JP7713809B2 - Optical glass, preforms and optical elements - Google Patents
Optical glass, preforms and optical elementsInfo
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Description
本発明は、光学ガラス、プリフォーム及び光学素子に関する。 The present invention relates to optical glass, preforms, and optical elements.
光学ガラスはデジタルカメラ、プロジェクタ、及び監視カメラに加え、自動運転技術が進む中で車載カメラに搭載する撮像レンズ等の光学素子としての用途が増えている。車載カメラの中でも例えば屋外で用いられる用途において、外気に触れる前玉レンズは化学的耐久性が優れていることが必要となり、化学的耐久性が良好となることでレンズ表面の腐食によるクモリが発生し難く、長期的に使用が可能となる。また車載カメラは、大気中の粉塵やタイヤなどによって巻き込まれた小石との衝突によりレンズに傷が生じ、衝撃による傷が生じ難い光学ガラスが求められている。更に車載用光学機器に組み込まれる光学素子は安価であることが望まれる。 In addition to digital cameras, projectors, and surveillance cameras, optical glass is increasingly being used as an optical element, such as the imaging lenses installed in in-vehicle cameras, as autonomous driving technology advances. For in-vehicle cameras, for example, those used outdoors require excellent chemical durability for the front lens, which is exposed to the outside air. Good chemical durability makes it less likely for the lens surface to corrode and become cloudy, enabling long-term use. Furthermore, in-vehicle cameras are prone to scratches on their lenses caused by dust particles in the air or pebbles caught in tires, so optical glass that is resistant to scratches caused by impacts is required. Furthermore, it is desirable for the optical elements incorporated into in-vehicle optical equipment to be inexpensive.
車載カメラ用レンズ硝材の材料として、高屈折率1.75000以上の屈折率(nd)及び20.00以上40.00以下のアッベ数(νd)を有するいわゆる高屈折率高分散の光学特性と、優れた化学的耐久性並びにヌープ硬さなどの機械特性を兼ね備えた6級ガラス材料の需要が非常に高まっている。このような車載用光学機器に使用される材料として、例えば特許文献1~2に代表されるようなガラス組成物が知られている。 As a lens glass material for vehicle-mounted cameras, there is a growing demand for Class 6 glass materials that combine so-called high refractive index, high dispersion optical properties with a high refractive index (n d ) of 1.75000 or more and an Abbe number (ν d ) of 20.00 to 40.00, as well as excellent chemical durability and mechanical properties such as Knoop hardness. Glass compositions such as those described in Patent Documents 1 and 2 are known as materials used for such vehicle-mounted optical devices.
しかし、特許文献1に示される光学ガラスは高屈折率を維持しながら、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)が1~3級であり、「JOGIS09-1975光学ガラスのヌープ硬さの測定方法」に準じた測定方法において、6級以上のヌープ硬さであるが、原料費が高いNb2O5やGd2O3を含有しているためコストが高いという問題点がある。 However, while the optical glass disclosed in Patent Document 1 maintains a high refractive index, its chemical durability (acid resistance) measured by the powder method is grade 1 to 3, and its Knoop hardness is grade 6 or higher when measured according to the "JOGIS09-1975 Method for Measuring Knoop Hardness of Optical Glass" method. However, the optical glass contains Nb 2 O 5 and Gd 2 O 3 , which are expensive raw materials, and therefore has the problem of being expensive.
また特許文献1および2に示されている光学ガラスは、高屈折率を有しかつ粉末法耐酸性1~3級を得るためにZrO2成分を多く含有している。しかしZrO2成分は耐失透性を悪化させ、液相温度を高める成分であり、ガラスの熔解・成形歩留を低下させるという問題がある。 Furthermore, the optical glasses disclosed in Patent Documents 1 and 2 contain a large amount of ZrO2 in order to have a high refractive index and to obtain powder-method acid resistance grades 1 to 3. However, the ZrO2 component deteriorates devitrification resistance and raises the liquidus temperature, which causes problems such as a decrease in the melting and molding yield of the glass.
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、高屈折率高分散の光学特性を有し、粉末法耐酸性1~3級であり、且つ、ヌープ硬さが6級以上の値をとり、更に安価である光学ガラスを提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide an optical glass that has the optical properties of a high refractive index and high dispersion, has powder-method acid resistance of grades 1 to 3, and a Knoop hardness of grade 6 or higher, and is also inexpensive.
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、Nb2O5成分、ZrO2成分を可能な限り少なくし、B2O3成分、SiO2成分、ZnO成分、La2O3成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、安価で良好な化学的耐久性及び機械特性を兼ね備えるガラス材料を作成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。 As a result of extensive research and experimentation to solve the above problems, the present inventors have discovered that by minimizing the content of Nb2O5 and ZrO2 components and adjusting the contents of each component, including B2O3 , SiO2 , ZnO , and La2O3 , it is possible to produce an inexpensive glass material that combines good chemical durability and mechanical properties, and have completed the present invention. Specifically, the present invention provides the following.
(1)質量%で、
ZrO2成分 0.0~10.0%、
B2O3成分 0.0%超~20.0%、
SiO2成分 0.0%超~30.0%
ZnO成分 0.0~40.0%、
La2O3成分 5.0~35.0%、
を含有し、質量和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3が5.0%以下、
質量比SiO2/(SiO2+B2O3+TiO2)が0.15~0.45以下、
であり、
日本光学硝子工業会規格(JOGIS06-2006)に定める粉末法による耐酸性の測定結果が1~3級であり、日本光学硝子工業会規格(JOGIS09-1975)に定める測定方法によるヌープ硬さの測定結果が6級以上であることを特徴とする光学ガラス。
(1) in mass %,
ZrO2 component 0.0 to 10.0%,
B 2 O 3 components more than 0.0% to 20.0%,
SiO 2 components more than 0.0% to 30.0%
ZnO component 0.0 to 40.0%,
La 2 O 3 components 5.0 to 35.0%,
and the mass sum of Ta 2 O 5 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 is 5.0% or less;
the mass ratio SiO 2 /(SiO 2 +B 2 O 3 +TiO 2 ) is 0.15 to 0.45;
and
An optical glass characterized by having a result of measuring acid resistance of grade 1 to 3 by the powder method specified in the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS06-2006), and a result of measuring Knoop hardness of grade 6 or higher by the measurement method specified in the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS09-1975).
(2)質量和CaO+ZnO+TiO2が10.0~50.0%以下、
質量比(BaO+ZnO)/La2O3が0.5~2.1以下である(1)の光学ガラス。
(2) The mass sum CaO + ZnO + TiO 2 is 10.0 to 50.0% or less,
The optical glass of (1) has a mass ratio (BaO+ZnO)/La 2 O 3 of 0.5 to 2.1.
(3)1.78000以上1.98000以下の屈折率(nd)を有し、20.00以上40.00以下のアッベ数(νd)を有し、
質量比(CaO+ZnO+Li2O)/BaOが0.022以上である(1)又は(2)の光学ガラス。
(3) having a refractive index (n d ) of 1.78000 or more and 1.98000 or less, and an Abbe number (ν d ) of 20.00 or more and 40.00 or less;
The optical glass of (1) or (2) has a mass ratio (CaO+ZnO+Li 2 O)/BaO of 0.022 or more.
(4)(1)から(3)のいずれかの光学ガラスからなるプリフォーム。 (4) A preform made of any of the optical glasses (1) to (3).
(5)(1)から(3)のいずれかの光学ガラスからなる光学素子。 (5) An optical element made of any of the optical glasses (1) to (3).
(6)(5)の光学素子を備える光学機器。 (6) An optical device equipped with the optical element of (5).
本発明によれば、高屈折率高分散の光学特性を有し、且つ、日本光学硝子工業会規格に定める粉末法による耐酸性(JOGIS06-2006)の測定結果が1~3級であること、日本光学硝子工業会規格に定める測定方法によるヌープ硬さ(JOGIS09-1975)の測定結果が6級以上の値をとり、化学的耐久性に優れ、衝撃などに強く、安価な光学ガラスと、これを用いたプリフォーム及び光学素子を得ることができる。 The present invention provides inexpensive optical glass that has high refractive index and high dispersion optical properties, and exhibits acid resistance measured using the powder method specified in the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS06-2006) of Grades 1 to 3, and Knoop hardness measured using the method specified in the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS09-1975) of Grade 6 or higher. It also provides excellent chemical durability and resistance to impacts, and can be used to produce preforms and optical elements.
