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JP2015196601A - Production method of glass - Google Patents

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JP2015196601A
JP2015196601A JP2014073521A JP2014073521A JP2015196601A JP 2015196601 A JP2015196601 A JP 2015196601A JP 2014073521 A JP2014073521 A JP 2014073521A JP 2014073521 A JP2014073521 A JP 2014073521A JP 2015196601 A JP2015196601 A JP 2015196601A
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glass
optical
raw material
melting
clarification
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JP2014073521A
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Japanese (ja)
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和浩 成田
Kazuhiro Narita
和浩 成田
政憲 安仁屋
Masanori Aniya
政憲 安仁屋
俊之 西川
Toshiyuki Nishikawa
俊之 西川
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method capable of improving greatly clarity of glass, in production of fluorophosphate glass.SOLUTION: A production method of optical glass comprising fluorophosphate glass has steps for: blending glass raw materials; obtaining molten glass 10 by melting the glass raw materials; clarifying the molten glass in a clarification tank 2; and molding the molten glass 10 after clarification. In the production method of the optical glass, moisture is added to the glass raw materials as much as 0.1-10 mass% to the 100 mass% glass raw materials.

Description

本発明は、フツリン酸塩ガラスの製造に際し、ガラスの清澄性を大幅に改善し得るガラスの製造方法に関する。   The present invention relates to a glass production method capable of greatly improving the clarity of glass when producing a fluorophosphate glass.

フツリン酸塩ガラスは、光学ガラスとして有用なガラスであり、一般的に広く用いられている。フツリン酸塩ガラスの製造方法としては、例えば特許文献1〜3で提案されているような方法が挙げられる。   Fluorophosphate glass is a glass useful as an optical glass and is generally widely used. As a manufacturing method of a fluorophosphate glass, the method as proposed by patent documents 1-3 is mentioned, for example.

ところで、高品質の光学ガラスを作製する場合には、光学特性を所望の値に制御するだけでなく、得られるガラスに脈理や、気泡が生じないようにガラスを製造することが求められる。特に、ガラスに残存する気泡については、清澄工程を設けることで多くは除去できるが、さらに清澄性を高める観点からガラス原料に清澄剤として作用する成分を添加するのが一般的である。   By the way, when producing high-quality optical glass, it is required not only to control the optical characteristics to a desired value but also to produce the glass so that striae and bubbles do not occur in the obtained glass. In particular, air bubbles remaining in the glass can be removed in many cases by providing a clarification step, but it is general to add a component that acts as a clarifier to the glass raw material from the viewpoint of further improving the clarification.

しかし、フツリン酸塩ガラスの製造においては、適切な清澄剤がないなどの理由から、清澄剤を用いることなく熔融するのが一般的であった。そのため、清澄性がいまだ十分でなく、高品質なフツリン酸塩ガラスを得るためには、清澄性の改善が望まれていた。   However, in the production of fluorophosphate glass, it has been common to melt without using a refining agent because of the lack of a suitable refining agent. Therefore, the clarity is still insufficient, and in order to obtain a high-quality fluorophosphate glass, improvement of the clarity has been desired.

特開2005−060134号公報JP 2005-060134 A 特許第4721290号公報Japanese Patent No. 4712290 特許第4437807号公報Japanese Patent No. 4437807

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フツリン酸塩ガラスの製造に際して、ガラスの清澄性を大幅に改善し得る製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method which can improve the clarity of glass significantly in the case of manufacture of a fluorophosphate glass.

このような課題の解決を目的とした本発明の要旨は以下の通りである。
[1] フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、
ガラス原料を調合する工程と、
上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、
上記熔融ガラスを清澄する工程と、
清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、
上記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法。
The gist of the present invention aimed at solving such problems is as follows.
[1] An optical glass manufacturing method comprising a fluorophosphate glass,
A step of preparing glass raw materials;
A step of melting the glass raw material to obtain a molten glass;
A step of refining the molten glass;
A step of forming molten glass after clarification,
A method for producing optical glass, wherein moisture is added to the glass raw material.

[2] 上記ガラス原料として含水原料を使用する、上記[1]に記載の光学ガラスの製造方法。 [2] The method for producing optical glass according to [1], wherein a water-containing material is used as the glass material.

[3] 調合工程において、ガラス原料に水分を付加する、上記[1]または[2]に記載の光学ガラスの製造方法。 [3] The method for producing optical glass according to [1] or [2], wherein moisture is added to the glass raw material in the blending step.

[4] 上記[1]〜[3]のいずれかに記載の方法により光学ガラスを作製し、上記光学ガラスを用いて光学素子を作製する、光学素子の製造方法。 [4] A method for producing an optical element, wherein an optical glass is produced by the method according to any one of [1] to [3], and an optical element is produced using the optical glass.

本発明の製造方法によれば、フツリン酸塩系ガラスの製造に際して、ガラスの清澄性を大幅に改善できる。   According to the production method of the present invention, the clarity of glass can be greatly improved when producing a fluorophosphate glass.

図1は、本発明の一実施形態に係るガラスの製造方法おいて用いるガラス熔融炉の断面を模式的に示したものである。FIG. 1 schematically shows a cross section of a glass melting furnace used in a glass manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. The present invention can be implemented with appropriate modifications within the scope of the gist thereof.

本実施形態に係る光学ガラスの製造方法は、フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、ガラス原料を調合する工程と、上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、上記熔融ガラスを清澄する工程と、清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、上記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法。   The optical glass manufacturing method according to the present embodiment is an optical glass manufacturing method made of fluorophosphate glass, a step of preparing a glass raw material, a step of melting the glass raw material to obtain a molten glass, and the above An optical glass manufacturing method comprising a step of refining molten glass and a step of forming molten glass after refining, and adding moisture to the glass raw material.

このような製造方法によれば、フツリン酸塩ガラスの製造に際し、清澄性を大幅に改善することができ、高品質の光学ガラスを得ることができる。このような効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下のように推察している。   According to such a production method, when producing a fluorophosphate glass, the clarity can be greatly improved, and a high-quality optical glass can be obtained. The reason why such an effect is obtained is not necessarily clear, but the present inventors presume as follows.

本発明では、ガラス原料に水を付加することにより、清澄工程において水蒸気として、あるいは加水分解した他の成分として、熔融ガラス中から気体が放出され易くなることで、清澄性(泡品質)が向上すると考えられる。すなわち、ガラス原料に投入される水分が清澄剤として働くと考えている。   In the present invention, by adding water to the glass raw material, it becomes easier to release gas from the molten glass as water vapor or other hydrolyzed components in the clarification process, thereby improving the clarity (bubble quality). I think that. That is, it is thought that the water | moisture content thrown into glass raw material works as a clarifier.

従来のフツリン酸塩系ガラスの製造方法では、熔融において水分は極力避けるもの考えられていた。そのため、水分含有量の少ない原料を選択したり、熔融槽内を正圧にすることで、水蒸気を含んだ外気が侵入することを避けて熔融するのが一般であった。これは、熔融時、水分があると、原料中のフッ化物と反応し、揮発性のHFガスとなり飛散、原料ロスとなると同時に屈折率を下げる働きのあるFの含有量が変動して、製品ガラスの屈折率を不安定にするからである(例えば、特許文献2等参照)。   In the conventional method for producing a fluorophosphate glass, it has been considered that moisture is avoided as much as possible in melting. For this reason, it is common to select a raw material with a low water content or to make the inside of the melting tank have a positive pressure so as to avoid the intrusion of outside air containing water vapor. This means that if there is moisture at the time of melting, it reacts with the fluoride in the raw material, becomes volatile HF gas, scatters, loses the raw material, and at the same time, the content of F that works to lower the refractive index fluctuates. This is because the refractive index of the glass is made unstable (see, for example, Patent Document 2).

