JP2004083408A - 鉛フリー、好ましくは砒素フリーの光学重クラウンガラス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 酸化物基準で以下の組成(質量%表示):P2O5 43〜56%、ZnO 21〜36%、Al2O3 0〜6%、Na2O 0.5〜16%、K2O 0〜8%、ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦16%、MgO 0〜5%、CaO 0〜5%、BaO 3〜14%、B2O3 0〜8%、La2O3 0〜7%を有することを特徴とする1.55≦nd≦1.60の屈折率nd、54≦νd≦63のアッベ数νd及びTg≦500℃の転移温度を有する鉛フリー、好ましくは砒素フリーの光学重クラウンガラスが提供される。これらのガラスは、画像、映写、遠距離通信、光通信技術及びレーザー技術の応用領域において光学要素として好適に使用できる。
【選択図】 なし
Description
従来、類似の光学特性及び類似の化学組成を有するガラスは既に先行技術に記載されているが、これらのガラスは重大な欠点を有する。
他のガラスは、特定の光学特性に設定する為に必要な必須成分としてLi2Oを少なくとも1質量%含有する眼科用亜鉛燐酸塩ガラスである(特許文献2参照)。しかしながら、Li2Oの添加は、この成分は比較的に高価で結晶化傾向を増大させるために不利である。
ブランク加圧用に使用でき、本発明に係るガラスと似たような組成を有する光学ガラスも提案されている(特許文献4参照)。しかしながら、この特許文献に記載のガラス組成物はナトリウム酸化物を含有していない。
必須成分としてNd2O3を含有する(33質量%まで)タイプのガラスも提案されており(特許文献7参照)、活性レーザーガラスを構成している。この種の活性は、予測される望ましくないビーム変調のために従来の光学用途からははじき出される。
非常に索状(筋状)フリーの光学ガラスも提案されているが(特許文献9参照)、この性質は、特に必須の非常に高い清澄剤の含有(Sb2O3≧1質量%)によって確保されなければならない。しかしながら、そのような高い含有量でのSb2O3の添加は、この成分の固有吸収によって生じると予測される透過性の低下の為に前記した現代の光学用途領域には不可能である。
P2O5 43〜56質量%、ZnO 21〜36質量%、
Al2O3 0〜6質量%、
Na2O 0.5〜16質量%、K2O 0〜8質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦16質量%
MgO 0〜5質量%、CaO 0〜5質量%、
BaO 3〜14質量%、
B2O3 0〜8質量%、La2O3 0〜7質量%
を有することを特徴とする1.55≦nd≦1.60の屈折率nd、54≦νd≦63のアッベ数νd及びTg≦500℃の転移温度を有する鉛フリー、好ましくは砒素フリーの光学重クラウンガラスが提供される。
特に、本発明のガラスは、例えばプランク加圧又は精密加圧による最終形状に近い加工に適している。この点において、本発明に係るガラスの粘度−温度プロファイル及び作業点(温度)は、このタイプの最終形状に近い熱成形が感度の高い精密機械加工も可能なように好適に設定されたものである。
特に、本発明に係るガラスは、1.55≦nd≦1.60、好ましくは1.56≦nd≦1.59の屈折率nd、54≦νd≦63、好ましくは55≦νd≦62のアッベ数νd及びTg≦500℃、好ましくはTg≦450℃、さらに好ましくはTg≦400℃の転移温度を有する。
以下の説明において、用語「X−フリー」又は「成分Xがフリー」は、ガラスは実質的にこの成分Xを含有しない、即ちこの種の成分はせいぜいガラス中に不純物として存在するが、個々の成分としてガラス組成物に添加されていないことを意味する。ここで、Xは例えばLi2Oなどの所望の成分を指している。
以下の説明において、ガラス成分含有量の詳細は全て、特に指摘しない限り酸化物基準の質量%で与えられている。
本発明に係るガラスにおいては、BaOは、必要に応じて、アルカリ土類金属酸化物MgO及び/又はCaOで部分的に置き換えることができ、その場合、これらの成分は各々最大5質量%、好ましくは最大4質量%、最も好ましくは最大3.5質量%の量で存在する。しかしながら、合計量においてこれらの成分の含有量は最大8質量%、好ましくは最大5質量%、最も好ましくは最大3.4質量%であることが好ましい。
BaO、MgO及び/又はCaOの合計量は、最大15質量%、好ましくは最大13質量%、最も好ましくは最大11質量%であることが好ましい。
特に、本発明に係るガラスはまた、例えばAgなどのレドックス感受性成分フリーであり、及び/又は例えばTlやAsなどの毒性成分及び/又は健康に有害な成分フリーである。
Sb2O3 0〜1%及び/又は
SnO 0〜1%及び/又は
NaCl 0〜1%及び/又は
SO4 2- 0〜1%及び/又は
F- 0〜1%。
本発明はまた、本発明に係るガラスを含む光学要素にも関する。ここで、光学要素は、特にレンズ類、プリズム類、およびコンパクトな構成部品である。ここで、本発明によれば、用語「光学要素」は、例えば、たね、精密たね、等のこの種の光学要素のプリフォームも包含する。