本発明の光学ガラスは、質量%で、ZrO2成分0.0~10.0%、B2O3成分を0.0%超~20.0%、SiO2成分を0.0%超~30.0%、ZnO成分を0.0~40.0%、La2O3成分を5.0~35.0%含有し、ZrO2成分、B2O3成分、SiO2成分、ZnO成分、La2O3成分をはじめとした各成分の含有量を調整することによって、高屈折率および高分散の値をとり、粉末法の耐酸性が1~3級であり、ヌープ硬さの測定結果が6級以上、安価で液相温度が低く、特に車載用硝材に適した光学ガラスを得ることができる。また質量和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3を5.0%以下とすることで原料費を抑えられる。
質量比SiO2/(SiO2+B2O3+TiO2)を0.15~0.45以下とすることでガラスの液相温度が低くなり、所望の屈折率及びアッベ数を満たしつつ安定したガラスを取得できる。
The optical glass of the present invention contains, by mass, 0.0 to 10.0% ZrO2 , between 0.0 and 20.0 % B2O3 , between 0.0 and 30.0% SiO2 , between 0.0 and 40.0% ZnO , and between 5.0 and 35.0% La2O3 . By adjusting the contents of each component, including ZrO2 , B2O3 , SiO2 , ZnO , and La2O3 , it is possible to obtain an optical glass with a high refractive index and high dispersion, acid resistance of grades 1 to 3 by powder method, Knoop hardness of grade 6 or higher, low liquidus temperature, and low cost, particularly suitable for automotive glass. Furthermore, by keeping the mass sum of Ta2O5 + Nb2O5 + WO3 + Gd2O3 to 5.0 % or less , raw material costs can be reduced.
By setting the mass ratio SiO 2 /(SiO 2 +B 2 O 3 +TiO 2 ) to 0.15 to 0.45 or less, the liquidus temperature of the glass is lowered, and a stable glass can be obtained that satisfies the desired refractive index and Abbe number.
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。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。なお、説明が重複する箇所について、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。 Embodiments of the optical glass of the present invention are described in detail below. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the object of the present invention. Note that redundant explanations may be omitted where appropriate, but this does not limit the spirit of the invention.
[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。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない場合、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量%で表示されるものとする。ここで「酸化物換算組成」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数を100質量%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 components]
The composition ranges of each component constituting the optical glass of the present invention are described below. Throughout this specification, unless otherwise specified, the content of each component is expressed as mass % relative to the total mass of the composition calculated as oxide. Here, "composition calculated as oxide" refers to a composition expressed as the amount of each component contained in the glass, assuming that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass components of the present invention are all decomposed and converted to oxides during melting, with the total mass of the oxides produced being 100 mass %.
<必須成分、任意成分について>
B2O3成分は、希土類酸化物を多く含む本発明の光学ガラスでは、ガラス形成酸化物として必須成分である。特にB2O3成分の含有量を0.0%超にすることで、ガラスの耐失透性を高め、且つガラスの熔融性を高められる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは0%超、より好ましくは1.5%以上、さらに好ましくは2.0%以上を下限とする。
一方、B2O3成分の含有量を20.0%以下にすることで、より大きな屈折率を得やすくなり、且つ化学的耐久性の悪化を抑えられる。従って、B2O3成分の含有量は、好ましくは20.0%以下、より好ましくは18.0%以下、さらに好ましくは15.0%以下を上限とする。
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。
<Required and optional ingredients>
In the optical glass of the present invention, which contains a large amount of rare earth oxides, the B2O3 component is an essential component as a glass-forming oxide . In particular, by making the content of the B2O3 component greater than 0.0%, the devitrification resistance of the glass and the meltability of the glass can be improved. Therefore, the lower limit of the content of the B2O3 component is preferably greater than 0%, more preferably 1.5% or more, and even more preferably 2.0% or more.
On the other hand, by setting the content of the B2O3 component to 20.0% or less, a higher refractive index can be easily obtained and deterioration of chemical durability can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the B2O3 component is preferably set to 20.0% or less, more preferably 18.0% or less, and even more preferably 15.0% or less.
As the B2O3 component, H3BO3, Na2B4O7, Na2B4O7.10H2O , BPO4 , etc. can be used as raw materials .
SiO2成分は、0.0%超含有する場合に、熔融ガラスの粘度を高められ、ガラスの硬度を高める必須成分である。また、ガラスの安定性を高めて量産に耐えるガラスを得易くする成分でもある。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは0.0%超、より好ましくは2.0%以上、より好ましくは4.0%以上を下限とする。
他方で、SiO2成分の含有量を30.0%以下にすることでガラス成形に適した粘度となり、且つ屈折率の低下を抑えられる。従って、SiO2成分の含有量は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは27.0%以下、さらに好ましくは25.0%以下を上限とする。
SiO2成分は、原料としてSiO2、K2SiF6、Na2SiF6等を用いることができる。
The SiO2 component is an essential component that increases the viscosity of the glass melt and increases the hardness of the glass when the content exceeds 0.0%. It also increases the stability of the glass, making it easier to obtain glass that can withstand mass production. Therefore, the lower limit of the SiO2 component content is preferably greater than 0.0%, more preferably 2.0% or more, and more preferably 4.0% or more.
On the other hand, by keeping the content of the SiO2 component at 30.0% or less, the viscosity becomes suitable for glass molding and a decrease in the refractive index is suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the SiO2 component is preferably set to 30.0% or less, more preferably 27.0% or less, and even more preferably 25.0% or less.
As the SiO2 component, SiO2 , K2SiF6 , Na2SiF6 , etc. can be used as raw materials.
TiO2成分は、5.0%以上含有する場合に、ガラスの屈折率を高め、アッベ数を高め、ガラスの硬度を上げる成分である。従って、TiO2成分の含有量は、好ましくは5.0%以上、より好ましくは6.5%以上、さらに好ましくは8.0%以上を下限とする。
他方で、TiO2成分の含有量を40.0%以下にすることで、TiO2成分の過剰な含有による失透を低減でき、ガラスの可視光(特に波長500nm以下)に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数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%以下、より好ましくは38.0%以下、さらに好ましくは35.0%以下を上限とする。
TiO2成分は、原料としてTiO2等を用いることができる。
When the TiO2 component is contained in an amount of 5.0% or more, it increases the refractive index of the glass, increases the Abbe number, and increases the hardness of the glass. Therefore, the lower limit of the TiO2 component content is preferably 5.0% or more, more preferably 6.5% or more, and even more preferably 8.0% or more.
On the other hand, by limiting the content of the TiO2 component to 40.0% or less, devitrification due to excessive TiO2 content can be reduced, and a decrease in the transmittance of the glass to visible light (particularly wavelengths of 500 nm or less) can be suppressed. This also prevents a decrease in the Abbe number. Therefore, the upper limit of the content of the TiO2 component is preferably 40.0% or less, more preferably 38.0% or less, and even more preferably 35.0% or less.
As the TiO2 component, TiO2 or the like can be used as a raw material.
ZnO成分は、0.0%超含有する場合に、原料の熔解性を高め、ガラスの硬度を高め、また、ガラスの安定性を高められる任意成分である。また、化学的耐久性を改善できる成分でもある。従って、ZnO成分の含有量は、好ましくは0.0%超、より好ましくは0.5%以上、更に好ましくは1.0%以上を下限とする。
他方で、ZnO成分の含有量を40.0%以下にすることで、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つ、過剰な粘性の低下による失透を低減できる。従って、ZnO成分の含有量は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは38.0%以下、より好ましくは35.0%以下を上限とする。
ZnO成分は、原料としてZnO、ZnF2等を用いることができる。
ZnO is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, improves the meltability of the raw materials, increases the hardness of the glass, and enhances the stability of the glass. It is also a component that can improve chemical durability. Therefore, the lower limit of the ZnO content is preferably more than 0.0%, more preferably 0.5% or more, and even more preferably 1.0% or more.
On the other hand, by setting the content of the ZnO component to 40.0% or less, a decrease in the refractive index of the glass can be suppressed and devitrification due to an excessive decrease in viscosity can be reduced. Therefore, the upper limit of the content of the ZnO component is preferably set to 40.0% or less, more preferably 38.0% or less, and more preferably 35.0% or less.
As the ZnO component, ZnO, ZnF2 , etc. can be used as raw materials.
La2O3成分は、0.0%超含有する場合にガラスの屈折率及びアッベ数を高める任意成分である。
従って、1.75以上の屈折率を有する光学ガラスを所望の場合は、La2O3成分の含有量は、好ましくは5.0%以上、より好ましくは8.0%以上、さらに好ましくは10.0%以上を下限とする。
他方で、La2O3成分の含有量を35.0%以下とすることで、ガラスの安定性を高めることで失透を低減でき、アッベ数の必要以上の上昇を抑えられるため、好ましくは35.0%以下、より好ましくは33.0%以下、さらに好ましくは30.0%以下を上限とする。
The La 2 O 3 component is an optional component that increases the refractive index and Abbe number of the glass when the content exceeds 0.0%.
Therefore, when an optical glass having a refractive index of 1.75 or more is desired, the lower limit of the content of the La2O3 component is preferably 5.0% or more, more preferably 8.0% or more, and even more preferably 10.0% or more.
