JPH1171129A - 光学ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屈折率（ｎｄ）が１．６８〜１．７５、アッ
ベ数（νｄ）が５０以上の範囲の光学恒数を有し、Ｙ₂
Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃およびＴａ₂Ｏ₅のような原料価格の高い
成分を含有せず、もしくは、必須成分としない、耐失透
性および溶融性に優れた安定かつ均質な光学ガラスを提
供する。 【解決手段】 重量％で、ＳｉＯ₂ １〜１５％、Ｂ₂Ｏ
₃ ２５〜４５％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜２％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．
１〜５％、ただし、ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃≧５．５％、Ｌ
ａ₂Ｏ₃ ３５〜５０％、ただし、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ｌ
ａ₂Ｏ₃≧７８％、ＴｉＯ₂ ０〜２％未満、ＺｒＯ₂ ３
〜１０％、ただし、ＳｉＯ₂＋ＺｒＯ₂≧１１％、Ｎｂ₂
Ｏ₅ ０〜５％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜６％、ただし、Ｎｂ₂Ｏ
₅＋Ｔａ₂Ｏ₅０〜６％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０
〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ０〜５％、ＺｎＯ
５〜１０％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ
＋ＺｎＯ≧５．５％、Ｌｉ₂Ｏ ０．１〜２％、Ｎａ₂Ｏ
０〜２％、Ｋ₂Ｏ ０〜２％およびＳｂ₂Ｏ₃ ０〜１
％の組成からなることを特徴とする光学ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率（ｎｄ）が
１．６８〜１．７５、アッベ数（νｄ）が５０以上の範
囲の光学恒数を有する光学ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記範囲の光学恒数を有する光学
ガラスとして、たとえば、Ｂ₂Ｏ₃−Ｌａ₂Ｏ₃−Ｙ₂Ｏ₃お
よび／またはＧｄ₂Ｏ₃−多価金属酸化物系のガラスが知
られている。この系のガラスは、多量のＬａ₂Ｏ₃成分を
含有しているにもかかわらず、失透が析出しにくく比較
的安定なガラスであるが、非常に低粘度であり、ガラス
の成形が難しいため、粘度調整の目的でＳｉＯ₂成分を
添加することが行われている。しかし、この場合、Ｓｉ
Ｏ₂が溶融しにくいため、脈理のない均質なガラスを得
がたいという問題がある。また、Ｙ₂Ｏ₃およびＧｄ₂Ｏ₃
成分は原料価格が高いため、ガラスの製造コストが高く
なるという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に見られる諸欠点を総合的に解消し、前記所定
範囲の光学恒数を有し、Ｙ₂Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃およびＴａ₂
Ｏ₅のような原料価格の高い成分を含有しない、もしく
は、必須成分としない、耐失透性および溶融性に優れた
安定かつ均質な光学ガラスを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】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ところ、特定組成
範囲のＳｉＯ₂−Ｂ₂Ｏ₃−Ｌａ₂Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＲＯ−Ｌ
ｉ₂Ｏ系ガラスにＡｌ₂Ｏ₃成分を添加することによっ
て、上記目的を達成し得ることを見いだし、本発明をな
すに至った。すなわち、上記目的を達成する本発明の光
学ガラスは、請求項１に記載のとおり、重量％で、Ｓｉ
Ｏ₂ １〜１５％、Ｂ₂Ｏ₃ ２５〜４５％、Ｐ₂Ｏ₅ ０
〜２％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．１〜５％、ただし、ＳｉＯ₂＋
Ａｌ₂Ｏ₃≧５．５％、Ｌａ₂Ｏ₃ ３５〜５０％、ただ
し、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃≧７８％、ＴｉＯ₂ ０
〜２％未満、ＺｒＯ₂ ３〜１０％、ただし、ＳｉＯ₂＋
ＺｒＯ₂≧１１％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ０〜５％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０
〜６％、ただし、Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜６％、Ｍｇ
Ｏ ０〜５％、ＣａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、
ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ５〜１０％、ただし、Ｍｇ
Ｏ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ≧５．５％、Ｌｉ
₂Ｏ ０．１〜２％、Ｎａ₂Ｏ ０〜２％、Ｋ₂Ｏ０〜２
％およびＳｂ₂Ｏ₃０〜１％の組成からなることを特徴と
する。

