JP2010202417A - 光学ガラス - Google Patents

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JP2010202417A JP2009046341A JP2009046341A JP2010202417A JP 2010202417 A JP2010202417 A JP 2010202417A JP 2009046341 A JP2009046341 A JP 2009046341A JP 2009046341 A JP2009046341 A JP 2009046341A JP 2010202417 A JP2010202417 A JP 2010202417A
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Abstract

【課題】屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を有し、化学的耐久性、溶融性、耐失透性に優れた光学ガラスを提供する。
【解決手段】
屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を有し、質量％で、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが８％以上、かつＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏ比が１.２以上で、ＢａＯ＋ＣａＯが２５％以下であることを特徴とする光学ガラス。質量％でＮａ２Ｏが２％以上かつＢａＯ/ＣａＯが０．６以上、Ｋ２Ｏ/Ｎａ２Ｏが１．２以上であることを特徴とする前記記載光学ガラス。
【選択図】なし

Description

本発明は屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を示し、優れた溶融性、耐失透性、化学的耐久性を有する光学ガラスに関する。
近年、光学系を使用する機器のデジタル化や高精細化が急速に進んでおり、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮影機器をはじめ、各種光学機器に用いられるレンズ等の光学素子に対する高精度化、軽量、及び小型化の要求は、ますます強まっている。
屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０のいわゆる中屈折率ガラスも依然として大きな需要がある。
特開昭５９−１６９９５３には屈折率が１．５７〜１．６２、アッベ数が５０〜６２の光学ガラスが記載されている。しかし、この公報に記載の光学ガラスは有害性の強いＰｂＯやＡｓ２Ｏ３を含んでいる。また、特開平６−１０７４２６には屈折率が１．５０〜１．６５、アッベ数が４４〜６０の光学ガラスが記載されている。しかし、この公報に記載の光学ガラスはＫ２Ｏが８％以下、かつＣａＯが１７％以上であり、耐失透性、化学的耐久性の面で後述の本願発明における所望の特性を十分に満たすものではない。
特開昭５９−１６９９５３号公報 特開平０６−１０７４２６号公報
本発明の目的は、前記従来技術に記載した光学ガラスに見られる諸欠点を総合的に解消し、前記の光学定数を有し、優れた溶融性、耐失透性、化学的耐久性を有する光学ガラスを提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、特定量のＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｂ2Ｏ3、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏを含有させることにより、前記の光学定数を有し、有毒性の強い物質を含まない光学ガラスを作成しうることを見出した。さらに本発明者は、前記組成系において、ＣａＯ及びＢａＯ、並びにＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏを所定量含有し、さらに所定の比率で含有させることにより、所望の光学定数を維持しつつ優れた溶融性、耐失透性、化学的耐久性を実現できることを見出した。
本発明の第１の構成は、屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を有し、質量％でＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが８％以上、かつＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏ比が１.２以上で、ＢａＯ＋ＣａＯが２５％以下であることを特徴とする光学ガラス
本発明の第２の構成は、質量％でＫ２Ｏが８％以上であることを特徴とする前記構成１の光学ガラスである。
本発明の第３の構成は、質量％でＮａ２Ｏが２％以上かつＢａＯ/ＣａＯが０．６以上、Ｋ２Ｏ/Ｎａ２Ｏが１．２以上であることを特徴とする前記構成１〜２いずれかの光学ガラスである。
本発明の第４の構成は、質量％で、
ＳｉＯ2 ４５〜６０％、
ＴｉＯ2 ０〜１５％、
ＣａＯ ０〜２２％、
ＢａＯ ０〜２２％
Ｂ2Ｏ3 ０〜１６％及び／又は、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜６％及び／又は、
Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は、及び
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｌｉ2Ｏ ０〜５％
の各成分を含有することを特徴とする光学ガラスである。
本発明の第５の構成は、質量％で、
ＳｉＯ2 ４５〜６０％、
ＴｉＯ2 ０〜１５％、
ＣａＯ ０〜２２％、
ＢａＯ ０〜２２％
Ｂ2Ｏ3 ０〜１６％及び／又は、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜６％及び／又は、
Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は、及び
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
Ｌｉ2Ｏ ０〜５％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１〜３いずれかの光学ガラスである。
本発明の第６の構成は、質量％で、
ＧｅＯ2 ０〜５％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜１５％、及び
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１５％
ＺｒＯ2 ０〜１５％及び／又は
ＷＯ3 ０〜１５％及び／又は
