モールドプレス成形用光学ガラス
【課題】屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上であり、高い耐候性を有し、しかも、モールドプレス成形に適した鉛不含有のモールドプレス成形用光学ガラスを提供することである。
【解決手段】本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上、軟化点が６５０℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０1.0ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下であり、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスからなることを特徴とする。
【解決手段】本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上、軟化点が６５０℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０1.0ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下であり、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスからなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモールドプレス成形用光学ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラや一般のカメラの撮影用レンズ等の光学レンズ用に、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上の光学ガラスが使用されている。従来、このようなガラスとしてＳｉＯ2−ＰｂＯ−Ｒ'2Ｏ（Ｒ'2Ｏはアルカリ金属酸化物）を基本とした鉛含有ガラスが広く使用されていたが、近年では環境上の問題から、Ｂ2Ｏ3−ＲＯ（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物）−Ｌａ2Ｏ3系ガラス等の非鉛系ガラスに切り替えられつつある。（例えば特許文献１、２参照）
【特許文献１】特開平１−２８６９３４号公報
【特許文献２】特開２０００−１６８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの光ピックアップレンズや撮影用レンズは、次のようにして作製される。
【０００４】
まず溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、同じく研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。次に、精密加工を施した金型中で、プリフォームガラスを軟化状態となるまで加熱するとともに、加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズが作製される。
【０００５】
しかしながら、Ｂ2Ｏ3−ＲＯ（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物）−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは、ガラスの屈折率を高めるために、アルカリ土類金属酸化物（ＲＯ）を多量に含有しており、ガラスの切削、研磨、洗浄工程におけるガラス成分の研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出によって表面の変質が起こる等、耐候性が悪く、最終製品においても、高温多湿状態に長時間晒されるとガラスの表面が変質し、信頼性を損なうという問題がある。
【０００６】
また、上記のＢ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは、軟化点（Ｔｓ）が高く、６５０℃を超えることもある。モールドプレス成形法では、硝材が軟化状態になるように軟化点付近まで加熱し成形するため、プレス金型は軟化点付近の温度まで昇温される。硝材の軟化点が高い場合、金型も高温となり、金型の酸化などの劣化が促進され成形精度が低下したり、ガラス成分の揮発による金型汚染が生じたり、ガラスと金型が融着しやすくなる等の問題が生じる。ガラスの軟化点を低下する目的で、この系のガラスにアルカリ金属酸化物（Ｒ’2Ｏ）をさらに添加することも考えられるが、Ｒ’2Ｏを含有させると、更に、耐候性が悪化する。
【０００７】
本発明の目的は、上記した問題を改善し、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上であり、高い耐候性を有し、しかも、モールドプレス成形に適した鉛不含有のモールドプレス成形用光学ガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上、軟化点が６５０℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０1.0ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下であり、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスからなることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ ２〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｋ2Ｏ ０〜５％、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０〜１５％、ＳｉＯ2 ６〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜２５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％含有し、実質的にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣａＯを含まないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラや一般のカメラの撮影用レンズ等の光学レンズに使用される１．６５〜１．７５の屈折率（ｎｄ）、４５以上のアッベ数（νｄ）を有している。また、軟化点が低くガラス成分が揮発し難いため、成形精度の低下および金型の劣化や汚染が生じない。しかも、作業温度範囲が広く、プリフォームガラスの量産性に優れるとともに、耐候性が良好であるため、製造工程や製品の使用中に物性の劣化や表面の変質を起こすことがない。それ故、モールドプレス成形用光学ガラスとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、ガラスの屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５であり、アッベ数（νｄ）が４５以上であるため、色分散が少なく、高機能で小型の光学素子用の光学レンズとして使用することができる。
【００１２】
また、ガラスの軟化点（Ｔｓ）が６５０℃以下（好ましくは６２５℃以下、より好ましくは６１５℃以下）であるため、低温でのプレス成形が可能となり、金型の劣化を抑制することができる。また、ガラス成分の揮発による金型汚染やガラスと金型との融着を抑えることができる。
