モールド用光学ガラス
【課題】耐失透性を悪化させることなく、低いガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を達成し、溶融時の揮発を低減させたモールド用光学ガラスを提供する。
【解決手段】重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５ＧｅＯ２ ０〜５．０Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０ＬａＦ３ ５．０〜４０．０ＧｄＦ３ ０〜１２．０ＹＦ３ ０〜８．０Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０ＣａＯ ０〜３．０ＳｒＯ ０〜３．０ＢａＯ ０〜３．０ＺｎＯ １．０〜２５．０ＺｎＦ２ ０〜８．０ＺｒＯ２ ０〜６．０ＴｉＯ２ ０〜４．０ＷＯ３ ０〜３．０Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下の、高屈折率・低分散性のガラス。
【解決手段】重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５ＧｅＯ２ ０〜５．０Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０ＬａＦ３ ５．０〜４０．０ＧｄＦ３ ０〜１２．０ＹＦ３ ０〜８．０Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０ＣａＯ ０〜３．０ＳｒＯ ０〜３．０ＢａＯ ０〜３．０ＺｎＯ １．０〜２５．０ＺｎＦ２ ０〜８．０ＺｒＯ２ ０〜６．０ＴｉＯ２ ０〜４．０ＷＯ３ ０〜３．０Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成であり、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下の、高屈折率・低分散性のガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内のアッベ数（νｄ）と屈折率（ｎｄ）を有するモールド用光学ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル機器の急速な普及、発展において、非球面レンズを用いた光学設計は欠かせない存在になっている。非球面レンズはガラスを再加熱し金型で加圧成形してレンズを得る技術（ガラスモールド成形）を用いて作製されているが、ここで問題となるのが金型の寿命である。金型の寿命は低コスト、大量生産のためには非常に重要となる。金型の長寿命化に重要なのは加熱する温度（成形温度）であり、できるだけ低い温度で成形できるガラス、つまりガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）ができるだけ低いガラスの開発が要求されている。
【０００３】
また、さらなる光学機器の発展のために、光学恒数に関する要望も高まってきている。特にアッベ数（νｄ）が５０．０付近でできるだけ屈折率（ｎｄ）の高いモールド用光学ガラスの要求が高い。
【０００４】
以下、ガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）が比較的低く、要求される光学恒数を満たす従来例のガラスを説明する。
特許文献１には、屈伏温度（Ａｔ）が５６０℃以下であり、屈折率（ｎｄ）が１．７９５以上、アッベ数（νｄ）が３９．５以上の範囲の光学恒数を有し、必須成分として、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｔａ２Ｏ５、ＬａＦ３を含有する光学ガラスが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６８０℃の範囲で、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（１．７５、５０．０）、Ｂ点（１．８０、４６．０）、Ｃ点（１．８０、５０．０）およびＤ点（１．７５、５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有し、必須成分としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｆを含有する光学ガラスが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１１８０３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１７０７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来例のガラスでは、以下に説明するような問題点が存在する。
すなわち、特許文献１および２に記載された光学ガラスはいずれもＬｉ２ＯおよびＦを必須成分にしてガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させているが、Ｌｉ２Ｏを含有しているため耐失透性が悪いという問題がある。
また、特許文献２に記載の光学ガラスは、希土類酸化物（Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３）の合計含有量が実施例にある通り、すべて５０．０重量％以上と非常に多い。そのため、Ｌｉ２Ｏを含有させながらガラス化させるために、ガラス形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２）の合計含有量が２５．０重量％以上含有させるか、あるいは、それ以下の場合は希土類酸化物と相性の良いＢ２Ｏ３を２１．５重量％以上含有させている。これらは両方とも溶融時の揮発を増やす原因となる。溶融時の揮発は、ガラス品質（脈理、屈折率分布、屈折率変動）の悪化につながり、得率を低下させるという問題がある。溶融時の揮発をなるべく少なくして得率の良い光学ガラスを作製することは、低コスト化や環境影響を考えれば非常に重要である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述した従来例の問題点を解消し、耐失透性を悪化させることなく、アッベ数（νｄ）が５０．０付近で高い屈折率（ｎｄ）を有し、低いガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を達成し、溶融時の揮発を極力低減させる工夫がなされているモールド用光学ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、Ｂ２Ｏ３-Ｌｎ２Ｏ３-ＺｎＯ-Ｆ系ガラス（Ｌｎ：希土類元素）において、Ｌｉ２Ｏなどのアルカリ酸化物を使用せず、ＺｎＯとＦを一定量以上導入することでガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させることにより、ガラス形成酸化物の合計含有量を抑え、かつ、Ｂ２Ｏ３の含有量も抑えることができ、その結果この組成系特有の激しい揮発を極力抑え、脈理や屈折率変動等による品質悪化を大きく低減することがでることを知見した。また、耐失透性を悪化させずに一定量以上の希土類元素を含有させることができるため、要求される高屈折率低分散性を実現できることとなった。
【００１０】
すなわち、本発明のモールド用光学ガラスは、重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０ 好ましくは ０〜５．０
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５ 好ましくは １６．０〜２１．０
ＧｅＯ２ ０〜５．０ 好ましくは ０〜４．０
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０ 好ましくは ８．０〜３２．０
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０ 好ましくは １１．０〜３８．０
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．０
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０ 好ましくは ６．５〜３７．０
ＧｄＦ３ ０〜１２．０ 好ましくは ０〜９．０
ＹＦ３ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．５
