JP7134396B2 - optical glass - Google Patents
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Description
本発明は光学ガラスに関するものである。 The present invention relates to optical glasses.
近年、電子部品等が微細化している。そのため、電子回路、光ファイバー、半導体材料の品質管理等に使用される紫外線カメラ、シリコンウエハー上に電子回路を形成する紫外線レーザーの高精度化が要求され、それらに使用されるレンズの形状も複雑化している。従来、紫外線レーザー等に使用されるレンズには、紫外線(概ね波長350nm以下)透過率が高いシリカガラスが使用されていた(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, electronic parts and the like have been miniaturized. As a result, high-precision ultraviolet cameras used for quality control of electronic circuits, optical fibers, and semiconductor materials, and ultraviolet lasers that form electronic circuits on silicon wafers are required. ing. 2. Description of the Related Art Conventionally, silica glass, which has a high transmittance for ultraviolet rays (wavelengths of approximately 350 nm or less), has been used for lenses used in ultraviolet lasers and the like (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、シリカガラスはガラス転移点、軟化点が高いため、プレス成型性に劣り、所望のレンズ形状を得にくいという問題があった。 However, since silica glass has a high glass transition point and a high softening point, there is a problem that it is inferior in press moldability and it is difficult to obtain a desired lens shape.
本発明の目的は上記課題に鑑み、紫外線透過率が高く、プレス成型性に優れた光学ガラスを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical glass having high ultraviolet transmittance and excellent press-moldability.
本発明の光学ガラスは、質量%で、SiO2 40~75%、B2O3 1~30%、Al2O3 0~15%、RO 0.1~10%(RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選択される少なくとも1種)、Li2O 0.1~10%、Na2O+K2O 0.5~15%、ZrO2 0~3%、F2 0~5%を含有し、Sb2O3を実質的に含有しないことを特徴とする。ここで、「Na2O+K2O」とは、Na2O及びK2Oの含有量の合量を意味する。本発明では、紫外線透過率を高めるSiO2の含有量を40質量%以上、紫外線透過率を低下させるアルカリ成分の含有量を合量で25質量%以下に規制することにより高い紫外線透過率を達成している。また、ガラス転移点を低下させるRO(RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選択される少なくとも1種)の含有量を0.1質量%以上、アルカリ成分の含有量を合量で0.6質量%以上に規制することにより、優れたプレス成型性を達成している。なお、「Sb2O3を実質的に含有しない」とは、原料として意図的に含有させないことを意味し、客観的には、Sb2O3の含有量が0.1%未満であることをいう。 The optical glass of the present invention contains, in mass %, SiO 2 40 to 75%, B 2 O 3 1 to 30%, Al 2 O 3 0 to 15%, RO 0.1 to 10% (R is Mg, Ca, at least one selected from Sr, Ba and Zn), Li 2 O 0.1 to 10%, Na 2 O + K 2 O 0.5 to 15%, ZrO 2 0 to 3%, F 2 0 to 5% It contains Sb 2 O 3 and does not substantially contain Sb 2 O 3 . Here, " Na2O +K2O" means the total content of Na2O and K2O . In the present invention, a high UV transmittance is achieved by limiting the content of SiO2 , which increases the UV transmittance, to 40% by mass or more, and the total content of alkali components, which reduce the UV transmittance, to 25% by mass or less. is doing. In addition, the content of RO (R is at least one selected from Mg, Ca, Sr, Ba and Zn) that lowers the glass transition point is 0.1% by mass or more, and the total content of alkali components is 0. Excellent press moldability is achieved by restricting the content to 6% by mass or more. Note that "substantially free of Sb 2 O 3 " means that it is not intentionally contained as a raw material, and objectively, the content of Sb 2 O 3 is less than 0.1%. Say.