【００１３】
また、ガラスの作業温度範囲（△Ｔ）が２０℃以上（好ましくは２５℃以上、より好ましくは３０℃以上）であるため、溶融、成形工程での失透ブツや脈理の発生を抑え、プリフォームガラスの量産を可能にすることができる。
【００１４】
また、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下（好ましくは０．１０％未満、より好ましくは０．０５％以下）、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下（好ましくは１．１％以下、より好ましくは１．０％以下）であるため、高い耐候性を有する。
【００１５】
さらに、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスを基本組成とし、鉛を含まないガラスである。より具体的には、質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％の基本組成を有するガラスである。一般に、Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラスでは、高い屈折率を得るために、アルカリ土類金属酸化物であるＲＯを多量に含有させており、この系のガラスの耐候性を低下させる原因となっている。そこで、本発明のガラスでは、屈折率を高める成分であるＧｄ2Ｏ3を含有させて、ＲＯの含有量を抑えることで、高い屈折率を維持しながら、ガラスの耐候性を改善している。また、ガラスの耐候性を改善したことにより、ガラスの軟化点を低下させる成分であるＲ’2Ｏ（アルカリ金属酸化物）を必要量添加することを可能にしている。
【００１６】
各成分の範囲を上記のように限定した理由を述べる。
【００１７】
Ｂ2Ｏ3はガラスの骨格成分であり、耐失透性の向上に効果がある。また、アッベ数を高めたり、軟化点を低下させる成分である。また、モールドプレス成形におけるガラスと金型の融着防止にも効果がある。その含有量は２４〜４５％、好ましくは２４．５〜３５％、より好ましくは２６．５〜３０である。Ｂ2Ｏ3が４５％より多くなると、ガラスの化学的耐久性が低下し、耐候性が著しく悪化する。一方、２４％より少なくなると、耐失透性が低下し作業温度範囲を十分に確保できなくなる。
【００１８】
Ｌａ2Ｏ3は、十分な作業温度範囲を確保するための成分であり、また、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。さらに、軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果もある。但し、高い屈折率を得るために多量に添加すると失透性が増大するため、Ｙ2Ｏ3等によりその一部を置換する必要がある。その含有量は５〜３５％、好ましくは７〜２７％、より好ましくは９〜２１％である。Ｌａ2Ｏ3が３５％より多くなると、失透性が強くなり、液相温度が上昇するため、作業温度範囲が著しく狭くなり、作業性が低下する。一方、５％より少なくなると、屈折率が低下したり、耐候性が悪化する。
【００１９】
ＺｎＯは屈折率を高めるとともに、ガラスの失透を抑制する効果がある。その含有量は１０〜３０％、好ましくは１０〜２７％、より好ましくは１１〜２５％である。ＺｎＯが３０％より多くなると、ガラスの分相性が強くなり、均質なガラスが得難くなる。一方、１０％より少なくなると、屈折率が低下したり、失透を抑える効果が得難くなり、液相温度が上昇し、作業温度範囲が狭くなる。
【００２０】
Ｇｄ2Ｏ3は屈折率を高める成分であるため、多量のＲＯを含有させる必要がなくなり耐候性の向上に効果がある。また、Ｇｄ2Ｏ3にも耐候性を向上させる効果がある。また、ガラスの失透を抑制する効果があり、作業温度範囲を拡大することができる。その含有量は０．５〜２０％、好ましくは１〜１５％、さらに好ましくは６〜１１％である。Ｇｄ2Ｏ3が２０％より多くなると、ガラスの分相性が強くなり、均質なガラスが得難くなる。一方、０．５％より少なくなると上記の効果が得難くなる。
【００２１】
本発明のガラスは、軟化点を低下させるために、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上）を含有させることができる。本発明においては、Ｇｄ2Ｏ3の導入により、ＲＯの含有量を抑えることが可能となり、耐候性が改善されているため、Ｒ’2Ｏを含有しても実用上使用可能な耐候性を維持することができる。
【００２２】
Ｒ’2Ｏは軟化点を低下させるための成分であり、その合量は２〜１５％、好ましくは２．５〜１０％、より好ましくは３〜８％である。Ｒ’2Ｏが１５％より多くなると、耐候性が著しく悪化したり、モールドプレス成形時にガラスからＲ’2Ｏが揮発してガラスと金型が融着しやすくなる。また、液相温度が著しく上昇して作業温度範囲が狭くなり、量産性に悪影響を与える。一方、２％より少なくなると、ガラスの軟化点を低下させる効果が得難くなる。
【００２３】
Ｒ’2Ｏの中でもＬｉ2Ｏが最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量は２〜１０％、好ましくは２．５〜８％、さらに好ましくは３〜６％である。但し、Ｌｉ2Ｏは失透性が高く、液相温度が高くなって作業性を悪化させる傾向があり、また、プレス成形時に金型との融着を引き起こしやすくする成分でもあるため、１０％以下に制限される。
【００２４】
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは軟化点を低下させる効果があるが、多量に含有すると溶融時にＢ2Ｏ3‐Ｒ’2Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。また、モールド成形時にも揮発が生じて金型を汚染し、金型の寿命を大きく縮めてしまう。このため、Ｎａ2Ｏの含有量は０〜５％、好ましくは０〜４％に制限される。同様にＫ2Ｏの含有量は０〜５％、好ましくは０〜４％に制限される。
【００２５】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を構成する成分であり、ガラスの失透を抑制し、作業温度範囲を広げる効果がある。また耐候性を向上させる効果もある。その含有量は６〜２０％、好ましくは７〜１８％、さらに好ましくは８〜１５％である。ＳｉＯ2が２０％より多くなると、屈折率が著しく低下したり、軟化点が高くなる傾向にある。一方、６％より少なくなると上記の効果が得難くなる。
【００２６】
さらに本発明のガラスは、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ3等を含むことができる。
【００２７】
以下に上記成分について詳細に説明する。
【００２８】
Ａｌ2Ｏ3は骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、より好ましくはは０〜４％である。Ａｌ2Ｏ3は失透傾向を増大させる傾向があるが、１０％以下であれば失透し難く、また溶融性が悪化しないため脈理や泡がガラス中に残ることがなく、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たすことができる。
【００２９】
ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒ）は融剤として作用するとともに、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスにおいて、アッベ数を低下させずに屈折率を高める効果がある。その合量は０〜２５％、好ましくは３〜２０％、さらに好ましくは７〜１８％である。ＲＯが合量で２５％を越えると、プリフォームガラスの溶融、成形工程中に失透ブツが析出し易く、液相温度が上がって作業温度範囲が狭くなり、量産化し難くなる。さらにガラスから研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出が激しくなり、また高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著となり、耐候性が著しく悪化する。
【００３０】
ＭｇＯは屈折率を高める成分であるが、ガラスの分相傾向を強めるため、その含有量は１０％以下、特に５％以下に制限することが好ましい。
【００３１】
ＢａＯは屈折率を高める成分であり、またこのガラス系においては軟化点を低下させる効果もある。しかし、高温多湿状態ではガラス表面に析出することがあるため、多量に含有させると最終製品の耐候性を著しく損なうことになる。それ故、その含有量は０〜１０％、特に１〜９％、さらには２〜８％であることが好ましい。
【００３２】
ＳｒＯは屈折率を高める成分であり、他のＲＯ成分に比べて液相温度を下げる効果があるため作業温度範囲を広げることができる。但し、ＳｒＯは、他のＲＯ成分と同様、多量に含有すると耐候性が低下して製品の品質を著しく損なうことになる。ＳｒＯの含有量は０〜１５％、特に１〜１０％、さらには５〜９％であることが好ましい。
【００３３】
ＺｒＯ2は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上させる効果もある。但しＺｒＯ2の含有量が多くなると軟化点が上昇し、プレス成形性が悪化する。ＺｒＯ2の含有量は０〜５％、好ましくは０．５〜４％、より好ましくは１〜３％である。
【００３４】
Ｙ2Ｏ3は、アッベ数を低下することなく屈折率を高める成分である。このためＬａ2Ｏ3との置換により耐失透性を改善することができる。また、適量添加することによって、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスに起こりやすい分相を抑制する効果がある。その含有量は０〜１５％、特に１〜１０％、さらに２〜８％であることが好ましい。Ｙ2Ｏ3が１５％を超えるとガラスが失透しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる。
【００３５】
Ｔａ2Ｏ5は、屈折率を高める効果があり、その含有量は０〜１０％、特に０．５〜５％、さらに１〜３％であることが好ましい。Ｔａ2Ｏ5が１０％より多くなるとアッベ数が低下し、所望の光学特性が得難くなる。
【００３６】
清澄剤としてＳｂ2Ｏ3を添加することもできる。尚、ガラスに対する過度の着色を避けるため、Ｓｂ2Ｏ3の含有量は１％以下とする。
【００３７】
尚、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5はガラスの屈折率を高める成分であるが、アッベ数を低下させたり、紫外域での吸収が大きく、３９０〜４４０ｎｍでの透過率が減少し、短波長用レンズとしての使用に支障をきたすため、実質的なガラスへの導入は避けるべきである。
【００３８】
また、ＣａＯは屈折率を高める成分であるが、高温多湿環境下では炭酸塩を形成し、製品表面の曇りという不良を引き起こすため、実質的なガラスへの導入は避けるべきである。
【００３９】
さらに、ＰｂＯ及びＡｓ2Ｏ3は環境上の理由から、Ａｇ及びハロゲン類は光可逆変色キャリヤーとなるため、実質的なガラスへの導入は避けるべきである。
【００４０】
尚、本発明における「実質的なガラスへの導入を避ける」とは、含有量が０．１％以下であることを意味する。
【００４１】
また、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスにおいて、モールドプレス成形時におけるガラスと金型の融着をより防止するには、上記特徴に加えて、ガラスの塩基性度を１１以下（好ましくは９．５以下）にすることが望ましい。
【００４２】
尚、本発明において、塩基性度とは、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００として定義され、Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は[数１]により求められる。
【００４３】
【数１】
【００４４】
Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示している。尚、本発明におけるＺ、ｒの数値は表１の値（『科学便覧基礎偏 改訂２版（１９７５年 丸善株式会社発行）』に記載された値）を用いた。本発明者の知見によれば、塩基性度が低いほど、金型と融着しにくくなる。以下にガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。
【００４５】
【表１】
【００４６】
ここでＳｉＯ2を例に挙げて、ガラスの塩基性度の求め方を示す。
【００４７】
まず、酸素原子のモル数を求める。１ｍｏｌのＳｉＯ2中には、２ｍｏｌの酸素原子が含まれる。よって、この酸素の原子数２ｍｏｌに、ガラス組成中のＳｉＯ2のモル％を掛けることで、ガラス中のＳｉＯ2が持つ酸素原子のモル数が求められる。同様に各成分の酸素原子のモル数を求め、その合計を「酸素原子のモル数の総和」とする。
【００４８】
次にＦ．Ｓ．を求める。陽イオンＳｉ4+はＺ＝４、ｒ＝０．４であるため、Ｆ．Ｓ．＝２５となる。Ｓｉ4+はＳｉＯ2に１ｍｏｌ含まれているのでガラス中のＦ．Ｓ．は、２５×１(ｍｏｌ)×（組成中のＳｉＯ2のモル％）として求められる。
【００４９】
これを各成分について求め、その合計を「陽イオンのＦ．Ｓ．の総和」とする。
【００５０】
そして「酸素原子のモル数の総和」を「陽イオンのＦ．Ｓ．の総和」で割った値に１００をかけたものを「ガラスの塩基性度」とする。
【００５１】
次にガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。
【００５２】
ガラスの塩基性度はガラス中の酸素の電子がガラス中の陽イオンにどのくらい引きつけられているかを示す指標になる。塩基性度の高いガラスではガラス中の陽イオンによる酸素の電子の引きつけが弱い。したがって、塩基性度の高いガラスは、電子を求める傾向の強い陽イオン（金型成分）と接した際、塩基性度の低いガラスに比べガラス中に金型からの陽イオンの侵入が起きやすい。金型成分である陽イオンがガラス中へ侵入（拡散）すると、界面付近のガラス相中の金型成分濃度が増加する。これによりガラス相と金型相の組成差が減少するため、両者の間の親和性が増し、ガラスが金型に濡れやすくなる。このような機構により、ガラスと金型が融着すると考えられる。従って塩基性度が低くなるにしたがって、ガラス中に金型成分が侵入しにくくなり、ガラスと金型は融着しなくなる。
【００５３】
具体的にはガラスの塩基性度が１１以下、好ましくは９．５以下であれば融着が起こらなくなると考えられる。ガラスの塩基性度が９．５を超えると金型と融着する傾向が現れ、１１を超えるとガラスと金型が融着して製品の面精度が損なわれ、量産性が顕著に悪化する傾向にある。
【００５４】
次に、本発明のガラスを用いて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等を製造する方法を述べる。