しかし、このような水分を極力避けて行うガラスの製造方法では、清澄性が悪く、作製したガラスに気泡が残ることが大きな問題であった。そのため、生産性改善、製品品質向上等の観点から、製造時の清澄性(泡品質)は、さらに向上することが望まれていた。   However, in the glass production method that avoids such moisture as much as possible, the clarity is poor and bubbles remain in the produced glass. Therefore, from the viewpoint of productivity improvement, product quality improvement, etc., it has been desired that the clarity (bubble quality) at the time of production is further improved.

このような問題に対しては、通常、清澄剤等を用いることにより泡品質を改善するのが一般的であるが、フツリン酸塩系ガラスにおいては、清澄剤として適当なものがない。また、塩化物は清澄効果を有するが、塩化物を使用すると、白金熔解槽を侵蝕し、ガラス内部に白金異物が混入しやすくなる。そのため、従来は、清澄剤無しで熔解する方法が主流であった。   For such a problem, it is common to improve the foam quality by using a clarifying agent or the like, but in a fluorophosphate glass, there is no suitable refining agent. Further, chloride has a clarification effect, but if chloride is used, the platinum melting tank is eroded and platinum foreign matters are likely to be mixed into the glass. Therefore, conventionally, the method of melting without a clarifier has been the mainstream.

また、清澄剤の他に泡品質を改善する方法としては、清澄温度を高め、溶存ガスを放出し易くする方法もあるが、フツリン酸塩系ガラスはそもそも構成成分が揮発し易いため、より組成変動が大きくなり、ひいては目的とする光学特性が得られない問題を招来する。そのため、このような方法は好ましくなかった。   In addition to the fining agent, there is a method to improve the foam quality by increasing the fining temperature and releasing dissolved gas easily. As a result, the fluctuation becomes large, and as a result, the target optical characteristics cannot be obtained. Therefore, such a method was not preferable.

この他にも、泡品質を改善する方法としては、清澄工程において、処理する熔融ガラスの流量を少なくし、清澄時間を長くする方法や、熔融ガラスの流量を変えず、清澄槽の幅を大きくし深さを浅くすることで、表面積を増やす方法等が挙げられるが、前者は生産性が悪化するため、後者は既存設備が使えず新たな設備投資が必要となるため、いずれの方法も生産コストが増加することから、好ましくなかった。   In addition to this, as a method for improving the foam quality, in the clarification process, the flow rate of the molten glass to be processed is reduced, the clarification time is lengthened, and the flow rate of the molten glass is not changed, and the width of the clarification tank is increased. However, there is a method to increase the surface area by reducing the depth, but because the former deteriorates productivity, the latter can not use existing facilities and requires new capital investment, so both methods are produced. This is not preferable because the cost increases.

このような清澄性の問題を解決するため、本発明者らは、従来避けることが一般的であった水分に着目し、水分を清澄剤とすることで、特殊な清澄剤を使用することなく、また生産コストを増加させることもなく、優れた清澄性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。   In order to solve such clarification problems, the present inventors pay attention to moisture that has been generally avoided in the past, and by using moisture as a clarifier, without using a special clarifier. Further, the inventors have found that excellent clarity can be obtained without increasing the production cost, and completed the present invention.

光学ガラスの製造方法
以下、本発明に係る光学ガラスの製造方法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できる。なお、説明が重複する箇所については、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。
Hereinafter, the method for producing an optical glass according to the present invention will be described in detail. Can be implemented with changes. In addition, although description may be abbreviate | omitted suitably about the location where description overlaps, the meaning of invention is not limited.

また、以下、図1を参照しながら、本発明の一形態について説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

なお、図1は、本発明の一実施形態に係る製造方法で用いられる熔融炉の一例を示す断面の概略図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a melting furnace used in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

本実施形態に係る光学ガラスの製造方法は、好ましくは、
ガラス原料を調合する工程(調合工程)と、
上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程(熔融工程)と、
上記熔融ガラスを清澄する工程(清澄工程)と、
上記熔融ガラスを成形する工程(成形工程)と、を有し、
上記ガラス原料に水分を付加することを特徴とする。
The manufacturing method of the optical glass according to the present embodiment is preferably,
A process of preparing glass raw materials (preparation process);
A step of melting the glass raw material to obtain a molten glass (melting step);
A step of clarifying the molten glass (clarification step);
A step of forming the molten glass (molding step),
Water is added to the glass raw material.

このような本実施形態に係る製造方法で用いられる熔融炉としては、投入口7、熔融槽1、連結パイプ4,5、および清澄槽2、流出パイプ6を備えることが好ましい。図1に示されるその他の箇所については、必要に応じて設ければよい。   As a melting furnace used in such a manufacturing method according to the present embodiment, it is preferable to include a charging port 7, a melting tank 1, connection pipes 4 and 5, a clarification tank 2, and an outflow pipe 6. Other portions shown in FIG. 1 may be provided as necessary.

以下、各工程ごとに詳しく説明していく。
<調合工程>
調合工程では、所望の特性の光学ガラスが得られるように、原材料等を調合して、ガラス原料を作製する。
Hereinafter, each process will be described in detail.
<Mixing process>
In the blending step, raw materials and the like are blended so as to obtain a glass raw material so that optical glass having desired characteristics can be obtained.

ガラス原料としては、所望の特性の光学ガラスが得られるように調整されたバッチ原料(調合原料)や混合カレットを用いることができる。   As the glass raw material, a batch raw material (prepared raw material) or a mixed cullet adjusted so as to obtain an optical glass having desired characteristics can be used.

バッチ原料は、作製しようとする光学ガラスの特性に応じて、ガラス成分に対応する原材料を所定の比率で秤量、配合し、十分混合することで得られる。   The batch raw material is obtained by weighing and blending raw materials corresponding to the glass components in a predetermined ratio according to the characteristics of the optical glass to be produced, and mixing them sufficiently.

原材料は、特に限定されるものではなく、ガラス成分に応じて、酸化物、リン酸、リン酸塩(ポリリン酸塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩など)、ホウ酸、無水ホウ酸、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物など、公知のガラス原料を使用することができる。   The raw material is not particularly limited, depending on the glass component, oxide, phosphoric acid, phosphate (polyphosphate, metaphosphate, pyrophosphate, etc.), boric acid, boric anhydride, carbonate Known glass raw materials such as nitrates, sulfates and hydroxides can be used.

また、混合カレットは、予めバッチ原料を粗熔解(ラフメルト)してガラス化した、カレット状のガラス(以下、単に「カレット」という)を、所定の比率で配合することで得られる。通常、カレットは、事前に特性評価(例えば屈折率測定の測定)が行われていることが好ましい。例えば、所定の屈折率を有する光学ガラスを作製しようとする場合、屈折率が同じカレットをそのまま用いて混合カレットとしてもよいし、本熔解(リメルト)後に所定の屈折率となるように、屈折率の高いカレットと屈折率の低いカレットとを所定の割合で配合して混合カレットとしてもよい。   The mixed cullet can be obtained by blending a cullet-like glass (hereinafter simply referred to as “cullet”), which is obtained by virtue of rough melting (rough melt) of a batch raw material in advance at a predetermined ratio. In general, the cullet is preferably subjected to characteristic evaluation (for example, measurement of refractive index measurement) in advance. For example, when an optical glass having a predetermined refractive index is to be manufactured, a cullet having the same refractive index may be used as it is to form a mixed cullet, or the refractive index may be set to a predetermined refractive index after the main melting (remelting). A cullet having a high refractive index and a cullet having a low refractive index may be blended at a predetermined ratio to form a mixed cullet.

なお、カレットはガラスからなるが、均質なガラスである必要はない。また、カレットは気泡を含むものであってもよい。さらに、バッチ原料の未熔解物を含むものであってもよい。カレットの組成、光学特性(例えば、屈折率、アッベ数など)を評価する際には、カレットの一部を採取し、再熔融して均質で泡を含まないガラスを作り、このガラスの組成、光学特性を測定することで評価する。   The cullet is made of glass, but need not be homogeneous glass. Further, the cullet may contain bubbles. Furthermore, the raw material of a batch raw material may be included. When evaluating the composition and optical properties (eg, refractive index, Abbe number, etc.) of the cullet, a portion of the cullet is sampled and remelted to make a glass that is homogeneous and free of bubbles. Evaluation is made by measuring optical properties.

