光学ガラス
【課題】レンズ表面のクモリが発生しにくく量産性に優れた光学ガラスを提供するものである。
【解決手段】質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有することを特徴とする。
【解決手段】質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有す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、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、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等のレンズとしては非球面形状のレンズが広く用いられている。レンズ用ガラス素材として種々のガラスが提案されており、例えば屈折率１．４５〜２．２、アッベ数３０以上の光学ガラスとして、特許文献１〜６に示すようなＳｉＯ２―Ｂ２Ｏ３系ガラスが提案されている。
【０００３】
この種のレンズの作製方法は例えば以下のような方法が知られている。
【０００４】
まず、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（液滴成形）、研削、研磨、洗浄等の必要な処理を施してプリフォームガラスを作製する。または、溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスインゴットを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。続いて、プリフォームガラスを加熱して軟化し、高精度な成形表面を持つ金型によって加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写してレンズを作製する。
【０００５】
このような成形方法は一般にモールドプレス成形法と呼ばれており、大量生産に適した方法として近年広く採用されている。
【特許文献１】特開２００７−１６９０８６号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６６３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２９２３０６号公報
【特許文献４】特開２００３−１７６１５１号公報
【特許文献５】特開平７−１４９５３６号公報
【特許文献６】特開２００４−１３７１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プリフォームガラスをモールドプレス成形すると、ガラス表面にクモリが生じることがある。レンズ表面のクモリは、レンズに透過する光を遮断、散乱させるため致命的な欠陥となりうる。
【０００７】
本発明の目的は、レンズ表面のクモリが発生しにくく量産性に優れた光学ガラスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々のテストを行った結果、比較的高粘性のプリフォームガラスをプレスするとクモリが生じやすいことが明らかになった。さらに調査を進めたところ、クモリの原因はガラスに清澄剤として入っているＳｂ２Ｏ３が原因であることを突き止めた。その反面、Ｓｂ２Ｏ３を完全に削減するとガラスの清澄性の悪化が懸念される。そこで本発明者は、クモリ防止と清澄性の両立が可能な組成範囲を見出した。
【０００９】
即ち、本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１％〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、さらにＳＯ３を０．００５〜０．５質量％含有することが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、ガラスの清澄性が改善されることから、より高い泡品位を達成することができる。
【００１２】
本発明においては、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１１以下であることが好ましい。本発明において「Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）」とは下記の式１により求められる。
【００１３】
式１ Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ２
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）を用いる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
上記構成によれば、ガラスの還元性を示す指標である塩基性度が小さくなり、Ｓｂ２Ｏ３に起因するプレス時のクモリを効果的に抑制することが可能になる。
【００１６】
本発明においては、モールドプレス成形用であることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、本発明の効果を的確に享受することができる。
【００１８】
本発明の光学レンズは、上記ガラスからなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の光学ガラスの製造方法は、清澄剤として硫酸塩を使用することを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、ガラスの清澄性が向上し、より泡品位に優れた光学ガラスを製造することができる。
【００２１】
本発明の方法においては、硫酸塩の添加量が、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光学ガラスは、Ｓｂ２Ｏ３の含有量を制限することで、プレス時にガラス表面にクモリが生じないガラスを得ることができる。このため、レンズ表面の高い面精度が維持され、量産性に優れたガラスである。また少量のＳｂ２Ｏ３を含有させておくことにより、高粘性のガラスであってもガラス溶融を不当に高温、長時間行うことなく清澄することが可能になる。
【００２３】
それゆえ本発明の光学ガラスは、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、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等といったモールドプレス成形で得られる光学レンズ用硝材として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有する。
【００２５】
上記範囲の組成であれば、屈折率ｎｄが１．４５〜２．２、好ましくは１．５０〜１．８、アッベ数が３０以上、好ましくは４０以上の光学定数を有するガラスを容易に設計することができる。
【００２６】
ＳｉＯ２を３０質量％以上含有するＳｉＯ２―Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系ガラスのような光学ガラスには、一般的にＳｂ２Ｏ３が清澄剤として０．１〜０．４質量％程度含まれる（例えば特許文献１〜４）。ところがプレス時にガラスが高温の金型と接触すると、ガラス中のＳｂ２Ｏ３が還元されて析出して金型を汚染し、これがガラス表面に付着してクモリとなる。なお以下の記載において、「％」は特に断りがない限り「質量％」を意味する。
