JPH0617246B2

JPH0617246B2 - 光学ガラス

Info

Publication number: JPH0617246B2
Application number: JP60225731A
Authority: JP
Inventors: 正行小宮; 一如上田; 忍永浜
Original assignee: Sumita Optical Glass Inc
Current assignee: Sumita Optical Glass Inc
Priority date: 1985-10-09
Filing date: 1985-10-09
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2009-03-09
Also published as: JPS6287432A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は屈伏温度（Ａｔ）が５７０℃以下、屈折率（ｎ
ｄ）が１．６９０〜１．７２５、比重が４．０以下の物
理的性能を持ち、比較的低温（６２０℃以下）での精密
プレスができ、球面及び非球面を持ち研磨工程を必要と
しない光学素子を作成することを目的とした光学ガラス
に関するものである。

近年プレス成形後、研磨工程無しに直ちにレンズ、プリ
ズム等として使用するための精密プレス技術の研究・開
発がさかんにおこなわれている。その開発の中心は、成
形型の材質とその高い面精度の保持であり、種々の材質
の成形型が実験され報告されている。また、面精度を保
持するために、例えば酸化防止のために特開昭５２−４
５６１３号及び特公昭５４−３９８４６号各公報におい
ては窒素雰囲気、特公昭５４−３８１２６号公報では窒
素＋水素雰囲気、特開昭５９−１２０４２５号公報では
真空＋窒素等不活性ガス、特開昭５９−１１６１３６号
公報では高真空といったように、雰囲気の調整を行うな
どの工夫がなされている。当然のことながら成形型の酸
化防止及び面精度保持の観点から考えれば、出来るかぎ
り低い温度に成形型を保持することが望ましい。そのた
めには、精密プレス成形されるガラスは、低い温度でブ
レス成形されることが要求され、一方ガラスの成形温度
はそのガラスの線膨張測定における屈伏温度（Ａｔ）を
参考にして決められる。

しかし、従来よりある光学ガラスでは、例えば鉛を多量
に含む光学ガラスにおいて、５７０℃以下の屈伏温度
（Ａｔ）を持ち高屈折率ではあるが比重が大きいか、プ
レス成形温度でのガラスの安定性が悪い。鉛を少量含む
か、又は鉛を含まない光学ガラスで高屈折率のものは、
そのほとんどが屈伏温度（Ａｔ）が６５０℃前後、もし
くはそれ以上のものしか存在していない。それらの実例
を示すと、第１表の通りである。

本発明は、上記のことを考慮し、レーザ光学用素子（例
えばコンパクトデイスク用等）として設計上必要とされ
る。上記物理的性能を持つ光学ガラスの開発に本発明者
等が鋭意研究した結果、SiO2-B2O3-Li2O基礎系に、TiO
2、Nb2O5、ＰｂＯを二種以上含有させ、さらに他の成分
を必要に応じて添加することにより、プレス成形温度で
安定である所記の目的を達成することを見いだしたもの
である。

すなわち本発明は SiO2 ２３〜３４重量％ B2O3 ５〜１１重量％ TiO2、Nb2O5、ＰｂＯの二種以上２５〜５０重量％ただし TiO2 ０〜２０重量％ Nb2O5 ０〜１４重量％ＰｂＯ０〜４５重量％ Li2O、Na2O、K2Oの二種以上１０．５〜１８重量％ただし Li2O ０．５〜５重量％ Na2O ０〜９重量％ K2O ０〜１１重量％ＢａＯ０〜１２重量％ＺｎＯ０〜８重量％ GeO2 ０〜３重量％ ZrO2 ０〜３重量％からなる組成を有する屈伏温度（Ａｔ）が５７０℃以下
で、屈折率（ｎｄ）が１．６９０〜１．７２５であり、
４．０以下の比重の物理的性能を持つ、精密プレス温度
が６２０℃以下である精密プレス用光学ガラスである。

ここにおいて各配合成分を上記のように限定した理由は
次の通りである。

本発明に関するＳｉＯ２はガラスの網目を構成する主成
分であるが、２３重量％より少ないと失透傾向が大きく
なり、３４重量％より多くなると、熔融時の粘性が大き
くなるばかりでなく、屈伏温度（Ａｔ）の上昇をまね
く。

B2O3は、SiO2と同様ガラスの網目を構成し、ガラスの安
定化に有効な成分である。またガラスの均質化に有効で
あり、さらに適量含有させることにより屈伏温度（Ａ
ｔ）を下げる。しかし、５重量％より少ないと上記の効
果が少なく、１１重量％より多くなると化学的耐久性が
悪くなる。