On the other hand, by setting the content of the La2O3 component to 35.0% or less, the stability of the glass can be improved, thereby reducing devitrification and suppressing an unnecessary increase in the Abbe number. Therefore, the upper limit is preferably set to 35.0% or less, more preferably 33.0% or less, and even more preferably 30.0% or less.
ZrO2成分は、0.0%超含有する場合に耐酸性の低下が抑えられ、ガラスの屈折率及びアッベ数を高められる任意成分である。ZrO2成分の含有量は、好ましくは0.0%超、より好ましくは0.5%以上、更に好ましくは1.0%以上を下限とする。
他方で、ZrO2成分の含有量を10.0%以下にすることで、ZrO2成分の過剰な含有による失透を低減できる。従って、ZrO2成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは5.3%以下を上限とする。
ZrO2成分は、原料としてZrO2、ZrF4等を用いることができる。
The ZrO2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, suppresses a decrease in acid resistance and increases the refractive index and Abbe number of the glass. The lower limit of the ZrO2 content is preferably more than 0.0%, more preferably 0.5% or more, and even more preferably 1.0% or more.
On the other hand, by limiting the content of the ZrO2 component to 10.0% or less, devitrification due to excessive inclusion of the ZrO2 component can be reduced. Therefore, the upper limit of the content of the ZrO2 component is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, and even more preferably 5.3% or less.
As the ZrO2 component, ZrO2 , ZrF4 , etc. can be used as raw materials.
Nb2O5成分は、0.0%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、Nb2O5成分の含有量を5.0%以下にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、Nb2O5成分の過剰な含有による失透を低減でき、且つ、ガラスの可視光(特に波長500nm以下)に対する透過率の低下を抑えられる。また、これによりアッベ数の低下を抑えられる。従って、Nb2O5成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは4.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下を上限とする。特に、材料コストを低減させる観点では、Nb2O5成分を含有しないことが最も好ましい。
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 optional component that can increase the refractive index of glass when contained in a content exceeding 0.0%. On the other hand, by limiting the content of the Nb 2 O 5 component to 5.0% or less, the material costs of the glass can be reduced. Furthermore, devitrification due to excessive inclusion of the Nb 2 O 5 component can be reduced, and a decrease in the transmittance of the glass for visible light (particularly wavelengths of 500 nm or less) can be suppressed. This also suppresses a decrease in the Abbe number. Therefore, the upper limit of the content of the Nb 2 O 5 component is preferably 5.0% or less, more preferably 4.0% or less, and even more preferably 3.0% or less. In particular, from the viewpoint of reducing material costs, it is most preferable that the Nb 2 O 5 component is not contained.
As the Nb 2 O 5 component, Nb 2 O 5 or the like can be used as a raw material.
WO3成分は、0.0%超含有する場合に他の高屈折率成分によるガラスの着色を低減しながら、屈折率を高め、耐失透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5.0%以下にすることで、ガラスの材料コストを抑えられる。また、WO3成分によるガラスの着色を低減して可視光透過率を高められる。従って、WO3成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下を上限とする。特に、材料コストを低減させる観点では、WO3成分を含有しないことが最も好ましい。
WO3成分は、原料としてWO3等を用いることができる。
The WO3 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, can increase the refractive index and improve resistance to devitrification while reducing the coloring of the glass due to other high refractive index components.
On the other hand, by limiting the content of the WO3 component to 5.0% or less, the material cost of the glass can be reduced. Furthermore, the coloring of the glass caused by the WO3 component can be reduced, thereby increasing the visible light transmittance. Therefore, the upper limit of the content of the WO3 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and even more preferably 1.0% or less. In particular, from the viewpoint of reducing material costs, it is most preferable that the WO3 component is not contained.
As the WO3 component, WO3 or the like can be used as a raw material.
Y2O3成分は、0.0%超含有する場合に所望の屈折率及びアッベ数を維持しながらも、ガラスの材料コストを抑え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、ガラスの屈折率の低下を抑えられ、且つガラスの安定性を高められる。また、ガラス原料の熔解性の悪化を抑えられる。従って、Y2O3成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.5%以下を上限とする。
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, when contained in an amount exceeding 0.0%, can reduce the material cost of the glass while maintaining the desired refractive index and Abbe number.
On the other hand, by setting the content of the Y 2 O 3 component to 10.0% or less, the decrease in the refractive index of the glass can be suppressed and the stability of the glass can be improved. Also, the deterioration of the meltability of the glass raw materials can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the Y 2 O 3 component is preferably set to 10.0% or less, more preferably 5.0% or less, and even more preferably 3.5% or less.
As the Y 2 O 3 component, Y 2 O 3 , YF 3 , etc. can be used as raw materials.
Gd2O3成分及びYb2O3成分は、0.0%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。
しかしながら、Gd2O3成分及びYb2O3成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Nb2O5成分やWO3成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Gd2O3成分やYb2O3成分の含有量を低減させることで、ガラスのアッベ数の上昇を抑えられる。従って、Gd2O3成分及びYb2O3成分の含有量は、それぞれ好ましくは4.0%以下、より好ましくは2.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは0.1%以下を上限とする。特に、材料コストを低減させる観点では、これらの成分を含有しないことが最も好ましい。
Gd2O3成分及びYb2O3成分は、原料としてGd2O3、GdF3、Yb2O3等を用いることができる。
The Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component are optional components that can increase the refractive index of the glass when contained in an amount exceeding 0.0%.
However, the raw material prices of the Gd2O3 component and the Yb2O3 component are high, and a high content of these components increases production costs, thereby negating the effects of reducing the Nb2O5 component, the WO3 component, and the like. Furthermore, reducing the content of the Gd2O3 component and the Yb2O3 component can suppress an increase in the Abbe number of the glass. Therefore, the upper limits of the contents of the Gd2O3 component and the Yb2O3 component are preferably 4.0% or less , more preferably 2.0% or less, even more preferably 1.0% or less, even more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.1% or less. In particular, from the viewpoint of reducing material costs, it is most preferable that these components are not contained.
The Gd 2 O 3 component and the Yb 2 O 3 component can be prepared from Gd 2 O 3 , GdF 3 , Yb 2 O 3 , or the like.
Ta2O5成分は、0.0%超含有する場合にガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を高められる任意成分である。
しかしながら、Ta2O5成分は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Nb2O5成分やWO3成分等を低減することによる効果が減殺される。また、Ta2O5成分の含有量を5.0%以下にすることで、原料の熔解温度が低くなり、原料の熔解に要するエネルギーが低減されるため、光学ガラスの製造コストも低減できる。従って、Ta2O5成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは0.1%以下を上限とする。特に、材料コストを低減させる観点では、Ta2O5成分を含有しないことが最も好ましい。
Ta2O5成分は、原料としてTa2O5等を用いることができる。
Ta 2 O 5 is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, can increase the refractive index of the glass and improve the devitrification resistance.
However, the raw material price of Ta2O5 component is high, and if its content is high, the production cost increases, thereby negating the effect of reducing the Nb2O5 component, WO3 component, etc. Furthermore, by setting the content of Ta2O5 component to 5.0% or less, the melting temperature of the raw materials is lowered, and the energy required for melting the raw materials is reduced, thereby reducing the manufacturing cost of the optical glass. Therefore, the content of Ta2O5 component is preferably 5.0 % or less, more preferably 3.0% or less, even more preferably 1.0% or less, even more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.1% or less as the upper limit. In particular, from the viewpoint of reducing material costs, it is most preferable that the Ta2O5 component is not contained.
For the Ta 2 O 5 component, Ta 2 O 5 or the like can be used as a raw material.
MgO成分は、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、MgO成分の含有量を10.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有に
よる、屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、MgO成分の含有量は、好
ましくは10.0%以下、より好ましくは9.0%以下、より好ましくは8.0%以下を上限とする。
The MgO component is an optional component that can improve the meltability of the glass raw materials and the devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by limiting the content of the MgO component to 10.0% or less, it is possible to prevent a decrease in refractive index and a decrease in devitrification resistance due to an excessive content of these components. Therefore, the upper limit of the content of the MgO component is preferably set to 10.0% or less, more preferably 9.0% or less, and more preferably 8.0% or less.
CaO成分は、ガラスの硬度を高め、ガラス原料の熔融性を高められる任意成分である。
一方で、CaO成分の含有量を20.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、CaO成分の含有量は、好ましくは20.0%以下、より好ましくは18.0%以下、最も好ましくは15.0%以下を上限とする。
The CaO component is an optional component that can increase the hardness of the glass and improve the meltability of the glass raw materials.
On the other hand, by limiting the CaO content to 20.0% or less, it is possible to prevent a decrease in refractive index and a decrease in devitrification resistance due to an excessive content of these components. Therefore, the upper limit of the CaO content is preferably set to 20.0% or less, more preferably 18.0% or less, and most preferably 15.0% or less.
