JPH0243692B2 - - Google Patents
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- JPH0243692B2 JPH0243692B2 JP57165161A JP16516182A JPH0243692B2 JP H0243692 B2 JPH0243692 B2 JP H0243692B2 JP 57165161 A JP57165161 A JP 57165161A JP 16516182 A JP16516182 A JP 16516182A JP H0243692 B2 JPH0243692 B2 JP H0243692B2
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Classifications
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number
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- Materials Engineering (AREA)
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- Glass Compositions (AREA)
Description
本発明は、1.86〜1.94の屈折率ndおよび30以上
のアツベ数vdを有するB2O3−SiO2−La2O3−
ZrO2−Nb2O5および／またはTa2O5系から成る
ガラスに関する。これらの新規なガラスは、この
ような極めて高い光学状態に対しても優れた失透
安定性を有する点に特色がある。 最も広に意味では本発明に係るガラスと類似し
た構成からなるガラスは、特開昭49−21408号お
よび***特許出願公開明細書DE−OS2257635号
に記載されている。これらの非常に広範に包括さ
れた特許出願は、特許請求の範囲に記載された範
囲ではいずれも要求される1.86を越える屈折率は
得られず（DE−OS2257635）、またZnOは５重量
％を越える割合で存在しなければならない（特開
昭49−21408号およびDE−OS2257635）という点
で本発明と異なり、これはZnOの不充分な屈折率
改善効果の故に高い屈折率を得ることが困難であ
り、あるいは不充分な失透安定性の故にB2O3お
よびSiO2の透化剤含量を低減する必要があるた
めである。特公昭49−06326号に記載のガラスは、
２〜50重量％のGd2O3を必須成分として含有する
ものである。これは、従つて、より高価な上記
Gd2O3の含有割合の故に、本発明に係るガラスと
は根本的に識別される。 ***特許出願公告明細書DE−AS1070794号に
は1.87までの屈折率を有するガラスが記載されて
いるが、この特許出願の発明によつては、La2O3
含量が40重量％に制限されるために、より高い屈
折率を得ることはできない。DE−OS2020421号
も同様に高屈折率のガラスを開示するが、まず第
１に、SiO2の存在による極めて好都合な効果は
発見しそこねているし、また第２に、これらの公
知のガラスは所望の用途（フアイバー用コアガラ
ス）に好適なように設計されBaOを高い割合で
含有している。一方、特開昭54−103411号公報に
は、低分散、高屈折の光学ガラスが記載されてい
る。ここに記載の光学ガラスは、高屈折ガラスを
目的として、屈折率を減少せしめるガラス化剤
B2O3及びSiO2の量を明らかに低く維持すること
を意図している。その代りに、屈折率増大には優
れているが非常に高価なガラス化剤Ta2O5を用
い、しかも比較的高い最低含量（最低でも10重量
％）とすることによつて、高い屈折率と比較的高
いアツベ数を達成せんとするものである。しかし
ながら、上記ガラス化剤、特にB2O3の含量が低
いために、失透し易いという本質的な問題を含ん
でいる。 上述した技術状況と対照的に、本発明に係るガ
ラスおよび特定の組成範囲は、可能な限り低い組
成物コストで最適の失透安定性を有する点に特色
がある。 本発明の本質的な特徴は、B2O3−SiO2−
La2O3−ZrO2−Nb2O5および／またはTa2O5系に
おける各種成分の計量されかつ注意深くバランス
がとれた量にある。B2O3＋SiO2の割合は19〜27
