JPS63265840A - 光学ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、屈折率（ｎｄ）が約１．５９〜１．８２およ
びアツベ数（νｄ）が約２０〜４０の範囲の光学恒数と
、優れた光線透過特性および失透に対する安定性を有し
、基本的にＳｉＯ２−Ｂ２０３−Ｐ２０５−ＴｉＯ２−
Ｎｂ２０５−Ｒ２０−ＺｎＯおよび／またはｐｂｏ系（
ＲはＬｉ、ＮａおよびＫの１種または２種以上）からな
る極めて高い分散性を有する光学ガラスに関する。

［従来の技術］ 従来、上記のような光学恒数を有するガラスとしては、
珪酸塩ガラスあるいは燐酸塩ガラスにＴｉＯ２および／
またはＮｂ２Ｏ５を含有させたガラスが知られている。

例えば、特開昭４８−６５２１１号公報には、Ｓ　ｉ　
０２−Ｂ２０３−に２０系に、任意成分としてＴ　ｉ　
０２を添加可能なガラスが開示されているが、高分散域
においては、多量のＴ　ｉ　０２を添加するため、着色
が大きく、また耐失透性５が十分でない。

また、特開昭５０−７１７０８号公報には、Ｐ２０５−
ＰｂＯ−Ｎｂ２０ｓ−二価金属酸化物系のガラスが、特
開昭５２−１３２０１２号公報には、Ｐ２０５−Ｂ２０
３−Ｎｂ２０ｓ系のガラスがそれぞれ開示されているが
、これらのガラスは、＃摩耗性、硬度等の機械的性質に
劣るため、ガラス加工の際、面精度が得られにくかった
り、傷がつきやすかったりする。また、多量のＰｂＯま
たはＮｂ２Ｏ５を含有させるために着色が大きいなどの
欠点がある。

特公昭４３−７１２１号公報には、ＳｉＯ２−Ｐ２０５
−Ｔ　ｉ　０２−Ｒ２０および／またはＲ’Ｏ系（Ｒ’
はアルカリ土類金属）のガラスが開示されているが、多
量のＴｉＯ２を含有させるために、失透性や着色が大き
いという欠点を有する。

さらに、特開昭５４−１０５１１９号公報には、Ｓ　ｉ
０２−Ｔｉ０２−Ｒ２０−ＢＰＯ４および／またはＡ　
ｌ　（ＰＯ３）　３系ガラスが、特開昭５５−５１７３
２号公報には、ＳｉＯ２−Ｔｉ０２−Ｒ２０−ＢＰＯ＋
および／またはＡＩ（ＰＯ３）　３−Ｎｂ２Ｏ５系ガラ
スがそれぞれ開示されているが、これらのガラスは失透
に対する安定性や光線透過特性が不十分である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、前述の所定の光学恒数を有し、かつ、上記従
来の技術に見られる諸欠点を総合的に解消した光学ガラ
スを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明者らは鋭意試験研究を
重ねた結果、従来の技術資料には具体的に開示されてい
ない特定組成範囲のＳｉＯ２−Ｂ２０３−Ｐ２０５−Ｔ
ｉ０２−Ｎｂ２０５−Ｒ２０−ＺｎＯおよび／またはＰ
ｂＯ系のガラスにおいて、極めて高い分散性を維持しつ
つ、しかも着色と失透傾向が改善された量産可能な所期
のガラスが得られることを見出し１本発明をなすにいた
った。

本発明にかかる光学ガラスの特徴は、重量％で、Ｓ　ｉ
０２５〜５５％、８２０３０．５〜１５％、Ｐ２Ｏ５０
，５〜３０％、Ｔｉ０２１〜３５％、Ｎｂ２ｏ５１〜５
０％、Ｚｎ０Ｏ〜５％、Ｐｂ００〜５％、但し、ＺｎＯ
＋Ｐｂ０＝０．１〜５％、Ｌｉ２Ｏ０〜５％、Ｎａ２０
０〜２５％、Ｋ２Ｏ０〜３０％、但し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ
２０＋に２０＝　１７．５〜３０％、Ｍｇ０Ｏ〜５％、
Ｃａ０　０〜５％、Ｓｒ００〜５％、Ｂａ０Ｏ〜５％、
　ＺｒＯ２０〜３％、Ａ　１２　０３　０〜６％、Ａ　
ｓ２０３　０〜２％、ｓ　ｂ２　ｏ３　ｏ〜２％および
上記各金属酸化物の１種以上の金属の弗化物をＦの合計
量として０〜ｌＯ％を含有するところにある。