【００２７】
そこで本発明はＳｂ２Ｏ３を０．１％未満に制限することによって、プレス時にガラス表面で発生するクモリを防止している。Ｓｂ２Ｏ３の上限は０．０８％以下、特に０．０５％以下であることが好ましい。
【００２８】
一方、内部に泡がなく、また白金の溶け込みによる着色のないガラスを得る観点から、Ｓｂ２Ｏ３の下限は０．００１％以上に限定される。Ｓｂ２Ｏ３の下限は好ましくは０．００５％以上、０．０１％以上であることが好ましい。０．００１％未満であると、十分な清澄の効果が得られず、ガラス中に泡が残る。また０．００１％未満のＳｂ２Ｏ３量で清澄させようとすると、溶融時間を長くしたり、溶融温度を高くしたりして泡を浮上させる方法が考えられるが、これらの方法ではガラス中に溶け込んでくる白金量が多くなり、ガラスが着色するようになる。他にも溶融容器内のガラス融液の深さを浅くして、泡の浮上時間を短くする方法が考えられるが、生産性の面から好ましくない。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が０．００１％以上であれば、清澄可能な量のガスが放出されて、溶融時間を極端に長く、或いは溶融温度を極端に高くしなくても、泡を含まず、しかも着色のないガラスを得ることが可能になる。さらにＢ２Ｏ３を１５％以上含有していることから、高温粘度の低いガラスとなり易く、さらに泡のないガラスを得ることが容易になる。なおガラス内部の好ましい泡数は２０ヶ／ｇ以下である。さらに１０ヶ／ｇが好ましく、特に５ヶ／ｇ以下が好ましい。
【００２９】
なおＳｂ２Ｏ３を０．１％未満とすることにより清澄力不足が懸念される場合は、溶融時間を長くする、溶融温度を高くする、溶融時のガラス融液の深さを浅くする、他の清澄剤を併用する等の手段により補完することができる。
【００３０】
他の清澄剤としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸アルミニウムなどの硫酸塩の使用が効果的である。硫酸塩を使用すると、１２００〜１５００℃で清澄泡を放出し、効果的にガラスを清澄することができる。ただし、硫酸塩の使用量が多すぎると、プレス時にＳＯ２ガスが発生して金型を汚染したり、過剰の清澄作用によりガラスに泡が残存したりする。硫酸塩の添加量は、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。また得られるガラス組成中のＳＯ３量は、０．００５〜０．５質量％、特に０．０１〜０．３質量％であることが望ましい。
【００３１】
硫酸塩以外に、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の使用も考えられる。ただしＳｎＯ２は、Ｓｂ２Ｏ３と同様にプレス時のクモリの原因となる恐れがあるため、多量の添加は避けるべきである。ＳｎＯ２の含有量は０．１％未満であることが好ましい。またＣｅＯ２は着色する恐れがあるので、やはり多量の添加は避けるべきである。ＣｅＯ２の含有量は０．１％未満であることが好ましい。さらにＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２の合量は、０．１％未満で０．００１％以上であることが好ましい。なお清澄剤として広く知られているＡｓ２Ｏ３は有害であるので、実質的に含有しないことが望ましい。ここで実質的に含有しないとは０．００００１％以下であることを意味する。
【００３２】
本発明の光学ガラスは、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１１以下であることが好ましい。塩基性度が１１を超えると、ガラス中のＳｂイオンの還元性が強くなり、プレス時にＳｂが容易に析出してクモリが発生しやすくなる。
【００３３】
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の陽イオンが還元されやすい。
【００３４】
金型にＷＣが使われる場合、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Ｓｂイオンが還元しにくくなると考えられる。ガラスの塩基性度が１１を超えるとガラス中のＳｂが還元されやすく、Ｓｂ２Ｏ３が０．１％未満であってもガラス表面にクモリを生じ、量産性が悪化する可能性がある。
【００３５】
塩基性度の変化は主としてＦ．Ｓ．の影響が大きい。つまりＦ．Ｓ．が大きい成分を増加させると塩基性度が低下する傾向があり、逆にＦ．Ｓ．が小さい成分を増加させると塩基性度が上昇する傾向がある。このためガラスの塩基性度を下げようとする場合、例えば比較的Ｆ．Ｓ．の大きいＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＷＯ３等の組成比を増加させるか、または比較的Ｆ．Ｓ．の小さいＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ等を減少させればよい。
【００３６】
本発明のガラスは、モールドプレス成形が採用可能な低軟化点ガラスである場合に、その効果をより一層享受できる。低軟化点ガラスとは具体的に、ガラス転移点Ｔｇが７００℃以下のガラスを指す。成型温度が高くなると、ガラス成分が揮発しやすくなりプレス成型面に凹凸を生じさせたり、金型の劣化を引き起こしたりするため、より好ましいガラス転移点は６５０℃以下であり、さらに６００℃以下が好ましく、特に５８０℃以下が好ましい。
【００３７】
以下に、ガラスの各成分の含有量及びその範囲に限定した理由を示す。なおＳｂ２Ｏ３やその他の清澄剤については既述の通りであり、以下の説明では割愛する。
【００３８】
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分であり、Ｂ２Ｏ３に次いでアッベ数を高める効果の大きい成分であり、耐候性を向上させる成分でもある。ＳｉＯ２の含有量が多くなると高温粘性が高くなる。また屈折率が低く、軟化点が高くなる傾向にある。ＳｉＯ２の含有量が少なくなると耐酸性や耐候性が悪化する傾向がある。ＳｉＯ２の含有量は３０〜７０％であり、好ましくは３８〜６２％、より好ましくは４２〜６０％、さらに好ましくは４８〜６０％である。
【００３９】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの高温粘性を下げる効果が顕著であり、高温粘度の低いガラスを得ることを容易にする。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると清澄性が著しく悪化する。またアッベ数を３０以上の値にすることが困難となる。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると耐水性、耐酸性が低下する傾向にある。Ｂ２Ｏ３の含有量は１５〜６０％であり、好ましくは２０〜４０％、より好ましくは２０〜３０％、さらに好ましくは２０〜２５％、特に好ましくは２０〜２３％である。
【００４０】
Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と共にガラスの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。また、ガラス中のアルカリ成分が水に溶出することを抑制する顕著な効果を有する。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎるとガラスの高温粘性が高くなり、清澄性が悪化する。また屈折率が低くなる傾向や、軟化点が高くなる傾向がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なすぎると化学的耐久性が悪化する。またガラスの安定性が悪化する。Ａｌ２Ｏ３の含有量の範囲は４〜２０％（ただし４％を含まず）であり、好ましくは５〜１５％、さらに好ましくは８〜１３％である。
【００４１】
本発明に係るガラスは、上記した以外の成分も適宜添加することができる。
【００４２】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。その好ましい合量は０〜２０％、より好ましい合量は１〜１８％、さらに好ましい合量は８〜１８％である。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ合量が多くなると、洗浄工程において表面変質が変質しやすい傾向にある。また、液相温度が上昇して、作業範囲が狭くなり、量産性に悪影響を及ぼす傾向もある。一方、これらの合量が少なくなると軟化点が高くなり、作業性が損なわれる傾向にある。
【００４３】
Ｎａ２Ｏはガラスの高温粘性を低下させて清澄性を向上させる成分である。また溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。ただし、多すぎるとガラス溶融時のＢ２Ｏ３‐Ｎａ２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向にある。好ましいＮａ２Ｏの含有量は、０〜１２％、特に０．１〜１０％が望ましい。
【００４４】
Ｌｉ２Ｏは、ガラスの高温粘性を下げて清澄性を上げる成分である。また軟化点を低下させ、作業性を高める効果があるため、必須成分として使用する。好ましいＬｉ２Ｏの含有量の範囲は０〜１２％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。１２％を越えると分相性が強く、液相温度が高くなって作業性が悪くなる。一方、少ないと溶融温度が高くなる、清澄性が悪化する傾向がある。
【００４５】
Ｋ２Ｏは、Ｌｉ２ＯやＮａ２Ｏと同様にガラスの高温粘性を下げて清澄性を上げる成分であり、また溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。ただし、多すぎるとガラス溶融時のＢ２Ｏ３‐Ｋ２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向にある。Ｋ２Ｏの含有量は１２％以下、特に１０％以下であることが望ましい。
【００４６】
ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯ及びＺｎＯは、ガラスの高温粘性を下げるのに効果的である。また屈折率を高める成分でもある。その合量が多すぎると、耐候性が低下しレンズ表面のクモリを生じやすくなる。その好ましい合量は０〜２０％、さらに０〜１０％が好ましい。
【００４７】
ＣａＯは、アルカリ金属酸化物に次いで軟化点を下げる効果が大きいため、アルカリ金属成分と置換することで耐候性や耐酸性を高めることのできる成分である。また、屈折率を高める効果を有する。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合、ガラス表面が変質しやすい。好ましいＣａＯの含有量の範囲は０〜１５％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。
【００４８】
ＢａＯは、耐候性を高め、屈折率を高める成分であるとともに、ガラスの液相温度を低下させて、作業性を向上させる成分である。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合ガラス表面が変質しやすい。好ましいＢａＯの含有量の範囲は０〜２０％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。
【００４９】
ＳｒＯは、ＢａＯと同様に耐候性を高め、屈折率を高める成分であるとともに、ガラスの液相温度を低下させて、作業性を向上させる成分である。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合ガラス表面が変質しやすい。好ましいＳｒＯの含有量の範囲は０〜２０％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。
【００５０】
ＭｇＯは、耐候性を高めるとともに、屈折率を高めるために１０％まで添加することができる。しかし、含有量が多いと分相する傾向が強く、また液相温度を高める傾向がある。ＭｇＯの含有量の好ましい範囲は１０％以下、より好ましい範囲は８％以下、さらに好ましい範囲は５％以下である。
【００５１】
ＺｎＯは、屈折率を高めるとともに、耐候性を向上させるため添加する成分であり、５％まで含有することができる。しかし、含有量が多くなると、アッベ数が低下する傾向があるとともに、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られにくくなるため、その含有量は３％以下であることが望ましい。
【００５２】
ＺｒＯ２は、屈折率を高めるとともに、耐候性を向上させるために添加する成分である。しかし、含有量が多くなるとアッベ数を低下させる傾向があるとともに、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られなくなるため３％以下であることが好ましく、さらに０．１％未満が好ましい。
【００５３】
Ｌａ２Ｏ３は、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。しかし、過剰に含有すると、失透する傾向にあるため、含有量は２．５％以下であることが好ましく、１％未満であることがより好ましい。また、モールドプレス成形を行なう場合、含有量が多いと金型と融着する傾向もある。
【００５４】
Ｂｉ２Ｏ３は、屈折率を高めるために添加することができる。ただし、含有量が多くなるとガラスが着色する傾向があるため５％以下であることが好ましく、０．１％未満がより好ましい。
【００５５】
Ｐ２Ｏ５は、液相温度を低下させるために添加する成分である。ただし、含有量が多くなるとガラスが分相しやすくなるとともに、洗浄工程で表面がくもる傾向にあるため、その含有量は５％以下であることが望ましく、さらに０．１％未満であることが望ましい。
【００５６】
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を高めるために有効な成分であるが、一方でアッベ数の低下を著しく引き起こすため、その含有量はＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５ともにそれぞれ０．３％以下とすることが好ましく、さらに０．１％未満であることが好ましい。