重量％であり、0.5〜６重量％のSiO2の存在は改
善された失透安定性および注型プロセスにおける
改善された粘度に対して重要である。本発明によ
れば、B2O3の割合は17〜24重量％である。B2O3
成分がこの範囲を下まわれば、失透に関し安定な
ガラスは製造できない。またもし24重量％を越え
れば、所望の高い屈折率は達成できない。等しく
重要なのは最少量で40重量％のLa2O3の存在であ
り、La2O3は高いアツベ数と組み合わせて屈折率
を増大させる効果を有する。ZrO2も、５〜９重
量％の割合で同じ目的に供する。ZrO2の添加が
９重量％よりも高い割合であれば、失透安定性に
対して悪影響を及ぼす。 五価の代替可能な透化剤Ta2O5およびNb2O5の
組成物中の量は、14〜27重量％の範囲になければ
ならず、ここでNb2O5は０〜25重量％の量的範囲
にあるべきであり、一方、Ta2O5の割合は０〜27
重量％の範囲である。五価の代用透化剤Nb2O5お
よびTa2O5は、それらの透化機能を果たす他に、
高い屈折率を確保し、Ta2O5はNb2O5よりも高い
アツベ数を確実にする。従つて、Nb2O5とTa2O5
の相互の置換によつて、Ta2O5はNb2O5よりも少
し屈折率を上げるということを考慮に入れなが
ら、所望のアツベを特定的に予め決定しておくこ
とが容易となる。さらに、潜在的な成分として
は、０〜12重量％のPbO、０〜２重量％のAl2O3
および０〜４重量％のZnOである。 アツベ数と関連して1.86〜1.94の屈折率を有す
る本発明のガラスの組成範囲内で、最適の組成を
以下に示す（これは特許請求の範囲第２項および
第３項に相当する）。 (A) 重量％で下記の組成 B2O3 17〜23 SiO2 1.5〜４ B2O3＋SiO2 22〜27 La2O3 40.5〜49 ZrO2 ５〜８ Nb2O5 15〜25 TiO2 １〜７ PbO ０〜12 ZnO ０〜４ Al2O3 ０〜２ を有することを特徴とする1.87〜1.93の屈折率
および30〜35のアツベ数を有するThO2フリー
およびTa2O5フリーの光学ガラス。 (B) 重量％で下記の組成 B2O3 17〜24 SiO2 0.5〜４ B2O3＋SiO2 19〜24 La2O3 44〜51 ZrO2 ６〜９ La2O3＋ZrO2 52〜58 Nb2O5 ０〜15 Ta2O5 ６〜27 Nb2O5＋Ta2O5 14〜27 TiO2 ０〜３ ZnO ０〜４ を有することを特徴とする1.86〜1.94の屈折率
および35以上のアツベ数を有するThO2フリー
の光学ガラス。 さらに詳細に説明すれば、上記(A)のガラスは、
30〜35のアツベ数を保証し、また高価な成分
Ta2O5を完全に省く程、コスト的に好都合な生産
に最適に改善できるガラスである。これらのガラ
スについては、１〜８重量％のTiO2成分が特に
好都合であることが見い出され、またNb2O5の割
合は14〜25重量％である。 上記(B)のガラスは、35より高いアツベ数を有
し、従つて少なくとも６重量％の量でTa2O5を含
有する。Ta2O5とNb2O5の割合は、所望の屈折率
およびアツベ数に関してケース・バイ・ケースに
より決定される。この他に、44〜51重量％のより
高いLa2O3含量が必要である。ZrO2＋La2O3の合
計量は52〜58重量％である。さらに潜在的に存在
する成分は０〜３重量％の量のTiO2および０〜
４重量％の量のZnOである。 本発明に係るガラスは、まず原料（酸化物、炭
酸塩、硝酸塩）を予め定めた配合に従つて計量
し、As2O3またはSb2O3などの精製剤を添加し、
これらの配合物を充分に混合する。ついで、白金
るつぼ中で1300〜1400℃でガラスを鋳つぶし、精
製し撹拌器により充分に均質化し、1080〜1200℃
の注型もしくは流し込み温度に撹拌しながら下
げ、ついでガラスフラツクスを鉄製型中に流し込
む。 以下の表に本発明に係るガラス組成物の幾つか
の例を示す。
のアツベ数vdを有するB2O3−SiO2−La2O3−
ZrO2−Nb2O5および／またはTa2O5系から成る
ガラスに関する。これらの新規なガラスは、この
ような極めて高い光学状態に対しても優れた失透
安定性を有する点に特色がある。 最も広に意味では本発明に係るガラスと類似し
た構成からなるガラスは、特開昭49−21408号お
