JP2007529398A

JP2007529398A - 鉛およびバリウムを含まないクリスタルガラス

Info

Publication number: JP2007529398A
Application number: JP2007503145A
Authority: JP
Inventors: ゲロールドスプレイヒマン; ヨハネスメイヤー
Original assignee: ディー．スワロフスキーアンドカンパニー
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: WO2005090252A1; DE502005008045D1; EP1725502B1; PL1725502T3; ATA4842004A; ES2332321T3; US7202188B2; JP4950876B2; SI1725502T1; US20070032367A1; AT414310B; EP1725502A1; ATE441623T1; PT1725502E

Abstract

この発明は、屈折率が少なくとも１．５５で、以下の重量％をもつ、５０％以上のＳｉＯ_２、０．６％以上４％以下のＢ_２Ｏ_３、３％以下のＫ_２Ｏ、１２％以上１５％以下のＮａ_２Ｏ、４％以上１１％以下のＣａＯ、４．５％以上のＺｎＯ、０．２５％以上５％以下のＡｌ_２Ｏ_３、５％以下のＴｉＯ_２、並びに２％以下のＭｇＯ、特に６０％以下のＳｉＯ_２および８−１６％のＺｎＯを含み、Ｐｂ、Ｂａ、Ａｓの各酸化物の全量が０．１％未満、Ｔｉ、Ｌａの各酸化物の全量が５％未満、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙｂ、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物の全量が５％未満で、さらにＮｂ、Ｔａ、Ｙｂの各酸化物が多くとも１％、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物が多くとも３％であることを特徴とする、鉛およびバリウムを含まないクリスタルガラスに関する。

Description

本発明は、少なくとも１．５５の屈折率および、以下の重量％をもつ、５０％以上のＳｉＯ_２、０．６％以上４％以下のＢ_２Ｏ_３、３％以下のＫ_２Ｏ、１２％以上１５％以下のＮａ_２Ｏ、４％以上１１％以下のＣａＯ、４．５％以上のＺｎＯ、０．２５％以上５％以下のＡｌ_２Ｏ_３、５％以下のＴｉＯ_２、並びに２％以下のＭｇＯである、鉛およびバリウムを含まないクリスタルガラスに関する。

鉛が人体に有毒であり、この金属の使用をできるだけ拒否することで、無害になることは化学的な観点から疑う余地はないが、装飾及び、実用物品のための価値あるガラス製品において、高い屈折率を達成するために、ＰｂＯの使用が何世紀もの間行われている。

近年では鉛およびバリウムの使用を排除して、従来のクリスタルガラスの光学特性を達成するために多数の提案が行われた。例えばナトリウムの含有量がカリウムの含有量を大幅に上回ることによって、初めに定義された種類のガラス製品の特色を出し、さらに、ガラスの高い化学安定性が保証され、また、耐加水分解性を有することもできるようになった。

ＥＰ１０７４５２２の実施例２には次の組成を開示する。この周知のガラスは、６６．８％のＳｉＯ_２成分を含有する。このガラスは屈折率がようやく最低値（ｎ＝１.５５）に達し、ＴｉＯ_２およびＬａ_２Ｏ_３の全量を含むが、一般的にはガラス製品に黄色味がかかる（Gelbstich）。また、高いヒ素含有成分のために、この周知のガラスは、実際に有毒な成分を回避するための改良がなされていない。

本発明は、従来技術に対し、屈折率の著しい増加が達成可能となるという驚くべき事実に基づいている。これはＳｉＯ_２成分を６０％未満に減少させ、同時にＺｎＯを８％以上に増加させればさせるほどより有利となる。

ＤＥ８０８７５４の実施例３にはバリウムを含まない多焦点眼鏡レンズ製造用のガラスについて開示する。このガラスは、５０％のＳｉＯ_２成分および１２％のＺｎＯを含有する。このガラスは、１０％のＺｒＯ_２を含有し、ＴｉＯ_２およびＢａＯの使用という先行技術に従うことによって、減少させることができる。しかし、このガラスはＺｒＯ_２を高度に含むために高価になるだけでなく、加工温度が高なるために最終製品の価格を実質的に上げてしまう。装飾及び、実用物品のためのバリウムを含まないガラスを得るためには、ＺｒＯ_２とＴｉＯ_２成分の量を少なくすることが必要である。