<熔融工程>
熔融工程では、調合工程で準備したガラス原料を投入口7から熔融槽1へと投入し、熔融する。
<Melting process>
In the melting step, the glass raw material prepared in the blending step is introduced from the inlet 7 into the melting tank 1 and melted.

熔融条件は、ガラス原料やガラス組成に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、混合したガラス原料が十分熔解出来る温度以上で熔解する。熔融温度の上限は特に規定しないが、熔融槽1での原料の揮発を抑制し、目的のガラス品質が得られる温度以下で熔融することが望ましい。一般には800℃〜1000℃が好ましい。   It is preferable to appropriately adjust the melting conditions according to the glass raw material and the glass composition. For example, melting is performed at a temperature that can sufficiently melt the mixed glass raw material. The upper limit of the melting temperature is not particularly defined, but it is desirable to melt at a temperature below the temperature at which the volatilization of the raw material in the melting tank 1 is suppressed and the desired glass quality is obtained. Generally, 800 ° C to 1000 ° C is preferable.

<清澄工程>
清澄工程では、熔融工程で十分に熔融した熔融ガラスを、清澄槽2に送り込み、所定の温度で維持し、清澄処理を行う。
<Clarification process>
In the clarification process, the molten glass sufficiently melted in the melting process is fed into the clarification tank 2 and maintained at a predetermined temperature to perform a clarification process.

清澄処理の条件は、ガラス組成に応じて適宜調整することが好ましい。例えば、清澄槽の温度を1100℃〜1400℃の範囲内で調整することができる。   It is preferable that the clarification conditions are appropriately adjusted according to the glass composition. For example, the temperature of the clarification tank can be adjusted within a range of 1100 ° C to 1400 ° C.

なお、必要に応じて清澄工程後に均質化工程を設けてもよい。均質化工程は公知の方法により行うことができる。   In addition, you may provide a homogenization process after a clarification process as needed. The homogenization step can be performed by a known method.

<成形工程>
成形工程では、清澄工程を経た(必要に応じて均質化工程も経た)熔融ガラスを、流出パイプ6から流出し、所定の方法で成形する。
<Molding process>
In the forming step, the molten glass that has undergone the refining step (and that has undergone the homogenization step as necessary) flows out of the outflow pipe 6 and is formed by a predetermined method.

成形方法は、特に限定されるものではなく、例えば、鋳型に鋳込んで成形する方法や熔融ガラスをプレス成形する工程などが挙げられる。   The molding method is not particularly limited, and examples thereof include a method of molding by casting into a mold and a step of press molding molten glass.

上記鋳込み成形では長尺のブロック状ガラスを成形したり、棒状のガラスを成形したり、ゴブ状のガラスなどを成形することができる。また、プレス成形では、光学素子の形状に近似した形状にガラスを成形してもよい。   In the cast molding, a long block-shaped glass, a rod-shaped glass, a gob-shaped glass, or the like can be formed. In press molding, the glass may be molded into a shape that approximates the shape of the optical element.

成形したガラスは、予めガラス転移温度付近に加熱したアニール炉内に移し、室温まで徐冷される。得られたガラスには適宜、切断、研削、研磨を施こして再加熱、軟化してプレス成形するためのプレス成形用素材としてもよい。   The formed glass is transferred into an annealing furnace heated in advance to near the glass transition temperature and gradually cooled to room temperature. The obtained glass may be appropriately cut, ground, and polished to be reheated, softened, and used as a press forming material for press forming.

なお、ガラスを製造する際に用いる熔融槽1等の材料は特に限定されないが、グラシィーカーボン製が好ましく、白金製の熔融槽を用いることも可能である。ただし、白金を用いる場合にはガラスに白金インクルージョンの混入を避ける注意が必要である。   In addition, although materials, such as the melting tank 1 used when manufacturing glass, are not specifically limited, the product made from a glassy carbon is preferable and it is also possible to use the melting tank made from platinum. However, when platinum is used, care must be taken to avoid mixing platinum inclusions into the glass.

本実施形態に係るガラスの製造方法では、上記のようなガラスの製造方法において、特に、上記ガラス原料に水分を付加することを特徴とする。   The glass manufacturing method according to the present embodiment is characterized in that, in the glass manufacturing method as described above, in particular, moisture is added to the glass raw material.

ガラス原料に水分を付加する方法は、特に限定されるものではないが、例えば次の方法が挙げられる。
(1)乾燥したガラス原料に所定の割合で水を添加する。
(2)含水量の多い原材料またはカレットを用いる。
(3)上記(1)または(2)の方法を組み合わせる。
The method of adding moisture to the glass raw material is not particularly limited, and examples thereof include the following method.
(1) Water is added to the dried glass raw material at a predetermined ratio.
(2) Use raw materials or cullet with high water content.
(3) A combination of the above methods (1) or (2).

方法(1)
フツリン酸塩ガラスは、水分が含まれると組成変動(ひいては特性変動)が生じるため、従来は乾燥したガラス原料を用いるのが一般的であった。そのため、ガラス原料として調合される各種原材料は、水分を除去できる程度に加熱処理しているものが広く用いられてきた。また、カレットを用いる場合にも、水分を排除した条件で作製されたカレットを用いるのが一般的であった。
Method (1)
In the case of fluorophosphate glass, composition fluctuations (and hence characteristic fluctuations) occur when moisture is contained, and therefore, conventionally, a dry glass raw material has been generally used. Therefore, various raw materials prepared as a glass raw material have been widely used that have been heat-treated to such an extent that moisture can be removed. Also, when using cullet, it was common to use a cullet produced under conditions excluding moisture.

しかし、方法(1)では、これまで通りの加熱処理された乾燥した原材料、または水分を排除した条件で作製されたカレットを秤量して、所定の割合で水を加えることで、バッチ原料あるいは、混合カレットを調合する。   However, in the method (1), a batch raw material or a raw material that has been heat-treated as usual or a cullet prepared under conditions excluding moisture is weighed and water is added at a predetermined ratio. Prepare mixed cullet.

このように、ガラス原料の段階で所定量の水を添加することにより、清澄工程における熔融ガラス中に溶存する水分を増やすことができ、清澄性を向上できると考えられる。   Thus, it is thought that the water | moisture content dissolved in the molten glass in a clarification process can be increased by adding a predetermined amount of water at the stage of a glass raw material, and clarification can be improved.

水分の添加量としては、ガラス原料やガラス組成、熔融時間、熔融装置等に応じて適宜調整することが好ましいが、例えば、ガラス原料100質量%に対して、0.1〜10質量%とすることができる。   Although it is preferable to adjust suitably according to a glass raw material, a glass composition, a melting time, a melting apparatus etc. as an addition amount of a water | moisture content, it is 0.1-10 mass% with respect to 100 mass% of glass raw materials, for example. be able to.

方法(2)
方法(2)では、従来一般的に用いられてきた乾燥した原材料または乾燥条件で作製されたカレットに代えて、水分が付加された原材料またはカレットを用いて、ガラス原料を調合する。
Method (2)
In the method (2), a glass raw material is prepared using a raw material or a cullet to which moisture is added instead of a dry raw material or a cullet produced under dry conditions that has been generally used conventionally.

水分が付加された原材料とは、乾燥処理を行っていない原材料が挙げられる。このような原材料を用いることで、従来行っていた乾燥処理を省略できることから、製造工程を短縮できると共に、生産コストも低減できる。また、乾燥状態を維持する必要がないため、原材料の保管が容易となる。この他、水分が付加された原材料としては、例えば、加湿処理を行った原材料なども用いることができる。   Examples of the raw material to which moisture has been added include raw materials that have not been dried. By using such raw materials, it is possible to omit the conventional drying process, so that the manufacturing process can be shortened and the production cost can be reduced. Moreover, since it is not necessary to maintain a dry state, storage of raw materials becomes easy. In addition, as a raw material to which moisture is added, for example, a raw material subjected to a humidification process can be used.