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．０
ＣａＯ ０〜３．０ 好ましくは ０〜２．０
ＳｒＯ ０〜３．０ 好ましくは ０〜１．５
ＢａＯ ０〜３．０ 好ましくは ０〜２．０
ＺｎＯ １．０〜２５．０ 好ましくは ２．０〜２２．０
ＺｎＦ２ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．０
ＺｒＯ２ ０〜６．０ 好ましくは ０〜４．５
ＴｉＯ２ ０〜４．０ 好ましくは ０〜３．０
ＷＯ３ ０〜３．０ 好ましくは ０〜２．０
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０ 好ましくは ０〜４．０
を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成のモールド用光学ガラスであって、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下であり、
図１に示すように、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、ＺｎＯを１１．０重量％以上含有する、あるいはＦ原子を５．５重量％以上含有することが好適である。
【００１２】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、Ｚｎ原子とＦ原子との合計含有量が１０．０重量％以上であることが好適である。
【００１３】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２の少なくともいずれか一方とＢ２Ｏ３との合計含有量が２５．０重量％以下であることが好適である。
【００１４】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、Ｌａ原子とＧｄ原子とＹ原子との合計含有量が４３．０重量％以上であることが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モールド用光学ガラスが、
重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５
ＧｅＯ２ ０〜５．０
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０
ＧｄＦ３ ０〜１２．０
ＹＦ３ ０〜８．０
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０
ＣａＯ ０〜３．０
ＳｒＯ ０〜３．０
ＢａＯ ０〜３．０
ＺｎＯ １．０〜２５．０
ＺｎＦ２ ０〜８．０
ＺｒＯ２ ０〜６．０
ＴｉＯ２ ０〜４．０
ＷＯ３ ０〜３．０
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０
を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成のモールド用光学ガラスであって、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下であり、
図１に示すように、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有することにより、耐失透性を悪化させることなく、低いガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を達成し、溶融時の揮発を低減させたモールド用光学ガラスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
初めに、本発明におけるモールド用光学ガラスの組成のうち、必須成分Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＬａＦ３およびＺｎＯについて説明する。
【００１７】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３を重量％で
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５
含有する。
Ｂ２Ｏ３は本発明におけるモールド用光学ガラスの綱目を形成する主成分であり、耐失透性の向上に有効である。しかし、１４．０重量％未満の含有量では耐失透性が悪くなり、２１．５重量％を超えて含有させると揮発による品質悪化やガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の高温化の問題が生じてくる。なお、Ｂ２Ｏ３のより好ましい範囲は１６．０〜２１．０重量％である。
【００１８】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｌａ２Ｏ３を重量％で
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０
含有する。
Ｌａ２Ｏ３は高屈折率低分散化のために非常に有効な成分である。しかし、７．０重量％未満ではその効果を発揮できず、３５．０重量％を超えると耐失透性が悪くなる。なお、Ｌａ２Ｏ３のより好ましい範囲は８．０〜３２．０重量％である。
【００１９】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｇｄ２Ｏ３を重量％で
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０
含有する。
Ｇｄ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３と同様に、高屈折率低分散化に有効な成分である。またＬａ２Ｏ３と併用することによって、耐失透性を保ちつつ希土類成分の含有量を増やすことができ、より高屈折率低分散化が可能となる。しかし、１０．５重量％未満では所望の屈折率を得ることは難しく、４０．０重量％を超えて含有させると耐失透性が悪くなる。なお、Ｇｄ２Ｏ３のより好ましい範囲は１１．０〜３８．０重量％である。
【００２０】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＬａＦ３を重量％で
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０
含有する。
ＬａＦ３は希土類成分の供給源であり、またＦの供給源でもある。Ｆを含有させるとガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が低くなり、屈折率も低くなることが知られているが、同じくガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を下げる成分であるアルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなど）を含有させた場合と比べて、希土類成分を多く含有しているガラスの耐失透性を保つ効果は飛躍的に高い。結果として、耐失透性を高めるがガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を大きく上げてしまい溶融時の揮発の原因となるガラス形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２）の含有量を少なく抑えながらも、希土類成分の含有量を増やすことができるためガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が低く、耐失透性が良い高屈折率低分散ガラスを得率良く作製することができる。
５．０重量％未満しか含有させないと、このような効果を得られず、また、４０．０重量％を超えて含有させると耐失透性に悪影響がでる。なお、ＬａＦ３のより好ましい範囲は６．５〜３７．０重量％である。
【００２１】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＺｎＯを重量％で
ＺｎＯ １．０〜２５．０
含有する。
ＺｎＯは比較的屈折率を高めつつもガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を低く抑えることができる成分である。１．０重量％未満しか含有させないと、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を低く抑える効果が低く、２５．０重量％を超えて含有させると所望する屈折率が得られなくなる。なお、ＺｎＯのより好ましい範囲は２．０〜２２．０重量％である。
【００２２】