【００５５】
まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉中で溶融する。
【００５６】
次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、プリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。
【００５７】
続いて、精密加工を施した金型中にプリフォームガラスに入れて軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズを得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００５９】
表２及び３は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１０）を示している。
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
各試料は次のようにして調製した。まず表に示す組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１２５０℃で２時間溶融した。溶融後、融液をカーボン板上に流しだし、更にアニール後、各測定に適した試料を作製した。
【００６３】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、軟化点（Ｔｓ）、成形温度（ＴW）、液相温度（ＴL）、作業温度範囲（△Ｔ）、耐水性及び耐酸性を測定した。また塩基性度を算出した。それらの結果を各表に示す。
【００６４】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜１０の各試料は、屈折率が１．６５００〜１．７３５９、アッベ数が４８．３以上、軟化点が６２５℃以下である。また作業温度範囲が２４℃以上であり、作業性が優れている。しかも耐水性は重量減が０．１０％以下、耐酸性は重量減が１．１０％以下であり、耐候性が良好である。また塩基性度が８．０７以下であり、金型との融着が起こりにくいと考えられる。
【００６５】
尚、屈折率（ｎｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で示した。
【００６６】
アッベ数（νｄ）は、上記したｄ線の屈折率と水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、同じく水素ランプのＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝[（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）]式から算出した。
【００６７】
軟化点（Ｔｓ）は、日本工業規格Ｒ−３１０４に基づいたファイバーエロンゲーション法によって測定した。
【００６８】
作業温度範囲（△Ｔ）は、次のようして求めた。まず、成形温度（ＴW）を白金球引上げ法により測定し、１０1.0ポイズに相当する温度として求めた。また、液相温度（ＴL）は、最大粒径が２９７〜５００μｍの粉末状になるよう試料を粉砕、分級してから白金製のボートに入れ、温度勾配を有する電気炉に２４時間保持した後、空気中で放冷し、光学顕微鏡で失透の析出位置を求めることで測定した。このようにして得られた成形温度（ＴW）と液相温度（ＴL）の差を作業温度範囲（△Ｔ）とした。
【００６９】
耐水性及び耐酸性は、日本光学硝子工業会規格０６−１９７５に基づき、ガラス試料を粒度４２０〜５９０μｍに破砕し、その比重グラムを秤量して白金篭に入れ、それを試薬の入ったフラスコに入れて沸騰水浴中で６０分間処理し、処理後の粉末ガラスの質量減（重量％）を算出したものである。尚、耐水性評価で用いた試薬はｐＨ６．５〜７．５に調整した純水であり、耐酸性評価で用いた試薬は０．０１Ｎに調整した硝酸水溶液である。
【００７０】
塩基性度は、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００の式に基づいて算出したものである。尚、式中のＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は上記の[数１]により求めた。
【００７１】
尚、Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示しおり、Ｚ、ｒの数値は表１の値を用いた。
【技術分野】
【０００１】
本発明はモールドプレス成形用光学ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラや一般のカメラの撮影用レンズ等の光学レンズ用に、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上の光学ガラスが使用されている。従来、このようなガラスとしてＳｉＯ2−ＰｂＯ−Ｒ'2Ｏ（Ｒ'2Ｏはアルカリ金属酸化物）を基本とした鉛含有ガラスが広く使用されていたが、近年では環境上の問題から、Ｂ2Ｏ3−ＲＯ（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物）−Ｌａ2Ｏ3系ガラス等の非鉛系ガラスに切り替えられつつある。（例えば特許文献１、２参照）
【特許文献１】特開平１−２８６９３４号公報
【特許文献２】特開２０００−１６８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらの光ピックアップレンズや撮影用レンズは、次のようにして作製される。
【０００４】
まず溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、同じく研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。次に、精密加工を施した金型中で、プリフォームガラスを軟化状態となるまで加熱するとともに、加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズが作製される。
【０００５】
しかしながら、Ｂ2Ｏ3−ＲＯ（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物）−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは、ガラスの屈折率を高めるために、アルカリ土類金属酸化物（ＲＯ）を多量に含有しており、ガラスの切削、研磨、洗浄工程におけるガラス成分の研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出によって表面の変質が起こる等、耐候性が悪く、最終製品においても、高温多湿状態に長時間晒されるとガラスの表面が変質し、信頼性を損なうという問題がある。
【０００６】
また、上記のＢ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラスは、軟化点（Ｔｓ）が高く、６５０℃を超えることもある。モールドプレス成形法では、硝材が軟化状態になるように軟化点付近まで加熱し成形するため、プレス金型は軟化点付近の温度まで昇温される。硝材の軟化点が高い場合、金型も高温となり、金型の酸化などの劣化が促進され成形精度が低下したり、ガラス成分の揮発による金型汚染が生じたり、ガラスと金型が融着しやすくなる等の問題が生じる。ガラスの軟化点を低下する目的で、この系のガラスにアルカリ金属酸化物（Ｒ’2Ｏ）をさらに添加することも考えられるが、Ｒ’2Ｏを含有させると、更に、耐候性が悪化する。
