WO2010021329A1 - 光学ガラス - Google Patents
光学ガラス Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010021329A1 WO2010021329A1 PCT/JP2009/064468 JP2009064468W WO2010021329A1 WO 2010021329 A1 WO2010021329 A1 WO 2010021329A1 JP 2009064468 W JP2009064468 W JP 2009064468W WO 2010021329 A1 WO2010021329 A1 WO 2010021329A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- glass
- content
- less
- present
- refractive index
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
- C03C3/16—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
- C03C3/21—Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing titanium, zirconium, vanadium, tungsten or molybdenum
-
- 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
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
Definitions
- the present invention relates to a phosphate optical glass having a high refractive index, capable of precision press molding, and excellent in gob moldability for preforms.
- Patent Document 3 proposes a phosphate-based optical glass that has a high refractive index, a low-temperature softening property, and a lead-free material, but is sufficiently satisfactory in terms of preform gob moldability. It is not a thing.
- Preform gob molding is a method for manufacturing precision press-molding preforms.
- the molten glass flows out from the tip of the nozzle, and a molten glass lump of a desired mass is separated and floated on a mold with nitrogen gas. It is a process to produce a glass lump with a full fire making surface.
- the viscosity of the glass is lower than 7 dPa ⁇ s, the glass lump that flows out and separates from the nozzle becomes small, and the size required for a product such as a lens cannot be satisfied.
- the yield is such that when the glass is floated with nitrogen gas, the nitrogen gas is taken into the glass lump or the surface shape is distorted and the desired shape cannot be obtained. Will fall.
- the present invention has an optical constant having a refractive index (n d ) of 1.90 or more, an Abbe number ( ⁇ d ) of 19 to 22, and a low glass transition point, which facilitates precision press molding,
- An object of the present invention is to provide an optical glass having a liquid phase viscosity suitable for gob moldability.
- the phosphate-based optical glass of the present invention (hereinafter referred to as the present glass) requires P 2 O 5 , B 2 O 3 , Na 2 O, Bi 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 and WO 3 as essential. Since it is a component, the refractive index n d is 1.90 or more, and an optical characteristic with an Abbe number ⁇ d of 19 to 22 is preferably obtained.
- the precision press preform has a high degree of freedom in shape and can be produced efficiently, so that the productivity of optical elements such as lenses can be increased.
- the glass transition temperature (T g ) can be 500 ° C. or less, the degree of deterioration of the protective film and the release film normally formed on the mold surface is reduced, and as a result, the durability of the mold. As a result, productivity is greatly improved.
- the present invention provides a liquid phase of phosphate optical glass for the purpose of providing a phosphate optical glass having a refractive index of 1.90 or more, excellent gob moldability for preforms, and easy to precision press molding. This is based on the results of various studies to increase the viscosity.
- This glass contains P 2 O 5 , B 2 O 3 , Na 2 O, Bi 2 O 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5 and WO 3 .
- the reason why each component range of the glass is set is as follows. In the present specification, “%” means “mol%” unless otherwise specified.
- the chemical composition is based on oxide.
- P 2 O 5 is an essential component, and is a main component (glass-forming oxide) that forms glass and a component that increases the viscosity of the glass.
- the P 2 O 5 content is 20. 0% or more.
- the P 2 O 5 content is preferably 24.0% or more, and the P 2 O 5 content is more preferably 25.0% or more.
- the P 2 O 5 content is 30.0% or less.
- the P 2 O 5 content is preferably 28.0% or less, and the P 2 O 5 content is more preferably 27.0% or less.
- B 2 O 3 is an essential component and a component that forms glass. If the content is too small, the glass becomes unstable and the viscosity at the time of preform gob molding may be lowered. Therefore, the B 2 O 3 content of the present glass is 3.5% or more.
- the B 2 O 3 content is preferably 4.0% or more, and the B 2 O 3 content is more preferably 4.5% or more.
- the content of B 2 O 3 is 10.0%.
- the B 2 O 3 content is preferably 7.0% or less, and the B 2 O 3 content is more preferably 6.0% or less.
- SiO 2 is not an essential component, but is a component that forms glass. If you added from the viewpoint of the refractive index and the glass transition point, the content of SiO 2 and 5.0% or less. More preferably, the SiO 2 content is 4.0% or less. It is particularly preferable that the SiO 2 content is 3.0% or less.
- BaO is not an essential component but is a component that softens the glass.
- the BaO content is 5.0% or less from the viewpoint of viscosity and refractive index. More preferably, the BaO content is 4.0% or less.
- the BaO content is particularly preferably 3.0% or less.
- Na 2 O is an essential component, a component that softens the glass, and at the same time, one of components that stabilize the glass.
- the present glass content of Na 2 O is 16.2% or more.
- the Na 2 O content is preferably 17.0% or more, and the Na 2 O content is more preferably 17.5% or more.
- the Na 2 O content is particularly preferably 18.0% or more.
- the Na 2 O content is 25.0% or less.
- the Na 2 O content is preferably 23.0% or less, and the Na 2 O content is more preferably 20.0% or less.
- Li 2 O is not substantially contained. “Substantially not contained” means that it is contained as an unavoidable impurity but is not actively added. In this specification, the content is 0.1% or less. In the present glass, since an appropriate amount of Na 2 O is contained instead of substantially containing Li 2 O, the liquid phase viscosity is 7 dPa ⁇ s or more, and the optical glass is optimum for preform gob molding.