上記のとおり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、ガラス形成鹸化物であるＳ　ｉ　０２成分は
、機械的性質および熱膨張係数を良好に保つのに有効で
ある。しかし、その量が５％未満であると屈折率および
熱膨張係数が過大となりやすく、また機械的性質が劣化
しやすくなる。またその量は多過ぎると所要の屈折率を
得難くなるので、５５％以下、好ましくは４５％以下と
する。

Ｂ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５の各成分は、ガラス骨格成分と
しては、ＳｉＯ２に比べより高分散であり、また、ガラ
スの粘性を調整するのに有効である。このうちＢ２Ｏ３
は、Ｐ２Ｏ５を多量に含有した際に生ずる乳白化を抑制
する効果があるが、その飛が０．５％未満ではそれらの
効果は十分でなく、また１５％を超えると化学的耐久性
の劣化や着色をまねきやすくなる。一方、Ｐ２Ｏ５は、
酸に対する化学的耐久性を向上させるのに有効であるが
、その量が０．５％未満であるとそれらの効果は十分で
なく、また３０％を超えると機械的性質が著しく劣化し
たり、溶融の際揮発量が大きくなるために均質なガラス
が得難くなったりする。

なお、所定の光学恒数を維持し、優れた耐失透性を得る
ためには、Ｓ　ｉ　０２　、　Ｂ２０３およびＴｉＯ２
およびＮｂ２Ｏ５の各成分は、ガラスに高分散性能を与
えるのに有効な成分である。さらにＮｂ２Ｏ５はガラス
の失透傾向を抑制するのに有効である。しかし、ＴｉＯ
２の量が１％未満では所要の光学恒数が得に＜〈、また
３５％を超えるとガラスが著しく着色したり、失透傾向
が増大したりする。また、Ｎｂ２Ｏ５の量は、所要の光
学恒数を得るためには、少なくとも１％以上必要である
が、５０％を超えるとかえって失透傾向が増大する。

ＺｎＯおよびＰｂＯの各成分は、本発明のガラスにおい
て、その少量の導入により、意外にも、ＴｉＯ２および
Ｎｂ２Ｏ５の添加による着色や失透傾向の増大を抑制す
ることが見出された重要な成分であり、またガラスの溶
融性改善にも効果がある。これらの効果を発揮させるた
めには、ＺｎＯおよび／またはＰｂＯの量は０．１％以
上必要であるが、５％を超えると、化学的耐久性の劣化
をまねいたり、かえって失透性や着色の増大を伴ったり
する。

Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏおよびに２０（７）各成分は。

ガラスの融剤としてのみならず、失透傾向および着色の
抑制に有効な成分である。しかし、これらの１種または
２種以上の成分の合計量が１７．５％未満では、それら
の効果が十分でない、また、これらの成分がそれぞれ５
％、２５％および３０％を超えたり、または合計で３０
％を超えると。

ガラスの化学的耐久性の劣化や失透傾向の増大をまねき
やすく、また溶融の際のこれらの成分の著しい揮発を伴
ないやすいので、好ましくない。

本発明のガラスにおいては、以上の成分の他、ガラスの
安定性、化学的耐久性、機械的性質等の改善、光学恒数
、粘性等の調整のため、下記の成分を任意に添加するこ
とができる。

すなわち、ＭｇＯ１Ｃａｂ、ＳｒＯおよびＢａＯのアル
カリ土類金属酸化物は、失透傾向の抑制に有効である。

しかし、それぞれ５％を超えると、化学的耐久性の劣化
が生じやすくなったり、所定の光学恒数が得難くなった
りする。ＺｒＯ２は、ガラスの化学的耐久性の向上に有
効であるが、３％を超えると失透傾向が増大する。

Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの粘性の調整、耐失透性および化
学的耐久性の改善に有効であり、５ｔｏ２の一部と６％
まで置換できる。Ａｓ２Ｏ３および５ｂ２ｏ３は、ガラ
スの清澄剤として有効であるが、それぞれ２％までで十
分である。さらに、上記各金属酸化物の金属の弗化物は
、いずれもガラスの屈折率および粘性の調整に有効であ
るが、これらの弗化物がＦの合計量として、１０％を超
えると、ガラス溶融の際、Ｆ成分の揮発が大きくなると
ともにガラスが失透しやすくなる。

さらに、本発明のガラスに、必要に応じ、その他の成分
、例えばＲｂ２Ｏおよび／またはＣｓ２Ｏを１０％程度
まで、　　Ｉ　Ｂ２０３　、　Ｇ　ｅ０２　。

５ｎ０２　、Ｂｉ２０３　、ＴｅＯ２およびＬａ２Ｏ３
等の１種以上の成分を合計で５％程度まで添加してもさ
しつかえない。

［実施例］ 次に、実施例について説明する。

表−１は、本発明の光学ガラスの好適な実施例（Ｎｏ、
１〜６）および従来技術の比較例（Ｎｏ、Ａ〜Ｅ）を、
これらのガラスの屈折率（ｎｄ）、アツベ数（νｄ）、
失透試験結果および８０％透過波長とともに示したもの
である。ここで、Ｎｏ。