SrO成分は、ガラス原料の熔融性やガラスの耐失透性を高められる任意成分である。
一方で、SrO成分の含有量を10.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や耐失透性の低下を抑えられる。従って、SrO成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは9.0%以下、最も好ましくは8.0%以下を上限とする。
The SrO component is an optional component that can improve the melting properties of the glass raw materials and the devitrification resistance of the glass.
On the other hand, by limiting the content of the SrO component to 10.0% or less, it is possible to prevent a decrease in refractive index and a decrease in devitrification resistance due to an excessive content of these components. Therefore, the upper limit of the content of the SrO component is preferably set to 10.0% or less, more preferably 9.0% or less, and most preferably 8.0% or less.
BaO成分は、0.0%超含有する場合にガラスの屈折率及びアッベ数を高められ、液相温度を低くする任意成分である。BaO成分の含有量は、好ましくは0.0%超、より好ましくは1.0%以上、更に好ましくは1.5%以上を下限とする。
BaO成分の含有量を40.0%以下にすることで、これらの成分の過剰な含有による、屈折率の低下や耐失透性の低下や化学的耐久性(耐酸性)の悪化を抑えられる。従って、BaO成分の含有量は、好ましくは40.0%以下、より好ましくは35.0%以下、最も好ましくは31.0%以下を上限とする。
The BaO component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, increases the refractive index and Abbe number of the glass and decreases the liquidus temperature. The lower limit of the BaO content is preferably greater than 0.0%, more preferably 1.0% or more, and even more preferably 1.5% or more.
By keeping the BaO content at 40.0% or less, it is possible to prevent the reduction in refractive index, the reduction in devitrification resistance, and the deterioration in chemical durability (acid resistance) that would otherwise be caused by the excessive inclusion of these components. Therefore, the upper limit of the BaO content is preferably set to 40.0% or less, more preferably 35.0% or less, and most preferably 31.0% or less.
Li2O成分、Na2O成分及びK2O成分は、0.0%超含有する場合にガラスの熔融性を改善でき、ガラス転移点を低くできる任意成分である。
他方で、Li2O成分、Na2O成分及びK2O成分をそれぞれ10.0%以下にすることで、ガラスの屈折率を低下し難くし、且つガラスの失透を低減できる。また、化学的耐久性(耐酸性)の悪化や硬度の低下を抑制できる。従って、Li2O成分、Na2O成分及びK2O成分の含有量は、それぞれ好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.5%以下を上限とする。
Li2O成分、Na2O成分及びK2O成分は、原料としてLi2CO3、LiNO3、Li2CO3、Na2CO3、NaNO3、NaF、Na2SiF6、K2CO3、KNO3、KF、KHF2、K2SiF6等を用いることができる
The Li 2 O component, the Na 2 O component and the K 2 O component are optional components that can improve the meltability of the glass and lower the glass transition temperature when contained in an amount exceeding 0.0%.
On the other hand, by limiting each of the Li 2 O component, Na 2 O component, and K 2 O component to 10.0% or less, the refractive index of the glass is less likely to decrease and devitrification of the glass can be reduced. Furthermore, deterioration of chemical durability (acid resistance) and reduction in hardness can be suppressed. Therefore, the upper limits of the contents of the Li 2 O component, Na 2 O component, and K 2 O component are each preferably 10.0% or less, more preferably 5.0% or less, even more preferably 3.0% or less, and even more preferably 1.5% or less.
The Li 2 O component, Na 2 O component and K 2 O component can be obtained from raw materials such as Li 2 CO 3 , LiNO 3 , Li 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , NaNO 3 , NaF, Na 2 SiF 6 , K 2 CO 3 , KNO 3 , KF, KHF 2 , and K 2 SiF 6.
P2O5成分は、0.0%超含有する場合にガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる任意成分である。
他方で、P2O5成分の含有量を10.0%以下にすることで、ガラスの化学的耐久性、特に耐水性の低下を抑えられる。従って、P2O5成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下を上限とする。
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。
The P 2 O 5 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, can lower the liquidus temperature of the glass and improve the devitrification resistance.
On the other hand, by keeping the content of the P2O5 component at 10.0% or less, deterioration of the chemical durability of the glass, particularly water resistance, can be suppressed. Therefore, the upper limit of the content of the P2O5 component is preferably set to 10.0% or less, more preferably 5.0% or less, and even more preferably 3.0% or less.
As the P2O5 component, Al( PO3 ) 3 , Ca( PO3 ) 2 , Ba( PO3 ) 2 , BPO4 , H3PO4 , etc. can be used as raw materials.
GeO2成分は、0.0%超含有する場合にガラスの屈折率を高められ、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかしながら、GeO2は原料価格が高く、その含有量が多いと生産コストが高くなるため、Gd2O3成分やTa2O5成分等を低減することによる効果が減殺される。従って、GeO2成分の含有量は、好ましくは10.0%以下、より好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.1%以下を上限とする。材料コストを低減させる観点で、GeO2成分を含有しなくてもよい。 GeO2成分は、原料としてGeO2等を用いることができる。
GeO2 is an optional component that can increase the refractive index of the glass and improve the devitrification resistance when the content exceeds 0.0%.
However, GeO2 is expensive as a raw material, and a high content of GeO2 increases production costs, thereby negating the effect of reducing the Gd2O3 component and Ta2O5 component. Therefore, the upper limit of the content of the GeO2 component is preferably 10.0% or less, more preferably 5.0% or less, even more preferably 3.0% or less, even more preferably 1.0% or less, and even more preferably 0.1% or less. From the viewpoint of reducing material costs, the GeO2 component does not need to be contained. GeO2 or the like can be used as a raw material for the GeO2 component.
Al2O3成分は、0.0%超含有する場合にガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。従って、Al2O3成分の含有量は、好ましくは0.0%超、より好ましくは0.5%以上を下限とする。
他方で、Al2O3成分の含有量を15.0%以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて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15.0%以下、より好ましくは10.0%以下、さらに好ましくは9.0%以下、さらに好ましくは8.0%以下を上限とする。
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 improve the chemical durability of the glass and the devitrification resistance of the glass melt when contained in an amount of more than 0.0%. Therefore, the lower limit of the Al 2 O 3 component content is preferably more than 0.0%, more preferably 0.5% or more.
On the other hand, by setting the content of the Al 2 O 3 component to 15.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and devitrification resistance can be improved. Therefore, the upper limit of the content of the Al 2 O 3 component is preferably set to 15.0% or less, more preferably 10.0% or less, even more preferably 9.0% or less, and still more preferably 8.0% or less.
As the Al 2 O 3 component, Al 2 O 3 , Al(OH) 3 , AlF 3 , etc. can be used as raw materials.
Ga2O3成分は、0.0%超含有する場合にガラスの化学的耐久性を向上でき、且つ熔融ガラスの耐失透性を向上できる任意成分である。
他方で、Ga2O3成分の含有量を15.0%以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められる。従って、Ga2O3成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%以下、さらに好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下を上限とする。
Ga2O3成分は、原料としてGa2O3、Ga(OH)3等を用いることができる。
The Ga 2 O 3 component is an optional component that can improve the chemical durability of the glass and can also improve the devitrification resistance of the glass melt when the content exceeds 0.0%.
On the other hand, by setting the content of the Ga2O3 component to 15.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered and devitrification resistance can be improved. Therefore, the upper limit of the content of the Ga2O3 component is preferably set to 15.0% or less, more preferably 10.0% or less, even more preferably 5.0% or less, and still more preferably 3.0% or less.
As the Ga2O3 component, Ga2O3 , Ga(OH) 3 , etc. can be used as raw materials.
Bi2O3成分は、0.0%超含有する場合に屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、Bi2O3成分の含有量を5.0%以下にすることで、ガラスの液相温度を下げて耐失透性を高められ、また原料価格が高いため、生産コストを抑えられる。従って、Bi2O3成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下を上限とする。特に、材料コストを低減させる観点では、Bi2O3成分を含有しないことが最も好ましい。
Bi2O3成分は、原料としてBi2O3等を用いることができる。
The Bi 2 O 3 component is an optional component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when it is contained in an amount exceeding 0.0%.
On the other hand, by limiting the content of the Bi2O3 component to 5.0% or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered, improving devitrification resistance, and production costs can be reduced due to the high cost of raw materials. Therefore, the upper limit of the content of the Bi2O3 component is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and even more preferably 1.0% or less. In particular, from the viewpoint of reducing material costs, it is most preferable that the Bi2O3 component is not contained.
As the Bi 2 O 3 component, Bi 2 O 3 or the like can be used as a raw material.
TeO2成分は、0.0%超含有する場合に屈折率を高められ、且つガラス転移点を下げられる任意成分である。
他方で、TeO2は白金製の坩堝や、熔融ガラスと接する部分が白金で形成されている熔融槽でガラス原料を熔融する際、白金と合金化しうる問題がある。従って、TeO2成分の含有量は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは3.0%以下、さらに好ましくは1.0%以下を上限とする。特に、材料コストを低減させる観点では、TeO2成分を含有しないことが最も好ましい。
TeO2成分は、原料としてTeO2等を用いることができる。
TeO2 is an optional component that can increase the refractive index and lower the glass transition point when contained in an amount exceeding 0.0%.