また、水分が付加されたカレットとは、カレットに水分が含まれるような条件で作製されたカレットが挙げられる。例えば、カレットの作製で用いる原料バッチに水分を加えておく方法や、熔融雰囲気に水蒸気を積極的に投入させる方法などが挙げられる。このようなカレットについても、乾燥状態を維持する必要がないため、保管が容易となる。   In addition, the cullet to which moisture is added includes a cullet produced under conditions such that moisture is contained in the cullet. For example, a method of adding moisture to a raw material batch used for producing cullet, a method of positively introducing water vapor into a melting atmosphere, and the like can be mentioned. Such a cullet is also easy to store because it is not necessary to maintain a dry state.

本実施形態では、上記(1)または(2)の方法を必要に応じて組み合わせて行うことができる。また、本実施形態では、水分量を適切に制御できる観点から、上記(1)の方法を行うことがより好ましい。   In the present embodiment, the above methods (1) or (2) can be combined as necessary. Moreover, in this embodiment, it is more preferable to perform the method of said (1) from a viewpoint which can control a water content appropriately.

なお、ガラス原料に水分を付加する場合には、清澄性を改善できる一方で、水分により揮発し易い成分が熔融ガラスからより揮発しやすくなる傾向にある。その結果、得られる光学ガラスにおいて、ガラス組成が設計組成から外れることで、光学特性が期待値からのずれる問題が生じる。   In addition, when adding water | moisture content to a glass raw material, while clarifying can be improved, it exists in the tendency for the component which volatilizes easily with a water | moisture content to volatilize more easily from molten glass. As a result, in the resulting optical glass, the glass composition deviates from the design composition, thereby causing a problem that the optical characteristics deviate from the expected values.

そのため、本実施形態に係る製造方法においては、予め水分付加に伴い組成変動の比率を把握し、ガラス原料の段階で揮発量を考慮した組成の調整を行うことが好ましい。このような調整方法としては、例えば揮発し易い成分を予め大目に秤量し、出来上がりのガラス組成を補正する方法等が挙げられる。   Therefore, in the manufacturing method according to the present embodiment, it is preferable to grasp the ratio of composition variation with moisture addition in advance and adjust the composition considering the volatilization amount at the stage of the glass raw material. As such an adjustment method, for example, there is a method in which components that easily volatilize are roughly weighed in advance and the finished glass composition is corrected.

ガラス組成について
以下、断りのない限り、カチオン成分の「%」はカチオン%を示し、アニオン成分の「%」はアニオン%を示す。カチオン%とは、全カチオン成分の合計含有量に対する特定のカチオン成分の含有量の割合をモル百分率で表すときの単位である。したがって、全カチオン成分の合計含有量は100カチオン%となる。また、アニオン%とは、全アニオン成分の合計含有量に対する特定のアニオン成分の含有量の割合をモル百分率で表すときの単位である。したがって、全アニオン成分の合計含有量は100アニオン%となる。
For glass composition below, unless otherwise specified, "%" of the cationic component represents a cation%, "%" in the anion component is an anion%. The cation% is a unit when the ratio of the content of a specific cation component to the total content of all cation components is expressed in mole percentage. Therefore, the total content of all cation components is 100 cation%. Moreover, anion% is a unit when the ratio of content of a specific anion component with respect to the total content of all anion components is expressed in mole percentage. Therefore, the total content of all anionic components is 100 anion%.

本実施形態に係る光学ガラスは、フツリン酸塩系ガラスであり、必須成分として、P5+と、Al3+と、アルカリ土類金属成分と、O-と、F-とを含有し、さらに任意成分として、Y3+を含有することが好ましい。なお、アルカリ土類金属成分としては、Mg2+、Ca2+、Sr2+およびBa2+から選択される少なくとも一つの成分であることが、より好ましい。本実施態様における好ましいガラス組成について、以下、詳しく説明する。 The optical glass according to the present embodiment is a fluorophosphate-based glass, and contains P 5+ , Al 3+ , an alkaline earth metal component, O , and F as essential components. It is preferable to contain Y 3+ as an optional component. The alkaline earth metal component is more preferably at least one component selected from Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ and Ba 2+ . A preferable glass composition in this embodiment will be described in detail below.

5+はフツリン酸塩ガラスの基本成分であり、耐失透性、高屈折率を得るのに重要なカチオン成分である。このようなP5+の含有量は、好ましくは0.5〜50%であり、より好ましくは3〜45%である。P5+が少なすぎるとガラスが不安定になり失透傾向を示し、逆に多すぎると、低分散特性を得ることが困難となる。 P 5+ is a basic component of a fluorophosphate glass, and is an important cationic component for obtaining devitrification resistance and a high refractive index. The content of P 5+ is preferably 0.5 to 50%, more preferably 3 to 45%. If the amount of P 5+ is too small, the glass becomes unstable and tends to devitrify. On the other hand, if the amount is too large, it is difficult to obtain low dispersion characteristics.

Al3+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、熱膨張を抑制する重要な成分である。このようなAl3+の含有量は、好ましくは3〜50%であり、より好ましくは6〜45%である。Al3+は、多すぎても少なすぎてもガラスが不安定になり、失透傾向を示す。 Al 3+ is an important component that improves the devitrification resistance of the fluorophosphate glass and suppresses thermal expansion. The Al 3+ content is preferably 3 to 50%, more preferably 6 to 45%. If Al 3+ is too much or too little, the glass becomes unstable and tends to devitrify.

Mg2+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、さらに比重を小さくし、摩耗度を下げ加工性を向上させる重要なカチオン成分である。このようなMg2+の含有量は、好ましくは0〜15%であり、より好ましくは0〜10%である。Mg2+は、多すぎても少なすぎてもガラスが不安定になり、失透傾向を示す。 Mg 2+ is an important cationic component that improves the devitrification resistance of the fluorophosphate glass, further reduces the specific gravity, lowers the degree of wear, and improves the workability. The content of Mg 2+ is preferably 0 to 15%, more preferably 0 to 10%. If Mg 2+ is too much or too little, the glass becomes unstable and tends to devitrify.

Ca2+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、さらに摩耗度を下げ加工性を向上させるカチオン成分である。このようなCa2+の含有量は、好ましくは0〜40%であり、より好ましくは0〜35%である。Ca2+は、多すぎても少なすぎてもガラスが不安定になり、失透傾向を示す。 Ca 2+ is a cationic component that improves the devitrification resistance of the fluorophosphate glass and further reduces the degree of wear and improves the workability. The Ca 2+ content is preferably 0 to 40%, more preferably 0 to 35%. If Ca 2+ is too much or too little, the glass becomes unstable and tends to devitrify.

Sr2+はフツリン酸塩ガラスの耐失透性を向上させ、屈折率を向上させるカチオン成分である。ただし、Sr2+の含有量が30%を超えるとガラスが不安定になり、失透傾向が強まる。そのため、Sr2+の含有量は、好ましくは0〜30%であり、より好ましくは0〜25%である。 Sr 2+ is a cationic component that improves the devitrification resistance of the fluorophosphate glass and improves the refractive index. However, if the content of Sr 2+ exceeds 30%, the glass becomes unstable and the tendency to devitrification increases. Therefore, the content of Sr 2+ is preferably 0 to 30%, more preferably 0 to 25%.

Ba2+は耐失透性を向上させ、屈折率を向上させる働きをする成分である。ただし、Ba2+の含有量が50%を超えるとガラスが不安定になり、失透傾向が強まるとともに、比重が増加し、また加工性が低下する傾向を示す。そのため、Ba2+の含有量は、好ましくは0〜50%であり、より好ましくは2〜45%であり、さらに好ましくは4〜45%である。 Ba 2+ is a component that functions to improve the devitrification resistance and the refractive index. However, when the content of Ba 2+ exceeds 50%, the glass becomes unstable, the tendency to devitrification increases, the specific gravity increases, and the workability tends to decrease. Therefore, the Ba 2+ content is preferably 0 to 50%, more preferably 2 to 45%, and still more preferably 4 to 45%.