- K 2 O is not an essential component but is a component that softens the glass.
- the K 2 O content is preferably 2.5% or more. More preferably, the K 2 O content is 3.0% or more. The K 2 O content is particularly preferably 3.5% or more.
- the K 2 O content is 8.0% or less.
- the K 2 O content is more preferably 5.0% or less, and the K 2 O content is more preferably 4.0% or less.
- Bi 2 O 3 is an essential component and has an effect of increasing the refractive index of the glass and softening the glass. Since there is a possibility that the effect as the content is too small may be insufficient, Bi 2 O 3 content of the glass is 10.0% or more.
- the Bi 2 O 3 content is preferably 14.0% or more, and the Bi 2 O 3 content is more preferably 15.0% or more.
- the Bi 2 O 3 content of the present glass is 20.0% or less.
- the Bi 2 O 3 content is preferably 18.0% or less, and the Bi 2 O 3 content is more preferably 17.0% or less.
- TiO 2 is an essential component and has an effect of increasing the refractive index of the glass. If the content is too small, the above effect may be insufficient, so the TiO 2 content of the present glass is 3.0% or more.
- the TiO 2 content is preferably 4.0% or more, and the TiO 2 content is more preferably 5.0% or more.
- the TiO 2 content is increased, the light transmission characteristics in the visible region are lowered and the glass transition point is increased, so that the TiO 2 content of the present glass is 15.0% or less.
- the TiO 2 content is preferably 12.0% or less, and the TiO 2 content is more preferably 10.0% or less.
- the TiO 2 content is particularly preferably 8.0% or less.
- Nb 2 O 5 is an essential component and has an effect of increasing the refractive index of the glass. Since there is a possibility that the effect as the content is too small may be insufficient, Nb 2 O 5 content of the glass is 10.0% or more.
- the Nb 2 O 5 content is preferably 13.0% or more, and the Nb 2 O 5 content is more preferably 14.0% or more.
- the Nb 2 O 5 content of the present glass is 20.0% or less.
- the Nb 2 O 5 content is preferably 17.0% or less, and the Nb 2 O 5 content is more preferably 16.0% or less.
- WO 3 is an essential component and has an effect of increasing the refractive index of the glass. Since there is a possibility that the effect as the content is too small may be insufficient, WO 3 content of the glass is 5.0% or more.
- the WO 3 content is preferably 8.0% or more, and the WO 3 content is more preferably 9.0% or more.
- the WO 3 content of the present glass is 15.0% or less.
- the WO 3 content is preferably 12.0% or less, and the WO 3 content is more preferably 11.0% or less.
- ZnO is not an essential component but is a component that softens the glass.
- ZnO content shall be 5% or less from the point of viscosity and refractive index. More preferably, the ZnO content is 3% or less.
- the total of the above components is 95% or more because various properties can be balanced.
- the total of the above components is more preferably 98% or more, and the present glass is particularly preferably composed of the above components.
- the contents are each individually preferably 0.1% or more, and the content is 1.0% or more.
- the content is particularly preferably 2% or more.
- it is preferably 5.0% or less each independently, more preferably 4.0% or less, and particularly preferably 3.0% or less.
- PbO, F, As 2 O 3 is not substantially contained, that is, the content of PbO, F, As 2 O 3 is less than 0.05%, in view of molding temperature. It is preferable from the viewpoint of environmental impact.
- Sb 2 O 3 is not an essential component, but can be added as a clarifier during glass melting.
- the content is preferably 1% or less, more preferably 0.5% or less, and particularly preferably 0.1% or less.
- the lower limit when adding is preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, and further preferably 0.1% or more.
- the refractive index (n d ) is 1.90 or more.
- the refractive index (n d ) of the present glass is preferably 1.91 or more, and the refractive index (n d ) of the present glass is more preferably 1.92 or more.
- the refractive index (n d ) of the present glass is preferably 2.00 or less, and for the same reason, the refractive index (n d ) is 1.98 or less. Is more preferable, and the refractive index (n d ) is more preferably 1.96 or less.
- the Abbe number ( ⁇ d ) of the present glass is preferably 22 or less, and the Abbe number ( ⁇ d ) of the present glass is more preferably 21 or less.
- the glass transition point (T g ) of the present glass is preferably 500 ° C. or lower because the molding temperature can be lowered and the durability of the protective film formed on the mold surface is improved.
- the glass transition point of the present glass is more preferably 495 ° C. or less, and the glass transition point is more preferably 490 ° C. or less.
- the yield point (At) of the present glass is preferably 550 ° C. or lower because the molding temperature can be lowered and the durability of the protective film formed on the mold surface is improved. More preferably, the yield point is 540 ° C. or lower. The yield point of the present glass is particularly preferably 530 ° C. or lower.
- the liquid phase temperature (T L ) of the present glass is preferably 900 ° C. or lower because the liquid phase viscosity becomes high and the gob moldability for preforms is excellent.
- the liquidus temperature is more preferably 890 ° C. or lower, and the liquidus temperature of the present glass is further preferably 885 ° C. or lower.
- the liquidus temperature (T L ) is less than 700 ° C., glass may not be obtained, and therefore the liquidus temperature (T L ) is preferably 700 ° C. or higher.
