JP2012036091A

JP2012036091A - 光学ガラスの製造方法

Info

Publication number: JP2012036091A
Application number: JP2011246244A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamaguchi; 勝彦山口; Katsuo Mori; 克夫森
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2012-02-23

Abstract

【課題】耐ソーラリゼーションに優れた光学ガラスを提供する。
【解決手段】重量で、Ｐ₂Ｏ₅ ５〜６０％、ＴｉＯ₂ ０〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ５〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２０％、ＷＯ _３０〜１０％、Ｂｉ _２Ｏ _３０〜１０％、ＺｒＯ₂ ０〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０〜２０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＺｎＯ０〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ０〜３５％、ただし、Ｌｉ₂Ｏ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ０〜３５％、および上記金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換した弗化物（Ｆ）として合計０〜８％含有する光学ガラスにおいて、ＭｏＯ_３の含有量を測定し、ＭｏＯ₃の含有量が重量で３０ｐｐｍを超える場合は、ＭｏＯ_３の含有量を重量で３０ｐｐｍ以下に減少させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ、プリズム用光学材料等に使用されるソーラリゼーションのない光学ガラスの製造方法に関する。

従来、Ｐ₂Ｏ₅成分を含有する高屈折ガラスとして種々のガラス系が知られている。例えば、Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅系、Ｐ₂Ｏ₅−Ｂ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅系等が知られているが、これらのガラス系はＴｉＯ₂成分を多量に含有するため、得られたガラスは紫色に着色するため光線透過性が不十分であり、光学ガラスとしては不適である。これらの問題を解決するために特開平５−２７０８５３号公報が開示されているが、このガラスは耐ソーラリゼーション性が不十分である。

本発明は、前記の従来技術にみられる諸欠点を総合的に解決したソーラリゼーションのない光学ガラスの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者等は鋭意試験研究を重ねた結果、ＭｏＯ₃の含有量が３０ｐｐｍ以下であるガラスは、意外にも優れた光線透過性を有し、かつ、耐ソーラリゼーション性に優れた光学ガラスであることを見いだし本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の目的を達成する第１の構成は、重量で、Ｐ₂Ｏ₅ ５〜６０％、ＴｉＯ₂ ０〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ５〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２０％、ＷＯ _３０〜１０％、Ｂｉ _２Ｏ _３０〜１０％、ＺｒＯ₂ ０〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０〜２０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＺｎＯ０〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ０〜３５％、ただし、Ｌｉ₂Ｏ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ０〜３５％、および上記金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換した弗化物（Ｆ）として合計０〜８％含有し、重量でＭｏＯ _３の含有量が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする光学ガラスである。

本発明の第２の構成は、前記光学ガラスにおいて、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が重量で０．０５〜０．３％の範囲であることを特徴とする第１の構成の光学ガラスである。

本発明によって得られる光学ガラスはＭｏＯ₃の含有量が３０ｐｐｍ以下であるから着色が少なく、優れた光線透過性を有し、かつ、耐ソーラリゼーション性に優れたものであるから、従来のガラスより有用である。
本発明にかかるソーラリゼーションのない光学ガラスにおいて、ＭｏＯ₃の含有量を３０ｐｐｍ以下に限定した理由は、上記のとおり優れた光線透過性を維持しつつ、耐ソーラリゼーション性の優れたガラスを得るための上限の含有量であり、３０ｐｐｍを越えると上記効果が悪化する。より好ましくはＳｂ₂Ｏ₃の含有量を０．０５〜０．３％の範囲に限定すると耐ソーラリゼーション性の効果がいっそう向上する。

このグラフは、ガラス中のＭｏＯ₃含有量と、ソーラリゼーション（△λ）の関係を示したものである。明らかに本発明のガラスは、耐ソーラリゼーション性に優れている。

Ｐ₂Ｏ₅成分は、ガラス形成酸化物として重要な成分であると共に、ガラスに高分散性を与えるのに有効な成分で５％以上添加するのがより好ましいが、化学的耐久性維持のため上限を６０％までとするのがよりいっそう好ましい。