なお、耐失透性を向上させる上からMg2+、Ca2+、Sr2+およびBa2+の合計含有量は、好ましくは25〜70%であり、より好ましくは30〜65%である。 From the viewpoint of improving devitrification resistance, the total content of Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ and Ba 2+ is preferably 25 to 70%, more preferably 30 to 65%. .

3+はフツリン酸塩ガラスの屈折率を向上させるとともに、異常部分分散性を損なわずに、耐失透性と加工性を向上させるカチオン成分である。しかし、Y3+の含有量が4%以上になると、液相温度が上昇する傾向を示す。液相温度が上昇すると、熔融ガラスの成形時における失透を回避する上から、ガラスの成形温度をより高温にしなければならなくなる。その結果、熔融ガラスからの揮発が増大し、均質なガラスを得ることが難しくなる。また、揮発の増大によって、得られるガラスの光学特性が変動しやすくなる。このような問題を回避するため、Y3+の含有量は、好ましくは4%未満であり、より好ましくは0〜3%である。 Y 3+ is a cationic component that improves the refractive index of fluorophosphate glass and improves devitrification resistance and workability without impairing the abnormal partial dispersibility. However, when the content of Y 3+ is 4% or more, the liquidus temperature tends to increase. When the liquidus temperature rises, the glass forming temperature has to be made higher in order to avoid devitrification at the time of forming molten glass. As a result, volatilization from the molten glass increases and it becomes difficult to obtain a homogeneous glass. Moreover, the increase in volatility tends to fluctuate the optical properties of the glass obtained. In order to avoid such a problem, the content of Y 3+ is preferably less than 4%, more preferably 0 to 3%.

また、本実施形態に係る光学ガラスは、任意のカチオン成分として、Li+、Na+、K+La3+、Gd3+、Zn2+、Nb5+、Zr4+、B3+、Si4+、Sc3+、Ti4+、As3+およびSb3+等の各種成分を含有してもよい。 In addition, the optical glass according to the present embodiment includes Li + , Na + , K + La 3+ , Gd 3+ , Zn 2+ , Nb 5+ , Zr 4+ , B 3+ , Si as optional cation components. Various components such as 4+ , Sc 3+ , Ti 4+ , As 3+ and Sb 3+ may be contained.

Li+、Na+およびK+は、屈折率・アッベ数の調整、耐失透性の向上、熱的特性の調整、機械的特性の向上などの目的で導入することができる成分である。これらの成分を含有する場合には、耐失透性を維持しつつ、低分散ガラスを得る上から、Li+、Na+およびK+の合計含有量を0〜30%の範囲にすることが好ましく、0〜25%の範囲にすることが好ましい。 Li + , Na + and K + are components that can be introduced for the purpose of adjusting the refractive index and Abbe number, improving devitrification resistance, adjusting thermal characteristics, and improving mechanical characteristics. When these components are contained, the total content of Li + , Na + and K + may be set to a range of 0 to 30% from the viewpoint of obtaining a low dispersion glass while maintaining devitrification resistance. Preferably, it is preferable to set it in the range of 0 to 25%.

また、La3+、Gd3+、Zn2+、Nb5+、Zr4+、B3+、Si4+、Sc3+、Ti4+、As3+およびSb等は、屈折率・アッベ数の調整、耐失透性の向上、熱的特性の調整、機械的特性の向上等の目的で含有させることができるが、合計含有量が5%未満とすることが好ましく、より好ましくは2%以下、さらに好ましくは1%以下とする。 La 3+ , Gd 3+ , Zn 2+ , Nb 5+ , Zr 4+ , B 3+ , Si 4+ , Sc 3+ , Ti 4+ , As 3+, Sb, etc. have a refractive index / abbe It can be contained for the purpose of adjusting the number, improving devitrification resistance, adjusting thermal properties, improving mechanical properties, etc., but the total content is preferably less than 5%, more preferably 2 % Or less, more preferably 1% or less.

2-の含有量は、好ましくは0.5〜90%であり、より好ましくは5〜85%である。O2-が少なすぎるとガラスが不安定になり、失透傾向を示し、多すぎると低分散特性を得ることが難しくなる傾向にある。 The content of O 2− is preferably 0.5 to 90%, more preferably 5 to 85%. If O 2− is too small, the glass becomes unstable and tends to devitrify, and if it is too large, it tends to be difficult to obtain low dispersion characteristics.

-はアッベ数を大きくし、異常部分分散性を向上させる不可欠なアニオン成分であるが、ガラスの構造を弱くするため、熱膨張を大きく、摩耗度を大きくする成分でもある。F-の含有量は、好ましくは10〜99.5%であり、より好ましくは15〜95%である。F-は、少なすぎると低分散特性を得ることが難しくなり、多すぎると、ガラスが不安定になり、失透傾向を示す。 F is an indispensable anion component that increases the Abbe number and improves the anomalous partial dispersibility. However, in order to weaken the glass structure, it is also a component that increases thermal expansion and increases the degree of wear. The content of F is preferably 10 to 99.5%, more preferably 15 to 95%. If F is too small, it is difficult to obtain low dispersion characteristics, and if it is too large, the glass becomes unstable and tends to devitrify.

また、本実施形態に係る光学ガラスは、任意のアニオン成分として、Cl-、Br-、I-を含有してもよい。これらの成分は、熔融ガラスを流出する際、白金製流出パイプの外周に熔融ガラスが濡れ上がり、ガラスの均質性が低下することを抑制する効果が期待できる。なお、Cl-、Br-、I-の合計含有量は、0.5%以下の範囲とすることが望ましい。 The optical glass according to the present embodiment may contain Cl , Br , and I as an optional anion component. When these components flow out of the molten glass, the effect of suppressing the molten glass from getting wet on the outer periphery of the platinum outflow pipe and reducing the homogeneity of the glass can be expected. Note that the total content of Cl , Br and I is preferably in the range of 0.5% or less.

なお、上記成分は、ICP分析などにより光学ガラスを分析することで定量することができる。   In addition, the said component can be quantified by analyzing optical glass by ICP analysis etc.

さらに、本発明に係る製造方法により得られた光学ガラスは、上記成分に加えて、OH-を含有する。このようなOH-は、ガラスの分光透過率を測定することでβOHとして定量できる。βOHは、下記式(1)により表すことができる。
βOH=−[ln(B/A)]/t ・・・(1)
Furthermore, the optical glass obtained by the production method according to the present invention contains OH in addition to the above components. Such OH can be quantified as βOH by measuring the spectral transmittance of the glass. βOH can be represented by the following formula (1).
βOH = − [ln (B / A)] / t (1)

ここで、上記式(1)中、tは外部透過率の測定に用いる上記ガラスの厚み(mm)を表し、Aは上記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2500nmにおける外部透過率(%)を表し、Bは上記ガラスに対してその厚み方向と平行に光を入射した際の波長2900nmにおける外部透過率(%)を表す。また、上記式(1)中、lnは自然対数である。βOHの単位はmm-1である。また、βOHの値は、値が大きいほど、ガラス中にOH-が多く含まれていることを意味している。 Here, in the above formula (1), t represents the thickness (mm) of the glass used for measuring the external transmittance, and A represents a wavelength of 2500 nm when light is incident on the glass in parallel with the thickness direction. Represents the external transmittance (%), and B represents the external transmittance (%) at a wavelength of 2900 nm when light is incident on the glass in parallel to the thickness direction. In the above formula (1), ln is a natural logarithm. The unit of βOH is mm −1 . The value of βOH means that the larger the value, the more OH is contained in the glass.