本発明の光学ガラスは、さらに、質量%で、La2O3+Nb2O5+Bi2O3+WO3 0~0.05%を含有することが好ましい。ここで、「La2O3+Nb2O5+Bi2O3+WO3」とは、La2O3、Nb2O5、Bi2O3及びWO3の含有量の合量を意味する。 The optical glass of the present invention preferably further contains La 2 O 3 +Nb 2 O 5 +Bi 2 O 3 +WO 3 from 0 to 0.05% by mass. Here , " La2O3 + Nb2O5 + Bi2O3 + WO3 " means the total content of La2O3 , Nb2O5 , Bi2O3 and WO3 .
本発明の光学ガラスは、さらに、質量%で、TiO2 100ppm以下、Fe2O3 50ppm以下を含有することが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably further contains TiO 2 of 100 ppm or less and Fe 2 O 3 of 50 ppm or less by mass %.
本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)が1.45~1.55であることが好ましい。なお、「nd」は、d線における屈折率である。 The optical glass of the present invention preferably has a refractive index (nd) of 1.45 to 1.55. Note that "nd" is the refractive index for the d-line.
本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が550℃以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a glass transition point of 550° C. or lower.
本発明の光学ガラスは、軟化点が700℃以下であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a softening point of 700° C. or lower.
本発明の光学ガラスは、肉厚1mmで、波長270nmにおける透過率が50%以上であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a thickness of 1 mm and a transmittance of 50% or more at a wavelength of 270 nm.
本発明の光学ガラスは、肉厚1mmで、波長300nmにおける透過率が80%以上であることが好ましい。 The optical glass of the present invention preferably has a thickness of 1 mm and a transmittance of 80% or more at a wavelength of 300 nm.
本発明の光学ガラスは、プレス成型用であることが好ましい。 The optical glass of the present invention is preferably for press molding.
本発明の光学ガラスレンズは、上記の光学ガラスからなることを特徴とする。 An optical glass lens of the present invention is characterized by comprising the optical glass described above.
本発明によれば、紫外線透過率が高く、プレス成型性に優れた光学ガラスを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an optical glass with high ultraviolet transmittance and excellent press-moldability can be provided.
本発明の光学ガラスは、SiO2 40~75%、B2O3 1~30%、Al2O3 0~15%、RO 0.1~10%(RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選択される少なくとも1種)、Li2O 0.1~10%、Na2O+K2O 0.5~15%、ZrO2 0~3%、F2 0~5%を含有し、実質的にSb2O3を含有しない。以下に、各成分の含有量を上記のように特定した理由を詳述する。なお、特に断りが無い場合、以下の「%」は「質量%」を意味する。 The optical glass of the present invention contains SiO 2 40-75%, B 2 O 3 1-30%, Al 2 O 3 0-15%, RO 0.1-10% (R is Mg, Ca, Sr, Ba and Zn), Li 2 O 0.1 to 10%, Na 2 O + K 2 O 0.5 to 15%, ZrO 0 to 3%, F 0 to 5%, substantially essentially free of Sb 2 O 3 . The reasons for specifying the content of each component as described above will be described in detail below. In addition, unless otherwise specified, the following "%" means "% by mass".
SiO2は、紫外線透過率と耐候性を向上させ、また屈折率を低下させ、さらに液相粘度を高める効果がある。SiO2の含有量は40~75%であり、45~70%、特に50~65%であることが好ましい。SiO2の含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になったり、紫外線透過率が低下する傾向がある。一方、SiO2の含有量が多すぎると、ガラス転移点が上昇しプレス成型性が低下する傾向がある。また、ガラスの溶解性が悪化したり、SiO2を含む失透物が析出しやすくなる。 SiO 2 has the effect of improving the ultraviolet transmittance and weather resistance, lowering the refractive index, and increasing the liquidus viscosity. The content of SiO 2 is 40-75%, preferably 45-70%, in particular 50-65%. If the SiO 2 content is too low, it may become difficult to lower the refractive index, and the UV transmittance tends to be lowered. On the other hand, if the content of SiO 2 is too high, the glass transition point tends to rise and the press moldability tends to deteriorate. In addition, the solubility of the glass deteriorates, and devitrification substances containing SiO 2 are likely to precipitate.