【０００５】また、本発明の光学ガラスの特に好ましい
態様は、請求項２に記載のとおり、重量％で、ＳｉＯ₂
５〜９％、Ｂ₂Ｏ₃ ３０〜４０％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５
〜３％、ただし、ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃≧５．５％、Ｌａ₂
Ｏ₃ ４２〜４８％、ただし、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂
Ｏ₃≧７８％、ＺｒＯ₂ ５〜８％、ただし、ＳｉＯ₂＋
ＺｒＯ₂≧１１％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜６％、ＭｇＯ ０〜
５％、ＣａＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ
０〜５％、ＺｎＯ ６〜１０％、Ｌｉ₂Ｏ ０．１〜１
％、Ｎａ₂Ｏ ０〜１％、Ｋ₂Ｏ ０〜１％およびＳｂ₂
Ｏ₃ ０〜０．５％の組成からなることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の態様】本発明の光学ガラスにおいて、各
成分を上記組成範囲に限定した理由を以下に述べる。Ｓ
ｉＯ₂成分は、ガラス形成酸化物であるとともに、本発
明のガラスのようにＢ₂Ｏ₃およびＬａ₂Ｏ₃成分等を比較
的多量に含むガラスにおいては、ガラスの粘度の調整お
よび結晶化傾向の抑制に有効な成分であるが、その量が
１％未満では上記効果が不十分であり、また、１５％を
超えるとガラスの溶融性が悪くなり、未溶融物を生じや
すくなる。特に均質性の良いガラスを得るためには、Ｓ
ｉＯ₂成分の量を５〜９％とすることが好ましい。

【０００７】Ｂ₂Ｏ₃成分は、ＳｉＯ₂成分と同様にガラ
ス形成酸化物であり、本発明のガラスのようにＬａ₂Ｏ₃
成分を比較的多量に含むガラスにおいては、欠くことの
できない成分であるが、その量が２５％未満では、所望
の屈折率が得難くなり、また、４５％を超えると屈折率
が低くなりすぎ、また、化学的耐久性の劣化が生じ好ま
しくない。なお、本発明において、所望の範囲の光学恒
数を有し、かつ、化学的耐久性が一段と優れたガラスを
得るためには、Ｂ₂Ｏ₃成分の量を３０〜４０％の範囲と
することがより好ましい。

【０００８】Ａｌ₂Ｏ₃成分は、ガラスの化学的耐久性の
向上や粘度の調整および失透に対する安定化に効果があ
るが、その量が０．１％未満では上記効果が十分ではな
く、また、５％を超えるとかえってガラスの失透性が増
大し好ましくない。なお、化学的耐久性および耐失透性
が一段と優れたガラスを得るためには、Ａｌ₂Ｏ₃成分の
量を０．５〜３％の範囲とすることがより好ましい。ま
た、本発明においては、ガラスの粘度を適度に保つため
に、ＳｉＯ₂成分とＡｌ₂Ｏ₃成分の合計量を５．５％以
上とすべきである。

【０００９】Ｌａ₂Ｏ₃成分は、高屈折低分散性を有する
安定なガラスを得るために不可欠な成分であるが、その
量が３５％未満であると本発明の目的とする光学恒数を
有するガラスを得ることが困難となり、また、５０％を
超えるとガラスの失透傾向がかえって増大し安定なガラ
スが得難くなる。なお、所望の光学恒数を有し、かつ、
耐失透性が一段と優れた均質なガラスを得るためには、
Ｌａ₂Ｏ₃成分の量を４２〜４８％の範囲とすることがよ
り好ましい。また、本発明においては、安定なガラスを
得るために、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃およびＬａ₂Ｏ₃の三成分
の合計量を７８％以上とすべきである。

【００１０】ＺｒＯ₂成分は、ガラスの屈折率を高める
とともに、失透析出の抑制およびガラスの化学的耐久性
の向上に役立つ成分であるが、その量が３％未満では、
その効果が不十分であり、１０％を超えるとガラス中に
結晶が析出しやすくなる。なお、耐失透性に優れた一段
と安定なガラスを得るためには、ＺｒＯ₂成分の量を５
〜８％とすることがより好ましい。また、化学的耐久性
の優れたガラスを得るために、ＳｉＯ₂成分とＺｒＯ₂成
分の合計量は１１％以上とすべきである。

【００１１】ＺｎＯ成分は、ガラス原料の溶融を促進
し、また、ガラス化の範囲を拡大する効果があるが、そ
の量が５％未満では上記効果が十分ではなく、また、１
０％を超えると化学的耐久性の劣化を招きやすい。な
お、化学的に安定でしかも溶融促進に十分な効果を得る
ためには、その量を６〜１０％の範囲とすることがより
好ましい。

【００１２】ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのア
ルカリ金属土類酸化物成分は、ガラス原料の溶融促進お
よびガラス化範囲の拡大のために、それぞれ５％まで任
意に添加可能である。また、本発明においては、均質で
安定なガラスを得るために、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、
ＳｒＯおよびＢａＯ成分のうちの１種または２種以上の
合計量を５．５％以上とすべきである。

【００１３】Ｌｉ₂Ｏ成分は、ＳｉＯ₂原料のガラス中へ
の溶融を促進する効果があるが、その量が０．１％未満
では上記効果が十分ではなく、２％を超えるとガラスの
粘度が小さくなりすぎて、ガラスを成形型に鋳込む際、
脈理が生じやすくなり、また、ガラス中に結晶が生じや
すくなる。なお、Ｌｉ₂Ｏ成分の量のより好ましい範囲
は、０．１〜１％である。

【００１４】本発明の光学ガラスには、上記成分の他
に、光学恒数の調整等の目的でＰ₂Ｏ₅ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ
₅およびＮｂ₂Ｏ₅成分をそれぞれ、２％、２％未満、６
％および５％まで任意に添加してもよいが、Ｔａ₂Ｏ₅お
よびＮｂ₂Ｏ₅成分は、原料価格が高いうえに、ガラスの
耐失透性を低下させる傾向があるので、これらの二成分
の合計量は６％までとすべきである。また、Ｐ₂Ｏ₅成分
は、ガラスの化学的耐久性を低下させる傾向があり、Ｔ
ｉＯ₂およびＮｂ₂Ｏ₅成分は、ガラスに着色を生じさせ
る傾向があるので、これら三成分は含有させない方がよ
り好ましい。また、ガラスの溶融性向上等の目的で、Ｎ
ａ₂ＯおよびＫ₂Ｏ成分を任意に添加し得るが、その量
は、それぞれ２％までで十分であり、それぞれ１％まで
とするのがより好ましい。また、ガラス溶融時の脱泡を
促進するために、Ｓｂ₂Ｏ₃成分を任意に添加し得るが、
その量は１％までで十分であり、０．５％までとするの
がより好ましい。

【００１５】

【実施例】次に、本発明にかかる光学ガラスの好適な実
施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２６）を、これらのガラスの光
学恒数（ｎｄ、νｄ）とともに表１、表２および表３に
示す。

【００１６】また、本発明にかかる光学ガラスは、酸化
物、炭酸塩および硝酸塩等の通常の光学ガラス用原料を
秤量混合し、白金坩堝等を用いて、約１２００℃〜１４
００℃で約２〜４時間、溶融、清燈、攪拌した後、予熱
した型に鋳込み、徐冷することにより容易に製造するこ
とができる。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】

【表３】

【００２０】

【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−Ｌａ₂
Ｏ₃−ＺｒＯ₂−ＲＯ−Ｌｉ₂Ｏ系ガラスであり、本発明
によれば、屈折率（ｎｄ）１．６８〜１．７５、アッベ
数（νｄ）が５０以上の範囲の光学恒数を有し、耐失透
性および溶融性に優れた安定かつ均質な光学ガラスを得
ることができる。さらに、本発明の光学ガラスは、Ｙ₂
Ｏ₃、Ｇｄ₂Ｏ₃およびＴａ₂Ｏ₅のような原料価格の高い
成分を含有せず、もしくは、必須成分としていないの
で、安価に製造し得るという点でも有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で、ＳｉＯ₂ １〜１５％、Ｂ₂Ｏ₃
   ２５〜４５％、Ｐ₂Ｏ₅ ０〜２％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．１
   〜５％、ただし、ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃≧５．５％、Ｌａ₂
   Ｏ₃３５〜５０％、ただし、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃
   ≧７８％、ＴｉＯ₂ ０〜２％未満、ＺｒＯ₂ ３〜１０
   ％、ただし、ＳｉＯ₂＋ＺｒＯ₂≧１１％、Ｎｂ₂Ｏ₅０〜
   ５％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜６％、ただし、Ｎｂ₂Ｏ₅＋Ｔａ₂
   Ｏ₅ ０〜６％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜５
   ％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ５
   〜１０％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋
   ＺｎＯ≧５．５％、Ｌｉ₂Ｏ ０．１〜２％、Ｎａ₂Ｏ
   ０〜２％、Ｋ₂Ｏ ０〜２％およびＳｂ₂Ｏ₃０〜１％の
   組成からなることを特徴とする光学ガラス。
2. 【請求項２】重量％で、ＳｉＯ₂ ５〜９％、Ｂ₂Ｏ₃
   ３０〜４０％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５〜３％、ただし、Ｓｉ
   Ｏ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃≧５．５％、Ｌａ₂Ｏ₃ ４２〜４８％、
   ただし、ＳｉＯ₂＋Ｂ₂Ｏ₃＋Ｌａ₂Ｏ₃≧７８％、ＺｒＯ₂
   ５〜８％、ただし、ＳｉＯ₂＋ＺｒＯ₂≧１１％、Ｔａ
   ₂Ｏ₅ ０〜６％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜５
   ％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ６
   〜１０％、Ｌｉ₂Ｏ ０．１〜１％、Ｎａ₂Ｏ ０〜１
   ％、Ｋ₂Ｏ ０〜１％およびＳｂ₂Ｏ₃ ０〜０．５％の
   組成からなることを特徴とする請求項１に記載の光学ガ
   ラス。