- the liquid phase viscosity ( ⁇ TL ) of the present glass is 7 dPa ⁇ s or more.
- the liquid phase viscosity ( ⁇ TL ) of the present glass is preferably 10 dPa ⁇ s or more, because the degree of freedom in shape and yield in gob molding for preforms is improved, more preferably 15 dPa ⁇ s or more, and more preferably 20 dPa ⁇ s. The above is more preferable.
- a liquid phase viscosity of 10 dPa ⁇ s or higher and a liquid phase temperature of 890 ° C. or lower are particularly preferable because the preform gob moldability and the precision press moldability of the preform are balanced.
- the liquid phase viscosity in this specification is defined as the viscosity at the liquid phase temperature of this glass.
- the liquid phase viscosity of the glass becomes too high, the amount of molten glass flowing out from the nozzle decreases, which is not preferable because the productivity decreases. Therefore, the liquid phase viscosity is preferably 100 dPa ⁇ s or less, and more preferably 80 dPa ⁇ s or less.
- the method for producing the glass is not particularly limited.
- platinum, platinum, and the like used in ordinary optical glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, and phosphates are weighed and mixed.
- a crucible usually used in optical glass such as crucible, gold crucible, quartz crucible, alumina crucible, etc.
- the molten glass flows out from the tip of the nozzle, a molten glass lump of a desired mass is separated and received while being floated with nitrogen gas on the mold.
- the method of manufacturing the glass lump of the surface made with fire is mentioned as an example, it is not limited to this.
- the method of molding the present glass into an optical element is not particularly limited, but a preform produced by gob molding for a preform based on the glass liquidus temperature ( TL ) of the present glass. Is placed in a high-precision processed mold (for example, SiC, carbide, etc.) with a protective film formed on the mold surface and pressed at a predetermined pressure and time in a non-oxidizing atmosphere.
- a method of obtaining a desired shape is given as an example, but the method is not limited thereto.
- Example 1 is a comparative example of the present invention, and Examples 2 to 10 are examples of the present invention.
- Example 1 is Example 6 which is an example described in Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-111499) [Chemical Composition / Sample Preparation Method]
- the raw materials were weighed so as to have the chemical composition (mol%) shown in Table 1.
- the raw materials of each glass are H 3 PO 4 , BPO 4 , BaP 2 O 6 , LiPO 3 , NaPO 3 , KPO 3 in the case of P 2 O 5 , and H 3 BO 3 or BPO 4 in the case of B 2 O 3.
- the refractive index (n d ) is a refractive index with respect to helium d line, and was measured with a refractometer (trade name: KRP-2, manufactured by Kalnew Optical Industry Co., Ltd.). The refractive index value was measured to the fifth decimal place and rounded to the fifth decimal place and listed as the fourth decimal place.
- n F, n C is the refractive index for each of the hydrogen F line and C line.