酸化物用の原料、好ましくは対応する炭酸塩、硝酸塩及び/又は弗化物と、好ましくは複合燐酸塩形態の燐酸塩分を計量し、例えばSb2O3などの1種以上の清澄剤を加え、充分に混合した。ガラスバッチを連続溶解装置内で約1070℃で溶解し、次いで清澄化し(1100℃)、均質化した。ガラスは約800℃の注型温度で注型でき、所望の寸法に加工した。大容積の連続装置では、経験から、温度は約100℃低くでき、材料は約650℃で最終形状に近い直接加圧法で加工できる。
ガラス100kgの溶解例(計算値)の一例を表1に示す。なお、下記溶解例に従って得られたガラスは、表2に示す実施例4の特性を有していた。
本発明に係るガラスは全て、500℃未満のTgを有し、結晶化抵抗性があり、問題なく加工できた。本発明とは異なって酸化ホウ素含量が11.5質量%の比較例1のガラスは、とりわけ500℃を超える高いTgを示した。
Claims (9)
- 酸化物基準で以下の組成
P2O5 43〜56質量%、ZnO 21〜36質量%、
Al2O3 0〜6質量%、
Na2O 0.5〜16質量%、K2O 0〜8質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦16質量%
MgO 0〜5質量%、CaO 0〜5質量%、
BaO 3〜14質量%、
B2O3 0〜8質量%、La2O3 0〜7質量%
を有することを特徴とする1.55≦nd≦1.60の屈折率nd、54≦νd≦63のアッベ数νd及びTg≦500℃の転移温度を有する鉛フリー、好ましくは砒素フリーの光学ガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 43〜56質量%、ZnO 21〜36質量%、
Al2O3 0〜6質量%、
Na2O 0.5〜16質量%、K2O 0〜8質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦16質量%
MgO 0〜5質量%、CaO 0〜5質量%、
BaO 3〜14質量%、
B2O3 0〜8質量%、La2O3 0.5〜7質量%
を有し、1.55≦nd≦1.60の屈折率nd、54≦νd≦63のアッベ数νd及びTg≦500℃の転移温度を有する請求項1に記載のガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 44〜55質量%、ZnO 22〜32質量%、
Al2O3 0〜5質量%、
Na2O 5〜15質量%、K2O 0〜8質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦15質量%
MgO 0〜5質量%、CaO 0〜5質量%、
ΣMgO+CaO ≦8質量%
BaO 4〜13質量%、
B2O3 0〜8質量%、La2O3 0.5〜5質量%
を有し、1.56≦nd≦1.59の屈折率nd、55≦νd≦62のアッベ数νd及びTg≦500℃の転移温度を有する請求項1に記載のガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 46〜53質量%、ZnO 24〜31質量%、
Al2O3 0〜3質量%、
Na2O 6〜13質量%、K2O 0〜6質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦13質量%
MgO 0〜4質量%、CaO 0〜4質量%、
ΣMgO+CaO ≦5質量%
BaO 4〜11質量%、
B2O3 0〜5質量%、La2O3 0.5〜4質量%
を有し、1.56≦nd≦1.59の屈折率nd、55≦νd≦62のアッベ数νd及びTg≦450℃の転移温度を有する請求項1に記載のガラス。 - 酸化物基準で以下の組成
P2O5 48〜51質量%、ZnO 25〜29質量%、
Al2O3 0.5〜2.5質量%、
Na2O 7〜12質量%、K2O 0〜4質量%、
ΣM2O(アルカリ金属酸化物) ≦12質量%
MgO 0〜3質量%、CaO 0.5〜3.5質量%、
ΣMgO+CaO ≦3.5質量%
BaO 5〜10質量%、
La2O3 0.5〜3.5質量%
を有し、1.56≦nd≦1.59の屈折率nd、55≦νd≦62のアッベ数νd及びTg≦400℃の転移温度を有する請求項1に記載のガラス。 - さらに清澄剤として以下の成分の少なくとも1種
Sb2O3 0〜1質量%及び/又は
SnO 0〜1質量%及び/又は
NaCl 0〜1質量%及び/又は
SO4 2- 0〜1質量%及び/又は
F- 0〜1質量%
を含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載のガラス。 - 前記請求項1乃至6のいずれか一項に記載のガラスの画像、映写、遠距離通信、光通信技術及び/又はレーザー技術の分野における使用。
- 前記請求項1乃至6のいずれか一項に記載のガラスの光学要素としての使用。
- 前記請求項1乃至6のいずれか一項に記載のガラスを含む光学要素。
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