次に、本発明におけるモールド用光学ガラスの組成のうち、任意成分ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＧｄＦ３、ＹＦ３、Ｔａ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＦ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＷＯ３およびＮｂ２Ｏ５について説明する。
【００２３】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＳｉＯ２を重量％で
ＳｉＯ２ ０〜７．０
含有する。
ＳｉＯ２は本発明におけるモールド用光学ガラスの綱目を形成する成分であり、少量導入することにより耐失透性を上げる効果がある、しかし、７．０重量％を超えて含有させると所望のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られなくなる。また溶融温度が高くなって溶融時の揮発に問題が生じる。なお、ＳｉＯ２のより好ましい範囲は０〜５．０重量％である。
【００２４】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＧｅＯ２を重量％で
ＧｅＯ２ ０〜５．０
含有する。
ＧｅＯ２は、ＳｉＯ２同様に、本発明におけるモールド用光学ガラスの綱目を形成する成分である。しかし、５．０重量％を超えて含有させるとガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、溶融温度の高温化を招き好ましくない。なお、ＧｅＯ２のより好ましい範囲は０〜４．０重量％である。
【００２５】
ＳｉＯ２とＧｅＯ２の少なくともいずれか一方とＢ２Ｏ３との合計含有量が２５．０重量％以下とすれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の低温化、ガラスの耐失透性の向上、溶融時の揮発の抑制について効果を発揮することができる。
【００２６】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｙ２Ｏ３を重量％で
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０
含有する。
Ｙ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３やＧｄ２Ｏ３と同様に、高屈折率低分散化に有効な成分である。少量含有させると耐失透性の向上に効果があるが、８．０重量％を超えて含有させるとガラス溶融時の溶け残りの原因となる。なお、Ｙ２Ｏ３のより好ましい範囲は０〜６．０重量％である。
【００２７】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＧｄＦ３、ＹＦ３をそれぞれ重量％で
ＧｄＦ３ ０〜１２．０
ＹＦ３ ０〜８．０
含有する。
ＧｄＦ３、ＹＦ３は少量であればＬａＦ３と置き換えて含有させることができる。それぞれ１２．０重量％、８．０重量％を超えて含有させると、耐失透性が悪くなる。なお、ＧｄＦ３のより好ましい範囲は０〜９．０重量％、ＹＦ３のより好ましい範囲は０〜６．５重量％である。
【００２８】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、希土類原子成分のＬａ原子とＧｄ原子とＹ原子との合計含有量が４３．０重量％以上、さらに好ましくは４４．０重量％以上である。
この合計含有量が４３．０重量％未満の場合、所望する高屈折率低分散性が得られない。
【００２９】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｔａ２Ｏ５を重量％で
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０
含有する。
Ｔａ２Ｏ５は化学的耐久性を向上させるとともに、耐失透性を保ちつつ高屈折率低分散化できる成分である。しかし、８．０重量％を超えて含有させると所望するガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られなくなる。なお、Ｔａ２Ｏ５のより好ましい範囲は０〜６．０重量％である。
【００３０】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯをそれぞれ重量％で
ＣａＯ ０〜３．０
ＳｒＯ ０〜３．０
ＢａＯ ０〜３．０
含有する。
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、溶融性や屈折率調整に有効な成分である。それぞれ３．０重量％を超えて含有させると所望する屈折率が得られにくくなる。なお、ＣａＯのより好ましい範囲は０〜２．０重量％、ＳｒＯのより好ましい範囲は０〜１．５重量％、ＢａＯのより好ましい範囲は０〜２．０重量％である。
【００３１】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＺｎＦ２を重量％で
ＺｎＦ２ ０〜８．０
含有する。
ＺｎＦ２は、ＺｎとＦの供給源となる。８．０重量％を超えて含有させると所望する屈折率が得られなくなる。なお、ＺｎＦ２のより好ましい範囲は０〜６．０重量％である。
【００３２】
ＺｎＯを１１．０重量％以上含有する、あるいはＦ原子を５．５重量％以上含有することが好ましい。
すなわち、Ｆ原子含有量が５．５重量％未満の場合にはＺｎＯを１１．０重量％以上含有させることが好ましく、逆にＺｎＯ含有量が１１．０重量％未満の場合にはＦ原子を５．５重量％以上含有させることが好ましい。これにより、所望のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られるためである。
【００３３】
また、Ｚｎ原子とＦ原子との合計含有量が１０．０重量％以上であることが好ましい。これにより、所望のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られるためである。
【００３４】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＺｒＯ２を重量％で
ＺｒＯ２ ０〜６．０
含有する。
ＺｒＯ２は、Ｔａ２Ｏ５と同様に、化学的耐久性を向上させるとともに、耐失透性を保ちつつ高屈折率低分散化できる成分である。しかし、６．０重量％を超えて含有させると溶融時の溶け残りが生じるようになる。なお、ＺｒＯ２のより好ましい範囲は０〜４．５重量％である。
【００３５】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＴｉＯ２を重量％で
ＴｉＯ２ ０〜４．０
含有する。
ＴｉＯ２は、大きく屈折率を上げる効果がある。またＢ２Ｏ３-Ｌｕ２Ｏ３（Ｌｕ：希土類元素）系ガラスに含有させることにより、Ｂ２Ｏ３などのガラス形成酸化物を減らしても耐失透性を比較的良く保つ効果がある。しかし４．０重量％を超えて含有させると高分散化し、所望する屈折率範囲のガラスができなくなる。なお、ＴｉＯ２のより好ましい範囲は０〜３．０重量％である。
【００３６】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＷＯ３を重量％で
ＷＯ３ ０〜３．０
含有する。
ＷＯ３は屈折率を高める効果のある成分である。しかし、３．０重量％を超えて含有させると耐失透性が悪くなる。なお、ＷＯ３のより好ましい範囲は０〜２．０重量％である。
【００３７】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｎｂ２Ｏ５を重量％で
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０
含有する。
Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を大きく高める効果のある成分である。しかし、５．０重量％を超えて含有させると高分散化し、所望する屈折率範囲のガラスができなくなる。なお、Ｎｂ２Ｏ５のより好ましい範囲は０〜４．０重量％である。
【００３８】
本発明のモールド用光学ガラスは、各成分の原料としてそれぞれに相当する酸化物、水酸化物、フッ化物、炭酸塩、硝酸塩などを使用し、所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。このガラス調合原料を白金製坩堝に投入し、電気炉で１０００℃〜１２００℃に加熱して溶融しながら適時攪拌し、清澄、均質化してから、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して、本発明のモールド用光学ガラスを製造する。なお、ガラスの着色改善や脱泡のためにごく少量（０．１重量％以下）のＳｂ２Ｏ３など、工業上周知である脱泡成分を加えても本発明の効果に影響は無い。