【００５７】
ＰｂＯは、屈折率を高めるために有効な成分であるが、環境負荷物質であるため実質的に含有しないことが好ましい。
【００５８】
Ｆ成分は環境に対する影響を考慮し、実質的に含有しない方が好ましい。
【００５９】
次に、本発明の光学ガラスを用いたレンズ等の光学部品の製造方法について説明する。
【００６０】
まず、所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融容器内で溶融する。
【００６１】
清澄剤としてＳｂ２Ｏ３や硫酸塩を使用するという観点から、ガラスの溶融温度は１１５０℃以上であることが好ましい。さらに１２００℃以上が好ましく、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℃以下が好ましく、さらには１４００℃以下が好ましく、特に１３５０℃以下が好ましく、最適には１３００℃以下が好ましい。
【００６２】
また溶融時間が短すぎると、十分に清澄できない可能性があるので、溶融時間は２時間以上であることが好ましく、さらに３時間以上が好ましい。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。
【００６３】
また溶融容器内のガラス融液の深さは、浅すぎると生産性が悪くなるため、３０ｍｍ以上、特に５０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、深すぎると泡の浮上に時間がかかるため、１ｍ以下、好ましくは０．５ｍ以下が好ましい。
【００６４】
続いて、溶融ガラスをモールドプレス可能な大きさのプリフォームに成形し、プリフォームを加熱軟化してモールドプレスして所望の形状に加工した後、洗浄、乾燥して光学部品を作製する。
【００６５】
プリフォームの成形方法としては、板状や塊状のガラス片から所定の形状に切り出して研磨、洗浄して作製してもよいが、連続的に所定量ずつ滴下してから研削、研磨、洗浄する液滴成形法を用いると、容易に成形できるため好ましい。
【実施例】
【００６６】
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。
【００６７】
各試料は、次のようにして作製した。
【００６８】
【表２】
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【表５】
【００７２】
【表６】
【００７３】
【表７】
【００７４】
【表８】
【００７５】
【表９】
【００７６】
表２〜９に記載の組成となるように調合したガラス原料（炭酸塩、酸化物）を、ガラス融液の深さが５０ｍｍになるよう白金ルツボに入れ、１４００℃で３時間溶融した。なお本実施例ではＮａ２Ｏ原料としてはソーダ灰を使用した。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、アニールを行って試料を作製した。このようにして得られた試料について、ガラス転移点Ｔｇ、１３００℃におけるガラスの粘度、ＪＯＧＩＳ耐水性試験、泡数、クモリ発生確率、Ｓｂ析出レベルを評価した。また塩基性度を算出した。結果を表２〜９に示す。
【００７７】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．２、３、７、８、１２、１６、１７、２０、２１、２４、２７、２８、３０及び３２の各試料は、ガラス試料内部の泡数が０〜１０ヶ／ｇであり、クモリ発生確率が０〜７％であった。
【００７８】
ガラス転移点Ｔｇは熱膨張曲線における低温度域の直線と高温度域の直線の交点より求めた。
【００７９】
１３００℃におけるガラスの粘度は白金引き上げ法で測定した。
【００８０】
泡数は、１３００℃にてリメルトした試料（３０×３０×１０ｍｍ）表面を鏡面研磨し、試料中の泡を数えた。数えた泡と試料の重さよりグラムあたりの泡数を算出した。
【００８１】
クモリ発生確率は次のようにして評価した。まずＰｔ−ＩｒがコートされたＷＣ板の上にガラス試料を載置し、Ｔｇ＋２５℃のＮ２雰囲気にて１分間熱処理する作業を１００回行った。その後、ガラス表面のクモリの有無を顕微鏡で観察した。このようにして１００個の試料を評価し、クモリ発生確率を求めた。
【００８２】
Ｓｂ析出レベルは、ＷＣ板上にφ５×５ｍｍのガラス試料を載置し、８００℃のＮ２雰囲気にて１５分間熱処理を行った後、ＷＣ板のＳｂ量をＥＰＭＡ（日本電子製、ＪＸＡ−８９００Ｍ）のＷＤＸにて面分析を行った。さらにＷＤＸの面分析で得られた総信号量を測定面積で割った平均値を求めた。なおＷＤＸの面分析は電流３×１０−８Ａで行った。
【００８３】
次に硫酸塩の清澄効果を確認するために、Ｎａ２Ｏ原料の一部を硫酸塩に置換した試料を用意し、上記と同様の方法を用いて泡数を評価した。具体的にはＮｏ．８及びＮｏ．３２のＮａ２Ｏ原料として、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）を０．０５％、０．１％、残部をソーダ灰として試料を作製し、評価に供した。
【００８４】
【表１０】
【００８５】
その結果、表１０に示すように、硫酸塩を用いた試料の泡数は何れも０ヶ/ｇであった。また、ガラス中のＳＯ３は０．００５％以上であった。
【００８６】
なおガラス中のＳＯ３量は、ガラスをアルカリ融解し、その液をイオン交換後、イオンクロマトグラフィにて測定を行った。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の光学ガラスは、モールドプレスしても表面にクモリを生じにくく、かつ内部に泡がないことから、量産性に優れている。よってＣＤ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズや、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の光学レンズに好適に使用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等のレンズとしては非球面形状のレンズが広く用いられている。レンズ用ガラス素材として種々のガラスが提案されており、例えば屈折率１．４５〜２．２、アッベ数３０以上の光学ガラスとして、特許文献１〜６に示すようなＳｉＯ２―Ｂ２Ｏ３系ガラスが提案されている。
【０００３】
この種のレンズの作製方法は例えば以下のような方法が知られている。
【０００４】
まず、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（液滴成形）、研削、研磨、洗浄等の必要な処理を施してプリフォームガラスを作製する。または、溶融ガラスを急冷鋳造し一旦ガラスインゴットを作製し、研削、研磨、洗浄してプリフォームガラスを作製する。続いて、プリフォームガラスを加熱して軟化し、高精度な成形表面を持つ金型によって加圧成形し、金型の表面形状をガラスに転写してレンズを作製する。
【０００５】
このような成形方法は一般にモールドプレス成形法と呼ばれており、大量生産に適した方法として近年広く採用されている。
【特許文献１】特開２００７−１６９０８６号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６６３５号公報