なお、「外部透過率」とは、ガラスに入射する入射光の強度Iinに対するガラスを透過した透過光の強度Ioutの比(Iout/Iin)、すなわち、ガラスの表面における表面反射も考慮した透過率であり、後述する「内部透過率」とは、ガラスの表面における表面反射がない場合の透過率(すなわちガラスを構成するガラス材料自体の透過率)である。それぞれの透過率は、分光光度計を用いて、透過スペクトルを測定することにより得られる。   The “external transmittance” is the ratio (Iout / Iin) of the intensity Iout of the transmitted light transmitted through the glass to the intensity Iin of the incident light incident on the glass, that is, the transmittance considering the surface reflection on the surface of the glass. The “internal transmittance” described later is the transmittance when there is no surface reflection on the surface of the glass (that is, the transmittance of the glass material itself constituting the glass). Each transmittance is obtained by measuring a transmission spectrum using a spectrophotometer.

本発明に係る製造方法では、ガラス原料に水分を付加することを特徴としている。そのため、このような方法により得られる光学ガラスは、水分を積極的に除いてきた従来の製造方法により得られる光学ガラスよりも、OH-をガラス中に多く含有していると考えられる。 The production method according to the present invention is characterized in that moisture is added to the glass raw material. Therefore, it is considered that the optical glass obtained by such a method contains more OH − in the glass than the optical glass obtained by the conventional production method in which moisture has been positively removed.

光学ガラスの特性
本発明に係る製造方法により得られる光学ガラスは、好ましくは以下の特性を有する。
Characteristics of optical glass The optical glass obtained by the production method according to the present invention preferably has the following characteristics.

屈折率(nd)は、好ましくは1.40〜1.65である。   The refractive index (nd) is preferably 1.40 to 1.65.

また、アッベ数(νd)は、好ましくは60〜99である。   The Abbe number (νd) is preferably 60 to 99.

光学素子の製造
本発明に係る製造方法により得られた光学ガラスを使用して光学素子を作るには、公知の方法を適用すればよい。例えば、熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラス素材を作製する。次に、このガラス素材を再加熱、プレス成形して光学素子ブランクを作製する。さらに光学素子ブランクの研磨を含む工程により加工して光学素子を作製する。
Manufacture of an optical element In order to make an optical element using the optical glass obtained by the manufacturing method according to the present invention, a known method may be applied. For example, a glass material for press molding is produced by molding molten glass. Next, this glass material is reheated and press-molded to produce an optical element blank. Furthermore, it processes by the process including grinding | polishing of an optical element blank, and produces an optical element.

あるいは、熔融ガラスを成形してプレス成形用ガラス素材を作製し、このガラス素材を加熱、精密プレス成形して光学素子を作製する。   Alternatively, a molten glass is formed to produce a glass material for press molding, and this glass material is heated and precision press molded to produce an optical element.

上記の各工程において、熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、ガラス成形体を加工してプレス成形用ガラス素材を作製してもよい。
あるいは、熔融ガラスを成形してガラス成形体を作製し、この成形体を加工して光学素子を作製する。
In each of the above steps, a molten glass may be molded to produce a glass molded body, and the glass molded body may be processed to produce a press-molding glass material.
Alternatively, molten glass is formed to produce a glass molded body, and this molded body is processed to produce an optical element.

作製した光学素子の光学機能面には使用目的に応じて、反射防止膜、全反射膜などをコーティングしてもよい。   The optical functional surface of the manufactured optical element may be coated with an antireflection film, a total reflection film, or the like according to the purpose of use.

光学素子としては、球面レンズ、非球面レンズ、マクロレンズ、レンズアレイなどの各種レンズ、プリズム、回折格子などを例示することができる。   Examples of the optical element include various lenses such as a spherical lens, an aspheric lens, a macro lens, and a lens array, a prism, and a diffraction grating.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, it can implement with a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention. .

また、本実施形態に係る光学ガラスは、光学素子用の材料として好適であるため、非晶質性(アモルファス)のガラスであることが好ましい。ガラス製の光学素子を作製する方法には、例えば、ガラス材料を加熱、軟化させて成形する方法がある。ガラス質の中に結晶相が分散した結晶化ガラスは、上記成形方法には不向きである。また、結晶化ガラス中の結晶相が光を散乱し、光学素子としての性能を低下させることもある。非晶質性ガラスには、このような問題はない。   Moreover, since the optical glass according to the present embodiment is suitable as a material for an optical element, it is preferably an amorphous glass. As a method of manufacturing a glass optical element, for example, there is a method of forming by heating and softening a glass material. Crystallized glass having a crystal phase dispersed in glass is not suitable for the molding method. In addition, the crystal phase in the crystallized glass may scatter light, thereby reducing the performance as an optical element. Amorphous glass does not have this problem.

以下、比較例を交えながら、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

比較例1
[バッチ原料の調製]
まず、所望の特性を備えた光学ガラスを作製するにあたり、ガラスの原材料として、各構成成分に対応するフッ化物およびメタリン酸塩をそれぞれ乾燥粉末として準備した。次に、最終的に得られる光学ガラスのガラス組成が、表1に示す組成Iとなるように、上記原材料を秤量し、十分混合してバッチ原料Iを作製した。
Comparative Example 1
[Preparation of batch materials]
First, in producing an optical glass having desired characteristics, fluorides and metaphosphates corresponding to the respective constituents were prepared as dry powders as glass raw materials. Next, the raw materials were weighed and mixed well so that the glass composition of the optical glass finally obtained became the composition I shown in Table 1, and the batch raw material I was produced.

Figure 2015196601
Figure 2015196601

[光学ガラスの作製]
上記のように調合されたバッチ原料Iをガラス原料として、熔融槽1(白金製坩堝)に投入し、900〜1000℃、大気雰囲気中で、加熱、熔融し、熔融ガラスとした(熔融工程)。
[Production of optical glass]
The batch raw material I prepared as described above is used as a glass raw material and charged into a melting tank 1 (platinum crucible) and heated and melted in an air atmosphere at 900 to 1000 ° C. to obtain a molten glass (melting step). .

熔融槽1内の熔融ガラスは、白金製の連結パイプ4中を通って、白金製の清澄槽2中へ流入した。この時、清澄槽2内の温度は熔融槽1内の温度よりも高温に設定し、清澄槽2中に流入した熔融ガラスの温度を1050〜1300℃の範囲(清澄温度)にまで昇温することで、泡切れを促進した(清澄工程)。   The molten glass in the melting tank 1 passed through the platinum connection pipe 4 and flowed into the platinum clarification tank 2. At this time, the temperature in the clarification tank 2 is set to be higher than the temperature in the melting tank 1, and the temperature of the molten glass flowing into the clarification tank 2 is raised to a range of 1050 to 1300 ° C. (clarification temperature). In this way, foam breakage was promoted (clarification process).

次いで、清澄槽2内の熔融ガラスを、白金製の連結パイプ5中を通じて、白金製の均質化槽3内に流入した。この時、均質化槽3内の温度は熔融槽1や清澄槽2の温度よりも低温に設定し、均質化槽3内に流入した熔融ガラスの温度を650〜800℃の範囲(均質化温度)にまで下降した。その際、均質化槽3中に挿入された白金製の攪拌器具8を回転させることにより、その攪拌羽によって熔融ガラスを攪拌し、熔融ガラスの均質化を促した(均質化工程)。   Next, the molten glass in the clarification tank 2 flowed into the platinum homogenization tank 3 through the platinum connecting pipe 5. At this time, the temperature in the homogenization tank 3 is set to be lower than the temperatures of the melting tank 1 and the clarification tank 2, and the temperature of the molten glass flowing into the homogenization tank 3 is in the range of 650 to 800 ° C. (homogenization temperature). ). At that time, the molten glass 8 was stirred by rotating the platinum stirring device 8 inserted into the homogenizing tank 3 to promote homogenization of the molten glass (homogenization step).