TiO2、Nb2O5及びＰｂＯは、それぞれ屈折率を高める効果
があり、二種以上をうまく組み合せることにより、所期
の目的を有するガラスが得られるが、TiO2、Nb2O5及びＰ
ｂＯの二種以上の合量が２５重量％より少なく５０重量
％より多いと、目的とする屈折率は得られない。また各
成分がそれぞれTiO2が２０重量％、Nb2O5が１４重量％
より多いと屈伏温度（Ａｔ）の上昇をまねき、ＰｂＯが
４５重量％より多くなると、プレス成形時において鉛の
揮発により、面精度の保持が困難となるばかりか、比重
を重くする。

Li2Oは、本発明において重要な意味をもつ成分であり、
Li2Oを必須配合成分として適量加えることにより、ガラ
スの安定性を損なうことなく、著しくプレス成形時の温
度を下げる効果を持つ。Li2Oが０．５重量％より少ない
と上記効果が少なく、５重量％より多いと失透傾向の増
大をまねく。

Na2O、K2Oもそれぞれプレス成形時の温度降下に寄与する
が、Na2Oが９重量％、K2Oが１０重量％より多いと失透
傾向が増大するばかりでなく、化学的耐久性も悪くな
る。

Li2O、Na2O及びK2Oの二種以上の含量が１０．５重量％よ
り少ないと、プレス成形時の温度上昇となり、１８重量
％より多いと、化学的耐久性が悪くなるとともに失透傾
向も大となる。

ＢａＯ、ＺｎＯはそれぞれ任意配合成分であり、ＢａＯ
はガラスの安定化に寄与するが、１２重量％より多くな
ると失透傾向が増大する。ＺｎＯは化学的耐久性を良く
し、プレス成形温度を下げるのに良好であるが、８重量
％を越えると失透傾向が大となる。

GeO2は任意成分であり、ガラスの安定化に寄与するがそ
の効果は、３重量％までで充分である。

ZrO2は任意成分であり、屈折率を高めガラスの化学的耐
久性を高めるが、３重量％より多くなるとガラスの失透
傾向が増大し、さらにプレス成形温度の上昇をもたら
す。

なお、製造の都合上、ＭｇＯ、ＣａＯ等アルカリ土類、
La2O3、Gd2O3等稀土類、Al2O3、Ta2O5等一般の光学ガラス
に用いられる成分の数重量％を含むことによっても本発
明は実施される。

本発明による実施例を後記の第２表に示す。

本発明の光学ガラスは第２表の比率でガラス原料を混合
した後、バッチを白金製ルツボに投入して電気炉で１０
００〜１２００℃で熔融し、白金製攪拌棒にて攪拌し
て、清澄し均質化してから適当な温度に予熱した金型内
に鋳込んだ後、徐冷して作る。このように本発明の、ガ
ラスは屈伏温度（Ａｔ）において５７０℃以下で、１．
６９０〜１．７２５の高い屈折率、４．０以下の比重を
有し、失透に対して安定で、工業的規模において良好に
製造できるものである。第２表からわかるように、本発
明の光学ガラスは、ＰｂＯを含まない実施例１、３及び
４においても屈伏温度は５６０℃以下であり、ＰｂＯを
配合した実施例２、５、６及び７では屈伏温度は４８０
℃以下と極めて低くなっている。本発明の光学ガラスの
場合、屈伏温度より３０〜５０℃高い温度での精密プレ
ス成形が可能なので、全体として６２０℃以下という低
い温度での精密プレス成形が可能なのである。なお、精
密プレス成形温度は、プレスする圧力によっても若干異
なるが、第２表の実施例１〜７のガラスの場合は、それ
ぞれ５９０、５１０、５８０、５９０、４９０、４５０
及び４６０℃程度の温度で精密プレス成形をすることが
できる。また本発明のガラスの一般の光学ガラスとして
使用してなんら差し支えない。なおガラスの着色を防
ぎ、脱泡のために少量のAs2O3を加えること、又は工業
上良く知られている脱泡成分の少量添加は、本発明の効
果に影響を与えない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳｉＯ_２２３〜３４重量％Ｂ_２Ｏ_３５〜１１重量％ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＰｂＯの二種以上２５〜５０重量％ただしＴｉＯ_２０〜２０重量％Ｎｂ_２Ｏ_５０〜１４重量％ＰｂＯ０〜４５重量％Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの二種以上１０．５〜１８重量％ただしＬｉ_２Ｏ０．５〜５重量％Ｎａ_２Ｏ０〜９重量％Ｋ_２Ｏ０〜１１重量％ＢａＯ０〜１２重量％ＺｎＯ０〜８重量％ＧｅＯ_２０〜３重量％ＺｒＯ_２０〜３重量％以上から成る屈伏温度（Ａｔ）が５７０℃以下で、屈折
率（ｎｄ）が１．６９０〜１．７２５であり、４．０以
下の比重の物理的性能を持つ、精密プレス温度が６２０
℃以下である精密プレス用光学ガラス。