On the other hand, there is a problem that TeO2 may form an alloy with platinum when melting glass raw materials in a platinum crucible or a melting tank whose parts in contact with the molten glass are made of platinum. Therefore, the content of the TeO2 component is preferably set to an upper limit of 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, and even more preferably 1.0% or less. In particular, from the viewpoint of reducing material costs, it is most preferable that the TeO2 component is not contained.
The TeO2 component can be made from TeO2 or the like as a raw material.
SnO2成分は、0.0%超含有する場合に熔融ガラスの酸化を低減して清澄し、且つガラスの可視光透過率を高められる任意成分である。
他方で、SnO2成分の含有量を3.0%以下にすることで、熔融ガラスの還元によるガラスの着色や、ガラスの失透を低減できる。また、SnO2成分と熔解設備(特にPt等の貴金属)の合金化が低減されるため、熔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3.0%以下、より好ましくは1.0%以下、さらに好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは0.1%以下を上限とする。
SnO2成分は、原料としてSnO、SnO2、SnF2、SnF4等を用いることができる。
The SnO2 component is an optional component that, when contained in an amount exceeding 0.0%, reduces oxidation of the glass melt to clarify it and also increases the visible light transmittance of the glass.
On the other hand, by keeping the content of the SnO2 component at 3.0% or less, it is possible to reduce coloration of the glass due to reduction of the glass melt and devitrification of the glass. Furthermore, alloying of the SnO2 component with the melting equipment (especially precious metals such as Pt) is reduced, thereby extending the life of the melting equipment. Therefore, the upper limit of the content of the SnO2 component is preferably 3.0% or less, more preferably 1.0% or less, even more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.1% or less.
As the SnO2 component, SnO, SnO2 , SnF2 , SnF4, etc. can be used as raw materials.
Sb2O3成分は、0.0%超含有する場合に熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
他方で、Sb2O3量が多すぎると、可視光領域の短波長領域における透過率が悪くなる。従って、Sb2O3成分の含有量は、好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.5%以下、さらに好ましくは0.3%以下を上限とする。
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 can degas the glass melt when its content exceeds 0.0%.
On the other hand, if the amount of Sb 2 O 3 is too large, the transmittance in the short wavelength region of the visible light region will be reduced. Therefore, the upper limit of the content of the Sb 2 O 3 component is preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, and even more preferably 0.3% or less.
As the Sb 2 O 3 component, Sb 2 O 3 , Sb 2 O 5 , Na 2 H 2 Sb 2 O 7.5H 2 O, etc. can be used as raw materials.
なお、ガラスを清澄し脱泡する成分は、上記のSb2O3成分に限定されるものではなく、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 component for fining and defoaming the glass is not limited to the above Sb 2 O 3 component, and any known fining agent, defoaming agent, or combination thereof in the field of glass manufacturing can be used.
F成分は、0.0%超含有する場合にガラスのアッベ数を高め、ガラス転移点を低くし、且つ耐失透性を向上できる任意成分である。
しかし、F成分の含有量、すなわち上述した各金属元素の1種又は2種以上の酸化物の一部又は全部と置換した弗化物のFとしての合計量が15.0%を超えると、F成分の揮発量が多くなるため、安定した光学恒数が得られ難くなり、均質なガラスが得られ難くなる。また、アッベ数が必要以上に上昇する。
従って、F成分の含有量は、好ましくは15.0%以下、より好ましくは10.0%以下、さらに好ましくは5.0%以下、さらに好ましくは3.0%以下を上限とする。
F成分は、原料として例えばZrF4、AlF3、NaF、CaF2等を用いることで、ガラス内に含有することができる。
The F component is an optional component that, when contained in an amount of more than 0.0%, can increase the Abbe number of the glass, lower the glass transition point, and improve the devitrification resistance.
However, if the content of the F component, i.e., the total amount of F in the fluorides that have substituted part or all of the oxides of one or more of the above-mentioned metal elements, exceeds 15.0%, the amount of volatilization of the F component increases, making it difficult to obtain stable optical constants and homogeneous glass, and also increasing the Abbe number more than necessary.
Therefore, the upper limit of the F content is preferably 15.0% or less, more preferably 10.0% or less, even more preferably 5.0% or less, and even more preferably 3.0% or less.
The F component can be contained in the glass by using, for example, ZrF 4 , AlF 3 , NaF, CaF 2 or the like as a raw material.
質量比SiO2/(SiO2+B2O3+ TiO2)は、0.15~0.45以下とすることでガラスの液相温度を低くし、安定したガラスを取得できる。
従って、質量比SiO2/(SiO2+B2O3+TiO2)は、好ましくは0.15以上、より好ましくは0.16以上、さらに好ましくは0.17以上を下限とする。
他方で、質量比SiO2/(SiO2+B2O3+TiO2)を0.45以下とすることで所望の屈折率、アッベ数を取得できる。従って、質量比SiO2/(SiO2+B2O3+TiO2)は、好ましくは0.45以下、より好ましくは0.44以下、さらに好ましくは0.43以下を上限とする。
By setting the mass ratio SiO 2 /(SiO 2 +B 2 O 3 +TiO 2 ) to 0.15 to 0.45 or less, the liquidus temperature of the glass can be lowered, and stable glass can be obtained.
Therefore, the lower limit of the mass ratio SiO 2 /(SiO 2 +B 2 O 3 +TiO 2 ) is preferably 0.15 or more, more preferably 0.16 or more, and even more preferably 0.17 or more.
On the other hand, the desired refractive index and Abbe number can be obtained by setting the mass ratio SiO2 /( SiO2 + B2O3 + TiO2 ) to 0.45 or less. Therefore, the upper limit of the mass ratio SiO2 / ( SiO2 + B2O3 + TiO2 ) is preferably 0.45 or less, more preferably 0.44 or less, and even more preferably 0.43 or less.
Ta2O5成分、Nb2O5成分、WO3成分及びGd2O3成分の合計含有量は、5.0%以下が好ましい。特にこの合計含有量を5.0%以下とすることで、これら高価な成分の含有量が低減されるため原料費を抑えられる。
従って、質量和(Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3)は、好ましくは5.0%以下、より好ましくは4.5%以下、さらに好ましくは4.0%以下を上限とする。
The total content of Ta2O5 , Nb2O5 , WO3 , and Gd2O3 is preferably 5.0% or less. In particular, by setting the total content to 5.0% or less, the contents of these expensive components are reduced , thereby reducing raw material costs.
Therefore, the upper limit of the mass sum (Ta 2 O 5 +Nb 2 O 5 +WO 3 +Gd 2 O 3 ) is preferably 5.0% or less, more preferably 4.5% or less, and even more preferably 4.0% or less.
CaO成分、ZnO成分及びTiO2成分の合計含有量は、10.0~50.0%が好ましい。合計含有量を10.0%以上とすることでヌープ硬さを大きくすることができる。従って、CaO成分、ZnO成分及びTiO2成分の合計含有量は、好ましくは10.0%以上、より好ましくは、10.5%以上、さらに好ましくは11.0%以上を下限とする。
他方で、CaO成分、ZnO成分及びTiO2成分の合計含有量を50.0%以下とすることで耐失透性の悪化を抑えることができる。従ってCaO成分、ZnO成分及びTiO2成分の合計含有量は、好ましくは50.0%以下、さらに好ましくは49.0%以下、さらに好ましくは48.0%以下を上限とする。
The total content of CaO, ZnO, and TiO2 is preferably 10.0 to 50.0%. By setting the total content to 10.0% or more, the Knoop hardness can be increased. Therefore, the lower limit of the total content of CaO, ZnO, and TiO2 is preferably 10.0% or more, more preferably 10.5% or more, and even more preferably 11.0% or more.
On the other hand, by setting the total content of CaO, ZnO, and TiO2 to 50.0% or less, deterioration of devitrification resistance can be suppressed. Therefore, the upper limit of the total content of CaO, ZnO, and TiO2 is preferably set to 50.0% or less, more preferably 49.0% or less, and even more preferably 48.0% or less.
La2O3成分の含有量に対するBaO成分、ZnO成分の合計量の比率は、0.5~2.1が好ましい。特にこの質量比(BaO+ZnO)/La2O3を0.5以上とすることでガラスの液相温度が低くなり、所望の屈折率、アッベ数を得られる。
従って、この質量比(BaO+ZnO)/La2O3は好ましくは0.5以上、より好ましくは0.55以上、さらに好ましくは0.6以上を下限とする。
他方で、この質量比(BaO+ZnO)/La2O3を2.1以下とすることで粉末法耐酸性の悪化を抑制できる。従って、(BaO+ZnO)/La2O3は、好ましくは2.1以下、より好ましくは2.06以下、さらに好ましくは2.02以下を上限とする。
The ratio of the total amount of BaO and ZnO to the content of La2O3 is preferably 0.5 to 2.1. In particular, by making this mass ratio (BaO + ZnO)/ La2O3 0.5 or more, the liquidus temperature of the glass is lowered, and the desired refractive index and Abbe number can be obtained.