このようにして均質化した熔融ガラスを、大気雰囲気中で、均質化槽3の底部に取り付けた白金製のガラス流出パイプ6より流出し(流出工程)、流出パイプの下方に配置した鋳型に流し込むことで、長尺のガラスブロック(幅130mm×厚10mm)を成形した(成形工程)。   The molten glass homogenized in this way flows out from the platinum glass outflow pipe 6 attached to the bottom of the homogenization tank 3 in the air atmosphere (outflow process), and flows into a mold placed below the outflow pipe. Thus, a long glass block (width 130 mm × thickness 10 mm) was formed (molding step).

その後、上記ガラスブロックを、大気雰囲気中で、+100℃/時の速度で昇温し、それぞれのガラス転移温度付近で1.5〜8時間保持し、−10℃/時の速度で降温して(アニール工程)、歪を除去した光学ガラスサンプルを得た。   Thereafter, the glass block is heated at a rate of + 100 ° C./hour in the air atmosphere, held at the vicinity of each glass transition temperature for 1.5 to 8 hours, and cooled at a rate of −10 ° C./hour. (Annealing step) An optical glass sample from which distortion was removed was obtained.

実施例1
実施例1では、比較例1で用いた原材料のうち乾燥したフッ化物に代えて、水が混入したフッ化物を準備すると共に、原材料に水が混入した場合の組成変動を考慮してガラス原料を調合した以外は、比較例1と同様の条件で光学ガラスサンプルを得た。
Example 1
In Example 1, instead of the dried fluoride used in the raw material used in Comparative Example 1, a fluoride mixed with water was prepared, and the glass raw material was considered in consideration of the composition variation when water was mixed into the raw material. An optical glass sample was obtained under the same conditions as in Comparative Example 1 except that it was prepared.

[光学ガラスの評価]
[1]ガラス組成
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、これを酸およびアルカリ処理し、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS法)、イオンクロマトグラフフィー法を用いて、各成分の含有量を定量することで測定し、組成Iと一致していることを確認した。
[Evaluation of optical glass]
[1] Glass composition An appropriate amount of each optical glass sample obtained as described above is collected, treated with acid and alkali, and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS method) or ion chromatography method is used. The content of each component was measured by quantifying it, and it was confirmed that the content was consistent with the composition I.

[2]屈折率ndおよびアッベ数νd
光学ガラスサンプルを作製する際の、均質化工程を経た熔融ガラスを掬い取り、鋳型に鋳込んで成形し、ガラス転移温度付近の温度で保持した後、−10℃/時の降温速度で冷却し、測定用試料を作製した。得られた測定用試料について、日本光学硝子工業会規格で定められた屈折率測定法により、屈折率nd、ng、nF、ncを測定した。さらに、これら屈折率の測定値より、アッベ数νdを算出した。
[2] Refractive index nd and Abbe number νd
The molten glass that has been subjected to the homogenization process when producing the optical glass sample is scooped, cast into a mold, formed, held at a temperature near the glass transition temperature, and then cooled at a temperature decrease rate of −10 ° C./hour. A sample for measurement was prepared. About the obtained sample for a measurement, refractive index nd, ng, nF, nc was measured by the refractive index measuring method defined by Japan Optical Glass Industry Association standard. Furthermore, the Abbe number νd was calculated from the measured values of the refractive index.

なお、これらの特性値は、ガラス組成に起因する特性である。そのため、同じガラス組成となるように作製された光学ガラスサンプル(比較例1と実施例1)では、実質的に同じ値となることが確認された。結果を表1に示す。   These characteristic values are characteristics resulting from the glass composition. Therefore, it was confirmed that the optical glass samples (Comparative Example 1 and Example 1) produced to have the same glass composition have substantially the same value. The results are shown in Table 1.

[3]残留泡の評価
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、光学顕微鏡(倍率20〜100倍)を用いてガラス内部を拡大観察(100倍)し、ガラス中に含まれる泡の数をカウントし、以下に示す1級から5級の5段階で評価した。なお、泡の数は、少ないほど、すなわち、級数が小さいほど、清澄性に優れていることを示す。結果を表2に示す。
1級:0個/kg
2級:1〜2個/kg
3級:3〜4個/kg
4級:5〜6個/kg
5級:6個以上/kg
[3] Evaluation of residual bubbles An appropriate amount of each optical glass sample obtained as described above was collected, and the inside of the glass was magnified (100 times) using an optical microscope (magnification 20 to 100 times). The number of bubbles contained was counted and evaluated in five stages from the first grade to the fifth grade shown below. The smaller the number of bubbles, that is, the smaller the series, the better the clarity. The results are shown in Table 2.
First grade: 0 pieces / kg
Second grade: 1-2 pieces / kg
Grade 3: 3-4 / kg
Grade 4: 5-6 / kg
Grade 5: 6 or more / kg

Figure 2015196601
Figure 2015196601

表2に示されるように、本発明の比較例に係る製造方法で作製されたフツリン酸塩ガラスの光学ガラスは、残留泡の評価が2級であることが確認された。これに対し、本発明の実施例に係る製造方法によれば、ガラス原料に水分が付加されていることにより、清澄性が向上し、得られる光学ガラスにおいて残留泡は認められず、残留泡の評価は1級であることが確認された。   As shown in Table 2, it was confirmed that the evaluation of residual bubbles was second grade in the optical glass of fluorophosphate glass produced by the production method according to the comparative example of the present invention. On the other hand, according to the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, by adding moisture to the glass raw material, the clarity is improved, and no residual bubbles are observed in the obtained optical glass. The evaluation was confirmed to be first grade.

比較例2
[バッチ原料の調製]
まず、所望の特性を備えた光学ガラスを作製するにあたり、ガラスの原材料として、フッ化物、メタリン酸塩、塩化物および酸化物をそれぞれ準備した。次に、最終的に得られる光学ガラスのガラス組成が、表1に示す組成IIとなるように、上記原材料を秤量し、十分混合してバッチ原料IIを作製した。
Comparative Example 2
[Preparation of batch materials]
First, in producing an optical glass having desired characteristics, fluoride, metaphosphate, chloride, and oxide were prepared as glass raw materials. Next, the raw materials were weighed and mixed sufficiently so that the glass composition of the optical glass finally obtained became the composition II shown in Table 1, to prepare a batch raw material II.

Figure 2015196601
Figure 2015196601

[光学ガラスの作製]
上記のように調合されたバッチ原料IIをガラス原料として、熔融槽1(白金製坩堝)に投入し、900〜1000℃、大気雰囲気中で、加熱、熔融し、熔融ガラスとした(熔融工程)。
[Production of optical glass]
The batch raw material II prepared as described above is used as a glass raw material in a melting tank 1 (platinum crucible), heated and melted in an air atmosphere at 900 to 1000 ° C. to obtain a molten glass (melting step) .

その後、清澄槽2の温度を清澄温度(1100〜1400℃の範囲)にまで昇温し、清澄した(清澄工程)。続けて、均質化槽3の温度を均質化温度(800〜1000℃の範囲)にまで降温し、攪拌器具8で攪拌して均質化した(均質化工程)。   Thereafter, the temperature of the clarification tank 2 was raised to the clarification temperature (range of 1100 to 1400 ° C.) and clarified (clarification step). Subsequently, the temperature of the homogenization tank 3 was lowered to the homogenization temperature (range of 800 to 1000 ° C.), and the mixture was stirred and homogenized with the stirring device 8 (homogenization step).

このようにして均質化した熔融ガラスを、大気雰囲気中で、均質化槽3の底部に取り付けた白金製のガラス流出パイプ6より流出し(流出工程)、流出パイプの下方に配置した鋳型に流し込むことで、長尺のガラスブロック(幅130mm×厚10mm)を成形した(成形工程)。   The molten glass homogenized in this way flows out from the platinum glass outflow pipe 6 attached to the bottom of the homogenization tank 3 in the air atmosphere (outflow process), and flows into a mold placed below the outflow pipe. Thus, a long glass block (width 130 mm × thickness 10 mm) was formed (molding step).

