JP3423673B2 - Glass composition - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、健康に有
害のおそれのある鉛やカドミウム、さらには高屈折率の
光学ガラスに多く用いられるバリウムを含まない、モー
ルドプレス成形レンズ用素材に適したガラス組成物に関
する。 【０００２】 【従来の技術】従来、カメラを代表とする光学機器に
は、凹凸球面を有する多数のレンズよりなるレンズ系が
用いられてきたが、近年、レンズ枚数、それに付随する
レンズ総重量の低減と煩瑣なレンズ研磨工程の省略、さ
らに解像度の向上を目的として、モールドプレス成形非
球面レンズの採用が指向され、一部ではすでに実用化さ
れている。このような趨勢の中にあって、成形型の改良
とともに、非研磨モールドプレス成形に、より適したガ
ラス組成の開発も、今日、なお積極的に行われている。 【０００３】モールドプレス成形用のガラス組成に関し
ては、初期には、一義的には、従来の球面レンズ系で採
用されていたガラスの光学恒数を保持しながら、低温で
モールドプレス成形が可能な低温軟化ガラス組成の開発
に力が注がれ、そのため鉛を含む組成も少なくなかっ
た。しかしながら、最近では、環境や健康への配慮か
ら、鉛、カドミウムなどの有害物、さらにはバリウムを
も含まない組成のガラスが望まれるようになってきてい
る。 【０００４】モールドプレス成形に適し、ＰｂＯやＣｄ
Ｏ（以下、本発明では、元素や化合物はすべて元素記号
で表し、酸化物ガラスの恒例にしたがって酸化物の形で
表示する）を含まないガラス組成は、特許公報に少なか
らず開示されている。本発明で目的とする屈折率（ｎd
として）１．６７〜１．７２の範囲で、ガラス形成酸化
物にＳｉＯ₂ を含む組成に限ってみても、例えば、以下
のようなガラス組成が開示されている。 【０００５】特開平４−９２８３４号公報には、ＳｉＯ
₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｌａ₂ Ｏ₃ −Ｇｄ₂Ｏ₃ −（ＺｒＯ₂ −
Ｎｂ₂ Ｏ₅ −ＴｉＯ₂ ；これらの成分はいずれも０％を
含む）系が示されているが、ここではＧｄ₂ Ｏ₃ とＢａ
Ｏが必須成分として重要な役割を演じている。特開平５
−２０１７４３号公報には、ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｌａ
₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ−Ｒ₂ Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素）系が
示されているが、屈折率をあげるために多量のＬａ₂ Ｏ
₃ を必須成分とし、一方、Ｎｂ₂ Ｏ₅ とＴｉＯ ₂ は含ま
れていない。特開平６−３２６３１号公報には、ＳｉＯ
₂ −ＧｅＯ₂ −ＴｉＯ₂ −Ｎｂ₂ Ｏ₅ −Ｒ₂ Ｏ（Ｒはア
ルカリ金属元素）系が示されているが、ガラス形成酸化
物はＳｉＯ₂ とＧｅＯ₂ でＢ₂ Ｏ₃ は含まれていない。 【０００６】特開平６−１０７４２５号公報には、Ｓｉ
Ｏ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＴｉＯ₂ −Ｎｂ₂Ｏ₅ −ＢａＯ−Ｒ₂
Ｏ（Ｒはアルカリ金属元素）系が示されているが、Ｂａ
Ｏを必須成分（１〜４５％）とし、Ｌａ₂ Ｏ₃ を含まな
い組成である。特開平６−１４４８６２号公報はＳｉＯ
₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｌａ₂ Ｏ₃ −Ａｌ₂ Ｏ₃ 系、特開平８−
５９２８１号公報はＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系であ
り、いずれも必須成分としてＮｂ₂ Ｏ₅ およびＴｉＯ₂
を含んでいない。特開平８−１０４５３６号公報には、
ＳｉＯ₂ −ＴｉＯ₂ −ＺｒＯ₂ −Ｋ₂ Ｏ−Ｌｉ₂ Ｏ−Ｒ
Ｏ（Ｒは２価金属元素）系、特開平８−１７５８４１号
公報には、ＳｉＯ₂ −ＴｉＯ₂ −Ｎｂ₂Ｏ₅ −ＷＯ₃ −
ＢａＯ−Ｎａ₂ Ｏ系組成が示されているが、これらの系
では、Ｂ ₂ Ｏ₃ およびＬａ₂ Ｏ₃ が必須成分ではなく、
その上ＴｉＯ₂ の量もかなり多い。特開平８−２５９２
５７号公報はＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｌｉ₂ Ｏ−ＺｎＯ−