【００３９】
本発明の目的から外れない限り、上記成分の他に光学恒数の調整、溶融性の改善、耐失透性の向上、およびガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の低温化などのために、Ｍｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙｂの酸化物及びフッ化物、またＣａ、Ｓｒ、Ｂａのフッ化物などを含有させることもできる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を挙げて本発明のモールド用光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
表１および２に本発明の光学ガラス（実施例１〜２１）の組成（重量％）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、原子重量％でのＦ量、Ｚｎ量、Ｆ+Ｚｎ合計量、および希土類元素合計量（Ｙ+Ｌａ+Ｇｄ）を示した。実施例１〜２１のガラスの作製法は前述の通りである。屈折率、アッベ数、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）は公知の方法により測定した。
また、図１に、アッベ数（νｄ）をｘ軸、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とした直座標系に実施例１〜２１の光学恒数をプロットし、本発明の請求する光学恒数範囲を点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲んだものを示した。
【００４１】
また、表３に比較例１〜１２の光学ガラスの組成（重量％）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、原子重量％でのＦ量、Ｚｎ量、Ｆ+Ｚｎ合計量、および希土類元素合計量（Ｙ+Ｌａ+Ｇｄ）を示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
すべての実施例の光学ガラスにおいて、表１および２にある通り光学設計上非常に有用である光学恒数を有していて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５２４℃〜５８２℃、屈伏点（Ａｔ）が５６５℃〜６２４℃の範囲にあるためモールド用光学ガラスとして適しており、さらに溶融中の揮発が非常に少ないため脈理、屈折率変動などの品質が良好である。
また、得られたガラスから所定量のガラス塊を切り出して研磨プリフォームを作製し、モールドで数種類のレンズを得た。これらのレンズは良好な転写性を示し、金型へのガラス付着、揮発物の付着など成形性に問題がある現象は認められなかった。この点でもモールド用光学ガラスとして優れている。
【００４６】
一方、比較例１〜１２の光学ガラスに関して説明する。
比較例１の光学ガラスはガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）高温化の要因となるガラス形成酸化物の含有量や希土類含有量に対して、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）低温化させるＺｎＯ、Ｆ、Ｌｉ２Ｏが不足しているため、モールド用光学ガラスとして適さない。またＢ２Ｏ３含有量が多く、溶融時の揮発も問題となる。
比較例２の光学ガラスは比較例１同様、ＺｎＯ、Ｆ、Ｌｉ２Ｏの不足によるガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の高温化により、モールド用光学ガラスとして適さない。またＢ２Ｏ３含有量が非常に多く、溶融時の揮発も問題となる。
比較例３および比較例４の光学ガラスは、Ｌｉ２Ｏを含有させながら希土類成分を多く含有させているので、耐失透性を保つためにＢ２Ｏ３含有量が多い。そのため溶融時の揮発に問題がある。
比較例５の光学ガラスは、Ｌｉ２Ｏを比較的多く含有させているため、耐失透性に問題がある。
比較例６の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３が多めであるため溶融時の揮発に問題が残る。また、希土類成分を多く含有していながら、さらにＬｉ２Ｏを含有しており、そのうえガラス形成酸化物（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）合計量が少ないため、耐失透性に問題がある。
比較例７の光学ガラスは、耐失透性を高めるため、Ｌｉ２Ｏ含有量を少なくし、ガラス形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２）を多く含有させている。そのためガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなってしまい、モールド用光学ガラスとして適さない。
比較例８および比較例９の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３の含有量が多いため耐失透性は良好であるが、その反面溶融時の揮発が問題となる。
比較例１０の光学ガラスは、Ｇｄ２Ｏ３含有量が少ないため耐失透性が十分でなく、またガラス化させるためにＢ２Ｏ３を非常に多くに含有させなければならなくなり、溶融時の揮発も問題である。
比較例１１および比較例１２の光学ガラスは、Ｌｉ２Ｏの含有量が多いため耐失透性に問題がある。そのため希土類成分を多く含有させることができない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上の理由から、従来光学ガラスと比較し本発明の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３-Ｌａ２Ｏ３-Ｇｄ２Ｏ３-ＬａＦ３-ＺｎＯ-Ｆ系で、かつ、Ｌｉ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物を一切含有させないガラスであって、所定量以上の希土類元素を含有させることにより、図１の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲んだ範囲のような光学設計上非常に有用な高屈折率低分散の光学恒数を持たせることができ、またＺｎＯ、Ｆ、ガラス形成酸化物合計量を所定の割合とすることによりガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を低く抑えることができ、さらに溶融時の揮発も少なく抑えることができる。すなわち、モールド用光学ガラスとして産業上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のモールド用光学ガラスが有する光学恒数の範囲を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明はアッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内のアッベ数（νｄ）と屈折率（ｎｄ）を有するモールド用光学ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタル機器の急速な普及、発展において、非球面レンズを用いた光学設計は欠かせない存在になっている。非球面レンズはガラスを再加熱し金型で加圧成形してレンズを得る技術（ガラスモールド成形）を用いて作製されているが、ここで問題となるのが金型の寿命である。金型の寿命は低コスト、大量生産のためには非常に重要となる。金型の長寿命化に重要なのは加熱する温度（成形温度）であり、できるだけ低い温度で成形できるガラス、つまりガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）ができるだけ低いガラスの開発が要求されている。
【０００３】
また、さらなる光学機器の発展のために、光学恒数に関する要望も高まってきている。特にアッベ数（νｄ）が５０．０付近でできるだけ屈折率（ｎｄ）の高いモールド用光学ガラスの要求が高い。
【０００４】
以下、ガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）が比較的低く、要求される光学恒数を満たす従来例のガラスを説明する。