その後、上記ガラスブロックを、大気雰囲気中で、+100℃/時の速度で昇温し、それぞれのガラス転移温度付近で1.5〜8時間保持し、−10℃/時の速度で降温して(アニール工程)、歪を除去した光学ガラスサンプルを得た。   Thereafter, the glass block is heated at a rate of + 100 ° C./hour in the air atmosphere, held at the vicinity of each glass transition temperature for 1.5 to 8 hours, and cooled at a rate of −10 ° C./hour. (Annealing step) An optical glass sample from which distortion was removed was obtained.

実施例2
実施例2では、バッチ原料を準備する際に、各原材料を秤量し、乾燥した原材料100gに対して水を1.0g投入して混合すると共に、水を混入した場合の組成変動を考慮してガラス原料を調合した以外は、比較例1と同様の条件で光学ガラスサンプルを得た。
Example 2
In Example 2, when preparing the batch raw materials, each raw material is weighed, and 1.0 g of water is added to and mixed with 100 g of the dried raw material, and the composition variation when water is mixed is taken into consideration. An optical glass sample was obtained under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the glass raw material was prepared.

[光学ガラスの評価]
[1]ガラス組成
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、比較例1および実施例1と同様の方法で、各成分の含有量を定量することで測定し、組成IIと一致していることを確認した。
[Evaluation of optical glass]
[1] Glass composition An appropriate amount of each optical glass sample obtained as described above was collected and measured by quantifying the content of each component in the same manner as in Comparative Example 1 and Example 1, and composition II It was confirmed that it matches.

[2]屈折率ndおよびアッベ数νd
比較例1および実施例1と同様の方法で測定用試料を作製し、所定の測定を行うことで、比較例2および実施例2に係る光学ガラスの屈折率ndおよびアッベ数νdを求めた。なお、これらの光学ガラスについても、同じガラス組成となるように作製されていたため、各特性値は実質的に同じ値であることが確認された。結果を表3に示す。
[2] Refractive index nd and Abbe number νd
Samples for measurement were prepared in the same manner as in Comparative Example 1 and Example 1, and predetermined measurements were performed to obtain the refractive index nd and Abbe number νd of the optical glasses according to Comparative Example 2 and Example 2. Since these optical glasses were also produced so as to have the same glass composition, it was confirmed that the respective characteristic values were substantially the same value. The results are shown in Table 3.

[3]残留泡の評価
上記のようにして得られた各光学ガラスサンプルを適量採取し、比較例1および実施例1と同様の方法で、残留泡をカウントし、残留泡の数密度を1級から5級までの5段階で評価した。結果を表4に示す。
[3] Evaluation of Residual Bubbles An appropriate amount of each optical glass sample obtained as described above was collected, the residual bubbles were counted in the same manner as in Comparative Example 1 and Example 1, and the number density of residual bubbles was set to 1. Evaluation was made in 5 grades from grade 5 to grade 5. The results are shown in Table 4.

Figure 2015196601
Figure 2015196601

表4に示されるように、本発明の比較例に係る製造方法で作製されたフツリン酸塩ガラスの光学ガラスは、残留泡が多く、3級であることが確認された。これに対し、本発明の実施例に係る製造方法によれば、ガラス原料に水分が付加されていることにより、清澄性が向上し、得られる光学ガラスにおいて残留泡は認められず、残留泡の評価は1級であることが確認された。   As shown in Table 4, it was confirmed that the optical glass of fluorophosphate glass produced by the production method according to the comparative example of the present invention has many residual bubbles and is tertiary. On the other hand, according to the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, by adding moisture to the glass raw material, the clarity is improved, and no residual bubbles are observed in the obtained optical glass. The evaluation was confirmed to be first grade.

実施例3
実施例1、2において作製した光学ガラスを用いて、光学レンズを作製した。具体的には、ガラスを加熱、軟化し、目的のレンズの形状に近似する形状にプレス成形する。プレス成形後、ガラスをアニールし、研磨工程を含む加工工程により、光学レンズに仕上げた。なお、ガラスのプレス成形法、アニールの方法、加工工程は、公知の方法を適宜、適用すればよい。
Example 3
An optical lens was produced using the optical glass produced in Examples 1 and 2. Specifically, the glass is heated and softened, and press-molded into a shape that approximates the shape of the target lens. After press molding, the glass was annealed and finished into an optical lens by processing steps including a polishing step. In addition, what is necessary is just to apply a well-known method suitably for the press molding method of glass, the method of annealing, and a process process.

このようにして得た光学レンズは、泡を含まず、均質性が極めて高いことが確認された。   It was confirmed that the optical lens thus obtained did not contain bubbles and had extremely high homogeneity.

最後に、これまで説明した実施の形態について総括する。
本実施の形態は、フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、
ガラス原料を調合する工程と、
上記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、
上記熔融ガラスを清澄する工程と、
清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、
上記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法である。
Finally, the embodiments described so far are summarized.
The present embodiment is a method for producing an optical glass made of a fluorophosphate glass,
A step of preparing glass raw materials;
A step of melting the glass raw material to obtain a molten glass;
A step of refining the molten glass;
A step of forming molten glass after clarification,
It is a manufacturing method of optical glass which adds moisture to the above-mentioned glass material.

上記形態において、上記ガラス原料として含水原料を使用する、光学ガラスの製造方法であることが好ましい。   The said form WHEREIN: It is preferable that it is a manufacturing method of optical glass which uses a water-containing raw material as said glass raw material.

また、上記形態において、調合工程において、ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法であることが好ましい。   Moreover, in the said form, it is preferable that it is a manufacturing method of optical glass which adds a water | moisture content to a glass raw material in a preparation process.

また、上記形態において、Y3+の含有量が0カチオン%以上4カチオン%未満であるフツリン酸塩ガラスを製造する、光学ガラスの製造方法であることが好ましい。 Moreover, in the said form, it is preferable that it is the manufacturing method of optical glass which manufactures the fluorophosphate glass whose content of Y < 3+ > is 0 cation% or more and less than 4 cation%.

さらに、別の実施形態は、上記各形態の方法により光学ガラスを作製し、上記光学ガラスを用いて光学素子を作製する、光学素子の製造方法である。   Furthermore, another embodiment is a method for manufacturing an optical element, in which an optical glass is manufactured by the method of each aspect described above, and an optical element is manufactured using the optical glass.

1・・・熔融槽
2・・・清澄槽
3・・・均質化槽
4、5・・・連結パイプ
6・・・流出パイプ
7・・・投入口
8・・・攪拌器具
10・・・熔融ガラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Melting tank 2 ... Clarification tank 3 ... Homogenization tank 4, 5 ... Connection pipe 6 ... Outflow pipe 7 ... Input port 8 ... Stirrer 10 ... Melting Glass

Claims (4)

フツリン酸塩ガラスからなる光学ガラスの製造方法であって、
ガラス原料を調合する工程と、
前記ガラス原料を熔融して熔融ガラスを得る工程と、
前記熔融ガラスを清澄する工程と、
清澄後に熔融ガラスを成形する工程とを有し、
前記ガラス原料に水分を付加する、光学ガラスの製造方法。
An optical glass manufacturing method comprising a fluorophosphate glass,
A step of preparing glass raw materials;
A step of melting the glass raw material to obtain a molten glass;
Clarifying the molten glass;
A step of forming molten glass after clarification,
The manufacturing method of optical glass which adds a water | moisture content to the said glass raw material.
前記ガラス原料として含水原料を使用する、請求項1に記載の光学ガラスの製造方法。   The method for producing optical glass according to claim 1, wherein a water-containing raw material is used as the glass raw material. 調合工程において、ガラス原料に水分を付加する、請求項1または2に記載の光学ガラスの製造方法。   The manufacturing method of the optical glass of Claim 1 or 2 which adds a water | moisture content to a glass raw material in a preparation process. 請求項1〜3のいずれかに記載の方法により光学ガラスを作製し、前記光学ガラスを用いて光学素子を作製する、光学素子の製造方法。   The manufacturing method of an optical element which produces optical glass by the method in any one of Claims 1-3, and produces an optical element using the said optical glass.
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