Ｌａ₂ Ｏ₃ 系、特開平１１−２９３３８号公報はＳｉＯ
₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ−ＲＯ（Ｒは２価金属元素）系で
あり、前者はＬａ₂ Ｏ₃ の量が多くてアルカリの合計量
が少なく、後者はＮｂ₂ Ｏ₅ 、Ｌａ₂ Ｏ₃ およびＴｉＯ
₂ の許容含有量が微量である。 【０００７】また、モールド成形用かどうか不明である
が、特開平１０−２６５２３８号公報には、ＳｉＯ₂ −
Ｂ₂ Ｏ₃ −ＺｒＯ₂ −Ｎｂ₂ Ｏ₅ 系が示されているが、
その組成範囲をみると、Ｎｂ₂ Ｏ₅ が３１〜５０％とか
なり多量であり、Ｌａ₂ Ｏ₃は必須成分でない。このほ
か、ＳｉＯ₂ −Ｂ₂ Ｏ₃ −ＴｉＯ₂ −Ｎｂ₂ Ｏ₅ −Ｐｂ
Ｏ（ＴｉＯ₂ ，Ｎｂ₂ Ｏ₆ ，ＰｂＯはいずれも０％を含
む）系についての報告例もあるが、Ｂ₂Ｏ₃ は５〜１１
％、ＺｎＯも０〜８％に限定されている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】これらの公報に記載さ
れているガラスは、いずれもその光学恒数は目標値を満
たしているが、耐候性のよい組成の中には、モールドプ
レス成形のために最も重要な低温軟化性や、ガラスの熱
膨張曲線から判定される屈伏点（熱膨張曲線の極大点に
相当する温度、以下同様）の値が必ずしもユーザーの要
求に適うほど低くないものも含まれ、一方、低温軟化性
を重視した組成の中には、成型品の耐候性に難点がある
ものも少なくない。その原因の一つとして、上記公報に
示されている組成系あるいは組成範囲は、ガラスの具備
すべき光学恒数として屈折率とともに分散（多くはアッ
ベ数で表示）を重視してきたために、自ずから組成系あ
るいは組成範囲が制約されてきたということがある。 【０００９】しかしながら、最近の光記録装置における
ように、光源にレーザー光（事実上単波長光）を用いる
光学系では、レンズ用ガラスの具備すべき光学恒数とし
て分散は必ずしも重要ではない。むしろ屈折率が所望の
範囲にあるのは当然としても、構成成分として安価であ
りながら環境上有害のおそれのある成分を含まず、プレ
ス成形用モールドへの負担軽減のためできるだけ低い軟
化温度を有し、しかも耐水性、耐候性の大きいガラスが
望まれている。このような観点から見ると、これまで公
知のガラス組成は必ずしも満足すべきものではない。 【００１０】本発明の目的は、屈折率（ｎd として）が
１．６７〜１．７２の範囲で、環境上有害のおそれのあ
る鉛やカドミウム等、さらには高屈折率ガラスに一般に
用いられやすいバリウムを含まずに、耐水性、耐候性が
大きく、低温軟化し易いモールドプレス成形用に適した
ガラス組成物を提供することにある。 【００１１】 【課題を解決するための手段】〔構成〕上記課題を解決
するために鋭意研究した結果、本発明に係るガラス組成
物として、質量％で、ＳｉＯ₂ １８〜２８、Ｂ₂ Ｏ₃
１３〜２５、（ＳｉＯ₂ ＋Ｂ ₂ Ｏ₃ ） ３５〜５０、
Ｎｂ₂ Ｏ₅ ５〜１５、Ｔａ₂ Ｏ₅ ０〜２、（Ｎｂ₂
Ｏ₅ ＋Ｔａ₂ Ｏ₅ ） ５〜１５、ＴｉＯ₂ １〜６、Ｚ
ｒＯ₂ ０〜３、（ＴｉＯ₂ ＋ＺｒＯ₂ ） ３〜８、Ｌ
ａ₂ Ｏ₃ ５〜１５、Ａｌ₂ Ｏ₃ ０．５〜３、ＺｎＯ
１５〜２５、ＣａＯ ０〜１０、ＳｒＯ ０〜８、
（ＺｎＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ） ２０〜３０、Ｌｉ₂ Ｏ
０〜１０、Ｎａ₂ Ｏ ０〜８、Ｋ₂ Ｏ ０〜５、（Ｌｉ
₂ Ｏ＋Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ） ８〜１５％含有してなるも
のが、上記目的を達成することを見出した。 【００１２】〔作用効果〕ガラス構成成分が上記の組成
範囲に限定されるのは、次の理由による。 【００１３】ＳｉＯ₂ とＢ₂ Ｏ₃ はともにガラス網目形
成成分であり、ガラス網目を強化するという点において
は、基本的に両者の間に差はない。したがって安定なガ
ラスを得るためには、両者とも自ずから下限の量があ
る。しかし、得られたガラスの粘性に及ぼす効果には差
があり、ＳｉＯ₂ が多くなるとガラスの軟化する温度が
高くなり、Ｂ₂ Ｏ₃ が多くなると低温で軟化しやすくな
る。一方、Ｂ₂ Ｏ₃ 量が多くなりすぎるとガラスの耐水
性、耐候性が損なわれる。このような両者の効果を勘案
した上で組成範囲が決定されたもので、ＳｉＯ₂ は１８
〜２８質量％、Ｂ ₂ Ｏ₃ は１３〜２５質量％が好適であ
り、両者の合量（ＳｉＯ₂ ＋Ｂ₂ Ｏ₃ ）は３５〜５０質