Therefore, the lower limit of this mass ratio (BaO+ZnO)/La 2 O 3 is preferably 0.5 or more, more preferably 0.55 or more, and even more preferably 0.6 or more.
On the other hand, by setting this mass ratio (BaO + ZnO)/ La2O3 to 2.1 or less, deterioration of the acid resistance by the powder method can be suppressed. Therefore, the upper limit of (BaO + ZnO)/ La2O3 is preferably set to 2.1 or less, more preferably 2.06 or less, and even more preferably 2.02 or less.
BaO成分に対するCaO成分、ZnO成分及びLi2O成分の合計量の比率は、0.022以上が好ましい。特にこの質量比(CaO+ZnO+Li2O)/BaOを0.022以上にすることで粉末法耐酸性の悪化を抑え、ヌープ硬さが大きいガラスが取得できる。
従って、この質量比(CaO+ZnO+Li2O)/BaOは好ましくは0.022以上、より好ましくは0.023以上、より好ましくは0.024以上を下限とする。
他方で、BaO成分に対するCaO成分、ZnO成分及びLi2O成分の合計量の比率は、ガラスの安定性の悪化、低屈折率化を抑制するため20.0以下が好ましい。従って、質量比(CaO+ZnO+Li2O)/BaOは、好ましくは20.0以下、より好ましくは18.0以下、さらに好ましくは16.0以下を上限とする。
The ratio of the total amount of CaO, ZnO, and Li2O to BaO is preferably 0.022 or more. In particular, by making this mass ratio (CaO+ZnO+ Li2O )/BaO 0.022 or more, deterioration of powder-method acid resistance can be suppressed and a glass with high Knoop hardness can be obtained.
Therefore, the lower limit of this mass ratio (CaO+ZnO+Li 2 O)/BaO is preferably 0.022 or more, more preferably 0.023 or more, and even more preferably 0.024 or more.
On the other hand, the ratio of the total amount of CaO, ZnO, and Li2O to BaO is preferably 20.0 or less to prevent deterioration of the stability of the glass and a decrease in the refractive index. Therefore, the upper limit of the mass ratio (CaO + ZnO + Li2O )/BaO is preferably 20.0 or less, more preferably 18.0 or less, and even more preferably 16.0 or less.
<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 included>
Next, components that should not be contained in the optical glass of the present invention and components that are undesirable to contain will be explained.
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、Ti、Zr、Nb、W、La、Gd、Y、Yb、Luを除く、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性質があるため、特に可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。また、Rb、Csの各成分についても、ガラスの着色を抑制させる観点から、含有しないことが好ましい。 Other components can be added as needed to the extent that they do not impair the properties of the glass of the present invention. However, transition metal components such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, and Mo (excluding Ti, Zr, Nb, W, La, Gd, Y, Yb, and Lu) tend to color the glass and absorb specific wavelengths in the visible range even when contained in small amounts, either alone or in combination. Therefore, it is preferable that they are substantially absent, particularly in optical glasses used with wavelengths in the visible range. Furthermore, it is preferable that Rb and Cs components are not contained, from the perspective of suppressing coloration of the glass.
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。 Furthermore, lead compounds such as PbO and arsenic compounds such as As 2 O 3 are components that have a high environmental impact, and therefore it is desirable that they are not contained substantially, that is, that they are not contained at all except for unavoidable contamination.
さらに、Th、Cd、Tl、Os、Be、及びSeの各成分は、近年有害な化学物質として使用を控える傾向にあり、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とされる。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, in recent years, there has been a trend to reduce the use of Th, Cd, Tl, Os, Be, and Se, which are considered hazardous chemicals, and environmental measures are required not only in the glass manufacturing process, but also in the processing process and disposal after productization. Therefore, when environmental impact is a priority, it is preferable that these elements are substantially absent.
[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、上記各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、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、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、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で1000~1400℃の温度範囲で1~10時間熔解させて攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することにより作製される。
[Manufacturing method]
The optical glass of the present invention is produced, for example, as follows: High-purity raw materials for the above components, such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, and metaphosphate compounds, which are typically used in optical glass, are mixed uniformly so that the contents of each component fall within the specified ranges, the resulting mixture is placed in a platinum crucible, and melted and stirred in an electric furnace at a temperature ranging from 1000 to 1400°C for 1 to 10 hours depending on the melting difficulty of the glass raw materials, followed by homogenization by lowering the temperature to an appropriate level and then pouring the mixture into a mold and slowly cooling it.
このとき、ガラス原料として熔解性の高いものを用いることが好ましい。これにより、より低温での熔解や、より短時間での熔解が可能になるため、ガラスの生産性を高め、生産コストを低減できる。また、成分の揮発や坩堝等との反応が低減されるため、着色の少ないガラスを得易くできる。 In this case, it is preferable to use glass raw materials with high melting properties. This allows for melting at lower temperatures and in a shorter time, thereby increasing glass productivity and reducing production costs. In addition, volatilization of components and reaction with the crucible, etc. are reduced, making it easier to obtain glass with less coloration.
<物性>
本発明の光学ガラスは、高屈折率及び高分散を有する。
特に、本発明の光学ガラスの屈折率(nd)は、好ましくは1.78000以上、より好ましくは1.78500以上、さらに好ましくは1.79000以上を下限とする。この屈折率(nd)は、好ましくは1.98000以下、より好ましくは1.97000以下、より好ましくは1.96500以下を上限としてもよい。
また、本発明の光学ガラスのアッベ数(νd)は、好ましくは20.00以上、より好ましくは21.00以上、さらに好ましくは22.00以上を下限とする。このアッベ数(νd)は、好ましくは40.00以下、より好ましくは39.00以下とし、さらに好ましくは38.00以下を上限としてもよい。
<Physical properties>
The optical glass of the present invention has a high refractive index and high dispersion.
In particular, the refractive index ( nd ) of the optical glass of the present invention preferably has a lower limit of 1.78000 or more, more preferably 1.78500 or more, and even more preferably 1.79000 or more. The upper limit of this refractive index ( nd ) may be preferably 1.98000 or less, more preferably 1.97000 or less, and even more preferably 1.96500 or less.
The Abbe number ( νd ) of the optical glass of the present invention may have a lower limit of preferably 20.00 or more, more preferably 21.00 or more, and even more preferably 22.00 or more. The Abbe number ( νd ) may have an upper limit of preferably 40.00 or less, more preferably 39.00 or less, and even more preferably 38.00 or less.
本発明の光学ガラスは、可視光透過率、特に可視光のうち短波長側の光の透過率が高く、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は、ガラスの透過率で表すと、厚み10mmのサンプルで分光透過率70%を示す波長(λ70)は、好ましくは480nm以下、好ましくは460nm以下、より好ましくは450nm以下、さらに好ましくは440nm以下を上限とする。
また、本発明の光学ガラスにおける、厚み10mmのサンプルで分光透過率5%を示す最も短い波長(λ5)は、好ましくは400nm以下、より好ましくは385nm以下、さらに好ましくは370nm以下を上限とする。
The optical glass of the present invention preferably has high visible light transmittance, particularly high transmittance for light on the short wavelength side of visible light, and therefore is less colored.
In particular, the optical glass of the present invention, when expressed in terms of glass transmittance, has an upper limit of the wavelength (λ 70 ) at which a 10 mm thick sample exhibits a spectral transmittance of 70%, preferably 480 nm or less, more preferably 460 nm or less, more preferably 450 nm or less, and even more preferably 440 nm or less.
In the optical glass of the present invention, the shortest wavelength (λ 5 ) at which a 10 mm thick sample exhibits a spectral transmittance of 5% is preferably 400 nm or less, more preferably 385 nm or less, and even more preferably 370 nm or less.