【特許文献３】特開２００４−２９２３０６号公報
【特許文献４】特開２００３−１７６１５１号公報
【特許文献５】特開平７−１４９５３６号公報
【特許文献６】特開２００４−１３７１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プリフォームガラスをモールドプレス成形すると、ガラス表面にクモリが生じることがある。レンズ表面のクモリは、レンズに透過する光を遮断、散乱させるため致命的な欠陥となりうる。
【０００７】
本発明の目的は、レンズ表面のクモリが発生しにくく量産性に優れた光学ガラスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、種々のテストを行った結果、比較的高粘性のプリフォームガラスをプレスするとクモリが生じやすいことが明らかになった。さらに調査を進めたところ、クモリの原因はガラスに清澄剤として入っているＳｂ２Ｏ３が原因であることを突き止めた。その反面、Ｓｂ２Ｏ３を完全に削減するとガラスの清澄性の悪化が懸念される。そこで本発明者は、クモリ防止と清澄性の両立が可能な組成範囲を見出した。
【０００９】
即ち、本発明の光学ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１％〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有することを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、さらにＳＯ３を０．００５〜０．５質量％含有することが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、ガラスの清澄性が改善されることから、より高い泡品位を達成することができる。
【００１２】
本発明においては、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１１以下であることが好ましい。本発明において「Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ（以下Ｆ．Ｓ．と表記する）」とは下記の式１により求められる。
【００１３】
式１ Ｆ．Ｓ．＝Ｚ／ｒ２
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）を用いる。
【００１４】
【表１】
【００１５】
上記構成によれば、ガラスの還元性を示す指標である塩基性度が小さくなり、Ｓｂ２Ｏ３に起因するプレス時のクモリを効果的に抑制することが可能になる。
【００１６】
本発明においては、モールドプレス成形用であることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、本発明の効果を的確に享受することができる。
【００１８】
本発明の光学レンズは、上記ガラスからなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の光学ガラスの製造方法は、清澄剤として硫酸塩を使用することを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、ガラスの清澄性が向上し、より泡品位に優れた光学ガラスを製造することができる。
【００２１】
本発明の方法においては、硫酸塩の添加量が、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の光学ガラスは、Ｓｂ２Ｏ３の含有量を制限することで、プレス時にガラス表面にクモリが生じないガラスを得ることができる。このため、レンズ表面の高い面精度が維持され、量産性に優れたガラスである。また少量のＳｂ２Ｏ３を含有させておくことにより、高粘性のガラスであってもガラス溶融を不当に高温、長時間行うことなく清澄することが可能になる。
【００２３】
それゆえ本発明の光学ガラスは、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、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等といったモールドプレス成形で得られる光学レンズ用硝材として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のガラスは、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有する。
【００２５】
上記範囲の組成であれば、屈折率ｎｄが１．４５〜２．２、好ましくは１．５０〜１．８、アッベ数が３０以上、好ましくは４０以上の光学定数を有するガラスを容易に設計することができる。
【００２６】
ＳｉＯ２を３０質量％以上含有するＳｉＯ２―Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系ガラスのような光学ガラスには、一般的にＳｂ２Ｏ３が清澄剤として０．１〜０．４質量％程度含まれる（例えば特許文献１〜４）。ところがプレス時にガラスが高温の金型と接触すると、ガラス中のＳｂ２Ｏ３が還元されて析出して金型を汚染し、これがガラス表面に付着してクモリとなる。なお以下の記載において、「％」は特に断りがない限り「質量％」を意味する。
【００２７】
そこで本発明はＳｂ２Ｏ３を０．１％未満に制限することによって、プレス時にガラス表面で発生するクモリを防止している。Ｓｂ２Ｏ３の上限は０．０８％以下、特に０．０５％以下であることが好ましい。
【００２８】
一方、内部に泡がなく、また白金の溶け込みによる着色のないガラスを得る観点から、Ｓｂ２Ｏ３の下限は０．００１％以上に限定される。Ｓｂ２Ｏ３の下限は好ましくは０．００５％以上、０．０１％以上であることが好ましい。０．００１％未満であると、十分な清澄の効果が得られず、ガラス中に泡が残る。また０．００１％未満のＳｂ２Ｏ３量で清澄させようとすると、溶融時間を長くしたり、溶融温度を高くしたりして泡を浮上させる方法が考えられるが、これらの方法ではガラス中に溶け込んでくる白金量が多くなり、ガラスが着色するようになる。他にも溶融容器内のガラス融液の深さを浅くして、泡の浮上時間を短くする方法が考えられるが、生産性の面から好ましくない。Ｓｂ２Ｏ３の含有量が０．００１％以上であれば、清澄可能な量のガスが放出されて、溶融時間を極端に長く、或いは溶融温度を極端に高くしなくても、泡を含まず、しかも着色のないガラスを得ることが可能になる。さらにＢ２Ｏ３を１５％以上含有していることから、高温粘度の低いガラスとなり易く、さらに泡のないガラスを得ることが容易になる。なおガラス内部の好ましい泡数は２０ヶ／ｇ以下である。さらに１０ヶ／ｇが好ましく、特に５ヶ／ｇ以下が好ましい。
【００２９】
なおＳｂ２Ｏ３を０．１％未満とすることにより清澄力不足が懸念される場合は、溶融時間を長くする、溶融温度を高くする、溶融時のガラス融液の深さを浅くする、他の清澄剤を併用する等の手段により補完することができる。
【００３０】