量％の範囲に限定した場合が最も好適である。 【００１４】Ｎｂ₂ Ｏ₅ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、ＴｉＯ₂ 、Ｚｒ
Ｏ₂ およびＬａ₂ Ｏ₃ は、いわゆる、中間酸化物であ
り、本発明のガラスにおいては、ガラスの失透に対する
安定性をそれほど損なわずに、主として、高屈折率を付
与する成分として選ばれたものであるが、耐水性、耐候
性の付与にも効果を発揮する成分である。本発明に係る
ガラス組成物において、上記特定の範囲に限定されたの
は次の理由による。 【００１５】Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、その含有量が５質量％に満
たない場合には所望の屈折率が得られにくく、１５質量
％を超えると、他の成分の含有量との関係で、失透性に
悪影響を与えるばかりでなく、低温軟化性も若干阻害す
るように作用する。したがって５〜１５質量％が適当で
ある。 【００１６】Ｔａ₂ Ｏ₅ はＮｂ₂ Ｏ₅ を一部置換するこ
とができ、ガラスの高屈折率化と安定性に寄与する。し
かし多過ぎると屈折率が所望値より大きくなりすぎた
り、ガラスの失透に対する安定性を損ない、密度を大き
くするおそれがある。これらの点から０〜２質量％にと
どめるべきである。両者の合量（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ＋Ｔａ₂ Ｏ
₅ ）は５〜１５質量％が適当である。 【００１７】ＴｉＯ₂ はとくに高屈折率付与の効果が大
きく、またガラスの液相温度を下げて失透抑制に対する
効果もある。しかしある限度量を超えると、ガラスは急
激に失透しやすくなる。これらの点からＴｉＯ₂ 量は１
〜６質量％に限定される。 【００１８】ＺｒＯ₂ は作用効果の傾向としてはＴｉＯ
₂ に類似するが、とりわけ少量のＺｒＯ₂ の含有はガラ
スの粘性を上げることにより失透性を抑制する効果があ
る。しかし多過ぎると、当然低温軟化性に悪影響を与え
るおそれがあるので、３質量％以下にとどめるべきであ
る。両者の合量（ＴｉＯ₂ ＋ＺｒＯ₂ ）は３〜８質量％
に限定される。 【００１９】Ｌａ₂ Ｏ₃ は、高屈折、低分散光学ガラス
の必須成分であることから明らかなように、ＰｂＯやＢ
ａＯに替わる高屈折率付与成分であり、比較的多量を、
失透性を損なうことなく、ガラス中に導入することがで
きる。その含有は、耐水性付与の点からも効果的であ
り、５質量％以上が望ましい。その上限は、他の高屈折
率付与成分との相対関係で決定され、Ｎｂ₂ Ｏ₅ 、Ｔａ
₂ Ｏ₅ 、ＴｉＯ₂ およびＺｒＯ₂ が上記範囲のときは、
１５質量％が適当である。 【００２０】Ａｌ₂ Ｏ₃ も中間酸化物であり、その少量
の含有は、失透を抑え、耐水性、耐候性を上げるのに特
に効果的である。しかしその量が多くなり過ぎると、ガ
ラスの屈折率を低下させ、低温軟化性を阻害する。した
がって、０．５〜３質量％が適当である。 【００２１】ＺｎＯ、ＣａＯおよびＳｒＯは、ガラス網
目修飾酸化物であり、網目形成酸化物、中間酸化物、代
表的な網目修飾酸化物であるアルカリ金属酸化物の含有
割合によってその程度は異なるが、一般にガラスの耐水
性、耐候性に効果的な成分であると考えられている。こ
れらの中でＺｎＯは、化学的耐久性の強化のほかに、溶
融性の改善や、低融性の付与、一方、得られたガラスの
熱膨張係数の増加防止にも効果的であるという特徴的な
成分である。したがって上記２価成分（ＺｎＯ、ＣａＯ
およびＳｒＯ）の中ではその使用量を最も多くすべきで
ある。しかし、多くなり過ぎると、所望の屈折率のガラ
スが得られにくくなり、失透傾向も増加させる。したが
って、本発明で規定する２価以外の他の成分の組成限度
内では、１５〜２５質量％が好適である。ＣａＯおよび
ＳｒＯの作用効果は、ＺｎＯのそれに類似し、いずれも
ＺｎＯの補完成分と考えられるので、その含有量は少量
にとどめるべきであり、ＣａＯは１０質量％以下、Ｓｒ
Ｏは８質量％以下が望ましい。これらの観点から、２価
成分の合計量（ＺｎＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）は２０〜３０
質量％が好適である。 【００２２】Ｌｉ₂ Ｏ，Ｎａ₂ ＯおよびＫ₂ Ｏは、いず
れもガラスの溶融性の改善と低温軟化のために効果的な
成分であり、それらの少量の含有は望ましい。しかし個
々の成分によって程度は異なるが、含有量が多くなりす
ぎると、ガラスの耐水性、耐候性を劣化させ、高屈折率