Ｌａ2Ｏ3 ０〜１０％及び／又は、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
ＭｇＯ ０〜２２％及び／又は
ＺｎＯ ０〜１０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜１０％及び／又は
ＴｅＯ２ ０〜５％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３ ０〜１％
の各成分を含有することを特徴とする前記構成１〜５いずれかの光学ガラスである。
本発明の第７の構成は、前記構成１〜６いずれかの光学ガラスからなるレンズプリフォーム材である。
本発明の第８の構成は前記構成７のレンズプリフォーム材を精密プレス成形してなる光学素子である
本発明の第９の構成は前記構成１〜６いずれかの光学ガラスからなる光学素子である
本発明の光学ガラスの各成分について説明する。以下、特に断らない限り各成分の含有率は酸化物基準の質量％を意味する。
なお、本明細書中において「酸化物基準の質量％」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
ＳｉＯ2成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラスの粘度を高め、耐失透性および化学的耐久性を向上させるのに有効なであり欠かすことできない成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性、溶融性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは４５％、より好ましくは４７％、最も好ましくは４８．５％を下限として含有することができ、好ましくは６０％、より好ましくは５６％、最も好ましくは５３％を上限として含有することができる。
ＳｉＯ２は、原料として例えばＳｉＯ２等を使用してガラス内に導入される。
Ｂ2Ｏ3成分は、ガラスの溶融性及び耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすい。従って、好ましくは１６％、より好ましくは１１％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ｂ2Ｏ3は、原料として例えばＨ3ＢＯ3、Ｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ａｌ2Ｏ3成分は、化学的耐久性の改善に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは６％、より好ましくは５％、最も好ましくは４．５％を上限として含有することができる。
またＡｌ2Ｏ3は、原料として例えばＡｌ2Ｏ3、Ａｌ（ＯＨ）3等を使用してガラス内に導入される。
ＴｉＯ２成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると可視光短波長域の透過率が悪化しやすくなると共に耐失透性が悪くなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１４％、最も好ましくは１３％を上限として含有することができる。
ＴｉＯ2は、原料として例えばＴｉＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＣａＯ成分は光学定数の調整および化学的耐久性を改善するのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは２２％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＣａＯ成分は、原料として例えばＣａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＢａＯ成分は光学定数を調整し耐失透性を改善する効果がある成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすい。従って、好ましくは２２％、より好ましくは１７．５％、最も好ましくは１７％を上限として含有することができる。
ＢａＯ成分は、原料として例えばＢａＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｎａ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１３％、最も好ましくは６％を上限として含有することができる。
またＮａ2Ｏは、原料として例えばＮａ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｋ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１７％、最も好ましくは１４％を上限として含有することができる。
またＫ2Ｏは、原料として例えばＫ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融時の脱泡のために任意に添加しうるが、その量が多すぎると可視光領域の短波長領域における透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１％、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．３％を上限として含有できる。
Ｌｉ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を大幅に下げ、かつ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは３％未満、より好ましくは１％未満、最も好ましくは０．１％未満を上限として含有することができる。
またＬｉ2Ｏは、原料として例えばＬｉ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＧｅＯ2成分は、屈折率を高め、耐失透性を向上させる効果を有する成分であるが原料が非常に高価であるため、好ましくは５％、より好ましくは３％、最も好ましくは１％を上限として含有することができる。
またＧｅＯ2は、原料として例えばＧｅＯ2等を使用してガラス内に導入される。
Ｎｂ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすく、可視光短波長域の透過率も悪化することがある。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＮｂ2Ｏ5は、原料として例えばＮｂ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
Ｔａ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＴａ2Ｏ5は、原料として例えばＴａ2Ｏ5等を使用してガラス内に導入される。
ＺｒＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善し、化学的耐久性を向上させる効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＺｒＯ2は、原料として例えばＺｒＯ2等を使用してガラス内に導入される。
ＷＯ3成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性や可視光領域の短波長域の光線透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＷＯ3は、原料として例えばＷＯ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎるとガラスの光学定数の値を前記範囲内に維持し難く、耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは６％、最も好ましくは３％を上限として含有することができる。
Ｌａ2Ｏ3は、原料として例えばＬａ2Ｏ3、硝酸ランタン又はその水和物等を使用してガラス内に導入される。
Ｇｄ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
またＧｄ2Ｏ3は、原料として例えばＧｄ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ｙ2Ｏ3は、原料として例えばＹ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
Ｙｂ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％未満を上限として含有することができる。
またＹｂ2Ｏ3は、原料として例えばＹｂ2Ｏ3等を使用してガラス内に導入される。
ＭｇＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなることがある。従って、好ましくは２２％、より好ましくは１５％、最も好ましくは８％未満を上限として含有することができる。
またＭｇＯは、原料として例えばＭｇＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＺｎＯ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低くし、化学的耐久性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは６．５％を上限として含有することができる。
またＺｎＯは、原料として例えばＺｎＯ等を使用してガラス内に導入できる。
ＳｒＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＳｒＯ成分は、原料として例えばＳｒＯまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＴｅＯ２成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際、テルルと白金が合金化し、合金となった箇所は耐熱性が悪くなるため、その箇所に穴が開き、溶融ガラスが流出する事故が起こる危険性が憂慮される。従って、好ましくは５％を上限とし、より好ましくは３％、最も好ましくは１％を上限として含有できる。
またＴｅＯ２は、原料として例えばＴｅＯ２等を使用してガラス内に導入される。
Ｇａ２Ｏ３成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、原料が非常に高価であるため、好ましくは１％を上限とし、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．１％を上限として含有できる。
またＧａ２Ｏ３は、原料として例えばＧａ２Ｏ３等を使用してガラス内に導入される。
なお、上記ガラス中に存在する各成分を導入させるために使用される原料は、例示の目的で記載したものであり、上記列挙された酸化物等に限定されるものではない。従って、ガラス製造の条件の諸変更に適宜対応させて、公知の原料から選択できる。
本発明者は、前記範囲内の光学定数において、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分の合計含有量、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの成分比およびＣａＯ成分とＢａＯ成分の合計含有量を所定の値に調節することにより、ガラスの溶融性を保ちながら、化学的耐久性が向上することを見出した。すなわちＫ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏの値を好ましくは８％、より好ましくは１１％、最も好ましくは１４％を下限に含有することができ、かつＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏの値を好ましくは１．２、より好ましくは１．８％、最も好ましくは２．３％を下限に含有することができ、ＣａＯ＋ＢａＯが成分を好ましくは２５％、より好ましくは２３％、最も好ましくは２１％を上限に含有することができる。
本発明者は、前記範囲内の光学定数において、Ｋ２Ｏ成分の含有量、ＣａＯ成分とＢａＯ成分の合計含有量を所定の値に調節することにより化学的耐久性を悪化させることなく耐失透性が向上することを見出した。すなわちＫ２Ｏ成分を好ましくは８％、より好ましくは９％、最も好ましくは１０％を下限に含有することができ、ＢａＯ＋ＣａＯを、好ましくは２５％、より好ましくは２３％、最も好ましくは２１％を上限として含有することができる。
本発明者は、前記範囲内の光学定数において、Ｎａ２Ｏ成分量とＢａＯ/ＣａＯの成分比、Ｋ２Ｏ/Ｎａ２Ｏの成分比を所定の値に調節することにより溶融性、耐失透性、化学的耐久性それぞれに富んだガラスが得られることを見出した。すなわちＮａ２Ｏ成分を好ましくは２％、より好ましくは３％、最も好ましくは３．５％を下限として含有することができ、ＢａＯ/ＣａＯの値が好ましくは０．６、より好ましくは１．０、最も好ましくは１．４を下限として含有することができ、さらにＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏの値が好ましくは１．２、より好ましくは１．８、最も好ましくは２．３を下限として含有することができる。
さらに、所望の光学定数を維持し、より生産性に富んだガラスを得るためには、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、ＢａＯ＋ＣａＯ、ＢａＯ/ＣａＯ、Ｋ２Ｏ/Ｎａ２Ｏの値を同時に上記所定の好ましい範囲内にするほうがよい。