- the glass transition temperature (T g ) and the yield point (At) are obtained by processing each obtained glass into a rod shape and increasing it by a thermal expansion method using a thermal analyzer (trade name: TMA4000SA, manufactured by Bruker AXS). The measurement was performed at a temperature rate of 5 ° C./min.
- the liquid phase temperature (T L ) is about 5 g of a glass sample in a platinum dish, each of which is held at 800 ° C. to 900 ° C. in increments of 10 ° C. for 1 hour. When observed with a microscope, the lowest temperature at which no crystals were observed was defined as the liquidus temperature.
- the liquid phase viscosity ( ⁇ TL ) was measured by the rotating cylinder method, and the viscosity at the liquid phase temperature (L T ) was used.
- L T liquid phase temperature
- This glass is an optical glass having a refractive index of 1.90 or more, and is suitable for precision press molding because of its low glass transition point. Moreover, since it has a high liquidus viscosity, it is excellent in preform gob moldability. Therefore, it is useful as an optical glass for precision press molding having a high refractive index and high properties.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本発明は、酸化物基準のmol%で、P2O5 20.0-30.0%、B2O3 3.5-10.0%、SiO2 0-5.0%、BaO 0-5.0%、Na2O 16.2-25.0%、K2O 0-8.0%、Bi2O3 10.0-20.0%、TiO2 3.0-15.0%、Nb2O5 10.0-20.0%、WO3 5.0-15.0%、およびZnO 0-5.0%を含有する光学ガラスであって、Li2Oを実質的に含まず、液相粘性(ηTL)が7dPa・s以上で、屈折率nd:1.90以上、である光学ガラスに関する。
Description
本発明は、高屈折率で、精密プレス成形が可能で、プリフォーム用ゴブ成形性に優れるリン酸塩系光学ガラスに関する。
高屈折率、高分散領域の光学ガラスで、鉛非含有のものとしては、特許文献1、特許文献2などにリン酸塩をベースにした系が提案されてきたが、屈折率(nd)が1.90以上である具体的な組成は提案されていない。
屈折率(nd)が1.90以上である高屈折率光学ガラスとして、リン酸塩をベースにした系が特許文献3に提案されている。特許文献3には、高屈折率で、低温軟化性、鉛非含有の3つを満たすリン酸塩系光学ガラスが提案されているが、プリフォーム用ゴブ成形性の点では、必ずしも充分満足できるものではない。
プリフォーム用ゴブ成型とは、精密プレス成形用プリフォームの製造方法であり、溶融ガラスをノズル先端から流出し、所望の質量の溶融ガラス塊を分離し、金型上に窒素ガスにて浮上させながら受けて、全面火づくり面のガラス塊を製造する過程である。プリフォーム用ゴブ成型において、ガラスの粘性が7dPa・sより低いと、ノズルから流出、分離するガラス塊が小さくなり、レンズなど製品として必要なサイズを満たせなくなる。
また、ガラスの粘性が7dPa・sより低いと、窒素ガスにて浮上させるときに、窒素ガスをガラス塊内部に取り込んでしまうことや表面形状がゆがんでしまい所望の形状が得られないなど、歩留まりが低下してしまう。ノズルのサイズや形状の工夫や金型の工夫など行うことにより、これらの欠点をある程度補うことは可能であるが、本質的にはガラスの液相温度を低くし、かつ、粘性を高くすることで、液相粘性を高くすることがもっとも重要である。ちなみに、液相粘性が高すぎる場合も、ノズルからの流出量が小さくなって生産性が落ちるなど問題となるが、通常、この領域のリン酸塩ガラスでは液相粘性が高くなりすぎるおそれは小さい。
したがって、屈折率(nd)が1.90以上の高屈折率で、精密プレス成形が可能で、プリフォーム用ゴブ成形性に優れたものは、いまだ提案されていない。
本発明は、屈折率(nd)が1.90以上で、アッベ数(νd)が19~22である光学恒数を有し、ガラス転移点が低いため精密プレス成形しやすく、プリフォーム用ゴブ成形性に好適な液相粘性を有する光学ガラスの提供を目的とする。
酸化物基準のmol%で、
P2O5 20.0-30.0%、
B2O3 3.5-10.0%、
SiO2 0-5.0%、
BaO 0-5.0%、
Na2O 16.2-25.0%、
K2O 0-8.0%、
Bi2O3 10.0-20.0%、
TiO2 3.0-15.0%、
Nb2O5 10.0-20.0%、
WO3 5.0-15.0%、および
ZnO 0-5.0%
を含有する光学ガラスであって、
Li2Oを実質的に含まず、液相粘性(ηTL)が7dPa・s以上で、
屈折率nd:1.90以上、である光学ガラスを提供する。
P2O5 20.0-30.0%、
B2O3 3.5-10.0%、
SiO2 0-5.0%、
BaO 0-5.0%、
Na2O 16.2-25.0%、
K2O 0-8.0%、
Bi2O3 10.0-20.0%、
TiO2 3.0-15.0%、
Nb2O5 10.0-20.0%、
WO3 5.0-15.0%、および
ZnO 0-5.0%
を含有する光学ガラスであって、
Li2Oを実質的に含まず、液相粘性(ηTL)が7dPa・s以上で、
屈折率nd:1.90以上、である光学ガラスを提供する。
本発明のリン酸塩系の光学ガラス(以下、本ガラスという)は、P2O5、B2O3、Na2O、Bi2O3、TiO2、Nb2O5およびWO3を必須成分とするため、屈折率nd:1.90以上となり、好ましくはアッベ数νd:19~22の光学特性が得られる。
本ガラスによれば、Li2Oを実質的に含まず、Li2Oの代わりにNa2Oを適正量含むため、液相粘性が7dPa・s以上となりプリフォーム用ゴブ成形性に優れる。したがって、精密プレス用プリフォームの形状自由度が高くかつ効率的に生産できるため、レンズ等の光学素子の生産性を高めることができる。