化を妨げ、その上、熱膨張係数を増加させて好ましくな
い。これらの観点から、Ｌｉ₂ Ｏは１０質量％以下、Ｎ
ａ₂ Ｏは８質量％以下、Ｋ₂ Ｏは５質量％以下が望まし
く、それらの合計量（Ｌｉ₂ Ｏ＋Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ ₂ Ｏ）は
８〜１５質量％の範囲にとどめるべきである。 【００２３】なお上記の諸成分のほかに、ガラスの屈折
率を１．６７〜１．７２の範囲に保ったまま、主として
その化学的性質の改善のために、少量（合計１０質量％
以下）の成分を加えることは可能である。しかし、その
ような添加による組成変更も、基本成分の組成が本発明
の範囲にあるかぎり、本発明に包含されるべきである。 【００２４】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガラス組成物
の実施例の一例を示す。本発明に係るガラス組成物は、
次のようにして作製した。白金るつぼに、所定量の酸化
物（Ｂ₂ Ｏ₃ は酸化物のほかＨ₃ ＢＯ₃ も使用）、水酸
化物、炭酸塩からなる原料混合物を入れ、１３００℃で
１．５時間、間欠的に攪拌しながら溶融した。その後、
融液を予め加熱してあるステンレス板上に流し出し、想
定されるガラス転移点より約３０℃上に設定されていた
電気炉に入れ、電源を切って炉内放冷した。 【００２５】冷却後、結晶析出の有無を調べ、結晶析出
のないものについて、レンズと同程度の光学面を有する
試料を作製し、耐候性試験を行った。また、研磨試料を
用いて屈折率を測定した。一方、ガラスの一部から棒状
試料を作製し、ＴＭＡ（熱機械測定）装置を用いて、５
℃／ｍｉｎの昇温速度で熱膨張係数を測定した。また、
熱膨張曲線から定法にしたがって、ガラス転移点と屈伏
点を求めた。実施したガラスの組成例と物性例を表１と
表２に示す。このうち、表１のガラスは本発明に係るガ
ラスの実施例１〜６、表２のガラスは本発明外のガラス
の比較例７〜１０であるが、本発明は表１の組成のみに
制約されるものではない。 【００２６】 【表１】 【００２７】 【表２】【００２８】（備考） （1) 表１および表２中の組成欄の各成分の数字は、バ
ッチ原料から計算した質量％である。 （2) Ｔｇはガラス転移点、Ｔｃは屈伏点で、いずれも
熱膨張曲線から通常の方法によって決定したものであ
る。 （3) 熱膨張係数（α）は１００℃〜３００℃間の平均
値である。 （4) ｎd は室温におけるｄ線の屈折率である。 （5) 失透性は、融液を加熱したステンレス板上に流し
出し、所定の方法で冷却したときの結晶の析出具合で判
定した。少しでも結晶が認められたときは×、認められ
なかったときは○とした。 （6) 耐候性は、レンズと同程度の光学面を有する試料
を、６０℃相対湿度９０％の、恒温、恒湿器に入れ、３
００時間保持した後の表面の曇り具合を測定。市販の鉛
重フリントガラス（６８８／３１２、いわゆるＳＦ８）
と比較し、それより優れているものを◎、ほぼ同等のも
のを○、明らかに劣っているものを×とした。尚、耐候
性の良い光学ガラスは、実用的な意味での耐水性も良
い。 【００２９】 【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るガラス
組成物によれば、鉛をはじめとする環境や健康に有害の
おそれのある元素、さらには高屈折率の光学ガラスに多
く用いられるバリウムを含まずに、屈折率（ｎd とし
て）１．６７〜１．７２の光学用ガラスを容易に、また
安価に提供することができるばかりでなく、その上、実
用に耐えるほどの耐失透性と耐水性、耐候性を有し、し
かも、熱膨張係数が１００×１０^-7／℃以下で低温軟化
性のために、レーザー光を光源とする光学系に用いるモ
ールドプレス成形用光学ガラス素材として、好適に使用
することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to, for example,
Lead or cadmium, which may cause harm,
Barium-free, a mode commonly used for optical glass
For glass compositions suitable for molding
I do. [0002] 2. Description of the Related Art Conventionally, optical devices such as cameras have been used.