他の清澄剤としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、硫酸アルミニウムなどの硫酸塩の使用が効果的である。硫酸塩を使用すると、１２００〜１５００℃で清澄泡を放出し、効果的にガラスを清澄することができる。ただし、硫酸塩の使用量が多すぎると、プレス時にＳＯ２ガスが発生して金型を汚染したり、過剰の清澄作用によりガラスに泡が残存したりする。硫酸塩の添加量は、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。また得られるガラス組成中のＳＯ３量は、０．００５〜０．５質量％、特に０．０１〜０．３質量％であることが望ましい。
【００３１】
硫酸塩以外に、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２の使用も考えられる。ただしＳｎＯ２は、Ｓｂ２Ｏ３と同様にプレス時のクモリの原因となる恐れがあるため、多量の添加は避けるべきである。ＳｎＯ２の含有量は０．１％未満であることが好ましい。またＣｅＯ２は着色する恐れがあるので、やはり多量の添加は避けるべきである。ＣｅＯ２の含有量は０．１％未満であることが好ましい。さらにＳｂ２Ｏ３、ＳｎＯ２及びＣｅＯ２の合量は、０．１％未満で０．００１％以上であることが好ましい。なお清澄剤として広く知られているＡｓ２Ｏ３は有害であるので、実質的に含有しないことが望ましい。ここで実質的に含有しないとは０．００００１％以下であることを意味する。
【００３２】
本発明の光学ガラスは、（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１１以下であることが好ましい。塩基性度が１１を超えると、ガラス中のＳｂイオンの還元性が強くなり、プレス時にＳｂが容易に析出してクモリが発生しやすくなる。
【００３３】
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の陽イオンが還元されやすい。
【００３４】
金型にＷＣが使われる場合、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Ｓｂイオンが還元しにくくなると考えられる。ガラスの塩基性度が１１を超えるとガラス中のＳｂが還元されやすく、Ｓｂ２Ｏ３が０．１％未満であってもガラス表面にクモリを生じ、量産性が悪化する可能性がある。
【００３５】
塩基性度の変化は主としてＦ．Ｓ．の影響が大きい。つまりＦ．Ｓ．が大きい成分を増加させると塩基性度が低下する傾向があり、逆にＦ．Ｓ．が小さい成分を増加させると塩基性度が上昇する傾向がある。このためガラスの塩基性度を下げようとする場合、例えば比較的Ｆ．Ｓ．の大きいＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＷＯ３等の組成比を増加させるか、または比較的Ｆ．Ｓ．の小さいＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯ等を減少させればよい。
【００３６】
本発明のガラスは、モールドプレス成形が採用可能な低軟化点ガラスである場合に、その効果をより一層享受できる。低軟化点ガラスとは具体的に、ガラス転移点Ｔｇが７００℃以下のガラスを指す。成型温度が高くなると、ガラス成分が揮発しやすくなりプレス成型面に凹凸を生じさせたり、金型の劣化を引き起こしたりするため、より好ましいガラス転移点は６５０℃以下であり、さらに６００℃以下が好ましく、特に５８０℃以下が好ましい。
【００３７】
以下に、ガラスの各成分の含有量及びその範囲に限定した理由を示す。なおＳｂ２Ｏ３やその他の清澄剤については既述の通りであり、以下の説明では割愛する。
【００３８】
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する成分であり、Ｂ２Ｏ３に次いでアッベ数を高める効果の大きい成分であり、耐候性を向上させる成分でもある。ＳｉＯ２の含有量が多くなると高温粘性が高くなる。また屈折率が低く、軟化点が高くなる傾向にある。ＳｉＯ２の含有量が少なくなると耐酸性や耐候性が悪化する傾向がある。ＳｉＯ２の含有量は３０〜７０％であり、好ましくは３８〜６２％、より好ましくは４２〜６０％、さらに好ましくは４８〜６０％である。
【００３９】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの高温粘性を下げる効果が顕著であり、高温粘度の低いガラスを得ることを容易にする。Ｂ２Ｏ３の含有量が少なすぎると清澄性が著しく悪化する。またアッベ数を３０以上の値にすることが困難となる。Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると耐水性、耐酸性が低下する傾向にある。Ｂ２Ｏ３の含有量は１５〜６０％であり、好ましくは２０〜４０％、より好ましくは２０〜３０％、さらに好ましくは２０〜２５％、特に好ましくは２０〜２３％である。
【００４０】
Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と共にガラスの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。また、ガラス中のアルカリ成分が水に溶出することを抑制する顕著な効果を有する。Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎるとガラスの高温粘性が高くなり、清澄性が悪化する。また屈折率が低くなる傾向や、軟化点が高くなる傾向がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なすぎると化学的耐久性が悪化する。またガラスの安定性が悪化する。Ａｌ２Ｏ３の含有量の範囲は４〜２０％（ただし４％を含まず）であり、好ましくは５〜１５％、さらに好ましくは８〜１３％である。
【００４１】
本発明に係るガラスは、上記した以外の成分も適宜添加することができる。
【００４２】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏは、溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。その好ましい合量は０〜２０％、より好ましい合量は１〜１８％、さらに好ましい合量は８〜１８％である。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ合量が多くなると、洗浄工程において表面変質が変質しやすい傾向にある。また、液相温度が上昇して、作業範囲が狭くなり、量産性に悪影響を及ぼす傾向もある。一方、これらの合量が少なくなると軟化点が高くなり、作業性が損なわれる傾向にある。
【００４３】
Ｎａ２Ｏはガラスの高温粘性を低下させて清澄性を向上させる成分である。また溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。ただし、多すぎるとガラス溶融時のＢ２Ｏ３‐Ｎａ２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向にある。好ましいＮａ２Ｏの含有量は、０〜１２％、特に０．１〜１０％が望ましい。
【００４４】
Ｌｉ２Ｏは、ガラスの高温粘性を下げて清澄性を上げる成分である。また軟化点を低下させ、作業性を高める効果があるため、必須成分として使用する。好ましいＬｉ２Ｏの含有量の範囲は０〜１２％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。１２％を越えると分相性が強く、液相温度が高くなって作業性が悪くなる。一方、少ないと溶融温度が高くなる、清澄性が悪化する傾向がある。