B2O3は屈折率を低下させ、また液相粘度を高め、さらに耐候性を向上させる効果がある。B2O3の含有量は1~30%であり、3~26%、特に5~22%であることが好ましい。B2O3の含有量が少なすぎると、屈折率を低下させることが困難になる。一方、B2O3の含有量が多すぎると、耐候性が悪化したり、成形時に蒸発しやすいため脈理が発生しやすくなる。 B 2 O 3 has the effect of lowering the refractive index, increasing the liquidus viscosity, and improving the weather resistance. The content of B 2 O 3 is 1-30%, preferably 3-26%, especially 5-22%. If the content of B 2 O 3 is too small, it becomes difficult to lower the refractive index. On the other hand, if the content of B 2 O 3 is too high, the weather resistance is deteriorated, and striae are likely to occur due to the tendency to evaporate during molding.
Al2O3は、屈折率を低下させ、また液相粘度を高くし、さらに耐候性を向上させる効果がある。Al2O3の含有量は0~15%であり、1~13%、2~11%、特に3~9%であることが好ましい。Al2O3の含有量が多すぎると、ガラスの溶解性が悪化したり、Al2O3を含む失透物が析出しやすくなる。 Al 2 O 3 has the effect of lowering the refractive index, increasing the liquidus viscosity, and improving the weather resistance. The content of Al 2 O 3 is 0-15%, preferably 1-13%, 2-11%, especially 3-9%. If the content of Al 2 O 3 is too high, the solubility of the glass is deteriorated, and devitrification substances containing Al 2 O 3 are likely to precipitate.
なお、SiO2/B2O3は10以下、7.5以下、5以下、4以下、特に3以下であることが好ましい。SiO2/B2O3が大きすぎると、ガラスの溶解性が悪化し、SiO2を含む失透物が析出しやすくなる。また、SiO2/B2O3の下限は特に限定されないが、現実的には、1以上であることが好ましい。なお、「SiO2/B2O3」はSiO2の含有量をB2O3の含有量で除した値を指す。 In addition, SiO 2 /B 2 O 3 is preferably 10 or less, 7.5 or less, 5 or less, 4 or less, particularly 3 or less. If the ratio of SiO 2 /B 2 O 3 is too large, the solubility of the glass deteriorates, and devitrification substances containing SiO 2 tend to precipitate. Moreover, the lower limit of SiO 2 /B 2 O 3 is not particularly limited, but in reality, it is preferably 1 or more. In addition , " SiO2 / B2O3 " refers to the value obtained by dividing the content of SiO2 by the content of B2O3 .
また、SiO2/Al2O3は10以下、7.5以下、5以下、4以下、特に3以下であることが好ましい。SiO2/Al2O3が大きすぎると、ガラスの溶解性が悪化し、SiO2を含む失透物が析出しやすくなる。また、SiO2/Al2O3の下限は特に限定されないが、現実的には、1以上であることが好ましい。なお、「SiO2/Al2O3」はSiO2の含有量をAl2O3の含有量で除した値を指す。 Also, SiO 2 /Al 2 O 3 is preferably 10 or less, 7.5 or less, 5 or less, 4 or less, particularly 3 or less. If the SiO 2 /Al 2 O 3 ratio is too large, the solubility of the glass deteriorates, and devitrification substances containing SiO 2 are likely to precipitate. Also, the lower limit of SiO 2 /Al 2 O 3 is not particularly limited, but in reality, it is preferably 1 or more. In addition , " SiO2 / Al2O3 " refers to the value obtained by dividing the content of SiO2 by the content of Al2O3 .
RO(RはMg、Ca、Sr、Ba及びZnから選択される少なくとも1種)は、ガラス転移点を低下させ、またガラスの高温粘性を低下させる成分である。ROの含有量(合量)は0.1~10%であり、1~8%、特に2~5%であることが好ましい。ROの含有量が少なすぎると、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、ROの含有量が多すぎると、失透傾向が強くなってガラス化しにくくなり、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。なお、ROの各成分の含有量も、それぞれ上記範囲であることが好ましい。 RO (R is at least one selected from Mg, Ca, Sr, Ba and Zn) is a component that lowers the glass transition point and high-temperature viscosity of the glass. The content (total amount) of RO is 0.1 to 10%, preferably 1 to 8%, more preferably 2 to 5%. If the RO content is too low, it will be difficult to lower the glass transition point. On the other hand, if the RO content is too high, the glass tends to devitrify, making it difficult to vitrify, and the glass tends to fuse to the press mold during press molding. The content of each component of RO is also preferably within the above range.