特許文献１には、屈伏温度（Ａｔ）が５６０℃以下であり、屈折率（ｎｄ）が１．７９５以上、アッベ数（νｄ）が３９．５以上の範囲の光学恒数を有し、必須成分として、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｔａ２Ｏ５、ＬａＦ３を含有する光学ガラスが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５３０〜６８０℃の範囲で、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする、ｘ−ｙ直交座標におけるＡ点（１．７５、５０．０）、Ｂ点（１．８０、４６．０）、Ｃ点（１．８０、５０．０）およびＤ点（１．７５、５６．０）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結ぶ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有し、必須成分としてＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｆを含有する光学ガラスが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１１８０３３号公報
【特許文献２】特開２００５−１７０７８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述した従来例のガラスでは、以下に説明するような問題点が存在する。
すなわち、特許文献１および２に記載された光学ガラスはいずれもＬｉ２ＯおよびＦを必須成分にしてガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させているが、Ｌｉ２Ｏを含有しているため耐失透性が悪いという問題がある。
また、特許文献２に記載の光学ガラスは、希土類酸化物（Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３）の合計含有量が実施例にある通り、すべて５０．０重量％以上と非常に多い。そのため、Ｌｉ２Ｏを含有させながらガラス化させるために、ガラス形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２）の合計含有量が２５．０重量％以上含有させるか、あるいは、それ以下の場合は希土類酸化物と相性の良いＢ２Ｏ３を２１．５重量％以上含有させている。これらは両方とも溶融時の揮発を増やす原因となる。溶融時の揮発は、ガラス品質（脈理、屈折率分布、屈折率変動）の悪化につながり、得率を低下させるという問題がある。溶融時の揮発をなるべく少なくして得率の良い光学ガラスを作製することは、低コスト化や環境影響を考えれば非常に重要である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上述した従来例の問題点を解消し、耐失透性を悪化させることなく、アッベ数（νｄ）が５０．０付近で高い屈折率（ｎｄ）を有し、低いガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を達成し、溶融時の揮発を極力低減させる工夫がなされているモールド用光学ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、Ｂ２Ｏ３-Ｌｎ２Ｏ３-ＺｎＯ-Ｆ系ガラス（Ｌｎ：希土類元素）において、Ｌｉ２Ｏなどのアルカリ酸化物を使用せず、ＺｎＯとＦを一定量以上導入することでガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させることにより、ガラス形成酸化物の合計含有量を抑え、かつ、Ｂ２Ｏ３の含有量も抑えることができ、その結果この組成系特有の激しい揮発を極力抑え、脈理や屈折率変動等による品質悪化を大きく低減することがでることを知見した。また、耐失透性を悪化させずに一定量以上の希土類元素を含有させることができるため、要求される高屈折率低分散性を実現できることとなった。
【００１０】
すなわち、本発明のモールド用光学ガラスは、重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０ 好ましくは ０〜５．０
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５ 好ましくは １６．０〜２１．０
ＧｅＯ２ ０〜５．０ 好ましくは ０〜４．０
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０ 好ましくは ８．０〜３２．０
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０ 好ましくは １１．０〜３８．０
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．０
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０ 好ましくは ６．５〜３７．０
ＧｄＦ３ ０〜１２．０ 好ましくは ０〜９．０
ＹＦ３ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．５
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．０
ＣａＯ ０〜３．０ 好ましくは ０〜２．０
ＳｒＯ ０〜３．０ 好ましくは ０〜１．５
ＢａＯ ０〜３．０ 好ましくは ０〜２．０
ＺｎＯ １．０〜２５．０ 好ましくは ２．０〜２２．０
ＺｎＦ２ ０〜８．０ 好ましくは ０〜６．０
ＺｒＯ２ ０〜６．０ 好ましくは ０〜４．５
ＴｉＯ２ ０〜４．０ 好ましくは ０〜３．０
ＷＯ３ ０〜３．０ 好ましくは ０〜２．０
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０ 好ましくは ０〜４．０
を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成のモールド用光学ガラスであって、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下であり、
図１に示すように、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、ＺｎＯを１１．０重量％以上含有する、あるいはＦ原子を５．５重量％以上含有することが好適である。
【００１２】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、Ｚｎ原子とＦ原子との合計含有量が１０．０重量％以上であることが好適である。
【００１３】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２の少なくともいずれか一方とＢ２Ｏ３との合計含有量が２５．０重量％以下であることが好適である。
【００１４】
また、本発明のモールド用光学ガラスは、Ｌａ原子とＧｄ原子とＹ原子との合計含有量が４３．０重量％以上であることが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、モールド用光学ガラスが、
重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５
ＧｅＯ２ ０〜５．０
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０
ＧｄＦ３ ０〜１２．０
ＹＦ３ ０〜８．０
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０
ＣａＯ ０〜３．０
ＳｒＯ ０〜３．０
ＢａＯ ０〜３．０
ＺｎＯ １．０〜２５．０
ＺｎＦ２ ０〜８．０
ＺｒＯ２ ０〜６．０
ＴｉＯ２ ０〜４．０
ＷＯ３ ０〜３．０
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０
を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成のモールド用光学ガラスであって、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下であり、
図１に示すように、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有することにより、耐失透性を悪化させることなく、低いガラス転移温度（Ｔｇ）および屈伏点（Ａｔ）を達成し、溶融時の揮発を低減させたモールド用光学ガラスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