よび***特許出願公開明細書DE−OS2257635号
に記載されている。これらの非常に広範に包括さ
れた特許出願は、特許請求の範囲に記載された範
囲ではいずれも要求される1.86を越える屈折率は
得られず（DE−OS2257635）、またZnOは５重量
％を越える割合で存在しなければならない（特開
昭49−21408号およびDE−OS2257635）という点
で本発明と異なり、これはZnOの不充分な屈折率
改善効果の故に高い屈折率を得ることが困難であ
り、あるいは不充分な失透安定性の故にB2O3お
よびSiO2の透化剤含量を低減する必要があるた
めである。特公昭49−06326号に記載のガラスは、
２〜50重量％のGd2O3を必須成分として含有する
ものである。これは、従つて、より高価な上記
Gd2O3の含有割合の故に、本発明に係るガラスと
は根本的に識別される。 ***特許出願公告明細書DE−AS1070794号に
は1.87までの屈折率を有するガラスが記載されて
いるが、この特許出願の発明によつては、La2O3
含量が40重量％に制限されるために、より高い屈
折率を得ることはできない。DE−OS2020421号
も同様に高屈折率のガラスを開示するが、まず第
１に、SiO2の存在による極めて好都合な効果は
発見しそこねているし、また第２に、これらの公
知のガラスは所望の用途（フアイバー用コアガラ
ス）に好適なように設計されBaOを高い割合で
含有している。一方、特開昭54−103411号公報に
は、低分散、高屈折の光学ガラスが記載されてい
る。ここに記載の光学ガラスは、高屈折ガラスを
目的として、屈折率を減少せしめるガラス化剤
B2O3及びSiO2の量を明らかに低く維持すること
を意図している。その代りに、屈折率増大には優
れているが非常に高価なガラス化剤Ta2O5を用
い、しかも比較的高い最低含量（最低でも10重量
％）とすることによつて、高い屈折率と比較的高
いアツベ数を達成せんとするものである。しかし
ながら、上記ガラス化剤、特にB2O3の含量が低
いために、失透し易いという本質的な問題を含ん
でいる。 上述した技術状況と対照的に、本発明に係るガ
ラスおよび特定の組成範囲は、可能な限り低い組
成物コストで最適の失透安定性を有する点に特色
がある。 本発明の本質的な特徴は、B2O3−SiO2−
La2O3−ZrO2−Nb2O5および／またはTa2O5系に
おける各種成分の計量されかつ注意深くバランス
がとれた量にある。B2O3＋SiO2の割合は19〜27
重量％であり、0.5〜６重量％のSiO2の存在は改
善された失透安定性および注型プロセスにおける
改善された粘度に対して重要である。本発明によ
れば、B2O3の割合は17〜24重量％である。B2O3
成分がこの範囲を下まわれば、失透に関し安定な
ガラスは製造できない。またもし24重量％を越え
れば、所望の高い屈折率は達成できない。等しく
重要なのは最少量で40重量％のLa2O3の存在であ
り、La2O3は高いアツベ数と組み合わせて屈折率
を増大させる効果を有する。ZrO2も、５〜９重
量％の割合で同じ目的に供する。ZrO2の添加が
９重量％よりも高い割合であれば、失透安定性に
対して悪影響を及ぼす。 五価の代替可能な透化剤Ta2O5およびNb2O5の
組成物中の量は、14〜27重量％の範囲になければ
ならず、ここでNb2O5は０〜25重量％の量的範囲
にあるべきであり、一方、Ta2O5の割合は０〜27
重量％の範囲である。五価の代用透化剤Nb2O5お
よびTa2O5は、それらの透化機能を果たす他に、
高い屈折率を確保し、Ta2O5はNb2O5よりも高い
アツベ数を確実にする。従つて、Nb2O5とTa2O5
の相互の置換によつて、Ta2O5はNb2O5よりも少
し屈折率を上げるということを考慮に入れなが
ら、所望のアツベを特定的に予め決定しておくこ
とが容易となる。さらに、潜在的な成分として
は、０〜12重量％のPbO、０〜２重量％のAl2O3
および０〜４重量％のZnOである。 アツベ数と関連して1.86〜1.94の屈折率を有す
る本発明のガラスの組成範囲内で、最適の組成を
以下に示す（これは特許請求の範囲第２項および
第３項に相当する）。 (A) 重量％で下記の組成 B2O3 17〜23 SiO2 1.5〜４ B2O3＋SiO2 22〜27 La2O3 40.5〜49 ZrO2 ５〜８ Nb2O5 15〜25 TiO2 １〜７ PbO ０〜12 ZnO ０〜４ Al2O3 ０〜２ を有することを特徴とする1.87〜1.93の屈折率