本発明のガラスは、耐失透性が高いこと、より具体的には、低い液相温度を有すること
が好ましい。すなわち、本発明のガラスの液相温度は、好ましくは1300℃以下、より好ましくは1250℃以下、さらに好ましくは1200℃以下を上限とする。これにより、より低い温度で熔融ガラスを流出しても、作製されたガラスの結晶化が低減されるため、特に熔融状態からガラスを形成したときの失透を低減できる。また、ガラスの熔解温度を低くしてもガラスを成形できるため、ガラスの成形時に消費するエネルギーを抑えることで、ガラスの製造コストを低減できる。一方、本発明のガラスの液相温度の下限は特に限定しないが、本発明によって得られるガラスの液相温度は、好ましくは950℃以上、より好ましくは980℃以上、さらに好ましくは1000℃以上を下限としてもよい。
なお、本明細書中における「液相温度」は、50mlの容量の白金製坩堝に30ccの
カレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて1350℃で完全に熔融状態にし、所定の温
度まで降温して12時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラ
ス中の結晶の有無を観察し、結晶が認められない一番低い温度を表す。
The glass of the present invention preferably has high resistance to devitrification, more specifically, a low liquidus temperature. That is, the upper limit of the liquidus temperature of the glass of the present invention is preferably 1300°C or lower, more preferably 1250°C or lower, and even more preferably 1200°C or lower. This reduces crystallization of the produced glass even when the molten glass is flowed at a lower temperature, thereby reducing devitrification, particularly when the glass is formed from a molten state. Furthermore, because the glass can be formed even at a lower glass melting temperature, the energy consumed during glass forming can be reduced, thereby reducing glass production costs. On the other hand, the lower limit of the liquidus temperature of the glass of the present invention is not particularly limited, but the lower limit of the liquidus temperature of the glass obtained by the present invention may be preferably 950°C or higher, more preferably 980°C or higher, and even more preferably 1000°C or higher.
In this specification, the term "liquidus temperature" refers to the lowest temperature at which no crystals are observed when a 30 cc cullet-shaped glass sample is placed in a 50 ml platinum crucible, completely melted at 1350°C, cooled to a predetermined temperature, and maintained at that temperature for 12 hours. The sample is then removed from the furnace and cooled, and the presence or absence of crystals on the surface and in the glass is immediately observed.
実施例及び比較例のガラスの耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」JOGIS06-2006に準じて測定する。すなわち、粒度425~600μmに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを0.01N硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で60分間処理した。処理後のガラス試料の減量率(質量%)を算出して、この減量率(質量%)が0.20未満の場合を1級、減量率が0.20~0.35未満の場合を2級、減量率が0.35~0.65未満の場合を3級、減量率が0.65~1.20未満の場合を4級、減量率が1.20~2.20未満の場合を5級、減量率が2.20以上の場合を6級とした。このとき、級の数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。
本発明の光学ガラスにおいては、好ましくは1~3級、より好ましくは1~2級である。
The acid resistance of the glasses in the examples and comparative examples was measured in accordance with the Japan Optical Glass Industry Association standard "Method for Measuring the Chemical Durability of Optical Glass" JOGIS06-2006. Specifically, glass samples crushed to particle sizes of 425 to 600 μm were placed in a pycnometer and placed in a platinum cage. The platinum cage was placed in a quartz glass round-bottom flask containing 0.01 N aqueous nitric acid solution and treated in a boiling water bath for 60 minutes. The weight loss rate (mass%) of the glass sample after treatment was calculated, and the weight loss rate (mass%) was assigned a grade of 1 if it was less than 0.20, a grade of 2 if it was 0.20 to less than 0.35, a grade of 3 if it was 0.35 to less than 0.65, a grade of 4 if it was 0.65 to less than 1.20, a grade of 5 if it was 1.20 to less than 2.20, and a grade of 6 if it was 2.20 or greater. In this case, the smaller the class number, the better the acid resistance of the glass.
In the optical glass of the present invention, it is preferably 1 to 3 grades, more preferably 1 to 2 grades.
本発明の光学ガラスは、「JOGIS09-1975光学ガラスのヌープ硬さの測定方法」に準じた測定方法おいて、6級以上であることが好ましい。これにより、ガラスの研磨時における傷や割れ、及び、ガラスの運搬時等における表面への傷が発生し難くなるため、所望の表面状態を有し、且つその表面状態を維持することが容易な光学ガラスを得ることができる。従って、本発明の光学ガラスのヌープ硬さは、好ましくは6級以上となる。 The optical glass of the present invention preferably has a Knoop hardness of grade 6 or higher when measured using a method conforming to "JOGIS09-1975 Method for Measuring Knoop Hardness of Optical Glass." This makes it less likely that the glass will be scratched or broken during polishing, or that the surface will be scratched during transportation, etc., resulting in an optical glass that has the desired surface condition and is easy to maintain. Therefore, the Knoop hardness of the optical glass of the present invention is preferably grade 6 or higher.
[プリフォーム及び光学素子]
作製された光学ガラスから、例えば研磨加工の手段、又は、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、光学ガラスに対して研削及び研磨等の機械加工を行ってガラス成形体を作製したり、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]
A glass molded body can be produced from the produced optical glass, for example, by using a polishing means or a mold press molding means such as reheat press molding or precision press molding. That is, the glass molded body can be produced by subjecting the optical glass to mechanical processing such as grinding and polishing, or by producing a preform for mold press molding from the optical glass, subjecting this preform to reheat press molding, and then polishing the preform to produce a glass molded body, or by subjecting a preform produced by polishing or a preform molded by known floating molding or the like to precision press molding to produce a glass molded body. Note that the means for producing the glass molded body are not limited to these means.
このように、本発明の光学ガラスは、様々な光学素子及び光学設計に有用である。その中でも特に、本発明の光学ガラスからプリフォームを形成し、このプリフォームを用いてリヒートプレス成形や精密プレス成形等を行い、レンズやプリズム等の光学素子を作製することが好ましい。これにより、径の大きなプリフォームの形成が可能になるため、光学素子の大型化を図りながらも、光学機器に用いたときに高精細で高精度な結像特性及び投影特性を実現できる。 As such, the optical glass of the present invention is useful for a variety of optical elements and optical designs. It is particularly preferable to form a preform from the optical glass of the present invention and use this preform to produce optical elements such as lenses and prisms through reheat press molding or precision press molding. This makes it possible to form preforms with large diameters, allowing for larger optical elements while still achieving high-definition, high-precision imaging and projection characteristics when used in optical equipment.
本発明の光学ガラスからなるガラス成形体は、例えばレンズ、プリズム、ミラー等の光学素子の用途に用いることができ、また車載カメラなどの車載用光学機器等の、硬度や化学的耐久性が良好であることが求められる用途に用いることができる。 Glass molded articles made from the optical glass of the present invention can be used for optical elements such as lenses, prisms, and mirrors, and can also be used in applications requiring good hardness and chemical durability, such as in-vehicle optical equipment such as in-vehicle cameras.
本発明の実施例(No.1~No.29)の組成、並びに、これらのガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)、ヌープ硬さ、透過率(λ5、λ70)及び液相温度の結果を表1~表4に示す。なお、以下の実施例はあくまで例示の目的であり、これらの実施例にのみ限定されるものではない。 The compositions of the examples (No. 1 to No. 29) of the present invention, as well as the refractive index (n d ), Abbe number (ν d ), chemical durability (acid resistance) measured by the powder method, Knoop hardness, transmittance (λ 5 , λ 70 ), and liquidus temperature of these glasses are shown in Tables 1 to 4. Note that the following examples are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited to these examples.
本発明の実施例のガラスは、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、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の組成の割合になるように秤量して均一に混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス原料の熔解難易度に応じて電気炉で1000~1400℃の温度範囲で1~10時間熔解させた後、攪拌均質化してから金型等に鋳込み、徐冷して作製した。 The glasses in the examples of the present invention were all made by selecting high-purity raw materials used in ordinary optical glass, such as the corresponding oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, and metaphosphate compounds, as the raw materials for each component. These were then weighed out and uniformly mixed to achieve the compositional ratios shown in the table for each example, then placed in a platinum crucible and melted in an electric furnace at a temperature range of 1000-1400°C for 1-10 hours, depending on the melting difficulty of the glass raw materials. The mixture was then stirred to homogenize, poured into a mold, and slowly cooled.
実施例及び比較例のガラスの屈折率(nd)、アッベ数(νd)は、JIS B 7071-2:2018に規定されるVブロック法に準じて測定した。ここで、屈折率(nd)は、ヘリウムランプのd線(587.56nm)に対する測定値で示した。また、アッベ数(νd)は、ヘリウムランプのd線に対する屈折率(nd)と、水素ランプのF線(486.13nm)に対する屈折率(nF)、C線(656.27nm)に対する屈折率(nC)の値を用いて、アッベ数(νd)=[(nd-1)/(nF-nC)]の式から算出した。これらの屈折率(nd)、アッベ数(νd)は、徐冷降温速度を-25℃/hrにして得られたガラスについて測定を行うことで求めた。 The refractive index (n d ) and Abbe number (ν d ) of the glasses of the examples and comparative examples were measured in accordance with the V-block method specified in JIS B 7071-2:2018. Here, the refractive index (n d ) is shown as a measurement value for the d-line (587.56 nm) of a helium lamp. The Abbe number (ν d ) was calculated from the formula Abbe number (ν d ) = [(n d -1)/(n F -n C )] using the refractive index (n d ) for the d-line of a helium lamp, the refractive index (n F ) for the F-line (486.13 nm ) of a hydrogen lamp, and the refractive index (n C ) for the C-line (656.27 nm). These refractive indexes (n d ) and Abbe number (ν d ) were determined by measuring glasses obtained at a slow cooling rate of -25°C/hr.