【００４５】
Ｋ２Ｏは、Ｌｉ２ＯやＮａ２Ｏと同様にガラスの高温粘性を下げて清澄性を上げる成分であり、また溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。ただし、多すぎるとガラス溶融時のＢ２Ｏ３‐Ｋ２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向にある。Ｋ２Ｏの含有量は１２％以下、特に１０％以下であることが望ましい。
【００４６】
ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＣａＯ及びＺｎＯは、ガラスの高温粘性を下げるのに効果的である。また屈折率を高める成分でもある。その合量が多すぎると、耐候性が低下しレンズ表面のクモリを生じやすくなる。その好ましい合量は０〜２０％、さらに０〜１０％が好ましい。
【００４７】
ＣａＯは、アルカリ金属酸化物に次いで軟化点を下げる効果が大きいため、アルカリ金属成分と置換することで耐候性や耐酸性を高めることのできる成分である。また、屈折率を高める効果を有する。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合、ガラス表面が変質しやすい。好ましいＣａＯの含有量の範囲は０〜１５％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。
【００４８】
ＢａＯは、耐候性を高め、屈折率を高める成分であるとともに、ガラスの液相温度を低下させて、作業性を向上させる成分である。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合ガラス表面が変質しやすい。好ましいＢａＯの含有量の範囲は０〜２０％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。
【００４９】
ＳｒＯは、ＢａＯと同様に耐候性を高め、屈折率を高める成分であるとともに、ガラスの液相温度を低下させて、作業性を向上させる成分である。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合ガラス表面が変質しやすい。好ましいＳｒＯの含有量の範囲は０〜２０％、より好ましい範囲は０．１〜１０％である。
【００５０】
ＭｇＯは、耐候性を高めるとともに、屈折率を高めるために１０％まで添加することができる。しかし、含有量が多いと分相する傾向が強く、また液相温度を高める傾向がある。ＭｇＯの含有量の好ましい範囲は１０％以下、より好ましい範囲は８％以下、さらに好ましい範囲は５％以下である。
【００５１】
ＺｎＯは、屈折率を高めるとともに、耐候性を向上させるため添加する成分であり、５％まで含有することができる。しかし、含有量が多くなると、アッベ数が低下する傾向があるとともに、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られにくくなるため、その含有量は３％以下であることが望ましい。
【００５２】
ＺｒＯ２は、屈折率を高めるとともに、耐候性を向上させるために添加する成分である。しかし、含有量が多くなるとアッベ数を低下させる傾向があるとともに、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られなくなるため３％以下であることが好ましく、さらに０．１％未満が好ましい。
【００５３】
Ｌａ２Ｏ３は、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。しかし、過剰に含有すると、失透する傾向にあるため、含有量は２．５％以下であることが好ましく、１％未満であることがより好ましい。また、モールドプレス成形を行なう場合、含有量が多いと金型と融着する傾向もある。
【００５４】
Ｂｉ２Ｏ３は、屈折率を高めるために添加することができる。ただし、含有量が多くなるとガラスが着色する傾向があるため５％以下であることが好ましく、０．１％未満がより好ましい。
【００５５】
Ｐ２Ｏ５は、液相温度を低下させるために添加する成分である。ただし、含有量が多くなるとガラスが分相しやすくなるとともに、洗浄工程で表面がくもる傾向にあるため、その含有量は５％以下であることが望ましく、さらに０．１％未満であることが望ましい。
【００５６】
ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５は、屈折率を高めるために有効な成分であるが、一方でアッベ数の低下を著しく引き起こすため、その含有量はＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５ともにそれぞれ０．３％以下とすることが好ましく、さらに０．１％未満であることが好ましい。
【００５７】
ＰｂＯは、屈折率を高めるために有効な成分であるが、環境負荷物質であるため実質的に含有しないことが好ましい。
【００５８】
Ｆ成分は環境に対する影響を考慮し、実質的に含有しない方が好ましい。
【００５９】
次に、本発明の光学ガラスを用いたレンズ等の光学部品の製造方法について説明する。
【００６０】
まず、所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融容器内で溶融する。
【００６１】
清澄剤としてＳｂ２Ｏ３や硫酸塩を使用するという観点から、ガラスの溶融温度は１１５０℃以上であることが好ましい。さらに１２００℃以上が好ましく、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℃以下が好ましく、さらには１４００℃以下が好ましく、特に１３５０℃以下が好ましく、最適には１３００℃以下が好ましい。
【００６２】
また溶融時間が短すぎると、十分に清澄できない可能性があるので、溶融時間は２時間以上であることが好ましく、さらに３時間以上が好ましい。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。
【００６３】
また溶融容器内のガラス融液の深さは、浅すぎると生産性が悪くなるため、３０ｍｍ以上、特に５０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、深すぎると泡の浮上に時間がかかるため、１ｍ以下、好ましくは０．５ｍ以下が好ましい。
【００６４】
続いて、溶融ガラスをモールドプレス可能な大きさのプリフォームに成形し、プリフォームを加熱軟化してモールドプレスして所望の形状に加工した後、洗浄、乾燥して光学部品を作製する。
【００６５】
プリフォームの成形方法としては、板状や塊状のガラス片から所定の形状に切り出して研磨、洗浄して作製してもよいが、連続的に所定量ずつ滴下してから研削、研磨、洗浄する液滴成形法を用いると、容易に成形できるため好ましい。
【実施例】
【００６６】
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。
【００６７】
各試料は、次のようにして作製した。
【００６８】
【表２】