ＴｉＯ₂成分は、ガラスの屈折率を高めるのに有効な成分であるので添加し得るが、２５％までとするのがより好ましい。

Ｂ₂Ｏ₃成分およびＳｉＯ₂成分は、ガラスの溶融性維持のため添加し得るが、これらの量はそれぞれ２０％および３０％までとするのが失透傾向防止のため、より好ましい。

Ｎｂ₂Ｏ₅成分は、広範囲でガラス化しガラスに高分散性を与えるのに有効な成分であるが、５〜６０％に限定するとガラスの耐失透性維持のため、よりいっそう好ましい。

Ｔａ₂Ｏ₅、ＷＯ₃およびＢｉ₂Ｏ₃の各成分は、ガラスの屈折率を高めるのに有効な成分であるが、これらの量がそれぞれ２０％、１０％および１０％までとするのがガラスの耐失透性維持のため、より好ましい。

ＺｒＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃の各成分は、ガラスの化学的耐久性の改良に有効であるが、耐失透性維持のためそれぞれ５％までとするのがより好ましい。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの各成分は、ガラスの失透抑制に有効であるが、これらの１種または２種以上の合計量が２０％までとするのがより好ましい。

Ｌａ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃およびＧｄ₂Ｏ₃の各成分は、化学的耐久性向上のため添加し得るが、これらの成分の１種または２種以上の合計量は２０％までとするのがより好ましい。

ＺｎＯ成分は、溶融性改善のため添加し得るが、２０％までとするのがより好ましい。

Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏの各成分は、ガラスの溶融性および光線透過性向上効果があるので任意に添加できるが、これらの１種または２種以上の合計量を３５％までとするのがより好ましい。ただし、Ｌｉ₂Ｏ成分は、耐失透性維持のため８％までとするのがよりいっそう好ましい。また、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏ成分は、ガラスの高分散性を向上させるうえ、ガラス中に安定して含有させ得るが、これらの１種または２種の合計量を化学的耐久性維持のため、３５％までとするのがよりいっそう好ましい。

上記各金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換した弗化物は、ガラスの光線透過性向上効果があるので有効であるが、耐失透性維持のためこれら弗化物成分の弗素（Ｆ）としての合計量を８％までとするのがよりいっそう好ましい。

次に本発明の実施例をガラス組成、ガラスの屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、紫外線照射前後の分光透過率曲線の７０％での光線波長（λ₁、λ₂）と両者の差（△λ；ソーラリゼーションの大小を表す目安）を従来のガラスの比較例と共に表１に示す。ここでＴ₇₀は、両面研磨した厚さ１０ｍ／ｍのガラス試料について測定した結果を示したものである。

この表１に見られるように、従来のガラスのソーラリゼーション（△λ）は９０ｎｍであったのに対し、本発明の実施例のガラスＮｏ．１〜Ｎｏ．７の（△λ）は２ｎｍ以下に抑えられた。また７０％透過率波長をみると、本発明のガラスは依然として優れた光線透過性を保っていることがわかる。

本発明の上記実施例のガラスは、いずれも炭酸塩、硝酸塩、燐酸塩酸化物および弗化物等の通常の光学ガラス原料を用いて、秤量、混合し、これを石英坩堝または白金坩堝等を用いて、約１０００〜１３００℃で約２〜５時間で溶融し、脱泡後攪拌により均質化した後、金型に鋳込み冷却することによって容易に製造することができる。

以上述べたとおり、本発明によって得られる光学ガラスはＭｏＯ₃の含有量が３０ｐｐｍ以下であるから着色が少なく、優れた光線透過性を有し、かつ、耐ソーラリゼーション性に優れたものであるから、従来のガラスより有用である。

Claims

重量で、Ｐ₂Ｏ₅ ５〜６０％、ＴｉＯ₂ ０〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ５〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２０％、ＷＯ _３０〜１０％、Ｂｉ _２Ｏ _３０〜１０％、ＺｒＯ₂ ０〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０〜２０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＺｎＯ０〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ０〜３５％、ただし、Ｌｉ₂Ｏ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ０〜３５％、および上記金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全部と置換した弗化物（Ｆ）として合計０〜８％含有し、重量でＭｏＯ _３の含有量が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする光学ガラス。
前記光学ガラスにおいて、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が重量で０．０５〜０．３％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の光学ガラス。