Is a lens system consisting of a large number of lenses
It has been used recently, but recently the number of lenses
Reduction of total lens weight and elimination of complicated lens polishing steps
In addition, for the purpose of improving resolution,
The adoption of spherical lenses has been oriented, and some have already been commercialized.
Have been. Under these trends, improvement of molds
In addition, a more suitable gas for non-abrasive mold press molding
The development of lath compositions is still active today. [0003] Regarding glass compositions for mold press molding
In the early days, it was primarily used with conventional spherical lens systems.
While maintaining the optical constant of the glass used,
Development of low-temperature softening glass composition capable of mold press molding
Power, and therefore many compositions containing lead
Was. However, recently, environmental and health considerations have
Harmful substances such as lead and cadmium, and even barium
Glass with a composition that does not contain
You. Suitable for mold press molding, PbO and Cd
O (hereinafter, in the present invention, all elements and compounds
In the form of an oxide according to the convention of oxide glass
The glass composition that does not contain (display)
Not disclosed. In the present invention, the refractive index (nd)
Glass forming oxidation in the range of 1.67 to 1.72
SiO_TwoWhen limited to the composition containing, for example,
Such glass compositions are disclosed. [0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-92834 discloses SiO
_Two-B_TwoO_Three-La_TwoO_Three-Gd_TwoO_Three− (ZrO_Two−
Nb_TwoO_Five-TiO_TwoAll of these components have 0%
System is shown, but here Gd_TwoO_ThreeAnd Ba
O plays an important role as an essential component. JP 5
No. 2017743 discloses SiO 2_Two-B_TwoO_Three-La
_TwoO_Three-ZnO-R_TwoO (R is an alkali metal element)
As shown, a large amount of La is used to increase the refractive index._TwoO
_ThreeAs an essential component, while Nb_TwoO_FiveAnd TiO _TwoIs included
Not. JP-A-6-32631 discloses that SiO 2
_Two-GeO_Two-TiO_Two-Nb_TwoO_Five-R_TwoO (R is a
Glass-forming oxidation)
The object is SiO_TwoAnd GeO_TwoAnd B_TwoO_ThreeIs not included. [0006] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-107425 discloses Si
O_Two-B_TwoO_Three-TiO_Two-Nb_TwoO_Five-BaO-R_Two
O (R is an alkali metal element) type is shown, but Ba
O as an essential component (1-45%), La_TwoO_ThreeNot include
Composition. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-148662 discloses SiO 2
_Two-B_TwoO_Three-La_TwoO_Three-Al_TwoO_ThreeSystem, JP-A-8-
No. 59281 discloses SiO_Two-B_TwoO_Three-ZnO-based
And Nb as an essential component_TwoO_FiveAnd TiO_Two
Does not contain JP-A-8-104536 discloses that
SiO_Two-TiO_Two-ZrO_Two-K_TwoO-Li_TwoOR
O (R is a divalent metal element) system, JP-A-8-175841
The gazette states that SiO_Two-TiO_Two-Nb_TwoO_Five-WO_Three−
BaO-Na_TwoO-based compositions are shown, but these systems
Then B _TwoO_ThreeAnd La_TwoO_ThreeIs not an essential ingredient,
Besides, TiO_TwoThe amount is quite large. JP-A-8-2592
No. 57 discloses SiO_Two-B_TwoO_Three−Li_TwoO-ZnO-
La_TwoO_ThreeJP-A-11-29338 discloses SiO.
_Two-B_TwoO_Three-ZnO-RO (R is a divalent metal element)
Yes, the former is La_TwoO_ThreeThe amount of alkali and the total amount of alkali
, The latter is Nb_TwoO_Five, La_TwoO_ThreeAnd TiO
_TwoIs an extremely small content. [0007] Further, it is unknown whether it is for molding or not.