Ｐｂ、ＢａおよびＡｓの各酸化物のトータル量を少なくすることが、本発明の解決課題である。

本発明は、６０％以下のＳｉＯ_２および８−１６％のＺｎＯを含み、Ｐｂ、Ｂａ、Ａｓの各酸化物の全量が０．１％未満、Ｔｉ、Ｌａの各酸化物の全量が５％未満、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙｂ、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物の全量が５％未満で、さらにＮｂ、Ｔａ、Ｙｂの各酸化物が多くとも１％、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物が多くとも３％であることによって、目的とする屈折率を有するガラスが得られるという、驚くべき知見に基づく。

また、ＴｉとＬａの各酸化物の全量を制御することによって、透過率の低減なしに屈折率を増加させるという効果を有する。

本発明の特別な効果としては、有毒および／又は高価な成分を使用しなくても良いということである。また、さらに高い屈折率を必要とする場合には、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙｂ、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物を添加することができる。

また、本発明によれば、ＺｎＯの効果はＣａＯと類似している。そのため、ＺｎＯとＣａＯの全量を１５％以上とすることにより、特に優れた効果が得られる。

ストロンチウムはガラス技術としての重要度が低いため、本発明においては必ずしも必要とはしていない。コストが約１０倍となることを受け入れられれば、ＣａＯと特徴が似ているＳｒＯに部分的に置換することも可能である。

本発明の基本的思想によれば、ＬｉＯ_２を用いることによりさらなる改良を加えることができる。少なくともこれを０．５％含有させることにより、ガラスの溶融温度ならびに加工温度を低下させられる。また、Ｎａ_２ＯおよびＬｉ_２Ｏの合計量を１７％未満にすることによって、アルカリ成分が高いにもかかわらず、耐加水分解性を悪化させることがない。

その他の成分（例えばＳｎＯなど）は、わずかな量において添加されるが、実際には必須ではない。例えばＳｂ_２Ｏ_３などの清澄剤や、脱色剤としてＮｄ_２Ｏ_５およびＥｒ_２Ｏ_３を除く残余成分の合計が２重量％未満で用いることができる。

次に３つの実施例について以下の表に示す。

前記実施例は、ＳｉＯ_２の含有比率を徐々に低下させた場合について示したものである。この結果からは、密度及び屈折率が増加することが容易に理解できる。実施例３はＮｂ、Ｔａ、Ｙｂ、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物がすべて含まれていないが、かなり光学的に優れたものが得られていることに注目すべきである。この例では酸化チタンの含有量を低くすることによって、全可視域の透過率が一定であり、黄色味がかることを防止することができた。このプラスの結果は、ＣａＯとＺｎＯの高い含有によってもたらされた。

Claims

少なくとも１．５５の屈折率および以下の重量％をもつ、５０％以上のＳｉＯ_２、０．６％以上４％以下のＢ_２Ｏ_３、３％以下のＫ_２Ｏ、１２％以上１５％以下のＮａ_２Ｏ、４％以上１１％以下のＣａＯ、４．５％以上のＺｎＯ、０．２５％以上５％以下のＡｌ_２Ｏ_３、５％以下のＴｉＯ_２、並びに２％以下のＭｇＯ、特に６０％以下のＳｉＯ_２および８−１６％のＺｎＯを含み、Ｐｂ、Ｂａ、Ａｓの各酸化物の全量が０．１％未満、Ｔｉ、Ｌａの各酸化物の全量が５％未満、Ｎｂ、Ｔａ、Ｙｂ、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物の全量が５％未満で、さらにＮｂ、Ｔａ、Ｙｂの各酸化物が多くとも１％、Ｙ、Ｗ、Ｂｉ、Ｚｒの各酸化物が多くても３％であることを特徴とする、鉛およびバリウムを含まないクリスタルガラス。
ＺｎＯとＣａＯの合計が１５％以上であることを特徴とする、請求項１記載のクリスタルガラス。
ＣａＯの一部がＳｒＯに置換されていることを特徴とする、請求項１又は２記載のクリスタルガラス。
さらに０．５−３．０％のＬｉ_２Ｏを含むことを特徴とする、請求項１乃至３記載のクリスタルガラス。
Ｎａ_２ＯとＬｉ_２Ｏの合計が１７重量％未満であることを特徴とする、請求項４記載のクリスタルガラス。
清澄剤としてのＳｂ_２Ｏ_３、脱色剤としてＮｄ_２Ｏ_５およびＥｒ_２Ｏ_３を除いた残余成分の合計が２重量％未満であることを特徴とする、請求項１乃至５記載のクリスタルガラス。