Li2Oは、ガラス転移点を低下させ、またガラスの高温粘性を低下させる成分である。Li2Oの含有量は、0.1~10%であり、1~8%、特に2~6%であることが好ましい。Li2Oの含有量が少なすぎると、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、Li2Oの含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。また、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。 Li 2 O is a component that lowers the glass transition point and the high-temperature viscosity of the glass. The content of Li 2 O is 0.1 to 10%, preferably 1 to 8%, particularly 2 to 6%. If the content of Li 2 O is too small, it becomes difficult to lower the glass transition point. On the other hand, if the content of Li 2 O is too large, the ultraviolet transmittance tends to decrease and the weather resistance tends to deteriorate. In addition, the glass is easily fused to the press mold during press molding.
Na2O及びK2Oは、ガラス転移点を低下させ、またガラスの高温粘性を低下させる成分である。Na2O+K2Oの含有量は、0.5~15%であり、1~10%、1~8%、2~7%、特に3~6%であることが好ましい。Na2O+K2Oの含有量が少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、Na2O+K2Oの含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。 Na 2 O and K 2 O are components that lower the glass transition point and lower the high-temperature viscosity of the glass. The content of Na 2 O+K 2 O is 0.5-15%, preferably 1-10%, 1-8%, 2-7%, especially 3-6%. If the content of Na 2 O+K 2 O is too small, the above effect will be difficult to obtain. On the other hand, if the content of Na 2 O+K 2 O is too large, the UV transmittance will be lowered and the weather resistance will tend to deteriorate.
なお、Na2O及びK2Oの含有量の好ましい範囲は以下の通りである。 In addition, the preferable range of content of Na2O and K2O is as follows.
Na2Oの含有量は、0~10%、0.5~8%、1~7%、特に2~6%であることが好ましい。 The content of Na 2 O is preferably 0-10%, 0.5-8%, 1-7%, especially 2-6%.
K2Oの含有量は、0~10%、0.5~8%、1~7%、特に2~6%であることが好ましい。 The content of K 2 O is preferably 0-10%, 0.5-8%, 1-7%, especially 2-6%.
Li2O+Na2O+K2Oの含有量は、0.6~25%、2~18%、特に5~12%であることが好ましい。Li2O+Na2O+K2Oの含有量が少なすぎると、ガラス転移点を低下させることが困難になる。一方、Li2O+Na2O+K2Oの含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。なお。「Li2O+Na2O+K2O」は、Li2O、Na2O及びK2Oの含有量の合量を意味する。 The content of Li 2 O+Na 2 O+K 2 O is preferably 0.6-25%, 2-18%, especially 5-12%. When the content of Li 2 O+Na 2 O+K 2 O is too small, it becomes difficult to lower the glass transition point. On the other hand, when the content of Li 2 O+Na 2 O+K 2 O is too large, the ultraviolet transmittance tends to decrease and the weather resistance tends to deteriorate. note that. "Li2O + Na2O + K2O" means the total content of Li2O, Na2O and K2O .
Li2O/(Na2O+K2O)は、10以下、5以下、3以下、2以下、特に1以下であることが好ましい。Li2O/(Na2O+K2O)が大きすぎると、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。Li2O/(Na2O+K2O)の下限は0.01以上であることが好ましい。なお、「Li2O/(Na2O+K2O)」はLi2Oの含有量をNa2O+K2Oの含有量で除した値を指す。 Li 2 O/(Na 2 O+K 2 O) is preferably 10 or less, 5 or less, 3 or less, 2 or less, particularly 1 or less. If Li 2 O/(Na 2 O+K 2 O) is too large, the glass tends to fuse with the press mold during press molding. The lower limit of Li 2 O/(Na 2 O+K 2 O) is preferably 0.01 or more. In addition, "Li2O/( Na2O + K2O )" refers to the value obtained by dividing the content of Li2O by the content of Na2O + K2O .