本ガラスによれば、ガラス転移温度(Tg)が500℃以下とできるため、金型表面に通常形成される保護膜や離型膜の劣化程度が軽減され、その結果、金型の耐久性が向上して、生産性が大きく向上する。
本発明は、屈折率が1.90以上で、プリフォーム用ゴブ成形性に優れ、かつ、精密プレス成形しやすいリン酸塩系光学ガラスの提供を目的に、リン酸塩系光学ガラスの液相粘性を高めるべく、種々検討した結果に基づくものである。
検討の結果、P2O5、B2O3、Na2O、Bi2O3、TiO2、Nb2O5およびWO3などをバランスよく含有させ、Li2Oを実質的に含有しないことで、本目的を達成できることを見出したものである。
本ガラスは、P2O5、B2O3、Na2O、Bi2O3、TiO2、Nb2O5およびWO3を含むものである。本ガラスの各成分範囲を設定した理由は、以下のとおりである。なお、本明細書では、以下、特に断りのない限り%はmol%を意味するものとする。また、化学組成は、酸化物基準とする。
本ガラスにおいて、P2O5は必須の成分であり、ガラスを形成する主成分(ガラス形成酸化物)であると共に、ガラスの粘性を高める成分である。本ガラスにおいて、P2O5含有量が少なすぎると、ガラスが不安定になると共にプリフォーム用ゴブ成形時の粘性が低くなるおそれがあるため、本ガラスではP2O5含有量は20.0%以上である。P2O5含有量が24.0%以上であると好ましく、P2O5含有量が25.0%以上であるとより好ましい。一方、P2O5含有量が多くなると屈折率が下がってしまうため、本ガラスではP2O5含有量は、30.0%以下である。P2O5含有量が28.0%以下であると好ましく、P2O5含有量が27.0%以下であるとより好ましい。
本ガラスにおいて、B2O3は、必須の成分であり、ガラスを形成する成分である。含有量が少なすぎるとガラスが不安定になると共にプリフォーム用ゴブ成形時の粘性が低くなるおそれがあるため、本ガラスのB2O3含有量は3.5%以上である。B2O3含有量が4.0%以上であると好ましく、B2O3含有量が4.5%以上であるとさらに好ましい。一方、B2O3含有量が多すぎると屈折率が低下するので、本ガラスでは、B2O3含有量は10.0%以下である。B2O3含有量が7.0%以下であると好ましく、B2O3含有量が6.0%以下であるとさらに好ましい。
本ガラスにおいて、SiO2は、必須の成分ではないが、ガラスを形成する成分である。添加する場合は、ガラス転移点と屈折率の点から、SiO2含有量を5.0%以下とする。SiO2含有量を4.0%以下とするとさらに好ましい。SiO2含有量を3.0%以下とすると特に好ましい。
本ガラスにおいて、BaOは、必須の成分ではないが、ガラスを軟化させる成分である。添加する場合は、粘性と屈折率の点から、BaO含有量を5.0%以下とする。BaO含有量を4.0%以下とするとさらに好ましい。BaO含有量を3.0%以下とすると特に好ましい。
本ガラスにおいて、Na2Oは必須の成分であり、ガラスを軟化させる成分であると同時に、また、ガラスを安定化させる成分の一つでもある。本ガラスにおいて、Na2O含有量が少なすぎると、ガラスが不安定になるおそれがあるため、本ガラスではNa2O含有量は16.2%以上である。Na2O含有量が17.0%以上であると好ましく、Na2O含有量が17.5%以上であるとより好ましい。Na2O含有量が18.0%以上であると特に好ましい。一方、Na2O含有量が多くなると屈折率が下がってしまうため、本ガラスではNa2O含有量は、25.0%以下である。Na2O含有量が23.0%以下であると好ましく、Na2O含有量が20.0%以下であるとより好ましい。
本ガラスにおいて、Li2Oを実質的に含有しない。実質的に含有しないとは、不可避的な不純物として含有することはあっても、積極的に添加しないとの意味で、本明細書では、含有量が0.1%以下であることをいう。本ガラスにおいては、Li2Oを実質的に含有しない代わりに適正量のNa2Oを含有するため、液相粘性が7dPa・s以上となりプリフォーム用ゴブ成形に最適な光学ガラスとなる。
本ガラスにおいて、K2Oは必須の成分ではないが、ガラスを軟化させる成分である。本ガラスにおいて、K2Oを含有する場合、その含有量が少なすぎると、ガラス転移点が高くなるおそれがあるため、K2O含有量は2.5%以上であると好ましい。K2O含有量が3.0%以上であるとさらに好ましい。K2O含有量が3.5%以上であると特に好ましい。
一方、K2O含有量が多くなると屈折率が下がると共にガラスが不安定になってしまうため、本ガラスではK2O含有量は、8.0%以下である。K2O含有量が5.0%以下であるとさらに好ましく、K2O含有量が4.0%以下であるとより好ましい。
本ガラスにおいて、Bi2O3は必須の成分であり、ガラスを高屈折率化させると共にガラスを軟化させる効果がある。含有量が少なすぎると前記効果が不充分となるおそれがあることから、本ガラスのBi2O3含有量は10.0%以上である。Bi2O3含有量が14.0%以上であると好ましく、Bi2O3含有量が15.0%以上であるとより好ましい。一方、Bi2O3含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下すると共に粘性が低下することから、本ガラスのBi2O3含有量は20.0%以下である。Bi2O3含有量が18.0%以下であると好ましく、Bi2O3含有量が17.0%以下であるとより好ましい。
本ガラスにおいて、TiO2は必須の成分であり、ガラスを高屈折率化させる効果がある。含有量が少なすぎると前記効果が不充分となるおそれがあることから、本ガラスのTiO2含有量は3.0%以上である。TiO2含有量が4.0%以上であると好ましく、TiO2含有量が5.0%以上であるとより好ましい。一方、TiO2含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下すると共にガラス転移点が高くなることから、本ガラスのTiO2含有量は15.0%以下である。TiO2含有量が12.0%以下であると好ましく、TiO2含有量が10.0%以下であるとより好ましい。TiO2含有量が8.0%以下であると特に好ましい。
本ガラスにおいて、Nb2O5は必須の成分であり、ガラスを高屈折率化させる効果がある。含有量が少なすぎると前記効果が不充分となるおそれがあることから、本ガラスのNb2O5含有量は10.0%以上である。Nb2O5含有量が13.0%以上であると好ましく、Nb2O5含有量が14.0%以上であるとより好ましい。一方、Nb2O5含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下すると共にガラスが不安定になることから、本ガラスのNb2O5含有量は20.0%以下である。Nb2O5含有量が17.0%以下であると好ましく、Nb2O5含有量が16.0%以下であるとより好ましい。