および30〜35のアツベ数を有するThO2フリー
およびTa2O5フリーの光学ガラス。 (B) 重量％で下記の組成 B2O3 17〜24 SiO2 0.5〜４ B2O3＋SiO2 19〜24 La2O3 44〜51 ZrO2 ６〜９ La2O3＋ZrO2 52〜58 Nb2O5 ０〜15 Ta2O5 ６〜27 Nb2O5＋Ta2O5 14〜27 TiO2 ０〜３ ZnO ０〜４ を有することを特徴とする1.86〜1.94の屈折率
および35以上のアツベ数を有するThO2フリー
の光学ガラス。 さらに詳細に説明すれば、上記(A)のガラスは、
30〜35のアツベ数を保証し、また高価な成分
Ta2O5を完全に省く程、コスト的に好都合な生産
に最適に改善できるガラスである。これらのガラ
スについては、１〜８重量％のTiO2成分が特に
好都合であることが見い出され、またNb2O5の割
合は14〜25重量％である。 上記(B)のガラスは、35より高いアツベ数を有
し、従つて少なくとも６重量％の量でTa2O5を含
有する。Ta2O5とNb2O5の割合は、所望の屈折率
およびアツベ数に関してケース・バイ・ケースに
より決定される。この他に、44〜51重量％のより
高いLa2O3含量が必要である。ZrO2＋La2O3の合
計量は52〜58重量％である。さらに潜在的に存在
する成分は０〜３重量％の量のTiO2および０〜
４重量％の量のZnOである。 本発明に係るガラスは、まず原料（酸化物、炭
酸塩、硝酸塩）を予め定めた配合に従つて計量
し、As2O3またはSb2O3などの精製剤を添加し、
これらの配合物を充分に混合する。ついで、白金
るつぼ中で1300〜1400℃でガラスを鋳つぶし、精
製し撹拌器により充分に均質化し、1080〜1200℃
の注型もしくは流し込み温度に撹拌しながら下
げ、ついでガラスフラツクスを鉄製型中に流し込
む。 以下の表に本発明に係るガラス組成物の幾つか
の例を示す。
【表】
【表】
比較例
B2O3含量が本発明で規定する範囲にないガラ
ス組成の溶融例を示す。 溶融物の組成及び条件は下記表−２に示すとお
りである。
ス組成の溶融例を示す。 溶融物の組成及び条件は下記表−２に示すとお
りである。
【表】
溶融プロセス：
比較ガラスNo.１−
−溶融温度1400℃：ガラス化しない、
−1460℃に温度上昇：ガラス化しない、
−1580℃に温度上昇：75分後に全体的に結晶化、
溶融停止。 比較ガラスNo.２− −溶融温度1400℃、溶融時間70分、 −精製温度1440℃、精製時間40分、 −撹拌温度1370゜から1180℃へ、撹拌時間15分、 −鋳込み温度1160℃、 一つのモールドに鋳込んだが、多数の表面結晶
のために、るつぼ中の残りを1460℃に再溶融し
た。 −精製温度1480℃、精製時間40分、 −撹拌温度1400℃から1230℃へ、撹拌時間15分、 −鋳込み温度1200℃、 鋳込みの間に表面1/3が結晶化した。 以上のように、B2O3が17重量％未満の場合、
比較ガラスNo.１のように結晶化し、またTa2O5の
含量を多くしても、比較ガラスNo.２のようにガラ
スの全容積の1/3に達する表面結晶が生ずる。 この比較例から明らかなように、本発明の良好
な分散性と高い屈折率を有し、しかも失透安定性
に優れた光学ガラスを得ようとする場合、B2O3
の含量は重要で臨界的であり、さらに他の成分に
ついても前記したようなバランスされた含量にす
る必要がある。
溶融停止。 比較ガラスNo.２− −溶融温度1400℃、溶融時間70分、 −精製温度1440℃、精製時間40分、 −撹拌温度1370゜から1180℃へ、撹拌時間15分、 −鋳込み温度1160℃、 一つのモールドに鋳込んだが、多数の表面結晶
のために、るつぼ中の残りを1460℃に再溶融し
た。 −精製温度1480℃、精製時間40分、 −撹拌温度1400℃から1230℃へ、撹拌時間15分、 −鋳込み温度1200℃、 鋳込みの間に表面1/3が結晶化した。 以上のように、B2O3が17重量％未満の場合、
比較ガラスNo.１のように結晶化し、またTa2O5の
含量を多くしても、比較ガラスNo.２のようにガラ
スの全容積の1/3に達する表面結晶が生ずる。 この比較例から明らかなように、本発明の良好
な分散性と高い屈折率を有し、しかも失透安定性
に優れた光学ガラスを得ようとする場合、B2O3
の含量は重要で臨界的であり、さらに他の成分に
ついても前記したようなバランスされた含量にす
る必要がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で下記の組成 B2O3 17〜24 SiO2 0.5〜６ B2O3＋SiO2 19〜27 La2O3 40〜51 ZrO2 ５〜９ Nb2O5 ０〜25 Ta2O5 ０〜27 Nb2O5＋Ta2O5 14〜27 TiO2 ０〜７ PbO ０〜12 ZnO ０〜４ Al2O3 ０〜２ を有し、1.86〜1.94の屈折率および30以上のアツ
ベ数を有すると共に、このような著しい光学特性
値に対しても良好な失透安定性を有することを特
徴とするB2O3−SiO2 La2O3−ZrO2−Nb2O5−お
よび／またはTa2O5系の高屈折率のThO2フリー
の光学ガラス。 ２ 重量％で下記の組成 B2O3 17〜23 SiO2 1.5〜４ B2O3＋SiO2 22〜27 La2O3 40.5〜49 ZrO2 ５〜８ Nb2O5 15〜25 TiO2 １〜７ PbO ０〜12 ZnO ０〜４ Al2O3 ０〜２ を有することを特徴とする1.87〜1.93の屈折率お
よび30〜35のアツベ数を有するThO2フリーおよ
びTa2O5フリーの特許請求の範囲第１項に記載の
光学ガラス。 ３ 重量％で下記の組成 B2O3 17〜24 SiO2 0.5〜４ B2O3＋SiO2 19〜24 La2O3 44〜51 ZrO2 ６〜９ La2O3＋ZrO2 52〜58 Nb2O5 ０〜15 Ta2O5 ６〜27 Nb2O5＋Ta2O5 14〜27 TiO2 ０〜３ ZnO ０〜４ を有することを特徴とする1.86〜1.94の屈折率お
よび35以上のアツベ数を有するThO2フリーの特
許請求の範囲第１項に記載の光学ガラス。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3138137.5 | 1981-09-25 | ||
| DE3138137A DE3138137C2 (de) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | ThO↓2↓ - und Ta↓2↓O↓5↓-freie optische Gläser mit Brechwerten von 1.87 - 1.93 und Abbezahlen von 30 - 35 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5869739A JPS5869739A (ja) | 1983-04-26 |
| JPH0243692B2 true JPH0243692B2 (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=6142556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57165161A Granted JPS5869739A (ja) | 1981-09-25 | 1982-09-24 | １．８６〜１．９４の屈折率および３０以上のアツベ数を有する高屈折率のＴｈＯ↓２フリ−の光学ガラス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4472511A (ja) |
| JP (1) | JPS5869739A (ja) |
| DE (1) | DE3138137C2 (ja) |
| FR (1) | FR2513620A1 (ja) |
| GB (1) | GB2106496B (ja) |
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- 1982-09-23 FR FR8216031A patent/FR2513620A1/fr active Granted
- 1982-09-24 JP JP57165161A patent/JPS5869739A/ja active Granted
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