【０００７】
本発明の目的は、上記した問題を改善し、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上であり、高い耐候性を有し、しかも、モールドプレス成形に適した鉛不含有のモールドプレス成形用光学ガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上、軟化点が６５０℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０1.0ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下であり、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスからなることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ ２〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｋ2Ｏ ０〜５％、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０〜１５％、ＳｉＯ2 ６〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜２５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％含有し、実質的にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣａＯを含まないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、ビデオカメラや一般のカメラの撮影用レンズ等の光学レンズに使用される１．６５〜１．７５の屈折率（ｎｄ）、４５以上のアッベ数（νｄ）を有している。また、軟化点が低くガラス成分が揮発し難いため、成形精度の低下および金型の劣化や汚染が生じない。しかも、作業温度範囲が広く、プリフォームガラスの量産性に優れるとともに、耐候性が良好であるため、製造工程や製品の使用中に物性の劣化や表面の変質を起こすことがない。それ故、モールドプレス成形用光学ガラスとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、ガラスの屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５であり、アッベ数（νｄ）が４５以上であるため、色分散が少なく、高機能で小型の光学素子用の光学レンズとして使用することができる。
【００１２】
また、ガラスの軟化点（Ｔｓ）が６５０℃以下（好ましくは６２５℃以下、より好ましくは６１５℃以下）であるため、低温でのプレス成形が可能となり、金型の劣化を抑制することができる。また、ガラス成分の揮発による金型汚染やガラスと金型との融着を抑えることができる。
【００１３】
また、ガラスの作業温度範囲（△Ｔ）が２０℃以上（好ましくは２５℃以上、より好ましくは３０℃以上）であるため、溶融、成形工程での失透ブツや脈理の発生を抑え、プリフォームガラスの量産を可能にすることができる。
【００１４】
また、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下（好ましくは０．１０％未満、より好ましくは０．０５％以下）、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下（好ましくは１．１％以下、より好ましくは１．０％以下）であるため、高い耐候性を有する。
【００１５】
さらに、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスは、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスを基本組成とし、鉛を含まないガラスである。より具体的には、質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％の基本組成を有するガラスである。一般に、Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラスでは、高い屈折率を得るために、アルカリ土類金属酸化物であるＲＯを多量に含有させており、この系のガラスの耐候性を低下させる原因となっている。そこで、本発明のガラスでは、屈折率を高める成分であるＧｄ2Ｏ3を含有させて、ＲＯの含有量を抑えることで、高い屈折率を維持しながら、ガラスの耐候性を改善している。また、ガラスの耐候性を改善したことにより、ガラスの軟化点を低下させる成分であるＲ’2Ｏ（アルカリ金属酸化物）を必要量添加することを可能にしている。
【００１６】
各成分の範囲を上記のように限定した理由を述べる。
【００１７】
Ｂ2Ｏ3はガラスの骨格成分であり、耐失透性の向上に効果がある。また、アッベ数を高めたり、軟化点を低下させる成分である。また、モールドプレス成形におけるガラスと金型の融着防止にも効果がある。その含有量は２４〜４５％、好ましくは２４．５〜３５％、より好ましくは２６．５〜３０である。Ｂ2Ｏ3が４５％より多くなると、ガラスの化学的耐久性が低下し、耐候性が著しく悪化する。一方、２４％より少なくなると、耐失透性が低下し作業温度範囲を十分に確保できなくなる。
【００１８】
Ｌａ2Ｏ3は、十分な作業温度範囲を確保するための成分であり、また、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。さらに、軟化点の上昇を抑え、また耐候性を向上させる効果もある。但し、高い屈折率を得るために多量に添加すると失透性が増大するため、Ｙ2Ｏ3等によりその一部を置換する必要がある。その含有量は５〜３５％、好ましくは７〜２７％、より好ましくは９〜２１％である。Ｌａ2Ｏ3が３５％より多くなると、失透性が強くなり、液相温度が上昇するため、作業温度範囲が著しく狭くなり、作業性が低下する。一方、５％より少なくなると、屈折率が低下したり、耐候性が悪化する。
【００１９】
ＺｎＯは屈折率を高めるとともに、ガラスの失透を抑制する効果がある。その含有量は１０〜３０％、好ましくは１０〜２７％、より好ましくは１１〜２５％である。ＺｎＯが３０％より多くなると、ガラスの分相性が強くなり、均質なガラスが得難くなる。一方、１０％より少なくなると、屈折率が低下したり、失透を抑える効果が得難くなり、液相温度が上昇し、作業温度範囲が狭くなる。
【００２０】
Ｇｄ2Ｏ3は屈折率を高める成分であるため、多量のＲＯを含有させる必要がなくなり耐候性の向上に効果がある。また、Ｇｄ2Ｏ3にも耐候性を向上させる効果がある。また、ガラスの失透を抑制する効果があり、作業温度範囲を拡大することができる。その含有量は０．５〜２０％、好ましくは１〜１５％、さらに好ましくは６〜１１％である。Ｇｄ2Ｏ3が２０％より多くなると、ガラスの分相性が強くなり、均質なガラスが得難くなる。一方、０．５％より少なくなると上記の効果が得難くなる。
【００２１】
本発明のガラスは、軟化点を低下させるために、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上）を含有させることができる。本発明においては、Ｇｄ2Ｏ3の導入により、ＲＯの含有量を抑えることが可能となり、耐候性が改善されているため、Ｒ’2Ｏを含有しても実用上使用可能な耐候性を維持することができる。