Ｌｕ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＢｅＯの各成分は含有させることは可能であるが、Ｌｕ2Ｏ3、Ｈｆ2Ｏ3は高額原料であるため原料コストが高くなり実際の製造においては現実的ではなく、ＳｎＯ2は白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際に錫と白金が合金化して合金となった箇所は耐熱性が悪くなり、その箇所に穴が開き溶融ガラス流出する事故がおこる危険性が憂慮され、ＢｅＯは、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分である、という問題がある。従って、好ましくは０．１％未満、より好ましくは０．０５％を上限として含有され、最も好ましくは含有しない。
次に、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない成分について説明する。
鉛化合物は、精密プレス成形時に金型と融着しやすい成分であるという問題並びにガラスの製造のみならず、研磨等のガラスの冷間加工及びガラスの廃棄に至るまで、環境対策上の措置が必要となり、環境負荷が大きい成分であるという問題があるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
Ａｓ2Ｏ3、カドミウム及びトリウムは、共に、環境に有害な影響を与え、環境負荷の非常に大きい成分であるため、本発明の光学ガラスに含有させるべきではない。
さらに本発明の光学ガラスにおいては、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｅｕ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ等の着色成分は、含有しないことが好ましい。ただし、ここでいう含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
また、本発明のガラス組成物は、その組成が質量％で表されているため直接的にモル％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のモル％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
ＳｉＯ2 ５０〜７０％、
ＴｉＯ2 ０〜２０％、
ＣａＯ ０〜２２％、
ＢａＯ ０〜１０％
Ｂ2Ｏ3 ０〜２０％及び／又は、
Ａｌ2Ｏ3 ０〜５％及び／又は、
Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は、及び
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％
Ｌｉ2Ｏ ０〜７％
並びに
ＧｅＯ2 ０〜５％及び／又は
Ｎｂ2Ｏ5 ０〜１５％、及び
Ｔａ2Ｏ5 ０〜１５％
ＺｒＯ2 ０〜１５％及び／又は
ＷＯ3 ０〜１５％及び／又は
Ｌａ2Ｏ3 ０〜１０％及び／又は、
Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
ＭｇＯ ０〜２２％及び／又は
ＺｎＯ ０〜１０％及び／又は
ＳｒＯ ０〜１０％及び／又は
ＴｅＯ２ ０〜５％及び／又は
Ｇａ２Ｏ３ ０〜１％
ＳｉＯ2成分は、本発明の光学ガラスにおいて、ガラスの粘度を高め、耐失透性および化学的耐久性を向上させるのに有効なであり欠かすことできない成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性、溶融性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは５０％、より好ましくは５４％、最も好ましくは５８％を下限として含有することができ、好ましくは７０％、より好ましくは６７％、最も好ましくは６４％を上限として含有することができる。
Ｂ2Ｏ3成分は、ガラスの溶融性及び耐失透性を向上させるのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすい。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１１％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ａｌ2Ｏ3成分は、化学的耐久性の改善に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは５％、より好ましくは４％、最も好ましくは３％を上限として含有することができる。
ＴｉＯ２成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果があり欠かすことできない成分である。しかし、その量が少なすぎるとその効果が不十分となりやすく、多すぎると可視光短波長域の透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは０．５％、より好ましくは１％、最も好ましくは５％を下限として含有することができ、好ましくは２０％、より好ましくは１４％、最も好ましくは１１％を上限として含有することができる。
ＣａＯ成分は光学定数の調整および化学的耐久性を改善するのに有効であり欠かすことできない成分である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは０．５％、より好ましくは１％、最も好ましくは５％を下限として含有することができ、好ましくは２２％、より好ましくは１４％、最も好ましくは６％を上限として含有することができる。
ＢａＯ成分は光学定数を調整し耐失透性を改善する効果があり欠かすことできない成分である。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすい。従って、好ましくは３％、より好ましくは２％、最も好ましくは１％を下限として含有することができ、好ましくは１０％、より好ましくは８．５％、最も好ましくは８％を上限として含有することができる。
Ｎａ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１４％、最も好ましくは７％を上限として含有することができる。なお、Ｎａ2Ｏ成分は任意成分であり、含有しなくとも本発明のガラスを製造することは可能であるが、前記効果を発揮させやすくするためにも、好ましくは０％を超え、より好ましくは１％、最も好ましくは４％を下限とする。
Ｋ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限として含有することができる。なお、Ｋ2Ｏ成分は任意成分であり、含有しなくとも本発明のガラスを製造することは可能であるが、前記効果を発揮させやすくするためにも、好ましくは０％を超え、より好ましくは４％、最も好ましくは８％を下限とする。
