JP3797679B2 - 光学ガラス - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系の組成からなり、屈折率（Ｎｄ）が１．６０〜１．６５、アッベ数（νｄ）が５５〜６２の範囲の光学恒数を有し、かつ、優れた化学的耐久性を有する新規な光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から前記の光学恒数を有するガラスとしては、多量のＢａＯ成分を含有するＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ系のガラスが知られており、光学恒数調整のためＺｎＯ、ＰｂＯおよびＴｉＯ2成分が使用されている。例えば「ガラス組成データブック・１９９１｛（株）日本硝子製品工業会発行｝」には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2−ＺｎＯ−ＣａＯ−ＢａＯ系のガラスが記載されているが化学的耐久性が良好とはいえない。一般的に本光学恒数領域を有するガラスは、従来よりヤケの発生が問題となりやすく化学的耐久性の向上が求められていた。近年、モールドプレス成形用材料として転移点温度の低いガラスが求められているが、さらに化学的耐久性が悪化するという問題が生じてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来のガラスにみられる諸欠点を総合的に改善し、屈折率（Ｎｄ）が１．６０〜１．６５、アッベ数（νｄ）が５５〜６２の範囲の光学恒数を有し、かつ、優れた化学的耐久性を有する光学ガラスを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意試験研究を重ねた結果、従来具体的に開示されていない特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスにおいて、前記光学恒数を維持しつつ優れた化学的耐久性を有するガラスが得られることをみいだし本発明をなすに至った。
【０００５】
本発明にかかる光学ガラスの特徴は重量％で、ＳｉＯ2 ２５〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ８〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ２〜８％、ＴｉＯ2 ０〜３％、ＺｒＯ2 ０．５〜８％、ＺｎＯ ０．２〜８％、ＭｇＯ ０〜３％、ＣａＯ ０〜２％、ＢａＯ ３７〜５５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ ０．３〜８％、ただし、Ｌｉ2Ｏ ０．３〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％の範囲の各成分からなり、屈折率（Ｎｄ）が１．６０〜１．６５、アッベ数（νｄ）が５５〜６２の範囲の光学恒数を有することにある。
【０００６】
上記各成分の組成範囲を限定した理由は、次のとおりである。
すなわち、ＳｉＯ2成分の量は２５％未満であるとガラスの化学的耐久性が低下し、またその量が４５％を超えるとガラスの溶融性が悪化すると共に、本発明の目標とする光学恒数を維持できなくなる。
Ｂ2Ｏ3成分は、その量が８％未満であるとガラス溶融時の粘性が増大して均質なガラスを得難くなり、またその量が２０％を超えるとガラスの化学的耐久性が低下する。
Ａｌ2Ｏ3成分は化学的耐久性向上に特に有効な成分であるが、その量が２％未満ではその効果を得難く、また８％を超えるとガラスの溶融性および耐失透性が悪化する。
【０００７】
ＴｉＯ2成分は化学的耐久性向上に有効な成分であるが、ＴｉＯ2成分はその量が増すと光線透過性を悪化させるので３％以下が好ましい。
ＺｒＯ2成分は化学的耐久性、特に表面法での耐酸性の評価において極めて有効な成分であるが、その量が０．５％未満ではその効果が小さく、またその量が８％を超えるとガラスの耐失透性を悪化させる。
ＺｎＯ成分は光学恒数の調整および化学的耐久性の耐水性を向上させるのに必須な成分であるが、その量が０．２％以下では効果がなく、８％を超えると耐失透性が悪化する。
ＭｇＯ成分は光学恒数の調整および溶融性の改善のため有効な成分であるが、その量が３％を超えると耐失透性が悪化する。
ＣａＯ成分は光学恒数の調整および溶融性の改善のため有効な成分であるが、その量が２％を超えると化学的耐久性の表面法での耐酸性を悪化する。
【０００８】
ＢａＯ成分は所望の光学恒数を維持し、ガラスの耐失透性を向上させる重要な成分であるが、その量が３７％以下ではその効果が得られず、また５５％を超えるとガラスの化学的耐久性が悪化し、さらに溶融時の粘性が増大し、均質なガラスを得られなくなる。
Ｌｉ2Ｏ成分は溶融性を改善するのに有効なだけでなく、光学恒数を調整する際に、化学的耐久性を向上させる成分であるＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3をより増量させるという２次的な効果がある。そのためＲ2Ｏ成分でありながら化学的耐久性を向上させる必須な成分である。ただし、その量が０．３％以下では効果がなく、５％を超えると化学的耐久性が悪化する。
Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ成分は溶融性を改善するのに有効であるが、Ｌｉ2Ｏも含めてそれらの１種または２種以上の合計量が０．３％以下ではその効果がなく、８％を超えると化学的耐久性が悪化し、また所望の光学恒数が維持できなくなる。 Ｓｂ2Ｏ3成分はガラス溶融時の脱泡剤として有効な成分であるが、その量は０．５％以下で充分である。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明の光学ガラスにかかる好適な実施組成例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）および従来のガラス比較例（Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂ）を、これらのガラスの光学恒数（Ｎｄ、νｄ）と粉末法での耐水性（級）と耐酸性（級）の評価結果と共に表１に示した。
【００１０】
【表１】
Figure 0003797679
【００１１】
なお、表１の粉末法の評価結果は日本光学ガラス工業会規格０６−１９７５に基づいており、級を示す数値が小さい程化学的耐久性がよいことを示している。
【００１２】
表１にみられるとおり、本発明の実施例のガラスＮｏ．１およびＮｏ．２は、それぞれほぼ同等の光学恒数を有する比較例Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂと比較するといずれも粉末法の評価結果が向上しており、一段と優れた化学的耐久性を示している。本発明の他の実施組成例のガラスも同様に良好な粉末法の評価結果を示している。また、表１には示さなかったが、実施例Ｎｏ．３のガラス転移点は５５０〜５８０℃であり、モールドプレスに適したものである。
また、本発明の上記実施例のガラスは、炭酸塩、硝酸塩および酸化物等の通常の光学ガラス用原料を秤量混合し、これを白金坩堝等を用いて約１２００〜１４００℃の温度で約２〜５時間溶融均質化後、金型に鋳込み徐冷することにより容易に得ることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明の光学ガラスは特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2−ＺｎＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスであり、屈折率（Ｎｄ）が１．６０〜１．６５、アッベ数（νｄ）が５５〜６２の範囲の光学恒数を有し、また、従来のガラスに比べて化学的耐久性に優れており、さらに溶融性も良好であって量産性に優れている。

Claims (1)

  1. 重量％で、ＳｉＯ2 ２５〜４５％、Ｂ2Ｏ3 ８〜２０％、Ａｌ2Ｏ3 ２〜８％、ＴｉＯ2 ０〜０．３％、ＺｒＯ2 ０．５〜８％、ＺｎＯ ０．２〜８％、ＭｇＯ ０〜３％、ＣａＯ ０〜２％、ＢａＯ ３７〜５５％、Ｌｉ2Ｏ ０．３〜５％、Ｎａ２Ｏ+Ｋ２Ｏ ０〜０．５％ Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％の範囲の各成分からなり、屈折率（Ｎｄ）が１．６２３〜１．６５、アッベ数（νｄ）が５５〜６２（ただし５５を除く）の範囲の光学恒数を有することを特徴とする光学ガラス。
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