(Li2O+Na2O+K2O)/ROは、100以下、50以下、30以下、25以下、特に20以下であることが好ましい。(Li2O+Na2O+K2O)/ROが大きすぎると、紫外線透過率が低下したり、耐候性が悪化しやすくなる。(Li2O+Na2O+K2O)/ROの下限は0.1以上であることが好ましい。なお、「(Li2O+Na2O+K2O)/RO」はLi2O+Na2O+K2Oの含有量をROの含有量で除した値を指す。 (Li 2 O+Na 2 O+K 2 O)/RO is preferably 100 or less, 50 or less, 30 or less, 25 or less, particularly 20 or less. If (Li 2 O+Na 2 O+K 2 O)/RO is too large, the UV transmittance tends to decrease and the weather resistance tends to deteriorate. The lower limit of (Li 2 O+Na 2 O+K 2 O)/RO is preferably 0.1 or more. In addition, "(Li 2 O+Na 2 O+K 2 O)/RO" indicates a value obtained by dividing the content of Li 2 O+Na 2 O+K 2 O by the content of RO.
ZrO2は、耐候性を向上させる効果がある。ZrO2の含有量は、0~3%であり、0~2%、特に0.1~2%であることが好ましい。ZrO2の含有量が多すぎると、紫外線透過率が低下したり、液相粘度が低下し失透しやすくなる。 ZrO 2 has the effect of improving weather resistance. The content of ZrO 2 is 0-3%, preferably 0-2%, especially 0.1-2%. If the content of ZrO 2 is too large, the UV transmittance is lowered, and the liquidus viscosity is lowered, making devitrification more likely.
F2は紫外線透過率を高める成分である。F2の含有量は0~5%であり、0.5~3%、特に1~2%であることが好ましい。F2の含有量が多すぎると、溶融時の蒸発が増加して脈理等が発生し、ガラスが不均質になりやすい。また、プレス成型する際にガラスがプレス金型に融着しやすくなる。 F2 is a component that increases the ultraviolet transmittance. The content of F 2 is 0-5%, preferably 0.5-3%, especially 1-2%. If the content of F 2 is too high, evaporation during melting increases, causing striae and the like, which tends to make the glass non-homogeneous. In addition, the glass is easily fused to the press mold during press molding.
Sb2O3は紫外線透過率を低下させやすいため、実質的に含有しないことが好ましい。 Since Sb 2 O 3 tends to lower the ultraviolet transmittance, it is preferably not substantially contained.
上記成分以外にも、以下に示す種々の成分を含有させることができる。 In addition to the above components, various components shown below can be contained.
La2O3、Nb2O5、Bi2O3及びWO3は耐侯性及び化学耐候性を高める成分である。また、これらの成分を含有させることにより、屈折率を調整することができる。La2O3+Nb2O5+Bi2O3+WO3の含有量は0~0.05%であることが好ましい。これらの成分の含有量が多すぎると、耐失透性の低下、溶融温度の上昇、あるいは紫外線透過率の低下等の不具合が生じやすくなる。なお、La2O3、Nb2O5、Bi2O3及びWO3の各成分の含有量も、それぞれ上記範囲であることが好ましい。 La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 and WO 3 are components that enhance weather resistance and chemical weather resistance. Moreover, the refractive index can be adjusted by including these components. The content of La 2 O 3 +Nb 2 O 5 +Bi 2 O 3 +WO 3 is preferably 0-0.05%. If the content of these components is too high, problems such as a decrease in devitrification resistance, an increase in melting temperature, or a decrease in ultraviolet transmittance are likely to occur. The content of each component of La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 and WO 3 is also preferably within the above range.