However, JP 10-265238 A discloses that SiO 2_Two−
B_TwoO_Three-ZrO_Two-Nb_TwoO_FiveThe system is shown,
Looking at the composition range, Nb_TwoO_FiveOr 31-50%
It is a lot and La_TwoO_ThreeIs not an essential component. This
Or SiO_Two-B_TwoO_Three-TiO_Two-Nb_TwoO_Five-Pb
O (TiO_Two, Nb_TwoO₆, PbO both contain 0%
MU) There are reports on the system, but B_TwoO_ThreeIs 5-11
% And ZnO are also limited to 0 to 8%. [0008] Problems to be solved by the invention are described in these publications.
All of the glass types have optical constants that meet the target value.
However, some compositions with good weather resistance
Low-temperature softening properties, which are the most important for
Yield point determined from expansion curve (maximum point of thermal expansion curve
Equivalent temperature, the same applies to the following).
Some are not low enough to meet demands, while low temperature softening
Some of the compositions that emphasize emphasis on the weather resistance of molded products
There are not many things. As one of the causes,
The composition system or composition range shown is for glass
Dispersion along with the refractive index as the optical constant to be
(Indicated by the number of digits).
Alternatively, the composition range has been limited. However, in recent optical recording devices,
Use laser light (effectively single wavelength light) as the light source
In the optical system, the optical constant to be possessed by the lens glass is
And variance is not always important. Rather the desired refractive index
Naturally, it is in the range,
Contains no potentially harmful environmental components.
As low as possible to reduce the burden on
Glass with high water-resistance and weather resistance
Is desired. From this point of view, the public
Known glass compositions are not always satisfactory. It is an object of the present invention that the refractive index (as nd)
In the range of 1.67 to 1.72, there is a possibility of
Lead and cadmium, as well as high refractive index glass
Water and weather resistance without barium
Suitable for mold press molding which is large and easy to soften at low temperature
It is to provide a glass composition. [0011] Means for Solving the Problems [Configuration] To solve the above problems
As a result of intensive studies, the glass composition according to the present invention
In terms of mass, SiO_Two  18-28, B_TwoO_Three
  13-25, (SiO_Two+ B _TwoO_Three) 35-50,
Nb_TwoO_Five  5-15, Ta_TwoO_Five  0-2, (Nb_Two
O_Five+ Ta_TwoO_Five5-15, TiO_Two  1-6, Z
rO_Two  0-3, (TiO_Two+ ZrO_Two) 3-8, L
a_TwoO_Three  5-15, Al_TwoO_Three  0.5-3, ZnO
  15-25, CaO 0-10, SrO 0-8,
(ZnO + CaO + SrO) 20-30, Li_TwoO
0-10, Na_TwoO 0-8, K_TwoO 0-5, (Li
_TwoO + Na_TwoO + K_TwoO) 8-15%
Have achieved the above object. [Effect] The glass component has the above composition.
The limitation is made for the following reason. [0013] SiO_TwoAnd B_TwoO_ThreeAre both glass mesh
It is a component and strengthens the glass network.
Is basically no difference between the two. Therefore a stable gas
In order to obtain a glass, both naturally have a lower limit.
You. However, the effect on the viscosity of the obtained glass is different.
With SiO_TwoTemperature increases the temperature at which the glass softens
Get higher, B_TwoO_ThreeMore easily softens at low temperatures
You. On the other hand, B_TwoO_ThreeIf the amount is too large, the water resistance of the glass
And weather resistance are impaired. Considering the effects of both
The composition range was determined after the_TwoIs 18
~ 28% by mass, B _TwoO_ThreeIs preferably from 13 to 25% by mass.
And the combined amount of both (SiO_Two+ B_TwoO_Three) Is 35-50 quality
Most preferably, the amount is limited to the range of%. Nb_TwoO_Five, Ta_TwoO_Five, TiO_Two, Zr
O_TwoAnd La_TwoO_ThreeIs a so-called intermediate oxide
In the glass of the present invention,
Mainly with a high refractive index without significantly impairing the stability
It is selected as a component to give, but water resistance, weather resistance
A component that also exerts an effect on imparting properties. According to the present invention
In the glass composition, it is limited to the above specific range
For the following reasons. Nb_TwoO_FiveMeans that its content is less than 5% by mass.
If not, it is difficult to obtain the desired refractive index, and 15 mass
%, Devitrification may occur in relation to the content of other components.