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融時の脱泡のために任意に添加しうるが、その量が多すぎると可視光領域の短波長領域における透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは０．２％、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．０５％を上限として含有できる。
Ｌｉ2Ｏ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を下げ、混合したガラス原料の溶融を促進する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が急激に悪化しやすくなる。従って、好ましくは７％、より好ましくは６％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。なお、Ｌｉ2Ｏ成分は任意成分であり、含有しなくとも本発明のガラスを製造することは可能である。またＬｉ2Ｏは、原料として例えばＬｉ2Ｏまたはその炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用してガラス内に導入できる。
ＧｅＯ2成分は、屈折率を高め、耐失透性を向上させる効果を有する成分であるが原料が非常に高価であるため、好ましくは５％、より好ましくは３％、最も好ましくは１％を上限として含有することができる。
Ｎｂ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすく、可視光短波長域の透過率も悪化することがある。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ｔａ2Ｏ5成分は、屈折率を高め、化学的耐久性及び耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＺｒＯ2成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善し、化学的耐久性を向上させる効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＷＯ3成分は、光学定数を調整し、耐失透性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると逆に耐失透性や可視光領域の短波長域の光線透過率が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに有効な成分である。しかし、その量が多すぎるとガラスの光学定数の値を前記範囲内に維持し難く、耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１０％、より好ましくは６％、最も好ましくは３％を下限として含有することができる。
Ｇｄ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪化しやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ｙ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
Ｙｂ2Ｏ3成分は、ガラスの屈折率を高め、低分散化させるのに効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性および化学的耐久性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％未満を上限として含有することができる。
ＭｇＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなることがある。従って、好ましくは２２％、より好ましくは１５％、最も好ましくは８％未満を上限として含有することができる。
ＺｎＯ成分は、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低くし、化学的耐久性を改善する効果がある。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは６．５％を上限として含有することができる。
ＳｒＯ成分は光学定数の調整に有効である。しかし、その量が多すぎると耐失透性が悪くなりやすくなる。従って、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限として含有することができる。
ＴｅＯ２成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、白金製の坩堝や、溶融ガラスと接する部分が白金で形成されている溶融槽でガラス原料を溶融する際、テルルと白金が合金化し、合金となった箇所は耐熱性が悪くなるため、その箇所に穴が開き、溶融ガラスが流出する事故が起こる危険性が憂慮される。従って、好ましくは５％を上限とし、より好ましくは３％、最も好ましくは１％を上限として含有できる。
Ｇａ２Ｏ３成分は、屈折率を高める効果を有する成分であるが、原料が非常に高価であるため、好ましくは１％を上限とし、より好ましくは０．５％、最も好ましくは０．１％を上限として含有できる。
次に本発明の光学ガラスの物性について説明する。
前述のとおり、本発明の光学ガラスは光学設計上の有用性の観点から、好ましくは屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５かつアッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を有し、より好ましくは屈折率（ｎd）が１．５６〜１．６２かつアッベ数（νd）が４１〜５３の範囲の光学定数を有し、最も好ましくは屈折率（ｎd）が１．５８〜１．６１かつアッベ数（νd）が４３〜４７の範囲の光学定数を有する。
本発明の光学ガラスは精密プレス成形用のプリフォーム材としても使用することができる。プリフォーム材として使用する場合、その製造方法及び精密プレス成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。例えば、熔融ガラスから直接プリフォーム材を製造することもでき、また板状に成形されたガラスを冷間加工して製造しても良い。
本発明の光学ガラスは洗浄性の観点から、耐酸性（ＳＲ）値が１であることが望ましい
本発明の光学ガラスを成形することにより得られる光学素子はカメラ、ビデオ用のレンズ、顕微鏡や望遠鏡用のレンズなどに使用できることはもちろんであるが、その用途は限定されない。
以下、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
本発明のガラスの実施例（Ｎｏ．１〜８）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）および耐酸性（ＳＲ）値と共に表１に示す。表中、各成分の組成は質量％で表示するものとする。