TiO2は紫外線透過率を低下させやすいため、その含有量は極力少ないほうが好ましい。具体的には、TiO2の含有量は、100ppm以下、特に50ppm以下であることが好ましい。 Since TiO 2 tends to lower the UV transmittance, it is preferable that its content be as small as possible. Specifically, the content of TiO 2 is preferably 100 ppm or less, particularly 50 ppm or less.
不純物として混入しやすいFe2O3は紫外線透過率を低下させやすいため、その含有量は極力少ないほうが好ましい。具体的には、Fe2O3の含有量は、50ppm以下、特に30ppm以下であることが好ましい。 Since Fe 2 O 3 , which is easily mixed as an impurity, tends to lower the ultraviolet transmittance, the content thereof is preferably as small as possible. Specifically, the content of Fe 2 O 3 is preferably 50 ppm or less, particularly 30 ppm or less.
ガラスを溶融する際に還元剤となるカーボンや金属スズ等の成分を1%以下添加しても構わない。 1% or less of a component such as carbon or metallic tin that serves as a reducing agent when the glass is melted may be added.
また、Cu、Ag、Pr、Brはガラスを着色させる成分であることから、実質的に含有しないことが好ましい。Cdは環境に対する影響を考慮し、実質的に含有しないことが好ましい。なお、「Cu、Ag、Pr、Br、Cdを実質的に含有しない」とは、原料として意図的に含有させないことを意味し、客観的には、Cu、Ag、Pr、Br、Cdの含有量が0.1%未満であることをいう。 In addition, since Cu, Ag, Pr, and Br are components that color the glass, it is preferable not to substantially contain them. Considering the impact on the environment, Cd is preferably not substantially contained. The phrase "substantially does not contain Cu, Ag, Pr, Br, and Cd" means that it is not intentionally contained as a raw material, and objectively, Cu, Ag, Pr, Br, and Cd are not contained. It means that the amount is less than 0.1%.
以上の組成を有する光学ガラスは、屈折率ndが1.45~1.55、1.48~1.53、特に1.49~1.52であることが好ましい。また、アッベ数が50~65、52~63、特に54~60であることが好ましい。 The optical glass having the above composition preferably has a refractive index nd of 1.45 to 1.55, 1.48 to 1.53, particularly 1.49 to 1.52. Further, the Abbe number is preferably 50-65, 52-63, particularly 54-60.
本発明の光学ガラスは、上記のように屈折率が比較的低いため、光入射効率が高い。そのため、反射防止膜を設けなくても実質上問題ない。ただし、必要に応じて、反射防止膜を形成しても構わない。 Since the optical glass of the present invention has a relatively low refractive index as described above, it has a high light incidence efficiency. Therefore, there is practically no problem even if the antireflection film is not provided. However, if necessary, an antireflection film may be formed.
本発明の光学ガラスは、ガラス転移点が550℃以下、530℃以下、特に500℃以下であることが好ましい。ガラス転移点の下限は特に限定されないが、現実的には400℃以上である。また、軟化点が700℃以下、680℃以下、特に650℃以下であることが好ましい。軟化点の下限は特に限定されないが、現実的には550℃以上である。ガラス転移点、軟化点が低いため、プレス成型温度が低くなりプレス金型の劣化を抑制しやすい。 The optical glass of the present invention preferably has a glass transition point of 550° C. or lower, 530° C. or lower, particularly 500° C. or lower. Although the lower limit of the glass transition point is not particularly limited, it is practically 400° C. or higher. Also, the softening point is preferably 700° C. or lower, 680° C. or lower, particularly 650° C. or lower. Although the lower limit of the softening point is not particularly limited, it is practically 550° C. or higher. Since the glass transition point and softening point are low, the press molding temperature is low, and it is easy to suppress the deterioration of the press mold.
本発明の光学ガラスは、ガラス転移点と軟化点の差が245℃以下、220℃以下、特に200℃以下であることが好ましい。ガラス転移点と軟化点の差が小さいと、プレス成型し冷却する際にガラスが早く固化しやすくなるため、ガラスがプレス金型に融着しにくくなる。 The optical glass of the present invention preferably has a difference between the glass transition point and the softening point of 245° C. or less, 220° C. or less, particularly 200° C. or less. If the difference between the glass transition point and the softening point is small, the glass tends to solidify quickly during press-molding and cooling, making it difficult for the glass to fuse to the press die.