Not only has an adverse effect, but also slightly inhibits low-temperature softening
Acts as follows. Therefore, 5 to 15% by mass is appropriate.
is there. Ta_TwoO_FiveIs Nb_TwoO_FiveCan be partially replaced
And contributes to increasing the refractive index and stability of the glass. I
If too much, the refractive index was too large
Damage the stability of the glass against devitrification and increase the density.
There is a possibility that it will be broken. From these points to 0 to 2% by mass
I should stop. The combined amount of both (Nb_TwoO_Five+ Ta_TwoO
_Five) Is suitably from 5 to 15% by mass. TiO_TwoEspecially high refractive index effect
To reduce the liquidus temperature of the glass
There is also an effect. But beyond a certain limit, the glass
It becomes very easy to devitrify. From these points, TiO_TwoQuantity is 1
To 6% by mass. ZrO_TwoIs TiO2
_Two, But especially with small amounts of ZrO_TwoContains gala
Has the effect of suppressing devitrification by increasing the viscosity of
You. However, if it is too large, it naturally affects the low-temperature softening property.
Should be kept below 3% by mass.
You. The combined amount of both (TiO_Two+ ZrO_Two) Is 3 to 8% by mass
Is limited to La_TwoO_ThreeIs a high refraction, low dispersion optical glass
As is evident from the fact that it is an essential component of PbO and B
It is a high-refractive-index-imparting component replacing aO.
Can be introduced into glass without impairing devitrification
Wear. Its content is also effective in terms of imparting water resistance.
And 5% by mass or more is desirable. The upper limit is other high refraction
Nb is determined by the relative relationship with the_TwoO_Five, Ta
_TwoO_Five, TiO_TwoAnd ZrO_TwoIs within the above range,
15% by weight is appropriate. Al_TwoO_ThreeIs also an intermediate oxide and its small amount
Is particularly effective in suppressing devitrification and increasing water and weather resistance.
It is effective for However, if the amount becomes too large,
It lowers the refractive index of the lath and inhibits low-temperature softening properties. did
Therefore, 0.5 to 3% by mass is appropriate. ZnO, CaO and SrO are glass networks
Oxide-modified oxides, network-forming oxides, intermediate oxides,
Contains alkali metal oxides, which are typical network-modified oxides
The degree varies depending on the proportion, but in general, the water resistance of glass
It is considered to be an effective component for water resistance and weather resistance. This
Among them, ZnO not only enhances chemical durability but also
Improving meltability and imparting low meltability, on the other hand,
Characteristic that it is also effective in preventing an increase in the coefficient of thermal expansion
Component. Therefore, the divalent component (ZnO, CaO
And SrO) should be used the most
is there. However, if too much, the desired refractive index
And devitrification tendency is increased. But
Therefore, the composition limit of components other than divalent as defined in the present invention
Among them, 15 to 25% by mass is suitable. CaO and
The effect of SrO is similar to that of ZnO.
Considered as a complementary component of ZnO, its content is small
And CaO is 10% by mass or less, Sr
O is desirably 8% by mass or less. From these viewpoints, divalent
The total amount of the components (ZnO + CaO + SrO) is 20 to 30
% By weight is preferred. Li_TwoO, Na_TwoO and K_TwoO is not
Effective for improving glass meltability and softening at low temperatures
Components, and their small content is desirable. But individual
The content is high, though the degree varies depending on each component.
If broken, the water resistance and weather resistance of the glass will deteriorate,
And increase the coefficient of thermal expansion.
No. From these viewpoints, Li_TwoO is 10% by mass or less, N
a_TwoO is 8% by mass or less, K_TwoO is preferably 5% by mass or less.
And their total amount (Li_TwoO + Na_TwoO + K _TwoO) is
It should be kept in the range of 8 to 15% by weight. In addition to the above components, the refractive index of glass
Maintaining the rate in the range of 1.67 to 1.72, mainly
To improve its chemical properties, a small amount (total 10% by weight)
It is possible to add the following components). But that
The composition of the basic component is changed according to the present invention
The present invention should be included in the present invention as long as it is within the range. [0024] BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a glass composition according to the present invention.
An example of the embodiment will be described. The glass composition according to the present invention,
It was produced as follows. Predetermined amount of oxidation in platinum crucible
Object (B_TwoO_ThreeIs H in addition to oxide_ThreeBO_ThreeAlso used), hydroxyl
And a raw material mixture consisting of
Melted for 1.5 hours with intermittent stirring. afterwards,
Pour the melt onto a pre-heated stainless steel plate,
Was set at about 30 ° C above the specified glass transition point
The furnace was placed in an electric furnace, the power was turned off, and the furnace was allowed to cool. After cooling, the presence or absence of crystal precipitation is checked.