実施例のガラスの透過率は、日本光学硝子工業会規格JOGIS02-2003に準じて測定した。なお、本発明においては、ガラスの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、λ5(透過率5%時の波長)、λ70(透過率70%時の波長)を求めた。 The transmittance of the glasses in the examples was measured in accordance with Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS02-2003. In the present invention, the presence and degree of coloration of the glass was determined by measuring the transmittance of the glass. Specifically, the spectral transmittance of a 10±0.1 mm thick, parallel-polished specimen was measured in the range of 200 to 800 nm in accordance with JIS Z8722 to determine λ 5 (wavelength at 5% transmittance) and λ 70 (wavelength at 70% transmittance).
実施例の液相温度は、50mlの容量の白金製坩堝に30ccのカレット状のガラス試料を白金坩堝に入れて1350℃で完全に熔融状態にし、所定の温度まで降温して12時間保持し、炉外に取り出して冷却した後直ちにガラス表面及びガラス中の結晶の有無を観察し、結晶が認められない一番低い温度を求めた。 In the examples, the liquidus temperature was determined by placing a 30cc cullet-shaped glass sample in a 50ml platinum crucible, completely melting it at 1350°C, lowering the temperature to the specified temperature and holding it there for 12 hours, removing it from the furnace and allowing it to cool. Immediately after cooling, the glass surface and interior were observed for the presence or absence of crystals, and the lowest temperature at which no crystals were observed was determined.
実施例及び比較例のガラスの化学的耐久性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法」JOGIS06-2006に準じて測定した。すなわち、粒度425~600μmに破砕したガラス試料を比重ビンにとり、白金かごの中に入れた。白金かごを0.01N硝酸水溶液の入った石英ガラス製丸底フラスコに入れて、沸騰水浴中で60分間処理した。処理後のガラス試料の減量率(質量%)を算出して、この減量率(質量%)が0.20未満の場合を1級、減量率が0.20~0.35未満の場合を2級、減量率が0.35~0.65未満の場合を3級、減量率が0.65~1.20未満の場合を4級、減量率が1.20~2.20未満の場合を5級、減量率が2.20以上の場合を6級とした。このとき、級の数が小さいほど、ガラスの耐酸性が優れていることを意味する。 The chemical durability of the glass in the examples and comparative examples was measured in accordance with the Japan Optical Glass Industry Association standard, "Method for Measuring the Chemical Durability of Optical Glass," JOGIS06-2006. Specifically, glass samples crushed to particle sizes of 425 to 600 μm were placed in a pycnometer and placed in a platinum cage. The platinum cage was then placed in a quartz glass round-bottom flask containing 0.01 N aqueous nitric acid solution and treated in a boiling water bath for 60 minutes. The weight loss rate (mass%) of the glass sample after treatment was calculated, and the weight loss rate (mass%) was assigned a grade of 1 if it was less than 0.20, a grade of 2 if it was 0.20 to less than 0.35, a grade of 3 if it was 0.35 to less than 0.65, a grade of 4 if it was 0.65 to less than 1.20, a grade of 5 if it was 1.20 to less than 2.20, and a grade of 6 if it was 2.20 or greater. In this case, the smaller the class number, the better the acid resistance of the glass.
また、実施例(No.1~No.29)及び比較例(A)のガラスのヌープ硬さ(Hk)は、日本光学硝子工業会規格(JOGIS09-1975)に基づいて測定した。具体的には、試料の平面研磨面ダイヤモンド菱形圧子(対稜角172°30´と130°)を0.98N(0.1kgf)の荷重をかけ15秒間押しつけくぼみをつけ、くぼみの長い方の対角線の長さを測定し、式(1)により求めた。 The Knoop hardness (Hk) of the glasses in the Examples (No. 1 to No. 29) and Comparative Example (A) was measured in accordance with the Japan Optical Glass Industry Association standard (JOGIS09-1975). Specifically, a diamond rhombic indenter (with diagonal angles of 172°30' and 130°) was pressed against the flat, polished surface of the sample with a load of 0.98 N (0.1 kgf) for 15 seconds to create an indentation, and the length of the longer diagonal of the indentation was measured and calculated using formula (1).
ヌープ硬さ=1.451F/l2(1)
F:荷重(N)
l:長い方の対角線の長さ(mm)
ヌープ硬さが150未満の場合を1級、150以上250未満を2級、250以上350未満を3級、350以上450未満を4級、450以上550未満を5級、550以上650未満を6級、650以上を7級として、級が大きいほどガラスが硬いことを意味する。
Knoop hardness = 1.451 F/l 2 (1)
F: Load (N)
l: Length of the longer diagonal (mm)
Knoop hardness is classified as Grade 1 when it is less than 150, Grade 2 when it is 150 or more but less than 250, Grade 3 when it is 250 or more but less than 350, Grade 4 when it is 350 or more but less than 450, Grade 5 when it is 450 or more but less than 550, Grade 6 when it is 550 or more but less than 650, and Grade 7 when it is 650 or more, with the higher grade indicating harder glass.
表に表されるように、実施例の光学ガラスは、粉末法による化学的耐久性(耐酸性)が3級以上であり、所望の範囲内であった。一方で、比較例の光学ガラスは4級であった。 As shown in the table, the chemical durability (acid resistance) of the optical glasses of the examples measured by the powder method was grade 3 or higher, which was within the desired range. On the other hand, the optical glasses of the comparative examples were grade 4.
また、実施例の光学ガラスは、いずれも屈折率(nd)が1.80000以上であり、所望の範囲内であった。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、20.00以上40.00以下の範囲内であった。 Furthermore, the optical glasses of the Examples all had a refractive index ( nd ) of 1.80000 or more, which was within the desired range, and the optical glasses of the Examples of the present invention all had an Abbe number (vd ) in the range of 20.00 to 40.00.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、液相温度が1200℃以下であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、耐失透に優れた安定なガラスであることが明らかとなった。 Furthermore, the optical glass of the examples of the present invention had a liquidus temperature of 1200°C or lower. This demonstrates that the optical glass of the examples of the present invention is a stable glass with excellent resistance to devitrification.
また、本発明の実施例の光学ガラスは、ヌープ硬さが6級以上であった。このため、本発明の実施例の光学ガラスは、硬いガラスであることが明らかとなった。 Furthermore, the optical glass in the examples of the present invention had a Knoop hardness of grade 6 or higher. This demonstrates that the optical glass in the examples of the present invention is hard glass.
さらに、本発明の実施例の光学ガラスを用いて、ガラスブロックを形成し、このガラスブロックに対して研削及び研磨を行い、レンズ及びプリズムの形状に加工した。その結果、安定的に様々なレンズ及びプリズムの形状に加工することができた。 Furthermore, a glass block was formed using the optical glass of the present invention, and this glass block was then ground and polished to form lenses and prisms. As a result, it was possible to stably form a variety of lens and prism shapes.
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。
Although the present invention has been described in detail for purposes of illustration, it will be understood that this is for illustrative purposes only and that many modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (6)
ZrO2成分 0.0~5.3%、
B2O3成分 0.0%超~15.0%、
SiO2成分 0.0%超~30.0%、
ZnO成分 0.0~40.0%、
La2O3成分 5.0~30.0%、
TiO2成分 8.0~40.0%、
CaO成分 0.00~18.0%、
BaO成分 0.0超~30.39%
を含有し、
PbOは含有せず、
質量和Ta2O5+Nb2O5+WO3+Gd2O3が5.0%以下、
質量比SiO2/(SiO2+B2O3+TiO2)が0.18~0.45以下、
質量比(CaO+ZnO+Li2O)/BaOが0.024以上
であり、
日本光学硝子工業会規格(JOGIS06-2006)に定める粉末法による耐酸性の測定結果が1~3級であり、日本光学硝子工業会規格(JOGIS09-1975)に定める測定方法によるヌープ硬さの測定結果が6級以上であることを特徴とする光学ガラス。 In mass%,
ZrO2 component 0.0 to 5.3%,
B 2 O 3 component more than 0.0% to 15.0%,
SiO 2 component more than 0.0% to 30.0%,
ZnO component 0.0 to 40.0%,
La 2 O 3 component 5.0 to 30.0%,
TiO2 component 8.0 to 40.0%,
CaO component 0.00-18.0%,
BaO component: More than 0.0 ~ 30.39 %
Contains
Does not contain PbO
The mass sum Ta 2 O 5 + Nb 2 O 5 + WO 3 + Gd 2 O 3 is 5.0% or less,
the mass ratio SiO 2 /(SiO 2 +B 2 O 3 +TiO 2 ) is 0.18 to 0.45;
the mass ratio (CaO+ZnO+Li 2 O)/BaO is 0.024 or more;
An optical glass characterized by having a result of measuring acid resistance of grade 1 to 3 by the powder method specified in the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS06-2006), and a result of measuring Knoop hardness of grade 6 or higher by the measurement method specified in the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS09-1975).
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