【００２２】
Ｒ’2Ｏは軟化点を低下させるための成分であり、その合量は２〜１５％、好ましくは２．５〜１０％、より好ましくは３〜８％である。Ｒ’2Ｏが１５％より多くなると、耐候性が著しく悪化したり、モールドプレス成形時にガラスからＲ’2Ｏが揮発してガラスと金型が融着しやすくなる。また、液相温度が著しく上昇して作業温度範囲が狭くなり、量産性に悪影響を与える。一方、２％より少なくなると、ガラスの軟化点を低下させる効果が得難くなる。
【００２３】
Ｒ’2Ｏの中でもＬｉ2Ｏが最も軟化点を低下させる効果が大きい。その含有量は２〜１０％、好ましくは２．５〜８％、さらに好ましくは３〜６％である。但し、Ｌｉ2Ｏは失透性が高く、液相温度が高くなって作業性を悪化させる傾向があり、また、プレス成形時に金型との融着を引き起こしやすくする成分でもあるため、１０％以下に制限される。
【００２４】
Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏは軟化点を低下させる効果があるが、多量に含有すると溶融時にＢ2Ｏ3‐Ｒ’2Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長してしまう。また、モールド成形時にも揮発が生じて金型を汚染し、金型の寿命を大きく縮めてしまう。このため、Ｎａ2Ｏの含有量は０〜５％、好ましくは０〜４％に制限される。同様にＫ2Ｏの含有量は０〜５％、好ましくは０〜４％に制限される。
【００２５】
ＳｉＯ2はガラスの骨格を構成する成分であり、ガラスの失透を抑制し、作業温度範囲を広げる効果がある。また耐候性を向上させる効果もある。その含有量は６〜２０％、好ましくは７〜１８％、さらに好ましくは８〜１５％である。ＳｉＯ2が２０％より多くなると、屈折率が著しく低下したり、軟化点が高くなる傾向にある。一方、６％より少なくなると上記の効果が得難くなる。
【００２６】
さらに本発明のガラスは、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ3等を含むことができる。
【００２７】
以下に上記成分について詳細に説明する。
【００２８】
Ａｌ2Ｏ3は骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。その含有量は０〜１０％、好ましくは０〜５％、より好ましくはは０〜４％である。Ａｌ2Ｏ3は失透傾向を増大させる傾向があるが、１０％以下であれば失透し難く、また溶融性が悪化しないため脈理や泡がガラス中に残ることがなく、レンズ用ガラスとしての要求品位を満たすことができる。
【００２９】
ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒ）は融剤として作用するとともに、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスにおいて、アッベ数を低下させずに屈折率を高める効果がある。その合量は０〜２５％、好ましくは３〜２０％、さらに好ましくは７〜１８％である。ＲＯが合量で２５％を越えると、プリフォームガラスの溶融、成形工程中に失透ブツが析出し易く、液相温度が上がって作業温度範囲が狭くなり、量産化し難くなる。さらにガラスから研磨洗浄水や各種洗浄溶液中への溶出が激しくなり、また高温多湿状態でのガラス表面の変質が顕著となり、耐候性が著しく悪化する。
【００３０】
ＭｇＯは屈折率を高める成分であるが、ガラスの分相傾向を強めるため、その含有量は１０％以下、特に５％以下に制限することが好ましい。
【００３１】
ＢａＯは屈折率を高める成分であり、またこのガラス系においては軟化点を低下させる効果もある。しかし、高温多湿状態ではガラス表面に析出することがあるため、多量に含有させると最終製品の耐候性を著しく損なうことになる。それ故、その含有量は０〜１０％、特に１〜９％、さらには２〜８％であることが好ましい。
【００３２】
ＳｒＯは屈折率を高める成分であり、他のＲＯ成分に比べて液相温度を下げる効果があるため作業温度範囲を広げることができる。但し、ＳｒＯは、他のＲＯ成分と同様、多量に含有すると耐候性が低下して製品の品質を著しく損なうことになる。ＳｒＯの含有量は０〜１５％、特に１〜１０％、さらには５〜９％であることが好ましい。
【００３３】
ＺｒＯ2は屈折率を高め、耐候性を向上させる成分である。また、中間酸化物としてガラスを形成するため、耐失透性を向上させる効果もある。但しＺｒＯ2の含有量が多くなると軟化点が上昇し、プレス成形性が悪化する。ＺｒＯ2の含有量は０〜５％、好ましくは０．５〜４％、より好ましくは１〜３％である。
【００３４】
Ｙ2Ｏ3は、アッベ数を低下することなく屈折率を高める成分である。このためＬａ2Ｏ3との置換により耐失透性を改善することができる。また、適量添加することによって、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ系ガラスに起こりやすい分相を抑制する効果がある。その含有量は０〜１５％、特に１〜１０％、さらに２〜８％であることが好ましい。Ｙ2Ｏ3が１５％を超えるとガラスが失透しやすくなり、作業温度範囲が狭くなる。
【００３５】
Ｔａ2Ｏ5は、屈折率を高める効果があり、その含有量は０〜１０％、特に０．５〜５％、さらに１〜３％であることが好ましい。Ｔａ2Ｏ5が１０％より多くなるとアッベ数が低下し、所望の光学特性が得難くなる。
【００３６】
清澄剤としてＳｂ2Ｏ3を添加することもできる。尚、ガラスに対する過度の着色を避けるため、Ｓｂ2Ｏ3の含有量は１％以下とする。
【００３７】
尚、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5はガラスの屈折率を高める成分であるが、アッベ数を低下させたり、紫外域での吸収が大きく、３９０〜４４０ｎｍでの透過率が減少し、短波長用レンズとしての使用に支障をきたすため、実質的なガラスへの導入は避けるべきである。
【００３８】
また、ＣａＯは屈折率を高める成分であるが、高温多湿環境下では炭酸塩を形成し、製品表面の曇りという不良を引き起こすため、実質的なガラスへの導入は避けるべきである。
【００３９】
さらに、ＰｂＯ及びＡｓ2Ｏ3は環境上の理由から、Ａｇ及びハロゲン類は光可逆変色キャリヤーとなるため、実質的なガラスへの導入は避けるべきである。
【００４０】
尚、本発明における「実質的なガラスへの導入を避ける」とは、含有量が０．１％以下であることを意味する。
【００４１】
また、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスにおいて、モールドプレス成形時におけるガラスと金型の融着をより防止するには、上記特徴に加えて、ガラスの塩基性度を１１以下（好ましくは９．５以下）にすることが望ましい。
【００４２】
尚、本発明において、塩基性度とは、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００として定義され、Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は[数１]により求められる。
【００４３】
【数１】
【００４４】
Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示している。尚、本発明におけるＺ、ｒの数値は表１の値（『科学便覧基礎偏 改訂２版（１９７５年 丸善株式会社発行）』に記載された値）を用いた。本発明者の知見によれば、塩基性度が低いほど、金型と融着しにくくなる。以下にガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。