本ガラスにおいて、WO3は必須の成分であり、ガラスを高屈折率化させる効果がある。含有量が少なすぎると前記効果が不充分となるおそれがあることから、本ガラスのWO3含有量は5.0%以上である。WO3含有量が8.0%以上であると好ましく、WO3含有量が9.0%以上であるとより好ましい。一方、WO3含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下すると共にガラスが不安定になることから、本ガラスのWO3含有量は15.0%以下である。WO3含有量が12.0%以下であると好ましく、WO3含有量が11.0%以下であるとより好ましい。
本ガラスにおいて、ZnOは、必須の成分ではないが、ガラスを軟化させる成分となるものである。添加する場合は、粘性と屈折率の点から、ZnO含有量を5%以下とする。ZnO含有量を3%以下とするとさらに好ましい。
本ガラスにおいて、上記成分の合計が95%以上であると、諸特性のバランスが取れるため好ましい。上記成分の合計が98%以上であるとさらに好ましく、本ガラスが上記成分からなると特に好ましい。
本ガラスにおいて、光学特性を調整するために、Al2O3、GeO2、Ga2O3、ZrO2、Gd2O3、La2O3、Y2O3、Ta2O5、TeO2、MgO、CaO、SrOから選ばれる少なくとも1種を任意成分として添加できる。これらの含有量が少ないと光学特性の調整効果がほとんど得られないことから、それぞれ単独で、含有量が0.1%以上であると好ましく、前記含有量が1.0%以上であるとより好ましく、前記含有量が2%以上であると特に好ましい。一方、前記各成分は、含有量が多くなるとガラスが不安定になったり、原料が比較的高価であるため、工業上はこれらの元素を極力含有量を抑えることが好ましい。したがって、それぞれ単独で5.0%以下とするのが好ましく、4.0%以下とするとより好ましく、3.0%以下とすると特に好ましい。
また、本ガラスにおいては、PbO、F、As2O3を実質的に含有しない、すなわち、PbO、F、As2O3の含有量が0.05%未満であることが、成形温度の観点や環境面への影響等から好ましい。
本ガラスにおいて、Sb2O3は、必須の成分ではないがガラス溶融の際の清澄剤として添加できる。その含有量としては、1%以下が好ましく、0.5%以下であるとさらに好ましく、0.1%以下であると特に好ましい。本ガラスにおいて、を添加する場合の下限としては、0.01%以上であると好ましく、0.05%以上であるとさらに好ましく、0.1%以上であるとより好ましい。
本ガラスの光学特性としては、屈折率(nd)が1.90以上である。本ガラスの屈折率(nd)が、1.91以上であると好ましく、本ガラスの屈折率(nd)が、1.92以上であるとより好ましい。一方で、諸特性をバランスさせるためには、本ガラスの屈折率(nd)を2.00以下とするのが好ましく、同様の理由で屈折率(nd)を1.98以下とするのがさらに好ましく、屈折率(nd)が1.96以下であるとより好ましい。
また、本ガラスのアッベ数(νd)が22以下であると好ましく、本ガラスのアッベ数(νd)が21以下であるとさらに好ましい。一方、本ガラスのアッベ数(νd)を19未満とするのは難しいため、19以上とするのが好ましい。
本ガラスのガラス転移点(Tg)としては、500℃以下であると成形温度を低くすることができ、金型表面に形成されている保護膜等の耐久性が向上するため好ましい。本ガラスのガラス転移点を495℃以下とするとさらに好ましく、ガラス転移点を490℃以下とするとより好ましい。
本ガラスの屈伏点(At)としては、550℃以下であると成形温度を低くすることができ、金型表面に形成されている保護膜等の耐久性が向上するため好ましい。屈伏点が540℃以下であるとさらに好ましい。本ガラスの屈伏点が530℃以下であると特に好ましい。
また、本ガラスの液相温度(TL)としては、900℃以下であると、液相粘性が高くなり、プリフォーム用ゴブ成形性に優れるため好ましい。液相温度が890℃以下であるとより好ましく、本ガラスの液相温度が885℃以下であるとさらに好ましい。一方、液相温度(TL)が700℃未満であるとガラスが得られなくなるおそれがあるため、液相温度(TL)が700℃以上であると好ましい。
本ガラスの液相粘性(ηTL)としては、7dPa・s以上である。本ガラスの液相粘性(ηTL)が10dPa・s以上であるとプリフォーム用ゴブ成型での形状自由度や歩留まりが向上するので好ましく、15dPa・s以上であるとよりに好ましく、20dPa・s以上とするとさらに好ましい。液相粘性を10dPa・s以上とし、かつ、液相温度を890℃以下とすると、プリフォーム用ゴブ成形性とプリフォームの精密プレス成形性とのバランスが取れていて、特に、好ましい。なお、本明細書における液相粘性は、本ガラスの液相温度における粘性と定義される。
一方、本ガラスの液相粘性が高くなりすぎるとノズルからの溶融ガラスの流出量が少なくなり、生産性が低くなり好ましくない。したがって、液相粘性を100dPa・s以下とするのが好ましく、液相粘性が80dPa・s以下であるとさらに好ましい。
本ガラスの製造法としては、特に制限されるものではなく、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の通常の光学ガラスで用いられる原料を秤量・混合し、白金ルツボ、金ルツボ、石英ルツボ、アルミナルツボ等通常光学ガラスで用いられるルツボに入れて、約850~1100℃で2~10時間溶融、清澄、撹拌後、400から500℃に予熱した金型に鋳込等した後、徐冷して製造できる。
本ガラスを用いたプリフォーム用ゴブ成形の方法としては、溶融ガラスをノズル先端から流出し、所望の質量の溶融ガラス塊を分離し、金型上に窒素ガスにて浮上させながら受けて、全面火づくり面のガラス塊を製造する方法が一例として挙げられるが、これに限定されるものではない。
また、本ガラスを光学素子に成形する方法としては、特に制限されるものではないが、本ガラスのガラス液相温度(TL)をもとにして、プリフォーム用ゴブ成形により作製したプリフォームを、型表面に保護膜を形成した、高精度に加工された型(型材質としては、例えば、SiC質、超硬など)内にセットし、非酸化性雰囲気下で所定の圧力、時間プレスして所望の形状とする方法が一例として挙げられるが、これに限定されるものではない。
以下、本発明の実施例等を説明する。例1が本発明の比較例であり、例2~例10が本発明の実施例である。なお、例1は、特許文献3(日本国特開2006-111499号公報)に記載された実施例である例6である
[化学組成・試料作製法]
表1に示す化学組成(mol%)となるように原料を秤量した。各ガラスの原料は、P2O5の場合はH3PO4、BPO4、BaP2O6、LiPO3、NaPO3、KPO3を、B2O3の場合はH3BO3またはBPO4を、BaOの場合はBaCO3またはBaP2O6を、Li2Oの場合はLi2CO3またはLiPO3を、Na2Oの場合はNa2CO3またはNaPO3を、K2Oの場合はK2CO3またはKPO3を、SiO2、Bi2O3、TiO2、Nb2O5、WO3およびZnOの場合は酸化物を、それぞれ使用した。秤量した原料を混合し、内容積約300ccの白金ルツボ内に入れて、約850~1100℃で1~3時間溶融、清澄、撹拌後、およそ400から5000℃に予熱した縦100mm×横50mmの長方形のモールドに鋳込み後、約0.5℃/分で徐冷してサンプルとした。
[化学組成・試料作製法]