本発明の光学ガラスは、30~300℃の範囲における熱膨張係数が40×10-7/℃以上、50×10-7/℃以上、60×10-7/℃以上、特に70×10-7/℃以上であることが好ましい。熱膨張係数が低すぎると、プレス成型し、冷却した後、プレス金型からガラスが離型しにくくなる。なお、熱膨張係数の上限は特に限定されないが、現実的には150×10-7/℃以下である。 The optical glass of the present invention has a thermal expansion coefficient of 40×10 −7 /° C. or more, 50×10 −7 /° C. or more, 60×10 −7 /° C. or more, particularly 70×10 − 7 /°C or more is preferable. If the coefficient of thermal expansion is too low, it will be difficult to release the glass from the press mold after press molding and cooling. Although the upper limit of the coefficient of thermal expansion is not particularly limited, it is practically 150×10 −7 /° C. or less.
本発明の光学ガラスは、概ね波長350nm以下の深紫外域において良好な光透過率を有する。具体的には、本発明の光学ガラスは、肉厚1mmで波長270nmにおける透過率が光透過率が50%以上、60%以上、特に70%以上であることが好ましい。また、肉厚1mmで波長300nmにおける光透過率が80%以上、85%以上、特に90%以上であることが好ましい。 The optical glass of the present invention has good light transmittance in the deep ultraviolet region with a wavelength of approximately 350 nm or less. Specifically, the optical glass of the present invention preferably has a thickness of 1 mm and a light transmittance at a wavelength of 270 nm of 50% or more, 60% or more, particularly 70% or more. Further, it is preferable that the thickness is 1 mm and the light transmittance at a wavelength of 300 nm is 80% or more, 85% or more, particularly 90% or more.
次に、本発明の光学ガラスレンズを製造する方法を述べる。 Next, a method for manufacturing the optical glass lens of the present invention will be described.
まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉で溶融する。ガラスの溶融温度は1150℃以上、1200℃以上、特に1250℃以上であることが好ましい。なお溶融容器を構成する白金金属からのPt溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融温度は1450℃以下、1400℃以下、1350℃以下、特に1300℃以下であることが好ましい。 First, glass raw materials are blended so as to have a desired composition, and then melted in a glass melting furnace. The melting temperature of the glass is preferably 1150° C. or higher, 1200° C. or higher, particularly 1250° C. or higher. The melting temperature is preferably 1450° C. or lower, 1400° C. or lower, 1350° C. or lower, particularly 1300° C. or lower, from the viewpoint of preventing glass coloring due to Pt melting from the platinum metal constituting the melting vessel.
また溶融時間が短すぎると、十分に脱泡できない可能性があるので、溶融時間は2時間以上、特に3時間以上であることが好ましい。ただし溶融容器からのPt溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融時間は8時間以内、特に5時間以内であることが好ましい。 Also, if the melting time is too short, there is a possibility that sufficient defoaming will not be possible, so the melting time is preferably 2 hours or more, particularly 3 hours or more. However, from the viewpoint of preventing glass coloring due to Pt melting from the melting vessel, the melting time is preferably within 8 hours, particularly within 5 hours.
次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下して液滴状ガラスを作製し、光学ガラスを得る。または、溶融ガラスを急冷鋳造して一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄して光学ガラスを得る。 Next, the molten glass is dripped from the tip of the nozzle to prepare droplet-shaped glass, and optical glass is obtained. Alternatively, molten glass is rapidly cooled and cast to form a glass block, which is then ground, polished, and washed to obtain optical glass.
続いて、精密加工を施した金型中に光学ガラスを投入して軟化状態となるまで加熱しながらプレス成型し、金型の表面形状を光学ガラスに転写させる。このようにして、光学ガラスレンズを得ることができる。 Subsequently, the optical glass is placed in a precision-machined mold and press-molded while being heated until softened, thereby transferring the surface shape of the mold to the optical glass. Thus, an optical glass lens can be obtained.