初めに、本発明におけるモールド用光学ガラスの組成のうち、必須成分Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、ＬａＦ３およびＺｎＯについて説明する。
【００１７】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３を重量％で
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５
含有する。
Ｂ２Ｏ３は本発明におけるモールド用光学ガラスの綱目を形成する主成分であり、耐失透性の向上に有効である。しかし、１４．０重量％未満の含有量では耐失透性が悪くなり、２１．５重量％を超えて含有させると揮発による品質悪化やガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の高温化の問題が生じてくる。なお、Ｂ２Ｏ３のより好ましい範囲は１６．０〜２１．０重量％である。
【００１８】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｌａ２Ｏ３を重量％で
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０
含有する。
Ｌａ２Ｏ３は高屈折率低分散化のために非常に有効な成分である。しかし、７．０重量％未満ではその効果を発揮できず、３５．０重量％を超えると耐失透性が悪くなる。なお、Ｌａ２Ｏ３のより好ましい範囲は８．０〜３２．０重量％である。
【００１９】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｇｄ２Ｏ３を重量％で
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０
含有する。
Ｇｄ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３と同様に、高屈折率低分散化に有効な成分である。またＬａ２Ｏ３と併用することによって、耐失透性を保ちつつ希土類成分の含有量を増やすことができ、より高屈折率低分散化が可能となる。しかし、１０．５重量％未満では所望の屈折率を得ることは難しく、４０．０重量％を超えて含有させると耐失透性が悪くなる。なお、Ｇｄ２Ｏ３のより好ましい範囲は１１．０〜３８．０重量％である。
【００２０】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＬａＦ３を重量％で
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０
含有する。
ＬａＦ３は希土類成分の供給源であり、またＦの供給源でもある。Ｆを含有させるとガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が低くなり、屈折率も低くなることが知られているが、同じくガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を下げる成分であるアルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏなど）を含有させた場合と比べて、希土類成分を多く含有しているガラスの耐失透性を保つ効果は飛躍的に高い。結果として、耐失透性を高めるがガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を大きく上げてしまい溶融時の揮発の原因となるガラス形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２）の含有量を少なく抑えながらも、希土類成分の含有量を増やすことができるためガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が低く、耐失透性が良い高屈折率低分散ガラスを得率良く作製することができる。
５．０重量％未満しか含有させないと、このような効果を得られず、また、４０．０重量％を超えて含有させると耐失透性に悪影響がでる。なお、ＬａＦ３のより好ましい範囲は６．５〜３７．０重量％である。
【００２１】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＺｎＯを重量％で
ＺｎＯ １．０〜２５．０
含有する。
ＺｎＯは比較的屈折率を高めつつもガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を低く抑えることができる成分である。１．０重量％未満しか含有させないと、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を低く抑える効果が低く、２５．０重量％を超えて含有させると所望する屈折率が得られなくなる。なお、ＺｎＯのより好ましい範囲は２．０〜２２．０重量％である。
【００２２】
次に、本発明におけるモールド用光学ガラスの組成のうち、任意成分ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＧｄＦ３、ＹＦ３、Ｔａ２Ｏ５、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＦ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＷＯ３およびＮｂ２Ｏ５について説明する。
【００２３】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＳｉＯ２を重量％で
ＳｉＯ２ ０〜７．０
含有する。
ＳｉＯ２は本発明におけるモールド用光学ガラスの綱目を形成する成分であり、少量導入することにより耐失透性を上げる効果がある、しかし、７．０重量％を超えて含有させると所望のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られなくなる。また溶融温度が高くなって溶融時の揮発に問題が生じる。なお、ＳｉＯ２のより好ましい範囲は０〜５．０重量％である。
【００２４】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＧｅＯ２を重量％で
ＧｅＯ２ ０〜５．０
含有する。
ＧｅＯ２は、ＳｉＯ２同様に、本発明におけるモールド用光学ガラスの綱目を形成する成分である。しかし、５．０重量％を超えて含有させるとガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、溶融温度の高温化を招き好ましくない。なお、ＧｅＯ２のより好ましい範囲は０〜４．０重量％である。
【００２５】
ＳｉＯ２とＧｅＯ２の少なくともいずれか一方とＢ２Ｏ３との合計含有量が２５．０重量％以下とすれば、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の低温化、ガラスの耐失透性の向上、溶融時の揮発の抑制について効果を発揮することができる。
【００２６】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｙ２Ｏ３を重量％で
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０
含有する。
Ｙ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３やＧｄ２Ｏ３と同様に、高屈折率低分散化に有効な成分である。少量含有させると耐失透性の向上に効果があるが、８．０重量％を超えて含有させるとガラス溶融時の溶け残りの原因となる。なお、Ｙ２Ｏ３のより好ましい範囲は０〜６．０重量％である。
【００２７】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＧｄＦ３、ＹＦ３をそれぞれ重量％で
ＧｄＦ３ ０〜１２．０
ＹＦ３ ０〜８．０
含有する。
ＧｄＦ３、ＹＦ３は少量であればＬａＦ３と置き換えて含有させることができる。それぞれ１２．０重量％、８．０重量％を超えて含有させると、耐失透性が悪くなる。なお、ＧｄＦ３のより好ましい範囲は０〜９．０重量％、ＹＦ３のより好ましい範囲は０〜６．５重量％である。
【００２８】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、希土類原子成分のＬａ原子とＧｄ原子とＹ原子との合計含有量が４３．０重量％以上、さらに好ましくは４４．０重量％以上である。