【００４５】
【表１】
【００４６】
ここでＳｉＯ2を例に挙げて、ガラスの塩基性度の求め方を示す。
【００４７】
まず、酸素原子のモル数を求める。１ｍｏｌのＳｉＯ2中には、２ｍｏｌの酸素原子が含まれる。よって、この酸素の原子数２ｍｏｌに、ガラス組成中のＳｉＯ2のモル％を掛けることで、ガラス中のＳｉＯ2が持つ酸素原子のモル数が求められる。同様に各成分の酸素原子のモル数を求め、その合計を「酸素原子のモル数の総和」とする。
【００４８】
次にＦ．Ｓ．を求める。陽イオンＳｉ4+はＺ＝４、ｒ＝０．４であるため、Ｆ．Ｓ．＝２５となる。Ｓｉ4+はＳｉＯ2に１ｍｏｌ含まれているのでガラス中のＦ．Ｓ．は、２５×１(ｍｏｌ)×（組成中のＳｉＯ2のモル％）として求められる。
【００４９】
これを各成分について求め、その合計を「陽イオンのＦ．Ｓ．の総和」とする。
【００５０】
そして「酸素原子のモル数の総和」を「陽イオンのＦ．Ｓ．の総和」で割った値に１００をかけたものを「ガラスの塩基性度」とする。
【００５１】
次にガラスの塩基性度が融着を支配する機構について説明する。
【００５２】
ガラスの塩基性度はガラス中の酸素の電子がガラス中の陽イオンにどのくらい引きつけられているかを示す指標になる。塩基性度の高いガラスではガラス中の陽イオンによる酸素の電子の引きつけが弱い。したがって、塩基性度の高いガラスは、電子を求める傾向の強い陽イオン（金型成分）と接した際、塩基性度の低いガラスに比べガラス中に金型からの陽イオンの侵入が起きやすい。金型成分である陽イオンがガラス中へ侵入（拡散）すると、界面付近のガラス相中の金型成分濃度が増加する。これによりガラス相と金型相の組成差が減少するため、両者の間の親和性が増し、ガラスが金型に濡れやすくなる。このような機構により、ガラスと金型が融着すると考えられる。従って塩基性度が低くなるにしたがって、ガラス中に金型成分が侵入しにくくなり、ガラスと金型は融着しなくなる。
【００５３】
具体的にはガラスの塩基性度が１１以下、好ましくは９．５以下であれば融着が起こらなくなると考えられる。ガラスの塩基性度が９．５を超えると金型と融着する傾向が現れ、１１を超えるとガラスと金型が融着して製品の面精度が損なわれ、量産性が顕著に悪化する傾向にある。
【００５４】
次に、本発明のガラスを用いて光ピックアップレンズや撮影用レンズ等を製造する方法を述べる。
【００５５】
まず、所望の組成になるようにガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉中で溶融する。
【００５６】
次に、溶融ガラスをノズルの先端から滴下し一旦液滴状ガラスを作製し、プリフォームガラスを得る。または溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスブロックを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを得る。
【００５７】
続いて、精密加工を施した金型中にプリフォームガラスに入れて軟化状態となるまで加熱しながら加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写させる。この成形方法はモールドプレス成形法と呼ばれ、広く用いられている。このようにして光ピックアップレンズや撮影用レンズを得ることができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明のモールドプレス成形用光学ガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００５９】
表２及び３は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜１０）を示している。
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
各試料は次のようにして調製した。まず表に示す組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１２５０℃で２時間溶融した。溶融後、融液をカーボン板上に流しだし、更にアニール後、各測定に適した試料を作製した。
【００６３】
得られた試料について、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、軟化点（Ｔｓ）、成形温度（ＴW）、液相温度（ＴL）、作業温度範囲（△Ｔ）、耐水性及び耐酸性を測定した。また塩基性度を算出した。それらの結果を各表に示す。
【００６４】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜１０の各試料は、屈折率が１．６５００〜１．７３５９、アッベ数が４８．３以上、軟化点が６２５℃以下である。また作業温度範囲が２４℃以上であり、作業性が優れている。しかも耐水性は重量減が０．１０％以下、耐酸性は重量減が１．１０％以下であり、耐候性が良好である。また塩基性度が８．０７以下であり、金型との融着が起こりにくいと考えられる。
【００６５】
尚、屈折率（ｎｄ）は、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で示した。
【００６６】
アッベ数（νｄ）は、上記したｄ線の屈折率と水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、同じく水素ランプのＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝[（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）]式から算出した。
【００６７】
軟化点（Ｔｓ）は、日本工業規格Ｒ−３１０４に基づいたファイバーエロンゲーション法によって測定した。
【００６８】
作業温度範囲（△Ｔ）は、次のようして求めた。まず、成形温度（ＴW）を白金球引上げ法により測定し、１０1.0ポイズに相当する温度として求めた。また、液相温度（ＴL）は、最大粒径が２９７〜５００μｍの粉末状になるよう試料を粉砕、分級してから白金製のボートに入れ、温度勾配を有する電気炉に２４時間保持した後、空気中で放冷し、光学顕微鏡で失透の析出位置を求めることで測定した。このようにして得られた成形温度（ＴW）と液相温度（ＴL）の差を作業温度範囲（△Ｔ）とした。
【００６９】
耐水性及び耐酸性は、日本光学硝子工業会規格０６−１９７５に基づき、ガラス試料を粒度４２０〜５９０μｍに破砕し、その比重グラムを秤量して白金篭に入れ、それを試薬の入ったフラスコに入れて沸騰水浴中で６０分間処理し、処理後の粉末ガラスの質量減（重量％）を算出したものである。尚、耐水性評価で用いた試薬はｐＨ６．５〜７．５に調整した純水であり、耐酸性評価で用いた試薬は０．０１Ｎに調整した硝酸水溶液である。
【００７０】
塩基性度は、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００の式に基づいて算出したものである。尚、式中のＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）は上記の[数１]により求めた。
【００７１】