また、比較例のガラス（Ｎｏ．ＡおよびＢ）の組成を、これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）および耐酸性（ＳＲ）値と共に表２に示す。
Figure 2010202417










Figure 2010202417
表１に示した本発明の実施例の光学ガラス（Ｎｏ．１〜８）は、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の通常の光学ガラス用原料を表１に示した各実施例の組成の割合となるように秤量し、混合し、白金るつぼに投入し、組成による溶融性に応じて、１１００〜１３５０℃で、２〜５時間溶融、清澄、攪拌して均質化した後、金型等に鋳込み徐冷することにより得ることができた。
屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ）は徐冷降温速度を−２５℃／時にして得られた光学ガラスについて測定した。
耐酸性（ＳＲ）値はＩＳＯ―８４２４：１９８７（Ｅ）の測定方法に準拠して測定したものである。
表１に見られる通り、本発明の実施例の光学ガラスは前記範囲内の光学定数（屈折率（ｎｄ）及びアッベ数（νｄ））を有し、質量％で、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが８％以上、かつＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏ比が１.２以上で、ＢａＯ＋ＣａＯが２５％以下、Ｋ２Ｏが８％以上、Ｎａ２Ｏが２％以上かつＢａＯ/ＣａＯが０．６以上、Ｋ２Ｏ/Ｎａ２Ｏが１．２以上である。従って耐酸性（ＳＲ）値が１であり化学的耐久性に優れ、また耐失透性、溶融性に優れる。
これに対し、表２に示す組成の比較例ＡおよびＢの各試料について、上記実施例と同じ条件にてガラスを作製し、同一の評価方法により、作製したガラスを評価した。比較例ＡおよびＢに見られる通り、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが８％以下、かつＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏ比が１.２以下で、ＢａＯ＋ＣａＯが２５％以上、Ｋ２Ｏが８％以下であるため耐酸性（ＳＲ）値が５であり化学的耐久性に劣り、また耐失透性に問題があるので工業的には使用できない。
以上、述べたとおり、本発明の光学ガラスは、組成がＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＣａＯ−ＢａＯ−Ｎａ２Ｏおよび/またはＫ２Ｏ系ガラスであり、かつ、鉛成分、ヒ素成分を含まないガラスであって、屈折率（ｎｄ）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を有し、耐酸性（ＳＲ）値が１であり化学的耐久性に優れ、さらに溶融性、耐失透性も良好であり量産性に優れるので産業上非常に有用である。

Claims (9)

  1. 屈折率（ｎd）が１．５０〜１．６５未満、アッベ数（νd）が４０〜６０の範囲の光学定数を有し、質量％でＮａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが８％以上、かつＫ２Ｏ/Ｎａ２Ｏ比が１.２以上で、ＢａＯ＋ＣａＯが２５％以下であることを特徴とする光学ガラス
  2. 質量％でＫ２Ｏが８％以上であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。
  3. 質量％でＮａ２Ｏが２％以上かつＢａＯ/ＣａＯが０．６以上、Ｋ２Ｏ/Ｎａ２Ｏが１．２以上であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の光学ガラス。
  4. 質量％で、
    ＳｉＯ2 ４５〜６０％、
    ＴｉＯ2 ０〜１５％、
    ＣａＯ ０〜２２％、
    ＢａＯ ０〜２２％
    Ｂ2Ｏ3 ０〜１６％及び／又は、
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜６％及び／又は、
    Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
    Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は、及び
    Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
    Ｌｉ2Ｏ ０〜５％
    の各成分を含有することを特徴とする光学ガラス。
  5. 質量％で、
    ＳｉＯ2 ４５〜６０％、
    ＴｉＯ2 ０〜１５％、
    ＣａＯ ０〜２２％、
    ＢａＯ ０〜２２％
    Ｂ2Ｏ3 ０〜１６％及び／又は、
    Ａｌ2Ｏ3 ０〜６％及び／又は、
    Ｎａ２Ｏ ０〜２０％及び／又は
    Ｋ２Ｏ ０〜２０％及び／又は、及び
    Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％及び／又は
    Ｌｉ2Ｏ ０〜５％
    の各成分を含有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の光学ガラス。
  6. 質量％で、
    ＧｅＯ2 ０〜５％及び／又は
    Ｎｂ2Ｏ5 ０〜１５％、及び
    Ｔａ2Ｏ5 ０〜１５％
    ＺｒＯ2 ０〜１５％及び／又は
    ＷＯ3 ０〜１５％及び／又は
    Ｌａ2Ｏ3 ０〜１０％及び／又は、
    Ｇｄ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
    Ｙ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
    Ｙｂ2Ｏ3 ０〜１５％及び／又は
    ＭｇＯ ０〜２２％及び／又は
    ＺｎＯ ０〜１０％及び／又は
    ＳｒＯ ０〜１０％及び／又は
    ＴｅＯ２ ０〜５％及び／又は
    Ｇａ２Ｏ３ ０〜１％
    の各成分を含有することを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の光学ガラス。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項の光学ガラスからなるレンズプリフォーム材。
  8. 請求項７のレンズプリフォーム材を精密プレス成形してなる光学素子
  9. 請求項１〜６のいずれか１項の光学ガラスからなる光学素子
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