表1に示す化学組成(mol%)となるように原料を秤量した。各ガラスの原料は、P2O5の場合はH3PO4、BPO4、BaP2O6、LiPO3、NaPO3、KPO3を、B2O3の場合はH3BO3またはBPO4を、BaOの場合はBaCO3またはBaP2O6を、Li2Oの場合はLi2CO3またはLiPO3を、Na2Oの場合はNa2CO3またはNaPO3を、K2Oの場合はK2CO3またはKPO3を、SiO2、Bi2O3、TiO2、Nb2O5、WO3およびZnOの場合は酸化物を、それぞれ使用した。秤量した原料を混合し、内容積約300ccの白金ルツボ内に入れて、約850~1100℃で1~3時間溶融、清澄、撹拌後、およそ400から5000℃に予熱した縦100mm×横50mmの長方形のモールドに鋳込み後、約0.5℃/分で徐冷してサンプルとした。
[評価方法]
屈折率(nd)はヘリウムd線に対する屈折率であり、屈折率計(カルニュー光学工業社製、商品名:KRP-2)で測定した。屈折率の値は、小数点以下第5位まで測定し、小数点以下第5位を四捨五入して少数点以下第4位として記載した。
アッベ数(νd)は、νd=(nd-1)/(nF-nC)により算出し、小数点以下第2位を四捨五入して小数点以下第1位として記載した。ただし、nF、nCは、それぞれ水素F線およびC線に対する屈折率である。
ガラス転移温度(Tg)および屈伏点(At)は、得られた各ガラスを棒状に加工し、熱分析装置(ブルカー・エイエックスエス社製、商品名:TMA4000SA)で熱膨張法により、昇温速度5℃/分で測定した。
液相温度(TL)は、白金皿にガラス試料約5gを入れ、それぞれ800℃から900℃まで10℃刻みにて1時間保持したものを自然放冷により冷却した後、結晶析出の有無を顕微鏡により観察して、結晶の認められない最低温度を液相温度とした。
液相粘性(ηTL)は、回転円筒法により粘度を測定し、液相温度(LT)での粘性とした。
ガラスの溶解性等については、上記サンプル作製時に目視で観察した結果、例1~例10については、溶解性に問題がないこと、得られたガラスサンプルには泡や脈理のないことを確認した。
屈折率(nd)はヘリウムd線に対する屈折率であり、屈折率計(カルニュー光学工業社製、商品名:KRP-2)で測定した。屈折率の値は、小数点以下第5位まで測定し、小数点以下第5位を四捨五入して少数点以下第4位として記載した。
アッベ数(νd)は、νd=(nd-1)/(nF-nC)により算出し、小数点以下第2位を四捨五入して小数点以下第1位として記載した。ただし、nF、nCは、それぞれ水素F線およびC線に対する屈折率である。
ガラス転移温度(Tg)および屈伏点(At)は、得られた各ガラスを棒状に加工し、熱分析装置(ブルカー・エイエックスエス社製、商品名:TMA4000SA)で熱膨張法により、昇温速度5℃/分で測定した。
液相温度(TL)は、白金皿にガラス試料約5gを入れ、それぞれ800℃から900℃まで10℃刻みにて1時間保持したものを自然放冷により冷却した後、結晶析出の有無を顕微鏡により観察して、結晶の認められない最低温度を液相温度とした。
液相粘性(ηTL)は、回転円筒法により粘度を測定し、液相温度(LT)での粘性とした。
ガラスの溶解性等については、上記サンプル作製時に目視で観察した結果、例1~例10については、溶解性に問題がないこと、得られたガラスサンプルには泡や脈理のないことを確認した。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、2008年8月22日出願の日本特許出願2008-214024に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、2008年8月22日出願の日本特許出願2008-214024に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本ガラスは、屈折率1.90以上の光学ガラスであって、ガラス転移点が低いことから精密プレス成形に好適であり、しかも液相粘性が高いのでプリフォーム用ゴブ成形性に優れる。したがって、高屈折率、造特性の高い精密プレス成形用光学ガラスとして有用である。
Claims (5)
- 酸化物基準のmol%で、
P2O5 20.0-30.0%、
B2O3 3.5-10.0%、
SiO2 0-5.0%、
BaO 0-5.0%、
Na2O 16.2-25.0%、
K2O 0-8.0%、
Bi2O3 10.0-20.0%、
TiO2 3.0-15.0%、
Nb2O5 10.0-20.0%、
WO3 5.0-15.0%、および
ZnO 0-5.0%
を含有する光学ガラスであって、
Li2Oを実質的に含まず、液相粘性(ηTL)が7dPa・s以上で、
屈折率nd:1.90以上、である光学ガラス。 - Na2Oを17.0-23.0mol%含む請求項1記載の光学ガラス。
- P2O5、B2O3、SiO2、BaO、Na2O、K2O、Bi2O3、TiO2、Nb2O5、WO3およびZnOの合計が95mol%以上である請求項1または2記載の光学ガラス。
- アッベ数νd:19~22である請求項1、2または3記載の光学ガラス。
- 液相温度(TL)が900℃以下である請求項1~4のいずれかに記載の光学ガラス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008-214024 | 2008-08-22 | ||
JP2008214024A JP2011219278A (ja) | 2008-08-22 | 2008-08-22 | 光学ガラス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2010021329A1 true WO2010021329A1 (ja) | 2010-02-25 |
Family
ID=41707205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2009/064468 WO2010021329A1 (ja) | 2008-08-22 | 2009-08-18 | 光学ガラス |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011219278A (ja) |
WO (1) | WO2010021329A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110922050A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-27 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
CN108975682B (zh) * | 2018-10-12 | 2021-07-20 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 光学玻璃及其制备方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6692570B2 (ja) * | 2014-10-07 | 2020-05-13 | 株式会社オハラ | 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子 |