ｌ、２とＮｏ、Ａ、Ｂ、Ｎｏ、３とＮｏ、Ｃ，Ｎｏ、４
．５とＮｏ、ＤおよびＮｏ、６とＮｏ、Ｅはそれぞれほ
ぼ同等の光学恒数を有するガラスの比較である０表−１
における失透試験結果は、予め調合した原料バッチを、
各ガラスの溶融性の難易度に応じて１１５０〜１３００
℃で溶融した後、１１００℃まで降温して、鋳型に注入
し、アニール条件として６００℃の徐冷炉で２時間保持
後降温したものを、観察した結果である。また、８０％
透過波長は、各ガラスから得たｌＯ腸■厚の両面研磨試
料を、分光光度計により測定したもの（ただしく　）内
は先行技術資料中の数値）である。

また、表−２は、本発明のその他の好適な実施例につい
て、その光学恒数とともに示したものである。なお１表
−２の実施例Ｎｏ、３６のに２０の含有量は、Ｋ２Ｔｉ
Ｆ６のに２０換算により、２１．４重量％となる。

（以下余白） 表−１にみられるように、従来のガラスの比較例Ｎｏ、
Ａ、　ＤおよびＥは、キャスト直後またはアニール中に
失透したのに対し、これらとそれぞれほぼ同等の光学恒
数を有する本発明の実施例Ｎｏ。

ｌと２．　　Ｎｏ、４と５およびＮｏ、６のガラスは、
いずれも透明であった。また、従来のガラスＮｏ、Ｂお
よびＮｏ、Ｃと比べ、これらとそれぞれほぼ同等の光学
恒数を有する本発明のガラスＮ００１と２およびＮｏ、
３の８０％透過波長は、いずれもより短波長域にシフト
しており、着色性が改善されている。

また１表−２の本発明による実施例のガラスは、いずれ
も所定の光学恒数を満足するものであり、表−１の本発
明の実施例のガラスと同様、耐失透性と光線透過性に優
れたものである。

なお、表−１および表−２に掲げた本発明の実施例のガ
ラスは、いずれも耐摩耗性と硬度が改善されており、機
械加工性に優れている。

本発明の実施組成例のガラスは、調合原料を白金ルツボ
等に投入し、１１００〜１４００℃で熔解、清澄、均質
化した後、適当な温度に予熱された鋳型等に注入して徐
冷することにより、容易に製造することができる。

［発明の効果］ 以上述べたとおり、本発明の光学ガラスは、新規な特定
組成範囲のＳ　ｉ　０２−Ｂ２０３−Ｐ２Ｏ３−Ｔ　ｉ
　０２−Ｎ　ｂ２０５−Ｒ２０−Ｚ　ｎｏおよび／また
はＰｂＯ系ガラスであるから、屈折率（ｎｄ）約１．５
９〜１．８２およびアツベ数（νｄ）約２０〜４０の光
学恒数を有し、しかも、従来のガラスに比べて光線透過
率性能に優れ、着色が少く、また、失透に対する安定性
も改善されており、量産性に優れている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、 ＳｉＯ＿２　５〜５５％、 Ｂ＿２Ｏ＿３　０．５〜１５％、 Ｐ＿２Ｏ＿５　０．５〜３０％、 ＴｉＯ＿２　１〜３５％、 Ｎｂ＿２Ｏ＿５　１〜５０％、 ＺｎＯ　０〜５％、 ＰｂＯ　０〜５％、 但し、ＺｎＯ＋ＰｂＯ＝０．１〜５％、 Ｌｉ＿２Ｏ　０〜５％、 Ｎａ＿２Ｏ　０〜２５％、 Ｋ＿２Ｏ　０〜３０％、 但し、Ｌｉ＿２Ｏ＋Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ ＝１７．５〜３０％、 ＭｇＯ　０〜５％、 ＣａＯ　０〜５％、 ＳｒＯ　０〜５％、 ＢａＯ　０〜５％、 ＺｒＯ＿２　０〜３％、 Ａｌ＿２Ｏ＿３　０〜６％、 Ａｓ＿２Ｏ＿３　０〜２％、 Ｓｂ＿２Ｏ＿３　０〜２％ および、上記各金属酸化物の１種以上の金属の弗化物を
   Ｆの合計量として０〜１０％含有することを特徴とする
   光学ガラス。
2. （２）ＳｉＯ＿２が５〜４５％、ＳｉＯ＿２＋Ｂ＿２Ｏ
   ＿３＋Ｐ＿２Ｏ＿５が５５％以下であることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス。