重を示し
、しかも耐候性に優れているものとして、Ｓ　１０　ｘ
、Ａ　Ｉ２Ｏ　３．Ｎ　ａ２Ｏ　、Ｋ　２Ｏ　、Ｔ　１
０　ｔ、Ｐ　ｂ。

Ａｓ５ｅｓを成分とするガラスが知られているが、この
系のガラスにおいては、４４０℃以上の高い融点のもの
が多いために、金型寿命を長くすることができなかった
。

更に、従来のＳＦ系ガラスにおいては、１６５〜１７程
度の屈折率を有するものか見当たらなかった。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、融
点が４２０℃以下であって、金型寿命を長くすることが
でき、比重が小さく、１．６５〜１．７５の屈折率を示
し、耐候性に優れたプレスレンズ用の光学ガラスを提供
することを目的とする。

「課題を解決するだめの手段−。

本発明は前記課題を解決するために、Ｓ１０゜２５〜４
１モル％、Ｂ、０３１０〜３０モル％、ＰｂＯ１Ｂ　〜
４０モル％、Ｎ　ａ２Ｏ　１〜Ｉ　０モル％、Ｋ、０１
〜１５モル％、Ｌ＋ｔ０２〜２０モル％、５ｂ２Ｏ３ｏ
、ｔ〜３モル％、ＡＩ２Ｏ、０．３〜３モル％の組成を
有したものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明の光学ガラスにおいて、５ｉＯ＝とＢ　２０３と
ＰｂＯは主要成分である。

Ｂ、０３は多く添加することで低熱膨張率にすることか
できるが、添加量が大きすぎると耐食性が低下するので
３０モル％以下にする。

ＳｉＯ２含有量を２５モル％より少なくすると、耐久性
が乏しくなるために好ましくなく、４０モル％より多く
すると融点が高く、かつ、屈折率か小さくなるために好
ましくない。

ＰｂＯ含有量を１８モル％より少なくすると、屈折率が
小さくなるため、又、低融点のカラスが得にくくなるた
めに好ましくなく、４０モル％より多くすると比重か大
となり、耐久性が悪くなるために好ましくない。

ＮａｔＯとＫ２ＯとＬＬＯはいずれも軟化点を低下させ
るために添加する。また、Ｎ　ａ　ｖ　Ｏとに、０は屈
折率を低下させるが、Ｌ　ｉｚｏは屈折率を殆ど下げな
い。ただし、ＮａｔＯとに、Ｏは、熱膨張係数を高くす
るとともに、Ｌ　ｉ２０も若干熱膨張係数を高くするの
で、熱膨張係数を低く抑えるためには、ＮａｔＯｉｌと
Ｋ　２０量をできるだけ少なくしてＢ、０３を増量する
必要がある。

従って、融点を４２０℃以下に低くした上で屈折率を１
．６５−１．７５に抑え、比重を５ｇ／ｃｍ’以下に抑
え、熱膨張係数を低くするために、ＳｉＯ２を２５〜４
１モル％、Ｂ、０３を１０〜３０モル％、ＰｂＯを１８
−４０モル％、Ｎａ、Ｏを１〜１０モル％、Ｋ　？　Ｏ
を１〜１５％、Ｌ　ｉ、０を２〜２０モル％に限定した
。

また、５ｂｔＯｓは消泡剤として添加するものであるが
、添加量が０川モル％未満では添加量か少なすぎて効果
が得られにくいために好ましくなく、添加量が３モル％
より大きいと消泡剤の硬化の増加が期待できないために
好ましくない。

Ａ　＋、ｏ　３は、結晶化を防止してガラスの安定化を
図るものであるが、０３モル％未満では添加量が少なす
ぎて効果が期待できないために好ましくなく、添加量が
３モル％より大きいと融点か高くなってしまうために好
ましくない。

前記組成の光学ガラスは、必要な組成になるように複数
の化合物原料を配合して混合原料を作成し、ついでこの
混合原料をるつぼなどで溶解し、これを金型に鋳込んで
成形し、次いで冷却することによって製造される。なお
、この光学ガラスを製造する方法は、この他に一般に知
られるガラスの製法を適用することができる。

前記組成の光学ガラスは、４２０℃以下の融点を示し、
プレス加工する場合に金型を酸化させることが少ないの
で、金型寿命を延ばす効果がある。

また、屈折率は１．６５〜ｌ、７５の値であって中屈折
率レンズとして好適である。更に、熱膨張係数が小さい
ので、プレス成形の後に収縮する割合が小さい。

従ってこの発明の光学レンズはレーザ光学機器用などと
して好適である。

「実施例」 第１表に示す組成の光学ガラスの試料を製造し、各試料
について、熱膨張係数（α）と、軟化点（Ｔｇ）と、融
点（Ａ　ｔ）と、屈折率（Ｎｄ）を測定し、それらの測
定結果を第１表に示した。

（以下、余白） なお、前記光学ガラスの試料は、原料として、−酸化鉛
と二酸化珪素とホウ酸と炭化ナトリウムと炭化カリウム
と炭酸リノウムを所定の割合で混合し、（白金）るつぼ
にて約１１００℃で溶融、脱泡を行い、８５０℃で清澄
を行い、さらに、４１量℃で予熱された金型に鋳込み、
これを徐冷することにより得られたものである。

第１表に示す如く本発明組成のガラス組成物の試料は、
４２０℃以下の融点を示し、熱膨張係数が１３０以下で
あって、屈折率が１６５〜１７５になっている。

これに対し、本発明組成から外れた試料は、熱膨張係数
と融点のいずれかの値が、要求される値から外れたもの
となった。

以上の結果から鑑みて、本発明で限定した組成範囲が適
切であることが判明した。

ところで、第１図はＬｉｘＯ量とＮａｔＯ量とＫ。

Ｏ量の各添加量に対する熱膨張係数の変化割合を示した
ものである。

第１図に示す結果から、Ｋ　２０　ｆｌとＮ　ａ　ｙ　
Ｏ量を増加することによって軌膨張係数か増加すること
、さらには、Ｌ　ｌｔ　Ｏｊｌを増加することによって
先ＯＫ、ＯとＮ　ａ　２０添加の場合よりも少ない割合
て熱膨張係数か増加することが明らかになった。

第２図は、ＬｉｘＯ量とＮａｔＯｆｆｌとに２０量に対
する軟化点の変化割合を示したしのである。

第２図から、軟化点が低下する割合は、ＮａｔＯとＫ２
Ｏを添加した場合に、大きく、Ｌ１２０を添加した場合
に小さいことが明らかになりｆ二。

第３図はＬ１２０量とＮａ、Ｏ量とに２ｏ量に対する屈
折率の変化割合を示したものである。

第３図から、ＮａｔＯとに、Ｏの添加によって屈折率が
低下し、Ｌ　ｉｙｏの添加によって屈折率は殆ど変化し
ないことが明らかになっ１こ。

第４図は、Ｌ、ｉ、ＯＭｔとＮ　ａ　ｔ　Ｏ量とに、ｏ
量に対する融点の変化割合を示したものである。

第４図から、融点が低下する割合は、Ｎａ２ＯとＫ　ｔ
　Ｏを添加した場合に、大きく、Ｌ＋、０を添加した場
合に小さいことか明らかになった。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、特別な量のＳ】Ｏ７とＢ
、０．とＰｂＯを主成分とし、これに、特別な量のＮ　
ａ２Ｏとに、０とＬｒｔＯを添加し、更に、５ｂ２Ｏ３
とＡ　ＬＯｓを添加しているので、４２０°Ｃ以下の軟
化点を有し、屈折率を１６５前後にできるとともに、熱
膨張係数を小さく抑えたものである。

従って本発明の光学ガラスを用いて金型によりプレス成
形を行って光学レンズを製造した場合、従来の光学レン
ズを用いる場合よりも金型寿命を長くすることができる
。また、得られたプレスレンズは、軽量で耐食性に富み
、熱膨張係数が小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図はＬ　ｉｚｏとＮａｔＯとＫｔＯの各添加量と熱
膨張係数の関係を示す線図、第２図はＬ　ｉ＝ｏとＮ　
ａ　ｔ　Ｏとに、Ｏの各添加量と軟化点の関係を示す線
図、第３図はＬｒｔＯとＮ　ａ　ｙ　Ｏとに、ｏの各添
加量と屈折率の関係を示す線図、第４図はＬ　ｉ＞Ｏと
Ｎ　ａ　ｙ　ＯとＫｔＯの各添加量と融点の関係を示す
線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＳｉＯ＿２２５〜４１モル％ Ｂ＿２Ｏ＿３１０〜３０モル％ ＰｂＯ１８〜４０モル％ Ｎａ＿２Ｏ１〜１０モル％ Ｋ＿２Ｏ１〜１５モル％ Ｌｉ＿２Ｏ２〜２０モル％ Ａｌ＿２Ｏ＿３０．３〜３モル％ の組成を有するプレスレンズ用光学ガラス。