WO2022159275A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Corning Incorporated | Phosphate glasses with high refractive index and reduced dispersion |
WO2022159280A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Corning Incorporated | Phosphate glasses with high refractive index and low density |
EP4281421A1 (en) | 2021-01-22 | 2023-11-29 | Corning Incorporated | Calcium-containing high-index phosphate glasses |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006111499A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Hoya Corp | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及びその製造方法、光学素子及びその製造方法 |
JP2007015904A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Konica Minolta Opto Inc | 光学ガラス及び光学素子 |
JP2008133148A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Nihon Yamamura Glass Co Ltd | 光学ガラス |
-
2008
- 2008-08-22 JP JP2008214024A patent/JP2011219278A/ja active Pending
-
2009
- 2009-08-18 WO PCT/JP2009/064468 patent/WO2010021329A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006111499A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Hoya Corp | 光学ガラス、精密プレス成形用プリフォーム及びその製造方法、光学素子及びその製造方法 |
JP2007015904A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Konica Minolta Opto Inc | 光学ガラス及び光学素子 |
JP2008133148A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Nihon Yamamura Glass Co Ltd | 光学ガラス |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108975682B (zh) * | 2018-10-12 | 2021-07-20 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 光学玻璃及其制备方法 |
CN110922050A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-03-27 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
CN110922050B (zh) * | 2019-12-24 | 2022-07-15 | 成都光明光电股份有限公司 | 玻璃组合物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011219278A (ja) | 2011-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5358888B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
US8207074B2 (en) | Optical glass | |
JP5650371B2 (ja) | 光学ガラス | |
JP4034589B2 (ja) | 光学ガラス | |
US8501649B2 (en) | Optical glass | |
JP2008254953A (ja) | 光学ガラス | |
TW201821381A (zh) | 光學玻璃、光學元件及預成形體 | |
JP2011037660A (ja) | 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子 | |
JP2015020913A (ja) | 光学ガラス | |
JP2013067559A (ja) | 光学ガラス | |
JP2006111482A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
WO2010021329A1 (ja) | 光学ガラス | |
JP2007145615A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP2018168011A (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
JP2007008761A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
JP2004231501A (ja) | 光学ガラス及びこれから作製される光学素子 | |
JPWO2009107612A1 (ja) | 光学ガラス | |
KR20090123883A (ko) | 광학 유리 | |
KR20150114944A (ko) | 광학 유리, 열간 성형품 및 그 제조 방법, 그리고 광학 소자 및 그 제조 방법 | |
KR20090010994A (ko) | 광학 유리 | |
JP5589929B2 (ja) | 光学ガラス、精密プレス成型用プリフォーム、及び光学素子 | |
JP2015067522A (ja) | 光学ガラス、光学ガラスブランク、プレス成型用ガラス素材、光学素子、およびそれらの製造方法 | |
WO2020067048A1 (ja) | 光学ガラス | |
US20040132605A1 (en) | Optical glass | |
JP5688887B2 (ja) | 光学ガラス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09808265 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09808265 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |