JP6635667B2 - Optical glass, lens preform and optical element - Google Patents
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- Glass Compositions (AREA)
Description
本発明は、光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子に関する。 The present invention relates to an optical glass, a lens preform, and an optical element.
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。 In recent years, digitalization and high definition of devices using an optical system have been rapidly progressing, and high-precision optical elements such as lenses used in various optical devices, including photographing devices such as digital cameras and video cameras, The demand for lightweight and miniaturization is increasing.
光学素子を作製する光学ガラスの中でも特に、光学素子の軽量化及び小型化を図ることが可能な、１．８０を超えるような高い屈折率（ｎｄ）を有しながらも、より低いアッベ数（νｄ）を有するガラス（高屈折高分散ガラス）の需要が非常に高まっている。高い屈折率と低いアッベ数を有するガラスとしては、例えば、特許文献１〜３に開示されているようなガラスが知られている。 Among optical glasses for producing an optical element, in particular, the optical element has a high refractive index ( nd ) exceeding 1.80 and a lower Abbe number, which can reduce the weight and size of the optical element. The demand for a glass having (ν d ) (high-refractive-high-dispersion glass) has been greatly increased. As glasses having a high refractive index and a low Abbe number, for example, glasses as disclosed in Patent Documents 1 to 3 are known.
こうしたガラスを用いて光学素子を作製する場合には、ガラスを加熱軟化してプレス成形（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方法や、ゴブ又はガラスブロックを切断し研磨したプリフォーム材、若しくは公知の浮上成形等により成形されたプリフォーム材を加熱軟化して、高精度な成形面を持つ金型でプレス成形する方法（精密プレス成形）が用いられている。 When an optical element is manufactured using such a glass, a method of heat-softening the glass and press-molding (reheat press molding) to grind and polish a glass molded product, or cutting and polishing a gob or a glass block. A method (precision press molding) of heating and softening a preform material obtained or a preform material molded by known floating molding or the like and press-molding with a mold having a highly accurate molding surface is used.
しかしながら、特許文献１〜３で開示されたガラスでは、可視光の短波長側の光についての透過率が低いため、ガラスが黄色や橙色に着色している。そのため、特許文献１〜３で開示されたガラスは、可視領域の光を透過させる用途には適さない場合がある。 However, in the glasses disclosed in Patent Literatures 1 to 3, since the transmittance of light on the short wavelength side of visible light is low, the glass is colored yellow or orange. Therefore, the glasses disclosed in Patent Literatures 1 to 3 may not be suitable for applications that transmit light in the visible region.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高い屈折率（ｎｄ）と低いアッベ数（νｄ）を有しながらも、高い可視光透過率を有する光学ガラスと、これを用いたレンズプリフォーム及び光学素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to achieve high visible light transmittance while having a high refractive index (n d ) and a low Abbe number (ν d ). An object of the present invention is to provide an optical glass having the above, a lens preform and an optical element using the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、Ｐ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５成分を含有し、且つ所定以上のＺｎＯ成分並びにアルカリ金属及びアルカリ土類金属酸化物の含有量を所定量に調整することにより、ガラスの高屈折高分散領域を維持しつつ、かつ可視光についての透過率の高い光学ガラスを実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。 Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies and studies to solve the above-mentioned problems. As a result, the present inventors have found that a P 2 O 5 component, a TiO 2 and a Nb 2 O 5 component are contained, and a predetermined amount or more of a ZnO component and an alkali metal and By adjusting the content of the alkaline earth metal oxide to a predetermined amount, it has been found that an optical glass having high transmittance for visible light can be realized while maintaining a high refractive index and high dispersion region of the glass, and the present invention It was completed. Specifically, the present invention provides the following.
（１）酸化基準のガラス全物質量に対して、モル％でＰ２Ｏ５を１０．０〜４０．０％、ＴｉＯ２を０．５〜４０．０％、Ｎｂ２Ｏ５を５．０〜５０．０％、Ｒｎ２Ｏを２５．０％以下、ＺｎＯとＭＯの含有量の和が６．０〜４５．０％含有することを特徴とする光学ガラス。（式中、ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群より選択される１種以上である。） (1) 10.0 to 40.0% of P 2 O 5 , 0.5 to 40.0% of TiO 2, and 5.5 of Nb 2 O 5 in mol% based on the total amount of glass on the basis of oxidation. 0 to 50.0%, the Rn 2 O 25.0% or less, optical glass total content of ZnO and MO is characterized in that it contains from 6.0 to 45.0%. (In the formula, M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, and Ba.)
（２）酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％の比でＺｎＯ／ＭＯが０を超え１０．０以下であることを特徴とする（１）の光学ガラス。 (2) The optical glass according to (1), wherein ZnO / MO is more than 0 and 10.0 or less at a ratio of mol% to the total amount of glass in terms of oxide composition.
（３）酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％の比でＺｎＯ／ＴｉＯ２が０超であることを特徴とする（１）又は（２）の光学ガラス。 (3) The optical glass according to (1) or (2), wherein ZnO / TiO 2 is more than 0 at a molar ratio to the total amount of glass in terms of oxide composition.
（４）屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、アッベ数（νｄ）２８以下である（１）〜（３）いずれかの光学ガラス。 (4) The optical glass according to any one of (1) to (3), having a refractive index (nd) of 1.80 or more and an Abbe number (νd) of 28 or less.
（５）酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％で、
ＢａＯ成分 ０〜４０．０％
ＺｎＯ成分 ０〜３０．０％
Ｂ２Ｏ３成分 ０〜１５．０％
Ｌｉ２Ｏ成分 ０〜１５．０％
Ｎａ２Ｏ成分 ０〜２５．０％
Ｋ２Ｏ成分 ０〜２５．０％
ＭｇＯ成分 ０〜２５．０％
ＣａＯ成分 ０〜２５．０％
ＳｒＯ成分 ０〜２５．０％
Ｂｉ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＷＯ３成分 ０〜１０．０％
Ｙ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
Ｌａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
Ｇｄ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
Ｙｂ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＳｉＯ２成分 ０〜１０．０％
ＧｅＯ２成分 ０〜１０．０％
Ａｌ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＴｅＯ２成分 ０〜１５．０％
ＺｒＯ２成分 ０〜１０．０％
Ｔａ２Ｏ５成分 ０〜１０．０％
Ｇａ２Ｏ３成分 ０〜１０．０％
ＳｎＯ成分 ０〜１０．０％
Ｓｂ２Ｏ３成分 ０〜３．０％
である（１）〜（４）いずれかの光学ガラス。
(5) In terms of mol%, based on the total amount of glass in terms of oxide composition,
BaO component 0-40.0%
ZnO component 0-30.0%
B 2 O 3 component 0 to 15.0%
Li 2 O component 0 to 15.0%
Na 2 O component 0 to 25.0%
K 2 O component from 0 to 25.0%
MgO component 0-25.0%
CaO component 0-25.0%
SrO component 0-25.0%
Bi 2 O 3 component 0-10.0%
WO 3 components 0-10.0%
Y 2 O 3 component from 0 to 10.0%
La 2 O 3 component 0-10.0%
Gd 2 O 3 component 0 to 10.0%
Yb 2 O 3 component 0 to 10.0%
SiO 2 component from 0 to 10.0%
GeO 2 component 0-10.0%
Al 2 O 3 component 0 to 10.0%
TeO 2 component 0-15.0%
ZrO 2 component 0-10.0%
Ta 2 O 5 component 0-10.0%
Ga 2 O 3 component 0 to 10.0%
SnO component 0-10.0%
Sb 2 O 3 component 0-3.0%
(1) The optical glass according to any one of (1) to (4).
（６）（１）〜（５）のいずれかの光学ガラスからなる光学素子。 (6) An optical element made of the optical glass according to any one of (1) to (5).
（７）（１）〜（５）いずれかの光学ガラスからなる研磨加工用及び／又は精密プレス成形用のプリフォーム。 (7) A preform for polishing and / or precision press molding made of any one of (1) to (5).
（８）（７）のプリフォームを精密プレスしてなる光学素子。 (8) An optical element obtained by precision pressing the preform of (7).
本発明によれば、高い屈折率（ｎｄ）と低いアッベ数（νｄ）を有しながらも、可視光についての透過率を高めた光学ガラス、これを用いたレンズプリフォーム及び光学素子を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while having high refractive index ( nd ) and low Abbe number ((nu) d ), the optical glass which raised the transmittance | permeability with respect to visible light, the lens preform using this, and the optical element Can be provided.
以下、本発明の光学ガラスの実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the optical glass of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments at all, and is implemented with appropriate modifications within the scope of the present invention. be able to.
［ガラス成分］
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中で特に断りがない場合、各成分の含有量は、全て酸化物基準のガラス全物質量に対するモル％で表示されるものとする。ここで、「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、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００モル％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。
[Glass component]
The composition range of each component constituting the optical glass of the present invention will be described below. In the present specification, unless otherwise specified, the contents of the respective components are all expressed in mol% with respect to the total amount of glass on an oxide basis. Here, the “oxide standard” means that when it is assumed that oxides, composite salts, metal fluorides, and the like used as a raw material of the glass constituent components of the present invention are completely decomposed at the time of melting and change to oxides. The composition is a composition in which each component contained in the glass is represented by setting the total mass of the generated oxide to 100 mol%.
＜必須成分、任意成分について＞
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス形成成分であり、且つガラス原料の溶解温度を下げる必須成分である。特に、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以上にすることで、ガラスの安定性及び可視域における透過率を高めることができる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは１５．０％、さらに好ましくは２２．０％を下限とする。
他方で、Ｐ２Ｏ５成分の含有量を４０．０％以下にすることで、高屈折率を得ることができる。従って、Ｐ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３７．０％、さらに好ましくは３５．０％を上限とする。
Ｐ２Ｏ５成分は、原料としてＡｌ（ＰＯ３）３、Ｃａ（ＰＯ３）２、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢＰＯ４、Ｈ３ＰＯ４等を用いることができる。
<About essential and optional components>
The P 2 O 5 component is a glass-forming component and an essential component for lowering the melting temperature of the glass raw material. In particular, by setting the content of the P 2 O 5 component to 10.0% or more, the stability of glass and the transmittance in the visible region can be increased. Therefore, the lower limit of the content of the P 2 O 5 component is preferably 10.0%, more preferably 15.0%, and still more preferably 22.0%.
On the other hand, by setting the content of the P 2 O 5 component to 40.0% or less, a high refractive index can be obtained. Therefore, the upper limit of the content of the P 2 O 5 component is preferably 40.0%, more preferably 37.0%, and still more preferably 35.0%.
As the P 2 O 5 component, Al (PO 3 ) 3 , Ca (PO 3 ) 2 , Ba (PO 3 ) 2 , BPO 4 , H 3 PO 4 or the like can be used as a raw material.
ＴｉＯ２成分は、耐失透性及び屈折率を高められ、アッベ数を低くでき、且つ化学的耐久性を高められる必須成分である。従って好ましくは０．５％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは３．０％を下限として含有する。
他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を４０．０％以下にすることで、可視光についての透過率の低下を抑えられ、耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３２．０％、最も好ましくは２８．０％を上限とする。
ＴｉＯ２成分は、原料としてＴｉＯ２等を用いることができる。
The TiO 2 component is an essential component capable of increasing the devitrification resistance and the refractive index, reducing the Abbe number, and increasing the chemical durability. Accordingly, the lower limit is preferably 0.5%, more preferably 1.0%, and still more preferably 3.0%.
On the other hand, by setting the content of the TiO 2 component to 40.0% or less, a decrease in transmittance of visible light can be suppressed, and a decrease in devitrification resistance can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the TiO 2 component is preferably 40.0%, more preferably 35.0%, still more preferably 32.0%, and most preferably 28.0%.
As the TiO 2 component, TiO 2 or the like can be used as a raw material.
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高めてアッベ数を低くする必須成分である。特に、Ｎｂ２Ｏ５成分を５．０％以上含有することで、高屈折率を得ることができ、且つ所望の低いアッベ数を得ることができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは１２．０％を下限とする。
他方で、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量を５０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、Ｎｂ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは５０．０％、より好ましくは４５．０％、さらに好ましくは３５．０％を上限とする。
Ｎｂ２Ｏ５成分は、原料としてＮｂ２Ｏ５等を用いることができる。
The Nb 2 O 5 component is an essential component that increases the refractive index of glass and lowers the Abbe number. In particular, when the Nb 2 O 5 component is contained at 5.0% or more, a high refractive index can be obtained and a desired low Abbe number can be obtained. Therefore, the lower limit of the content of the Nb 2 O 5 component is preferably 5.0%, more preferably 10.0%, and still more preferably 12.0%.
On the other hand, by setting the content of the Nb 2 O 5 component to 50.0% or less, the devitrification resistance of the glass can be increased. Therefore, the upper limit of the content of the Nb 2 O 5 component is preferably 50.0%, more preferably 45.0%, and still more preferably 35.0%.
As the Nb 2 O 5 component, Nb 2 O 5 or the like can be used as a raw material.
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラス原料の溶解温度及びガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量を１５．０％以下にすることで、屈折率の低下やアッベ数の上昇を抑えられ、且つ耐失透性を高められる。従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは４．０％を上限とする。
Ｌｉ２Ｏ成分は、原料としてＬｉ２ＣＯ３、ＬｉＰＯ３、ＬｉＮＯ３、ＬｉＦ等を用いることができる。
The Li 2 O component is an optional component that can lower the melting temperature and glass transition point of the glass raw material.
On the other hand, when the content of the Li 2 O component is 15.0% or less, a decrease in the refractive index and an increase in the Abbe number can be suppressed, and the devitrification resistance can be increased. Therefore, the upper limit of the content of the Li 2 O component is preferably 15.0%, more preferably 10.0%, and still more preferably 4.0%.
As the Li 2 O component, Li 2 CO 3 , LiPO 3 , LiNO 3 , LiF, or the like can be used as a raw material.
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラス原料の溶解温度及びガラス転移点を下げられ、耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｎａ２Ｏ成分の含有量を２５．０％以下にすることで、屈折率の低下やアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２３．０％、さらに好ましくは２０．０％を上限とする。
Ｎａ２Ｏ成分は、原料としてＮａ２ＣＯ３、ＮａＨ２ＰＯ４、ＮａＮＯ３、ＮａＦ、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
The Na 2 O component is an optional component that can lower the melting temperature and glass transition point of the glass raw material and increase the devitrification resistance.
On the other hand, by setting the content of the Na 2 O component to 25.0% or less, a decrease in the refractive index and an increase in the Abbe number can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the Na 2 O component is preferably 25.0%, more preferably 23.0%, and still more preferably 20.0%.
As the Na 2 O component, Na 2 CO 3 , NaH 2 PO 4 , NaNO 3 , NaF, Na 2 SiF 6 or the like can be used as a raw material.
Ｋ２Ｏ成分は、ガラス原料の溶解温度及びガラス転移点を下げられる成分であるとともに、上述のＮａ２Ｏ成分よりさらに耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、Ｋ２Ｏ成分の含有量を２５．０％以下にすることで、屈折率の低下やアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１５．０％を上限とする。
Ｋ２Ｏ成分は、原料としてＫ２ＣＯ３、ＫＨ２ＰＯ４、ＫＮＯ３、ＫＦ、ＫＨＦ２、Ｋ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
The K 2 O component is a component that can lower the melting temperature and the glass transition point of the glass raw material, and is an optional component that can further improve the devitrification resistance than the above-mentioned Na 2 O component.
On the other hand, when the content of the K 2 O component is 25.0% or less, a decrease in the refractive index and an increase in the Abbe number can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the K 2 O component is preferably 25.0%, more preferably 20.0%, and still more preferably 15.0%.
As the K 2 O component, K 2 CO 3 , KH 2 PO 4 , KNO 3 , KF, KHF 2 , K 2 SiF 6 or the like can be used as a raw material.
Ｒ２Ｏ成分（ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫからなる群より選択される１種以上である）の合計含有量は、２５．０％以下が好ましい。これにより、ガラスの屈折率の低下やアッベ数の上昇を抑えられる。また、ガラスの耐失透性も高められる。従って、Ｒ２Ｏ成分の合計含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１７．０％を上限とする。 The total content of the R 2 O component (R is at least one selected from the group consisting of Li, Na and K) is preferably 25.0% or less. Thereby, a decrease in the refractive index of the glass and an increase in the Abbe number can be suppressed. Further, the devitrification resistance of the glass is also enhanced. Therefore, the upper limit of the total content of the R 2 O component is preferably 25.0%, more preferably 20.0%, and still more preferably 17.0%.
ＺｎＯ成分は、ガラスの耐失透性を高める任意成分である。また、ＺｎＯ成分を含有させることにより、ガラスの原料の溶融性及び耐失透性を高められ、ガラス転移点を下げられ、ガラスの可視光についての透過率を高められ、比重を低減でき、且つ屈折率を高められる。また、ＺｎＯ成分は熱膨張係数を低くする成分であるため、精密プレス等の温度変化を伴う加工工程でのガラス割れを防ぐ効果がある。従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは３．０％を下限とする。
他方で、過剰に含有させると、所望の光学定数を実現することが難しくなり、かつ却って安定性を下げることとなる。従って、ＺｎＯ成分は、好ましくは３０．０％、より好ましくは２６．０％、さらに好ましくは２３．０％を上限として含有させることができる。
ＺｎＯ成分は、原料としてＺｎＯ、Ｚｎ（ＰＯ３）２、ＺｎＳＯ４、ＺｎＦ２等を用いることができる。
The ZnO component is an optional component that enhances the devitrification resistance of the glass. Further, by containing the ZnO component, the melting property and devitrification resistance of the raw material of glass can be increased, the glass transition point can be lowered, the transmittance of glass for visible light can be increased, the specific gravity can be reduced, and The refractive index can be increased. Further, since the ZnO component is a component that lowers the coefficient of thermal expansion, it has an effect of preventing glass breakage in a processing step involving a temperature change such as a precision press. Therefore, the lower limit of the content of the ZnO component is preferably more than 0%, more preferably 1.0%, and still more preferably 3.0%.
On the other hand, when it is contained excessively, it becomes difficult to realize a desired optical constant, and on the contrary, the stability is lowered. Therefore, the ZnO component can be contained preferably at an upper limit of 30.0%, more preferably 26.0%, and even more preferably 23.0%.
As the ZnO component, ZnO, Zn (PO 3 ) 2 , ZnSO 4 , ZnF 2 or the like can be used as a raw material.
本発明者は、本発明のようなＰ２Ｏ５成分、ＴｉＯ２及びＮｂ２Ｏ５成分を含有する高屈折率高分散ガラスにおいて、ＺｎＯとＴｉＯ２との含有量の比を所定の範囲に制限することにより、高屈折率化に伴う透過率の低下を大幅に緩和できることを見出した。具体的には、モル％の比ＺｎＯ／ＴｉＯ２の値が、好ましくは０超、より好ましくは０．０５、さらに好ましくは０．１、最も好ましくは０．２を下限とする。一方、屈折率の大きい低下を抑えるため、モル％の比ＺｎＯ／ＴｉＯ２の値が、好ましくは１０．０、より好ましくは７．０、さらに好ましくは５．０を下限とする。 The present inventor has set the ratio of the content of ZnO and TiO 2 to a predetermined range in the high refractive index and high dispersion glass containing the P 2 O 5 component, the TiO 2 and the Nb 2 O 5 component as in the present invention. It has been found that by restricting, a decrease in transmittance due to an increase in the refractive index can be significantly reduced. Specifically, the value of mole% of the specific ZnO / TiO 2 is preferably 0, more preferably above 0.05, more preferably 0.1, and most preferably the lower limit 0.2. On the other hand, in order to suppress a large decrease in the refractive index, the lower limit of the value of the molar ratio ZnO / TiO 2 is preferably 10.0, more preferably 7.0, and still more preferably 5.0.
ＭＯ成分（ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群より選択される１種以上である）は、０％超とすることで、ガラスの耐失透性を高めることができる。従って、ＭＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超を下限とする。
他方で、ＭＯ成分の含有量を４５．０．％以下とすることで、ガラス転移点の上昇や、過剰な含有による耐失透性の低下を抑えられる。従ってＭＯ成分は、好ましくは４５．０％、より好ましくは４０．０％、さらに好ましくは３８．０％、最も好ましくは３０．０％を上限とする。
When the MO component (M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba) exceeds 0%, the devitrification resistance of the glass can be increased. Therefore, the lower limit of the content of the MO component is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, and still more preferably more than 3.0%.
On the other hand, when the content of the MO component is 45.0. % Or less can suppress an increase in glass transition point and a decrease in devitrification resistance due to excessive content. Therefore, the upper limit of the MO component is preferably 45.0%, more preferably 40.0%, still more preferably 38.0%, and most preferably 30.0%.
また、本発明者は前述のようなＰ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＴｉＯ２により高屈折率化を図る場合に伴う透過率低減の不利益を、ＺｎＯとＭＯとの含有量を所定量に制限することにより、緩和できることを見出した。
ここで、上記効果を奏するため、ＺｎＯとＭＯの合計量が、好ましくは６．０％、より好ましくは１１．０％、さらに好ましくは１３．０％を下限とする。他方、両成分の総量が大きくなり過ぎると、所望の屈折率を得るための調整が困難になる。よって好ましくは４５．０％、より好ましくは４０．０％、さらに好ましくは３８．０％を上限とする。
In addition, the present inventor has found that the disadvantage of reducing the transmittance associated with increasing the refractive index by using P 2 O 5 , Nb 2 O 5 and TiO 2 as described above is due to the fact that the contents of ZnO and MO are controlled by a predetermined amount. It has been found that the restriction can be eased.
Here, in order to achieve the above effects, the lower limit of the total amount of ZnO and MO is preferably 6.0%, more preferably 11.0%, and still more preferably 13.0%. On the other hand, if the total amount of both components is too large, it is difficult to adjust to obtain a desired refractive index. Therefore, the upper limit is preferably 45.0%, more preferably 40.0%, and still more preferably 38.0%.
ＭＯ成分のうち、特にＢａＯとＺｎＯとの含有量を所定の範囲に制限することにより、耐失透性が大幅に向上する。ＢａＯとＺｎＯの合計量は、好ましくは６．０％、より好ましくは１１．０％、最も好ましくは１３．０％を下限とし、好ましくは４５．０％、より好ましくは４０．０％、最も好ましくは３８．０％を上限とする。 By limiting the content of BaO and ZnO in the MO component to a predetermined range, the devitrification resistance is greatly improved. The total amount of BaO and ZnO is preferably 6.0%, more preferably 11.0%, most preferably 13.0% as a lower limit, preferably 45.0%, more preferably 40.0%, Preferably, the upper limit is 38.0%.
また、上記効果を奏するため、モル％の比でＺｎＯ／ＭＯの値が、好ましくは０超、より好ましくは０．１、さらに好ましくは０．２、最も好ましくは０．３を下限とする。
他方、当該比が大きくなり過ぎると、却ってガラスの安定性を阻害する。したがって好ましくは１０．０、より好ましくは７．０、さらに好ましくは５．０を上限とする。
Further, in order to achieve the above effects, the lower limit of the value of ZnO / MO is preferably more than 0, more preferably 0.1, still more preferably 0.2, and most preferably 0.3 in mol% ratio.
On the other hand, if the ratio becomes too large, the stability of the glass is rather hindered. Therefore, the upper limit is preferably set to 10.0, more preferably 7.0, and still more preferably 5.0.
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分、ＳｒＯ成分及びＢａＯ成分には、ガラス原料の溶融性及び耐失透性を高められる任意成分である。特にＭｇＯ成分は、ガラスの熱膨張係数を小さくできる成分である。
他方で、ＭｇＯ成分の含有量を２５．０％以下にすることで、耐失透性の低下及びガラス転移点の上昇を抑えられる。従って、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％、さらに好ましくは１５．０％を上限とする。
また、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の各々の含有量を２５．０％以下にすることで、耐失透性の低下及びガラス転移点の上昇を抑えられ、且つガラスの熱的安定性も高められる。従って、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分の各々の含有量は、好ましくは２５．０％、より好ましくは２０．０％を上限とし、さらに好ましくは１５．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とする。
ＭｇＯ成分、ＣａＯ成分及びＳｒＯ成分は、原料としてＭｇＯ、ＭｇＣＯ３、Ｍｇ（ＰＯ３）２、ＭｇＦ２、ＣａＣＯ３、Ｃａ（ＰＯ３）２、ＣａＦ２、ＳｒＣＯ３、Ｓｒ（ＮＯ３）２、ＳｒＦ２等を用いることができる。
The MgO component, the CaO component, the SrO component, and the BaO component are optional components that can enhance the melting property and devitrification resistance of the glass raw material. Particularly, the MgO component is a component that can reduce the thermal expansion coefficient of glass.
On the other hand, when the content of the MgO component is 25.0% or less, a decrease in the devitrification resistance and an increase in the glass transition point can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the MgO component is preferably 25.0%, more preferably 20.0%, and still more preferably 15.0%.
In addition, when the content of each of the CaO component and the SrO component is 25.0% or less, a decrease in devitrification resistance and an increase in the glass transition point can be suppressed, and the thermal stability of the glass can be increased. Therefore, the content of each of the CaO component and the SrO component is preferably 25.0%, more preferably 20.0%, more preferably 15.0%, and still more preferably 10.0%. I do.
The MgO component, the CaO component and the SrO component are, as raw materials, MgO, MgCO 3 , Mg (PO 3 ) 2 , MgF 2 , CaCO 3 , Ca (PO 3 ) 2 , CaF 2 , SrCO 3 , Sr (NO 3 ) 2 , SrF 2 or the like can be used.
ＢａＯ成分は、０％超含有する場合に、ＺｎＯ成分と併用することで屈折率及び可視光についての透過率をより一層高められ、且つ、ガラスの耐失透性を高められる任意成分である。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％超、さらに好ましくは３．０％超を下限とする。
他方で、ＢａＯ成分は４０．０％以下にすることで、ガラス転移点及び比重の上昇を抑えられ、且つ、過剰な含有による耐失透性の低下を抑えられる。従って、ＢａＯ成分の含有量は、好ましくは４０．０％、より好ましくは３５．０％、さらに好ましくは３０．０％を上限とする。
ＢａＯ成分は、原料としてＢａＣＯ３、Ｂａ（ＰＯ３）２、ＢａＳＯ４、Ｂａ（ＮＯ３）２、ＢａＦ２等を用いることができる。
The BaO component is an optional component that, when contained in excess of 0%, can further increase the refractive index and the transmittance for visible light and increase the devitrification resistance of glass when used in combination with the ZnO component. Therefore, the lower limit of the content of the BaO component is preferably more than 0%, more preferably more than 1.0%, and still more preferably more than 3.0%.
On the other hand, by setting the BaO component to 40.0% or less, an increase in the glass transition point and specific gravity can be suppressed, and a decrease in devitrification resistance due to excessive content can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the BaO component is preferably 40.0%, more preferably 35.0%, and still more preferably 30.0%.
As the BaO component, BaCO 3 , Ba (PO 3 ) 2 , BaSO 4 , Ba (NO 3 ) 2 , BaF 2 or the like can be used as a raw material.
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率とガラス原料の溶融性を高められる任意成分である。
他方で、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、耐失透性の低下を抑えられ、且つ可視光についての透過率の低下を抑えることができる。また、Ｂｉ２Ｏ３成分の還元によってポットが侵される問題を抑えられる。従って、Ｂｉ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
The Bi 2 O 3 component is an optional component that can enhance the refractive index of glass and the melting property of the glass raw material.
On the other hand, by setting the content of the Bi 2 O 3 component to 10.0% or less, a decrease in devitrification resistance and a decrease in transmittance of visible light can be suppressed. Further, the problem that the pot is damaged by the reduction of the Bi 2 O 3 component can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the Bi 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 7.0%, and even more preferably 5.0%.
ＷＯ３成分は、ガラスの屈折率及び耐失透性を高められ、アッベ数を低くでき、且つガラス原料の溶融性を高められる任意成分である。
他方で、ＷＯ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、耐失透性を高め、且つ可視光についての透過率の低下を抑えられる。従って、ＷＯ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
ＷＯ３成分は、原料としてＷＯ３等を用いることができる。
The WO 3 component is an optional component that can increase the refractive index and devitrification resistance of glass, can lower the Abbe number, and can enhance the melting property of the glass raw material.
On the other hand, by the content of WO 3 ingredient 10.0% or less, increase resistance to devitrification and suppress the decrease in transmittance for visible light. Therefore, the content of WO 3 component is preferably 10.0%, more preferably 7.0%, more preferably the upper limit of 5.0%.
As the WO 3 component, WO 3 or the like can be used as a raw material.
Ｙ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率及び化学的耐久性を高められる任意成分である。
他方で、Ｙ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、耐失透性の低下や、ガラス転移点の上昇を抑えることができる。従って、Ｙ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは７．０％、さらに好ましくは５．０％を上限とする。
Ｙ２Ｏ３成分は、原料としてＹ２Ｏ３、ＹＦ３等を用いることができる。
The Y 2 O 3 component is an optional component that can increase the refractive index and chemical durability of glass.
On the other hand, by setting the content of the Y 2 O 3 component to 10.0% or less, a decrease in devitrification resistance and an increase in the glass transition point can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the Y 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 7.0%, and even more preferably 5.0%.
As the Y 2 O 3 component, Y 2 O 3 , YF 3 or the like can be used as a raw material.
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、ガラスの屈折率及び化学的耐久性を高められる任意成分である。
他方で、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の含有量を各々１０．０％以下にすることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられ、且つ耐失透性の低下を抑えられる。従って、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の各々の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分は、原料としてＬａ２Ｏ３、Ｌａ（ＮＯ３）３・ＸＨ２Ｏ（Ｘは任意の整数）、Ｇｄ２Ｏ３、ＧｄＦ３、Ｙｂ２Ｏ３等を用いることができる。
The La 2 O 3 component, the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are optional components that can increase the refractive index and chemical durability of the glass.
On the other hand, when the content of each of the La 2 O 3 component, the Gd 2 O 3 component, and the Yb 2 O 3 component is set to 10.0% or less, an increase in the Abbe number of the glass can be suppressed, and the devitrification resistance can be suppressed. Can be suppressed. Therefore, the content of each of the La 2 O 3 component, the Gd 2 O 3 component, and the Yb 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%. And
La 2 O 3 component, Gd 2 O 3 component and Yb 2 O 3 component are La 2 O 3 , La (NO 3 ) 3 .XH 2 O (X is an arbitrary integer), Gd 2 O 3 , GdF as raw materials. 3 , Yb 2 O 3 or the like can be used.
Ｌｎ２Ｏ３成分（Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄ及びＹｂからなる群より選択される１種以上である）の含有量の和（モル和）は、１５．０％以下が好ましい。これにより、ガラスの耐失透性の低下や、ガラス転移点の上昇を抑えられる。従って、Ｌｎ２Ｏ３成分のモル和（例えば、Ｙ２Ｏ３成分、Ｌａ２Ｏ３成分、Ｇｄ２Ｏ３成分及びＹｂ２Ｏ３成分の合計含有量）は、好ましくは１０．０％、よりに好ましくは５．０％未満、さらに好ましくは３．０％未満、さらに好ましくは１．０％未満とする。 The sum (molar sum) of the content of the Ln 2 O 3 component (Ln is at least one selected from the group consisting of Y, La, Gd and Yb) is preferably 15.0% or less. Thereby, a decrease in the devitrification resistance of the glass and an increase in the glass transition point can be suppressed. Therefore, the molar sum of the Ln 2 O 3 component (for example, the total content of the Y 2 O 3 component, the La 2 O 3 component, the Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component) is preferably 10.0%, It is more preferably less than 5.0%, further preferably less than 3.0%, and still more preferably less than 1.0%.
ＳｉＯ２成分は、ガラスの可視光についての透過率を高めて着色を低減できるとともに、安定なガラス形成を促すことでガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＳｉＯ２成分による耐失透性の低下が抑えられるため、安定性の高いガラスを得易くすることができる。従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％、最も好ましくは２．０％を上限とする。
ＳｉＯ２成分は、原料としてＳｉＯ２、Ｋ２ＳｉＦ６、Ｎａ２ＳｉＦ６等を用いることができる。
The SiO 2 component is an optional component that can increase the transmittance of glass for visible light to reduce coloring and promote stable glass formation to increase the devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by setting the content of the SiO 2 component to 10.0% or less, a decrease in the devitrification resistance due to the SiO 2 component is suppressed, so that highly stable glass can be easily obtained. Therefore, the upper limit of the content of the SiO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, still more preferably 3.0%, and most preferably 2.0%.
As the SiO 2 component, SiO 2 , K 2 SiF 6 , Na 2 SiF 6, or the like can be used as a raw material.
Ｂ２Ｏ３成分は、ガラス原料の溶融性を高め、安定なガラスの形成を促すことで耐失透性を高められる成分であり、ガラス中の任意成分である。
他方で、Ｂ２Ｏ３成分の含有量を１５．０％以下にすることで、耐失透性の低下を抑えられ、且つ可視光についての透過率を高められる。従って、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１５．０％、より好ましくは１０．０％、さらに好ましくは８．０％、最も好ましくは６．０％を上限とする。
Ｂ２Ｏ３成分は、原料としてＨ３ＢＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７・１０Ｈ２Ｏ、ＢＰＯ４等を用いることができる。
The B 2 O 3 component is a component that enhances the melting property of the glass raw material and promotes the formation of a stable glass, thereby increasing the devitrification resistance, and is an optional component in the glass.
On the other hand, by setting the content of the B 2 O 3 component to 15.0% or less, a decrease in devitrification resistance can be suppressed, and the transmittance of visible light can be increased. Therefore, the upper limit of the content of the B 2 O 3 component is preferably 15.0%, more preferably 10.0%, still more preferably 8.0%, and most preferably 6.0%.
As the B 2 O 3 component, H 3 BO 3 , Na 2 B 4 O 7 , Na 2 B 4 O 7 .10H 2 O, BPO 4 or the like can be used as a raw material.
ＧｅＯ２成分は、ガラスの屈折率及び耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、ＧｅＯ２成分の含有量を１０％以下にすることで、ガラスの材料コストを低減できる。従って、ＧｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
ＧｅＯ２成分は、原料としてＧｅＯ２等を用いることができる。
The GeO 2 component is an optional component that can increase the refractive index and devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by reducing the content of the GeO 2 component to 10% or less, the material cost of the glass can be reduced. Therefore, the upper limit of the content of the GeO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%.
As the GeO 2 component, GeO 2 or the like can be used as a raw material.
Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの溶融性、耐失透性及び化学的耐久性を高められ、ガラス溶融時の粘度を高められる任意成分である。
特に、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラス原料の溶融性を高められ、耐失透性を高められる。従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは１．０％を上限とする。
Ａｌ２Ｏ３成分は、原料としてＡｌ２Ｏ３、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＦ３等を用いることができる。
The Al 2 O 3 component is an optional component that can enhance the melting property, devitrification resistance, and chemical durability of the glass, and increase the viscosity when the glass is melted.
In particular, by setting the content of the Al 2 O 3 component to 10.0% or less, the melting property of the glass raw material can be enhanced, and the devitrification resistance can be enhanced. Therefore, the upper limit of the content of the Al 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 1.0%.
As the Al 2 O 3 component, Al 2 O 3 , Al (OH) 3 , AlF 3 or the like can be used as a raw material.
ＴｅＯ２成分は、ガラス原料の溶解性を高められ、ガラスの屈折率を高められ、アッベ数を低くでき、且つ可視光についての透過率を高められる任意成分である。
他方で、ＴｅＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高められ、且つ、ＴｅＯ２成分の還元によってポットが侵される問題を抑えられる。従って、ＴｅＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％、より好ましくは１３．０％、さらに好ましくは１０．０％を上限とする。
ＴｅＯ２成分は、原料としてＴｅＯ２等を用いることができる。
The TeO 2 component is an optional component that can increase the solubility of the glass raw material, increase the refractive index of the glass, reduce the Abbe number, and increase the transmittance of visible light.
On the other hand, by setting the content of the TeO 2 component to 15.0% or less, the devitrification resistance of the glass can be increased, and the problem of the pot being damaged by the reduction of the TeO 2 component can be suppressed. Therefore, the content of the TeO 2 component is preferably 15.0%, more preferably 13.0%, and further preferably 10.0%.
As the TeO 2 component, TeO 2 or the like can be used as a raw material.
ＺｒＯ２成分は、ガラスの屈折率及び耐失透性を高められ、且つ、可視光についての透過率を高められる任意成分である。
他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、屈折率の低下を抑えられる。従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
ＺｒＯ２成分は、原料としてＺｒＯ２、ＺｒＦ４等を用いることができる。
The ZrO 2 component is an optional component that can increase the refractive index and devitrification resistance of glass and can increase the transmittance of visible light.
On the other hand, by setting the content of the ZrO 2 component to 10.0% or less, a decrease in the refractive index can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the ZrO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%.
As the ZrO 2 component, ZrO 2 , ZrF 4 or the like can be used as a raw material.
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
他方で、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高められる。従って、Ｔａ２Ｏ５成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｔａ２Ｏ５成分は、原料としてＴａ２Ｏ５等を用いることができる。
The Ta 2 O 5 component is an optional component that can increase the refractive index of glass.
On the other hand, by setting the content of the Ta 2 O 5 component to 10.0% or less, the devitrification resistance of the glass can be increased. Therefore, the upper limit of the content of the Ta 2 O 5 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%.
As the Ta 2 O 5 component, Ta 2 O 5 or the like can be used as a raw material.
Ｇａ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、ガラスの屈折率を高められる任意成分である。
他方で、Ｇａ２Ｏ３成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ガラスの耐失透性を高めつつ、ガラスの摩耗度を大きくして研磨加工し易くできる。従って、Ｇａ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
Ｇａ２Ｏ３成分は、原料としてＧａ２Ｏ３、ＧａＦ３を用いることができる。
The Ga 2 O 3 component is an optional component that can increase the refractive index of glass when containing more than 0%.
On the other hand, by setting the content of the Ga 2 O 3 component to 10.0% or less, it is possible to increase the abrasion degree of the glass and to facilitate the polishing while enhancing the devitrification resistance of the glass. Therefore, the upper limit of the content of the Ga 2 O 3 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%.
As the Ga 2 O 3 component, Ga 2 O 3 and GaF 3 can be used as raw materials.
ＳｎＯ２成分は、溶融ガラスの酸化を低減することで溶融ガラスを清澄でき、且つガラスの可視光についての透過率を悪化し難くできる任意成分である。
他方で、ＳｎＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、溶融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を抑えられる。また、ＳｎＯ２成分と溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）との合金化が低減されるため、溶解設備の長寿命化を図ることができる。従って、ＳｎＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％、より好ましくは５．０％、さらに好ましくは３．０％を上限とする。
ＳｎＯ２成分は、原料としてＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｎＦ２、ＳｎＦ４を用いることができる。
The SnO 2 component is an optional component that can clarify the molten glass by reducing the oxidation of the molten glass and can hardly deteriorate the transmittance of the glass for visible light.
On the other hand, by setting the content of the SnO 2 component to 10.0% or less, coloring of the glass due to reduction of the molten glass and devitrification of the glass can be suppressed. Further, since alloying between the SnO 2 component and the melting equipment (particularly, a noble metal such as Pt) is reduced, the life of the melting equipment can be extended. Therefore, the upper limit of the content of the SnO 2 component is preferably 10.0%, more preferably 5.0%, and still more preferably 3.0%.
As the SnO 2 component, SnO, SnO 2 , SnF 2 , and SnF 4 can be used as raw materials.
Ｓｂ２Ｏ３成分は、可視光についてのガラスの透過率を高められ、且つ、溶融ガラスに対して脱泡効果を奏する任意成分である。
他方で、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量を３．０％以下にすることで、ガラス溶融時における過度の発泡が生じ難くなり、且つ、Ｓｂ２Ｏ３成分と溶解設備（特にＰｔ等の貴金属）の合金化を抑えられる。また、金型に付着していた不純物の主成分となっていたＳｂ２Ｏ３成分の含有量を低減することで、金型に付着する不純物が低減されるため、ガラス成形体の表面に形成される凹凸及び曇りを低減できる。従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３．０％、より好ましくは１．０％、さらに好ましくは０．５％を上限とする。
Ｓｂ２Ｏ３成分は、原料としてＳｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｎａ２Ｈ２Ｓｂ２Ｏ７・５Ｈ２Ｏ等を用いることができる。
The Sb 2 O 3 component is an optional component that enhances the transmittance of glass for visible light and exhibits a defoaming effect on molten glass.
On the other hand, when the content of the Sb 2 O 3 component is set to 3.0% or less, excessive foaming during the glass melting becomes difficult to occur, and the Sb 2 O 3 component and melting equipment (particularly, noble metals such as Pt) are used. ) Can be suppressed. Further, by reducing the content of the Sb 2 O 3 component, which was the main component of the impurities adhered to the mold, the impurities adhered to the mold were reduced. Unevenness and fogging can be reduced. Therefore, the upper limit of the content of the Sb 2 O 3 component is preferably 3.0%, more preferably 1.0%, and still more preferably 0.5%.
Sb 2 O 3 component can be used Sb 2 O 3, Sb 2 O 5, Na 2 H 2 Sb 2 O 7 · 5H 2 O and the like as raw materials.
本発明のガラスには、ガラスを清澄し脱泡するため脱泡剤を含有さえることができる。脱泡剤はＳｂ２Ｏ３成分やＦ成分、Ｓ成分以外にも、ガラス製造の分野における公知の清澄剤、脱泡剤或いはそれらの組み合わせを用いることができる。 The glass of the present invention can even contain a defoamer to clarify and defoam the glass. As the defoaming agent, a known fining agent, defoaming agent, or a combination thereof in the field of glass production can be used in addition to the Sb 2 O 3 component, the F component, and the S component.
＜含有すべきでない成分について＞
次に、本発明の光学ガラスに含有すべきでない成分、及び含有することが好ましくない成分について説明する。
<Ingredients that should not be contained>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are not preferably contained will be described.
上述されていない他の成分を、本願発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合でもガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じることで、本願発明の可視光透過率を高める効果を減殺する性質があるため、特に可視領域の波長を透過させる光学ガラスでは、実質的に含まないことが好ましい。 Other components not described above can be added as needed as long as the properties of the glass of the present invention are not impaired. However, even when each of transition metal components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo is contained alone or in combination in a small amount, the glass is colored and a specific wavelength in the visible region is obtained. Absorption into the glass has a property of reducing the effect of increasing the visible light transmittance of the present invention, and therefore, it is preferable that the glass is not substantially contained, particularly in an optical glass that transmits a wavelength in the visible region.
また、ＰｂＯ等の鉛化合物及びＡｓ２Ｏ３等の砒素化合物は、環境負荷が高い成分であるため、実質的に含有しないこと、すなわち、不可避な混入を除いて一切含有しないことが望ましい。 Further, lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components that have a high environmental load, and therefore, should not substantially be contained, that is, should not be contained at all except for unavoidable contamination.
さらに、Ｔｈ、Ｃｄ、Ｔｌ、Ｏｓ、Ｂｅ、及びＳｅの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあり、使用した場合には、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要になる。従って、環境上の影響を重視する場合には、これらを実質的に含有しないことが好ましい。 Furthermore, each component of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se tends to refrain from using them as harmful chemicals in recent years, and when used, not only the glass manufacturing process but also the processing process, and Environmental measures must be taken before disposal after commercialization. Therefore, when importance is placed on environmental influences, it is preferable that these are not substantially contained.
［製造方法］
本発明の光学ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、上記原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を石英坩堝又はアルミナ坩堝に投入して粗溶融した後、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に入れて１０００〜１４００℃の温度範囲で２〜１０時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１３００℃以下の温度に下げてから仕上げ攪拌を行って脈理を除去し、金型に鋳込んで徐冷することにより作製される。そして、作製されたガラスについて、組成に応じて５００℃〜７５０℃の範囲で１〜１００時間アニールすることで、後述するような優れた物性を有するガラスを得ることができる。
[Production method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows. That is, the above-mentioned raw materials are uniformly mixed so that each component is within a predetermined content range, and the prepared mixture is charged into a quartz crucible or an alumina crucible and roughly melted, and thereafter, a platinum crucible, a platinum alloy crucible or iridium is used. Put into a crucible and melt in a temperature range of 1000 to 1400 ° C for 2 to 10 hours, homogenize by stirring, remove bubbles, etc., lower the temperature to 1300 ° C or less, then finish stir to remove striae. It is manufactured by casting into a mold and gradually cooling. Then, the produced glass is annealed for 1 to 100 hours in a range of 500 ° C. to 750 ° C. depending on the composition, whereby a glass having excellent physical properties as described later can be obtained.
［物性］
本発明の光学ガラスは、高い屈折率を有しながらも、より高い分散（低いアッベ数）を有する。
本発明の光学ガラスの屈折率（ｎｄ）は、好ましくは１．８０、より好ましくは１．８１を下限とする。屈折率（ｎｄ）の上限は、好ましくは２．２０、より好ましくは２．１０、さらに好ましくは２．００、より好ましくは１．９７、最も好ましくは１．９５であってもよい。このような高い屈折率を有することで、さらに素子の薄型化を図っても大きな光の屈折量を得ることができる。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数（νｄ）は、好ましくは２８、より好ましくは２６、さらに好ましくは２５を上限とする。アッベ数（νｄ）の下限は、好ましくは１０、より好ましくは１５、さらに好ましくは１７であってもよい。このような低いアッベ数を有することで、例えば高いアッベ数を有する光学素子と組み合わせた場合に、高い結像特性等を図ることができる。
従って、このような高屈折率高分散の光学ガラスを、例えば光学素子の用途に用いることで、高い結像特性等を図りながらも、光学設計の自由度を広げることができる。
[Physical properties]
The optical glass of the present invention has a higher dispersion (low Abbe number) while having a high refractive index.
The lower limit of the refractive index ( nd ) of the optical glass of the present invention is preferably 1.80, more preferably 1.81. The upper limit of the refractive index ( nd ) may be preferably 2.20, more preferably 2.10, even more preferably 2.00, more preferably 1.97, and most preferably 1.95. By having such a high refractive index, a large amount of refraction of light can be obtained even if the element is made thinner.
Further, the upper limit of the Abbe number (ν d ) of the optical glass of the present invention is preferably 28, more preferably 26, and even more preferably 25. The lower limit of the Abbe number (ν d ) may be preferably 10, more preferably 15, and even more preferably 17. By having such a low Abbe number, for example, when combined with an optical element having a high Abbe number, high imaging characteristics and the like can be achieved.
Therefore, by using such an optical glass having a high refractive index and a high dispersion, for example, for an application of an optical element, the degree of freedom in optical design can be increased while achieving high imaging characteristics and the like.
本発明の光学ガラスは、可視光についての透過率、特に可視光のうち短波長側の光についての透過率が高く、それにより着色が少ないことが好ましい。特に、本発明の光学ガラスでは、厚み１０ｍｍのサンプルで分光透過率７０％を示す最も短い波長（λ７０）は、好ましくは４５０ｎｍ、より好ましくは４４５ｎｍ、さらに好ましくは４４０ｎｍを上限とする。これにより、ガラスの吸収端が紫外領域やその近傍に位置するようになり、可視域の特に短波長側の光についてのガラスの透明性がより高められることで、ガラスの黄色や橙色への着色が低減されるため、この光学ガラスをレンズ等の可視光を透過させる光学素子の材料に好ましく用いることができる。 It is preferable that the optical glass of the present invention has a high transmittance for visible light, in particular, a high transmittance for light on the short wavelength side of the visible light, and thereby has a small coloring. In particular, in the optical glass of the present invention, the shortest wavelength (λ 70 ) showing a spectral transmittance of 70% in a sample having a thickness of 10 mm is preferably 450 nm, more preferably 445 nm, and further preferably 440 nm. As a result, the absorption edge of the glass comes to be located in the ultraviolet region or in the vicinity thereof, and the transparency of the glass with respect to light in the visible region, particularly, on the short wavelength side is further increased, thereby coloring the glass to yellow or orange. Therefore, the optical glass can be preferably used as a material of an optical element such as a lens that transmits visible light.
本発明の光学ガラスは、ガラス作製時における耐失透性（明細書中では、単に「耐失透性」という場合がある。）が高いことが好ましい。これにより、ガラス作製時におけるガラスの結晶化等による透過率の低下が抑えられるため、この光学ガラスをレンズ等の可視光を透過させる光学素子に好ましく用いることができる。なお、ガラス作製時における耐失透性が高いことを示す尺度としては、例えば液相温度が低いことが挙げられる。 It is preferable that the optical glass of the present invention has high devitrification resistance at the time of glass production (in the specification, it may be simply referred to as “devitrification resistance”). This suppresses a decrease in transmittance due to crystallization of the glass or the like at the time of glass production, so that the optical glass can be preferably used for an optical element such as a lens that transmits visible light. In addition, as a scale which shows that devitrification resistance at the time of glass production is high, for example, a low liquidus temperature can be mentioned.
［プリフォーム及び光学素子］
作製された光学ガラスから、例えばリヒートプレス成形や精密プレス成形等のモールドプレス成形の手段を用いて、ガラス成形体を作製することができる。すなわち、光学ガラスからモールドプレス成形用のプリフォームを作製し、このプリフォームに対してリヒートプレス成形を行った後で研磨加工を行ってガラス成形体を作製したり、研磨加工を行って作製したプリフォームや、公知の浮上成形等により成形されたプリフォームに対して精密プレス成形を行ってガラス成形体を作製したりすることができる。なお、ガラス成形体を作製する手段は、これらの手段に限定されない。
[Preform and optical element]
From the produced optical glass, a glass molded body can be produced using mold press molding means such as reheat press molding and precision press molding. That is, a preform for mold press molding was produced from optical glass, and a reheat press molding was performed on the preform, followed by polishing to produce a glass molded body, or by performing polishing. It is possible to produce a glass molded body by performing precision press molding on a preform or a preform molded by known floating molding or the like. The means for producing the glass molded body is not limited to these means.
このようにして作製されるガラス成形体は、様々な光学素子及び光学設計に有用である。特に、本発明の光学ガラスから、精密プレス成形等の手段を用いて、レンズやプリズム、ミラー等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、カメラやプロジェクタ等のような光学素子に可視光を透過させる光学機器に用いたときに、高精細で高精度な結像特性等を実現しつつ、これら光学機器における光学系の小型化を図ることができる。 The glass molded body produced in this way is useful for various optical elements and optical designs. In particular, it is preferable to manufacture optical elements such as lenses, prisms, and mirrors from the optical glass of the present invention using means such as precision press molding. As a result, when used in optical devices that transmit visible light to optical elements such as cameras and projectors, miniaturization of the optical system in these optical devices is achieved while achieving high-definition and high-precision imaging characteristics. Can be achieved.
本発明の実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３０）及び比較例のガラスの組成、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、分光透過率が７０％を示す波長、並びに、を表１〜表３に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例のみ限定されるものではない。 The composition of the glass of Example (No.1~No.30) and comparative examples, refractive index (n d), Abbe number ([nu d), the wavelength at which the spectral transmittance indicates 70% as well as a table of the present invention 1 to Table 3. The following embodiments are for illustrative purposes only, and are not limited to these embodiments.
これら実施例及び比較例のガラスは、いずれも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、硝酸塩、弗化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の通常の光学ガラスに使用される高純度原料を選定し、表に示した各実施例及び比較例の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、作製した混合物を石英坩堝に投入してガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１２００〜１３５０℃の温度範囲で粗溶融した後、白金坩堝に入れて１２００〜１３５０℃の温度範囲で２〜１０時間溶融し、攪拌均質化して泡切れ等を行った後、１３００℃以下に温度を下げて攪拌均質化してから金型に鋳込み、徐冷してガラスを作製した。そして、得られたガラスについて、組成に応じて５５０℃〜７３０℃の範囲で２〜９６時間アニールを行った。 The glasses of these Examples and Comparative Examples are used for ordinary optical glasses such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, hydroxides, and metaphosphate compounds, each of which is a raw material of each component. High-purity raw materials are selected, weighed so as to have the composition ratios of the respective Examples and Comparative Examples shown in the table, and uniformly mixed. Then, the prepared mixture is put into a quartz crucible to melt the glass composition. Depending on the degree of difficulty, it is roughly melted in an electric furnace at a temperature in the range of 1200 to 1350 ° C., then put in a platinum crucible and melted in a temperature range of 1200 to 1350 ° C. for 2 to 10 hours. After that, the temperature was lowered to 1300 ° C. or lower, the mixture was stirred and homogenized, then cast into a mold, and gradually cooled to produce glass. Then, the obtained glass was annealed for 2 to 96 hours at 550 ° C. to 730 ° C. depending on the composition.
ここで、実施例及び比較例のガラスの屈折率及びアッベ数は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０１−２００３に基づいて測定した。 Here, the refractive indexes and Abbe numbers of the glasses of the examples and the comparative examples were measured based on the Japan Optical Glass Industrial Association standard JOGIS01-2003.
また、実施例及び比較例のガラスの可視光透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの可視光透過率を測定することで、ガラスの着色の有無と程度を求めた。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定し、λ７０（透過率７０％時の波長）を求めた。 The visible light transmittances of the glasses of the examples and comparative examples were measured according to JOGIS02 of the Japan Optical Glass Industrial Standards. In the present invention, the presence or absence and degree of coloring of the glass were determined by measuring the visible light transmittance of the glass. More specifically, a face-to-face parallel polished product having a thickness of 10 ± 0.1 mm was measured for spectral transmittance from 200 to 800 nm in accordance with JISZ8722, and λ 70 (wavelength at a transmittance of 70%) was determined.
表１〜表３に表されるように、いずれもλ７０（透過率７０％時の波長）が４５０ｎｍ以下、より詳細には４４０ｎｍ以下であり、所望の範囲内であった。
他方で、比較例のガラスはλ７０が４５８ｎｍであった。
そのため、本発明の実施例の光学ガラスは、比較例のガラスに比べて、可視光について高い透過率を有していることが明らかになった。
As shown in Tables 1 to 3, λ 70 (wavelength at a transmittance of 70%) was 450 nm or less, and more specifically 440 nm or less, which was within a desired range.
On the other hand, the glass of the comparative example had λ 70 of 458 nm.
Therefore, it became clear that the optical glass of the example of the present invention had a higher transmittance for visible light than the glass of the comparative example.
本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率（ｎｄ）が１．８０以上、より詳細には１．８１以上であるため、所望の高い屈折率を有していることが明らかになった。
また、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれもアッベ数（νｄ）が３０以下、より詳細には２５以下であるため、所望の低いアッベ数（νｄ）を有していることが明らかになった。
加えて、本発明の実施例の光学ガラスは、いずれも失透していない安定なガラスであった。
The optical glasses of Examples of the present invention are both refractive index (n d) of 1.80 or more, and more particularly to 1.81 or more, obviously to have the desired high refractive index became.
Further, the optical glasses of the examples of the present invention each have an Abbe number (ν d ) of 30 or less, more specifically 25 or less, and thus may have a desired low Abbe number (ν d ). It was revealed.
In addition, the optical glasses of the examples of the present invention were stable glasses without any devitrification.
従って、本発明の実施例の光学ガラスは、高い屈折率（ｎｄ）を有しながらも、より低いアッベ数（νｄ）を有しており、耐失透性が高く、且つ、可視光に対する高い透過率を有していることが明らかになった。 Accordingly, the optical glasses of Examples of the present invention, while having a high refractive index (n d), have a lower Abbe number ([nu d), high devitrification resistance and the visible light Has a high transmittance to
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いてレンズプリフォームを形成し、このレンズプリフォームに対してモールドプレス成形したところ、安定に様々なレンズ形状に加工することができた。 Furthermore, a lens preform was formed using the optical glass of the example of the present invention, and the lens preform was subjected to mold press molding. As a result, various lens shapes could be stably processed.
以上、本発明を例示の目的で詳細に説明したが、本実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく多くの改変を当業者により成し得ることが理解されよう。 As described above, the present invention has been described in detail for the purpose of illustration. However, this example is for the purpose of illustration only, and many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Will be understood.
Claims (4)
酸化物換算組成のガラス全物質量に対して、モル％の比でＺｎＯ／ＭＯが０．３〜１０．０であり、ＺｎＯ／ＴｉＯ2が０．２以上であることを特徴とする光学ガラス。（ＭはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群より選択される１種以上である。） The glass the total amount of substance of the oxide composition in terms of, 10.0 to 40.0% of P 2 O 5 in mole%, the TiO 2 0.5 to 40.0%, the Nb 2 O 5 5.0 50.0%, the Li 2 O 0 to 4.0%, the Rn 2 O 17.0% or less, the Al 2 O 3 1.0% or less, as the sum of the content of ZnO and MO 20.0 containing ～45.0%, not containing Bi 2 O 3,
The glass the total amount of substance of the oxide composition in terms of a ZnO / MO is 0.3 to 10.0 in a ratio of mol%, optical glass ZnO / TiO 2 is equal to or less than 0.2 . (M is at least one selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr and Ba.)
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