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【表５】
【００７２】
【表６】
【００７３】
【表７】
【００７４】
【表８】
【００７５】
【表９】
【００７６】
表２〜９に記載の組成となるように調合したガラス原料（炭酸塩、酸化物）を、ガラス融液の深さが５０ｍｍになるよう白金ルツボに入れ、１４００℃で３時間溶融した。なお本実施例ではＮａ２Ｏ原料としてはソーダ灰を使用した。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、アニールを行って試料を作製した。このようにして得られた試料について、ガラス転移点Ｔｇ、１３００℃におけるガラスの粘度、ＪＯＧＩＳ耐水性試験、泡数、クモリ発生確率、Ｓｂ析出レベルを評価した。また塩基性度を算出した。結果を表２〜９に示す。
【００７７】
表から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．２、３、７、８、１２、１６、１７、２０、２１、２４、２７、２８、３０及び３２の各試料は、ガラス試料内部の泡数が０〜１０ヶ／ｇであり、クモリ発生確率が０〜７％であった。
【００７８】
ガラス転移点Ｔｇは熱膨張曲線における低温度域の直線と高温度域の直線の交点より求めた。
【００７９】
１３００℃におけるガラスの粘度は白金引き上げ法で測定した。
【００８０】
泡数は、１３００℃にてリメルトした試料（３０×３０×１０ｍｍ）表面を鏡面研磨し、試料中の泡を数えた。数えた泡と試料の重さよりグラムあたりの泡数を算出した。
【００８１】
クモリ発生確率は次のようにして評価した。まずＰｔ−ＩｒがコートされたＷＣ板の上にガラス試料を載置し、Ｔｇ＋２５℃のＮ２雰囲気にて１分間熱処理する作業を１００回行った。その後、ガラス表面のクモリの有無を顕微鏡で観察した。このようにして１００個の試料を評価し、クモリ発生確率を求めた。
【００８２】
Ｓｂ析出レベルは、ＷＣ板上にφ５×５ｍｍのガラス試料を載置し、８００℃のＮ２雰囲気にて１５分間熱処理を行った後、ＷＣ板のＳｂ量をＥＰＭＡ（日本電子製、ＪＸＡ−８９００Ｍ）のＷＤＸにて面分析を行った。さらにＷＤＸの面分析で得られた総信号量を測定面積で割った平均値を求めた。なおＷＤＸの面分析は電流３×１０−８Ａで行った。
【００８３】
次に硫酸塩の清澄効果を確認するために、Ｎａ２Ｏ原料の一部を硫酸塩に置換した試料を用意し、上記と同様の方法を用いて泡数を評価した。具体的にはＮｏ．８及びＮｏ．３２のＮａ２Ｏ原料として、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）を０．０５％、０．１％、残部をソーダ灰として試料を作製し、評価に供した。
【００８４】
【表１０】
【００８５】
その結果、表１０に示すように、硫酸塩を用いた試料の泡数は何れも０ヶ/ｇであった。また、ガラス中のＳＯ３は０．００５％以上であった。
【００８６】
なおガラス中のＳＯ３量は、ガラスをアルカリ融解し、その液をイオン交換後、イオンクロマトグラフィにて測定を行った。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の光学ガラスは、モールドプレスしても表面にクモリを生じにくく、かつ内部に泡がないことから、量産性に優れている。よってＣＤ、ＤＶＤ等の光ピックアップレンズや、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の光学レンズに好適に使用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有することを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
さらにＳＯ３を０．００５〜０．５質量％含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１１以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
モールドプレス成形用であることを特徴とする請求項１〜３に記載の光学ガラス。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学レンズ。
【請求項６】
請求項１〜４の光学ガラスを製造する方法であって、清澄剤として硫酸塩を使用することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項７】
硫酸塩の添加量が、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下であることを特徴とする請求項６に記載の光学ガラスの製造方法。
【請求項１】
質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ４〜２０％（ただし４％を含まず）、Ｂ２Ｏ３ １５〜６０％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．００１〜０．１％（ただし０．１％を含まず）含有することを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
さらにＳＯ３を０．００５〜０．５質量％含有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
【請求項３】
（酸素原子のモル数の総和／陽イオンのＦｉｅｌｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈの総和）×１００で定義されるガラスの塩基性度が１１以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ガラス。
【請求項４】
モールドプレス成形用であることを特徴とする請求項１〜３に記載の光学ガラス。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の光学ガラスからなることを特徴とする光学レンズ。
【請求項６】
請求項１〜４の光学ガラスを製造する方法であって、清澄剤として硫酸塩を使用することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
【請求項７】
硫酸塩の添加量が、ガラス原料１００質量％に対して５質量％以下であることを特徴とする請求項６に記載の光学ガラスの製造方法。
【公開番号】特開２０１１−２２５４１８（Ｐ２０１１−２２５４１８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６９０６１（Ｐ２０１０−２６９０６１）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【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２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【出願人】（０００２３２２４３）日本電気硝子株式会社 (1,447)
【Ｆターム（参考）】
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