For those without, have the same optical surface as the lens
Samples were prepared and subjected to a weather resistance test. In addition, polishing samples
Was used to measure the refractive index. On the other hand, part of the glass
A sample was prepared, and a 5
The coefficient of thermal expansion was measured at a heating rate of ° C./min. Also,
From the thermal expansion curve, according to the standard method, the glass transition point and the yield
Points were sought. Table 1 shows composition examples and physical properties examples of the glasses.
It is shown in Table 2. Among them, the glass in Table 1 is the glass according to the present invention.
Glasses of Examples 1 to 6 of Lath and Table 2 are glasses other than the present invention.
Comparative Examples 7 to 10 of the present invention,
Not restricted. [0026] [Table 1] [0027] [Table 2](Remarks) (1) The numbers of each component in the composition column in Tables 1 and 2 are
It is a mass% calculated from the raw material of the switch. (2) Tg is the glass transition point, and Tc is the yield point.
Determined by the usual method from the thermal expansion curve
You. (3) The coefficient of thermal expansion (α) is the average between 100 ° C and 300 ° C
Value. (4) nd is the refractive index of the d-line at room temperature. (5) For devitrification, flow the melt on a heated stainless steel plate.
And cooling according to the prescribed method.
Specified. If any crystals were found, x
When there was no, it was evaluated as ○. (6) A sample with an optical surface equivalent to the lens in weather resistance
Is placed in a thermo-hygrostat at 60 ° C. and 90% relative humidity.
Measure the degree of cloudiness on the surface after holding for 00 hours. Commercial lead
Heavy flint glass (688/312, so-called SF8)
◎ which is better than
Is indicated by ○, and those clearly inferior are indicated by ×. In addition, weather resistance
Good optical glass has good water resistance in a practical sense
No. [0029] As described above, the glass according to the present invention is used.
According to the composition, lead and other harmful to the environment and health
Potential elements and high refractive index optical glass
Without the commonly used barium, the refractive index (nd
T) Easy to use 1.67 to 1.72 optical glass,
Not only can it be provided at low cost, but also
Has devitrification resistance, water resistance, and weather resistance enough to withstand
Kamo has a coefficient of thermal expansion of 100 × 10^-7/ Low temperature softening below ℃
For the sake of performance, models used in optical systems that use laser light as the light source
Suitable for use as optical glass material for cold press molding
can do.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−29338（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−259257（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03C 1/00 - 14/00 ＷＰＩ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-11-29338 (JP, A) JP-A-8-259257 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) C03C 1/00-14/00 WPI

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 質量％で、ＳｉＯ₂ １８〜２８、Ｂ₂
Ｏ₃ １３〜２５、（ＳｉＯ₂ ＋Ｂ₂ Ｏ₃ ） ３５〜５
０、Ｎｂ₂ Ｏ₅ ５〜１５、Ｔａ₂ Ｏ₅ ０〜２、（Ｎ
ｂ₂ Ｏ₅ ＋Ｔａ₂ Ｏ₅ ） ５〜１５、ＴｉＯ₂ １〜
６、ＺｒＯ₂ ０〜３、（ＴｉＯ₂ ＋ＺｒＯ₂ ） ３〜
８、Ｌａ₂ Ｏ₃ ５〜１５、Ａｌ₂ Ｏ₃０．５〜３、Ｚ
ｎＯ １５〜２５、ＣａＯ ０〜１０、ＳｒＯ ０〜
８、（ＺｎＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ） ２０〜３０、Ｌｉ₂
Ｏ ０〜１０、Ｎａ₂ Ｏ ０〜８、Ｋ₂ Ｏ ０〜５、
（Ｌｉ₂ Ｏ＋Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ） ８〜１５％含有して
なるガラス組成物。(57) [Claims 1] SiO ₂ 18-28, B ₂
O ₃ 13-25, (SiO ₂ + B ₂ O ₃ ) 35-5
_{0, Nb 2 O 5 5~15,} Ta 2 O 5 0~2, (N
b ₂ O ₅ + Ta ₂ O ₅ ) 5 to 15, TiO ₂ 1 to
6, ZrO ₂ 0 to 3, (TiO ₂ + ZrO ₂ ) 3 to
8, La ₂ O ₃ 5 to 15, Al ₂ O ₃ 0.5 to 3, Z
nO 15-25, CaO 0-10, SrO 0
8, (ZnO + CaO + SrO) 20-30, Li ₂
O 0-10, Na ₂ O 0-8, K ₂ O 0-5,
_{(Li 2 O + Na 2 O} + K 2 O) glass composition comprising 8% to 15%.