この合計含有量が４３．０重量％未満の場合、所望する高屈折率低分散性が得られない。
【００２９】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｔａ２Ｏ５を重量％で
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０
含有する。
Ｔａ２Ｏ５は化学的耐久性を向上させるとともに、耐失透性を保ちつつ高屈折率低分散化できる成分である。しかし、８．０重量％を超えて含有させると所望するガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られなくなる。なお、Ｔａ２Ｏ５のより好ましい範囲は０〜６．０重量％である。
【００３０】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯをそれぞれ重量％で
ＣａＯ ０〜３．０
ＳｒＯ ０〜３．０
ＢａＯ ０〜３．０
含有する。
ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは、溶融性や屈折率調整に有効な成分である。それぞれ３．０重量％を超えて含有させると所望する屈折率が得られにくくなる。なお、ＣａＯのより好ましい範囲は０〜２．０重量％、ＳｒＯのより好ましい範囲は０〜１．５重量％、ＢａＯのより好ましい範囲は０〜２．０重量％である。
【００３１】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＺｎＦ２を重量％で
ＺｎＦ２ ０〜８．０
含有する。
ＺｎＦ２は、ＺｎとＦの供給源となる。８．０重量％を超えて含有させると所望する屈折率が得られなくなる。なお、ＺｎＦ２のより好ましい範囲は０〜６．０重量％である。
【００３２】
ＺｎＯを１１．０重量％以上含有する、あるいはＦ原子を５．５重量％以上含有することが好ましい。
すなわち、Ｆ原子含有量が５．５重量％未満の場合にはＺｎＯを１１．０重量％以上含有させることが好ましく、逆にＺｎＯ含有量が１１．０重量％未満の場合にはＦ原子を５．５重量％以上含有させることが好ましい。これにより、所望のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られるためである。
【００３３】
また、Ｚｎ原子とＦ原子との合計含有量が１０．０重量％以上であることが好ましい。これにより、所望のガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）が得られるためである。
【００３４】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＺｒＯ２を重量％で
ＺｒＯ２ ０〜６．０
含有する。
ＺｒＯ２は、Ｔａ２Ｏ５と同様に、化学的耐久性を向上させるとともに、耐失透性を保ちつつ高屈折率低分散化できる成分である。しかし、６．０重量％を超えて含有させると溶融時の溶け残りが生じるようになる。なお、ＺｒＯ２のより好ましい範囲は０〜４．５重量％である。
【００３５】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＴｉＯ２を重量％で
ＴｉＯ２ ０〜４．０
含有する。
ＴｉＯ２は、大きく屈折率を上げる効果がある。またＢ２Ｏ３-Ｌｕ２Ｏ３（Ｌｕ：希土類元素）系ガラスに含有させることにより、Ｂ２Ｏ３などのガラス形成酸化物を減らしても耐失透性を比較的良く保つ効果がある。しかし４．０重量％を超えて含有させると高分散化し、所望する屈折率範囲のガラスができなくなる。なお、ＴｉＯ２のより好ましい範囲は０〜３．０重量％である。
【００３６】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、ＷＯ３を重量％で
ＷＯ３ ０〜３．０
含有する。
ＷＯ３は屈折率を高める効果のある成分である。しかし、３．０重量％を超えて含有させると耐失透性が悪くなる。なお、ＷＯ３のより好ましい範囲は０〜２．０重量％である。
【００３７】
本発明におけるモールド用光学ガラスは、Ｎｂ２Ｏ５を重量％で
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０
含有する。
Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を大きく高める効果のある成分である。しかし、５．０重量％を超えて含有させると高分散化し、所望する屈折率範囲のガラスができなくなる。なお、Ｎｂ２Ｏ５のより好ましい範囲は０〜４．０重量％である。
【００３８】
本発明のモールド用光学ガラスは、各成分の原料としてそれぞれに相当する酸化物、水酸化物、フッ化物、炭酸塩、硝酸塩などを使用し、所定の割合で秤量し、十分混合したものをガラス調合原料とする。このガラス調合原料を白金製坩堝に投入し、電気炉で１０００℃〜１２００℃に加熱して溶融しながら適時攪拌し、清澄、均質化してから、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して、本発明のモールド用光学ガラスを製造する。なお、ガラスの着色改善や脱泡のためにごく少量（０．１重量％以下）のＳｂ２Ｏ３など、工業上周知である脱泡成分を加えても本発明の効果に影響は無い。
【００３９】
本発明の目的から外れない限り、上記成分の他に光学恒数の調整、溶融性の改善、耐失透性の向上、およびガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の低温化などのために、Ｍｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｙｂの酸化物及びフッ化物、またＣａ、Ｓｒ、Ｂａのフッ化物などを含有させることもできる。
【実施例】
【００４０】
以下に実施例を挙げて本発明のモールド用光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
表１および２に本発明の光学ガラス（実施例１〜２１）の組成（重量％）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、原子重量％でのＦ量、Ｚｎ量、Ｆ+Ｚｎ合計量、および希土類元素合計量（Ｙ+Ｌａ+Ｇｄ）を示した。実施例１〜２１のガラスの作製法は前述の通りである。屈折率、アッベ数、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）は公知の方法により測定した。
また、図１に、アッベ数（νｄ）をｘ軸、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とした直座標系に実施例１〜２１の光学恒数をプロットし、本発明の請求する光学恒数範囲を点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲んだものを示した。
【００４１】
また、表３に比較例１〜１２の光学ガラスの組成（重量％）、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）、原子重量％でのＦ量、Ｚｎ量、Ｆ+Ｚｎ合計量、および希土類元素合計量（Ｙ+Ｌａ+Ｇｄ）を示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
すべての実施例の光学ガラスにおいて、表１および２にある通り光学設計上非常に有用である光学恒数を有していて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が５２４℃〜５８２℃、屈伏点（Ａｔ）が５６５℃〜６２４℃の範囲にあるためモールド用光学ガラスとして適しており、さらに溶融中の揮発が非常に少ないため脈理、屈折率変動などの品質が良好である。
また、得られたガラスから所定量のガラス塊を切り出して研磨プリフォームを作製し、モールドで数種類のレンズを得た。これらのレンズは良好な転写性を示し、金型へのガラス付着、揮発物の付着など成形性に問題がある現象は認められなかった。この点でもモールド用光学ガラスとして優れている。
【００４６】
一方、比較例１〜１２の光学ガラスに関して説明する。
比較例１の光学ガラスはガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）高温化の要因となるガラス形成酸化物の含有量や希土類含有量に対して、ガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）低温化させるＺｎＯ、Ｆ、Ｌｉ２Ｏが不足しているため、モールド用光学ガラスとして適さない。またＢ２Ｏ３含有量が多く、溶融時の揮発も問題となる。