以下、本発明の光学ガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the optical glass of the present invention will be described in detail based on examples.
表1及び表2は本発明の実施例(試料No.1~12)及び比較例(試料No.13)を示している。 Tables 1 and 2 show examples of the present invention (Sample Nos. 1 to 12) and Comparative Example (Sample No. 13).
各試料は、次のようにして作製した。 Each sample was produced as follows.
まず、表1及び表2に記載の組成となるように調合したガラス原料を白金ルツボに入れ、1300℃でそれぞれ2時間溶融した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、冷却固化した後、アニールを行ってガラスブロックを作製した。その後、研削、研磨、洗浄して光学ガラスを得た。このようにして得られた光学ガラスについて、各種特性を評価した。結果を各表に示す。その後、精密加工を施した金型中に光学ガラスを投入して軟化点で加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状を光学ガラスに転写し、前面曲率半径 20mm、中心厚み 4mmの平凸レンズ、前面曲率半径 10mm、中心厚み 0.5mmの平凸レンズ、及び、前面曲率半径 10mm、後面曲率半径 10mm、中心厚み 0.5mmの両凸レンズを得た。 First, glass raw materials prepared to have the compositions shown in Tables 1 and 2 were placed in a platinum crucible and melted at 1300° C. for 2 hours. Next, the molten glass was poured onto a carbon plate, cooled and solidified, and then annealed to produce a glass block. After that, it was ground, polished and washed to obtain an optical glass. Various properties of the optical glass thus obtained were evaluated. Results are shown in each table. After that, the optical glass was placed in a precision-machined mold and pressure-molded while being heated at the softening point. The surface shape of the mold was transferred to the optical glass. A convex lens, a plano-convex lens with a front curvature radius of 10 mm and a center thickness of 0.5 mm, and a biconvex lens with a front curvature radius of 10 mm, a back curvature radius of 10 mm and a center thickness of 0.5 mm were obtained.
屈折率ndは、屈折率計を用いて、d線(波長:587.6nm)における測定値で示した。 The refractive index nd was shown as a measured value at the d-line (wavelength: 587.6 nm) using a refractometer.
ガラス転移点は、ディラトメーターを用いて測定した。 The glass transition point was measured using a dilatometer.
軟化点は、ファイバーエロンゲーション法を用いて測定した。 Softening points were measured using the fiber elongation method.
熱膨張係数は、ディラトメーターを用いて、30~300℃の温度範囲における値を測定した。 The coefficient of thermal expansion was measured in a temperature range of 30 to 300°C using a dilatometer.
光透過率は、分光光度計(島津製作所製UV-3100)により測定した。 The light transmittance was measured with a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation).
TiO2及びFe2O3の含有量は、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)により分析した。 The contents of TiO 2 and Fe 2 O 3 were analyzed by an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS).
表から明らかなように、本発明の実施例であるNo.1~12の各試料は、屈折率ndが1.46~1.54、ガラス転移点が440~540℃、軟化点が600~699℃、熱膨張係数が42~90×10-7/℃、光透過率(270nm)が55~78%、光透過率(300nm)が81~94%であった。これに対して比較例であるNo.13の試料は、ガラス転移点が630℃、軟化点が785℃と高くプレス成形性に劣ることが分かった。
As is clear from the table, No. 1, which is an example of the present invention. Each sample of 1 to 12 has a refractive index nd of 1.46 to 1.54, a glass transition point of 440 to 540 ° C., a softening point of 600 to 699 ° C., and a thermal expansion coefficient of 42 to 90 × 10 -7 / ° C. , the light transmittance (270 nm) was 55 to 78%, and the light transmittance (300 nm) was 81 to 94%. On the other hand, No. 1, which is a comparative example. Sample No. 13 was found to have a high glass transition point of 630°C and a high softening point of 785°C, indicating poor press formability.
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