尚、Ｚはイオン価数、ｒはイオン半径を示しおり、Ｚ、ｒの数値は表１の値を用いた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上、軟化点が６５０℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０1.0ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下であり、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスからなることを特徴とするモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項２】
質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％含有することを特徴とする請求項１記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項３】
質量％で、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上）を２〜１５％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項４】
質量％で、Ｌｉ2Ｏを２〜１０％、Ｎａ2Ｏを０〜５％、Ｋ2Ｏを０〜５％含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項５】
質量％で、ＳｉＯ2 ６〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％含有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項６】
質量％で、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上）を０〜２５％含有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項７】
実質的にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣａＯを含まないことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項８】
質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ ２〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｋ2Ｏ ０〜５％、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０〜１５％、ＳｉＯ2 ６〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜２５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％含有し、実質的にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣａＯを含まないことを特徴とするモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項１】
屈折率（ｎｄ）が１．６５〜１．７５、アッベ数（νｄ）が４５以上、軟化点が６５０℃以下の鉛を含まないモールドプレス成形用光学ガラスであって、△Ｔ＝｛成形温度（１０1.0ポイズでの温度）−液相温度｝が２０℃以上、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳによる粉末法耐水性での重量減が０．２０％以下、同粉末法耐酸性での重量減が１．２％以下であり、Ｂ2Ｏ3−Ｌａ2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｇｄ2Ｏ3系ガラスからなることを特徴とするモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項２】
質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％含有することを特徴とする請求項１記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項３】
質量％で、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上）を２〜１５％含有することを特徴とする請求項１または２に記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項４】
質量％で、Ｌｉ2Ｏを２〜１０％、Ｎａ2Ｏを０〜５％、Ｋ2Ｏを０〜５％含有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項５】
質量％で、ＳｉＯ2 ６〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％含有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項６】
質量％で、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上）を０〜２５％含有することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項７】
実質的にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣａＯを含まないことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のモールドプレス成形用光学ガラス。
【請求項８】
質量％で、Ｂ2Ｏ3 ２４〜４５％、Ｌａ2Ｏ3 ５〜３５％、ＺｎＯ １０〜３０％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜１０％、Ｌｉ2Ｏ ２〜１０％、Ｎａ2Ｏ ０〜５％、Ｋ2Ｏ ０〜５％、Ｒ’2Ｏ（Ｒ’はＬｉ、Ｎａ、Ｋの一種以上） ０〜１５％、ＳｉＯ2 ６〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ０〜１０％、ＭｇＯ ０〜１０％、ＢａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜１５％、ＲＯ（ＲはＭｇ、Ｂａ、Ｓｒの一種以上） ０〜２５％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％、Ｇｄ2Ｏ3 ０．５〜２０％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％含有し、実質的にＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＣａＯを含まないことを特徴とするモールドプレス成形用光学ガラス。
【公開番号】特開２００７−１３７７０１（Ｐ２００７−１３７７０１Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３１３０７（Ｐ２００５−３３１３０７）
【出願日】平成１７年１１月１６日（２００５．１１．１６）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１６日（２００５．１１．１６）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]