比較例２の光学ガラスは比較例１同様、ＺｎＯ、Ｆ、Ｌｉ２Ｏの不足によるガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）の高温化により、モールド用光学ガラスとして適さない。またＢ２Ｏ３含有量が非常に多く、溶融時の揮発も問題となる。
比較例３および比較例４の光学ガラスは、Ｌｉ２Ｏを含有させながら希土類成分を多く含有させているので、耐失透性を保つためにＢ２Ｏ３含有量が多い。そのため溶融時の揮発に問題がある。
比較例５の光学ガラスは、Ｌｉ２Ｏを比較的多く含有させているため、耐失透性に問題がある。
比較例６の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３が多めであるため溶融時の揮発に問題が残る。また、希土類成分を多く含有していながら、さらにＬｉ２Ｏを含有しており、そのうえガラス形成酸化物（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）合計量が少ないため、耐失透性に問題がある。
比較例７の光学ガラスは、耐失透性を高めるため、Ｌｉ２Ｏ含有量を少なくし、ガラス形成酸化物（ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２）を多く含有させている。そのためガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなってしまい、モールド用光学ガラスとして適さない。
比較例８および比較例９の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３の含有量が多いため耐失透性は良好であるが、その反面溶融時の揮発が問題となる。
比較例１０の光学ガラスは、Ｇｄ２Ｏ３含有量が少ないため耐失透性が十分でなく、またガラス化させるためにＢ２Ｏ３を非常に多くに含有させなければならなくなり、溶融時の揮発も問題である。
比較例１１および比較例１２の光学ガラスは、Ｌｉ２Ｏの含有量が多いため耐失透性に問題がある。そのため希土類成分を多く含有させることができない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上の理由から、従来光学ガラスと比較し本発明の光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３-Ｌａ２Ｏ３-Ｇｄ２Ｏ３-ＬａＦ３-ＺｎＯ-Ｆ系で、かつ、Ｌｉ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物を一切含有させないガラスであって、所定量以上の希土類元素を含有させることにより、図１の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲んだ範囲のような光学設計上非常に有用な高屈折率低分散の光学恒数を持たせることができ、またＺｎＯ、Ｆ、ガラス形成酸化物合計量を所定の割合とすることによりガラス転移温度（Ｔｇ）、屈伏点（Ａｔ）を低く抑えることができ、さらに溶融時の揮発も少なく抑えることができる。すなわち、モールド用光学ガラスとして産業上非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のモールド用光学ガラスが有する光学恒数の範囲を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５
ＧｅＯ２ ０〜５．０
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０
ＧｄＦ３ ０〜１２．０
ＹＦ３ ０〜８．０
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０
ＣａＯ ０〜３．０
ＳｒＯ ０〜３．０
ＢａＯ ０〜３．０
ＺｎＯ １．０〜２５．０
ＺｎＦ２ ０〜８．０
ＺｒＯ２ ０〜６．０
ＴｉＯ２ ０〜４．０
ＷＯ３ ０〜３．０
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０
を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成のモールド用光学ガラスであって、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下であり、
図１に示すように、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有することを特徴とするモールド用光学ガラス。
【請求項２】
ＺｎＯを１１．０重量％以上含有する、あるいはＦ原子を５．５重量％以上含有することを特徴とする請求項１に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項３】
Ｚｎ原子とＦ原子との合計含有量が１０．０重量％以上であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項４】
ＳｉＯ２、ＧｅＯ２の少なくともいずれか一方とＢ２Ｏ３との合計含有量が２５．０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜３に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項５】
Ｌａ原子とＧｄ原子とＹ原子との合計含有量が４３．０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜４に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項１】
重量％で、
ＳｉＯ２ ０〜７．０
Ｂ２Ｏ３ １４．０〜２１．５
ＧｅＯ２ ０〜５．０
Ｌａ２Ｏ３ ７．０〜３５．０
Ｇｄ２Ｏ３ １０．５〜４０．０
Ｙ２Ｏ３ ０〜８．０
ＬａＦ３ ５．０〜４０．０
ＧｄＦ３ ０〜１２．０
ＹＦ３ ０〜８．０
Ｔａ２Ｏ５ ０〜８．０
ＣａＯ ０〜３．０
ＳｒＯ ０〜３．０
ＢａＯ ０〜３．０
ＺｎＯ １．０〜２５．０
ＺｎＦ２ ０〜８．０
ＺｒＯ２ ０〜６．０
ＴｉＯ２ ０〜４．０
ＷＯ３ ０〜３．０
Ｎｂ２Ｏ５ ０〜５．０
を含有し、アルカリ金属酸化物を含有しない組成のモールド用光学ガラスであって、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が５９０℃以下かつ屈伏点（Ａｔ）が６３０℃以下であり、
図１に示すように、アッベ数（νｄ）をｘ軸とし、屈折率（ｎｄ）をｙ軸とする直交座標系におけるＡ点（５２．０，１．８００００）、Ｂ点（４４．０，１．８００００）、Ｃ点（４７．０，１．７４０００）、Ｄ点（５５．０，１．７４０００）をＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ａ点の順序で結んだ直線である境界線で囲まれる範囲内の光学恒数を有することを特徴とするモールド用光学ガラス。
【請求項２】
ＺｎＯを１１．０重量％以上含有する、あるいはＦ原子を５．５重量％以上含有することを特徴とする請求項１に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項３】
Ｚｎ原子とＦ原子との合計含有量が１０．０重量％以上であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項４】
ＳｉＯ２、ＧｅＯ２の少なくともいずれか一方とＢ２Ｏ３との合計含有量が２５．０重量％以下であることを特徴とする請求項１〜３に記載のモールド用光学ガラス。
【請求項５】
Ｌａ原子とＧｄ原子とＹ原子との合計含有量が４３．０重量％以上であることを特徴とする請求項１〜４に記載のモールド用光学ガラス。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１４３９（Ｐ２００９−１４３９Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６１６４２（Ｐ２００７−１６１６４２）
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（３９１００９９３６）株式会社住田光学ガラス (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（３９１００９９３６）株式会社住田光学ガラス (59)
【Ｆターム（参考）】
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