JP2021178765A - ガラス材 - Google Patents
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Abstract
【課題】所望の光学特性を維持しつつ、結晶化や失透物の発生といった不具合が生じにくいガラス材を提供する。【解決手段】屈折率が１．８以上であり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０超〜５００ｐｐｍであることを特徴とするガラス材。【選択図】図１
Description
本発明は、カメラ、顕微鏡、内視鏡等の光学素子に用いられるガラス材に関する。
近年、カメラ、顕微鏡及び内視鏡等に用いられる光学系の小型化や軽量化に伴い、使用される光学レンズ等の光学素子に対し、高屈折率かつ高分散の光学特性が求められている。光学素子に使用されるガラスをより高屈折率にするためには、ガラスの主要な骨格成分であるＳｉＯ２やＢ２Ｏ３の含有量を少なくし、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５等の希土類酸化物、またはＮｂ２Ｏ５やＴｉＯ２といった中間酸化物を多量に含有させる必要がある。しかし、骨格成分を少なくし、中間酸化物を多量に含有させると、ガラス形成能が低下し、ガラス化が困難になる。一般的な光学ガラスは、原料を坩堝等の溶融容器内で溶融し、冷却することにより作製する。ここで、ガラス形成能に劣るガラス組成の場合、従来の作製方法では溶融容器との接触界面を起点として結晶化が進行しやすい。
ガラス化しにくい組成であっても、溶融容器との接触をなくし、溶融状態からの冷却速度を速めることでガラス化が可能となる。このような方法として、原料を浮遊させた状態で溶融、冷却する無容器浮遊法（無容器凝固法）が知られている。当該方法を用いると、溶融ガラスが溶融容器にほとんど接触することがなく、また急速に冷却することが可能なため、上記のようなガラス化しにくい組成であってもガラス化が可能となる。例えば、特許文献１では、無容器浮遊法により、ガラス組成としてＴｉＯ２とＢａＯのみを含有するガラスが作製されている。
無容器浮遊法を利用しても、製造工程で結晶化が生じてガラス材を得られない場合や、得られたガラス中に失透物が生じる場合がある。特に、ガラス化しにくい組成の場合はそのような傾向が顕著である。
結晶化や失透物を生じさせないためには、網目形成酸化物を添加することが有用であるが、一般に網目形成酸化物は屈折率を下げる効果があり、所望の光学特性を得られなくなるおそれがある。
以上に鑑み、本発明は、所望の光学特性を維持しつつ、結晶化や失透物の発生といった不具合が生じにくいガラス材を提供することを目的とする。
本発明のガラス材は、屈折率が１．８以上でありＡｌ２Ｏ３の含有量が０超〜５００ｐｐｍであることを特徴とする。
このように、ガラス材中にＡｌ２Ｏ３を０超〜５００ｐｐｍという極めて微量だけ必須成分として含有させているため、屈折率を低下させることなく、結晶化や失透物の発生を抑制することが出来る。
本発明のガラス材は、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ０超〜７０％、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５ ０超〜１００％未満を含有することを特徴とする。なお本発明において、「○＋○＋・・・」は各成分の含有量の合量を意味する。ここで、必ずしも各成分を必須成分として含有しなくてもよく、含有しない（０％）である成分が存在しても構わない。
上記構成によれば、屈折率が１．８以上のガラス材を容易に得ることができる。
本発明のガラス材は、光学素子として用いられることが好ましい。
本発明のガラス材は、装飾用として用いられることが好ましい。
本発明のガラス材の製造方法は、上記いずれかのガラス材を製造するための方法であって、成形型の成形面に開口するガス噴出孔からガスを噴出させることにより、原料塊を成形面上で浮遊させて保持した状態で、原料塊を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、溶融ガラスを冷却することを特徴とする。
本発明によれば、所望の光学特性を維持しつつ、結晶化や失透物の発生といった不具合が生じにくいガラス材を得ることができる。
本発明のガラス材は屈折率（ｎｄ）が１．８以上であり、１．９以上、特に２．０以上が好ましい。このようにすれば、光学素子や装飾品の用途として好適である。
本発明のガラス材はＡｌ２Ｏ３を必須成分として含有する。Ａｌ２Ｏ３は、溶融ガラスの冷却時における結晶化やガラス中の失透物の発生を抑制する成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０超〜５００ｐｐｍであり、好ましくは０．５〜４００ｐｐｍ、より好ましくは１〜３００ｐｐｍ、特に好ましくは３〜２５０ｐｐｍである。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果を得にくい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下し、所望の光学特性を得にくくなる。
本発明のガラス物品は、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ０超〜７０％、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５ ０超〜１００％未満を含有することが好ましい。ガラス組成をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り「％」は「モル％」を意味する。
Ｌａ２Ｏ３はガラス骨格を形成する成分であり、光透過率を低下させることなく屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。Ｌａ２Ｏ３の含有量は０超〜７０％、５〜６８％、特に１０〜６３％であることが好ましい。Ｌａ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果を得にくくなる。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。
Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｇａ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＰ２Ｏ５は、屈折率を高めたり、ガラス化範囲を広げたりする成分である。Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５の含有量は０％超、５％以上、１０％以上、２０％以上、特に３０％以上であることが好ましい。Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５の含有量が少なすぎると、上記効果を得にくくなる。一方、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５の含有量の上限は、他の成分の含有量を考慮し、１００％未満、９９％以下、特に９５％以下とすることが好ましい。なお、上記成分のいずれか２種以上の合量も上記範囲であることが好ましい。
以下に、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｇａ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＰ２Ｏ５の各成分について詳細に説明する。
Ｇｄ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。ただし、Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。従って、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０〜４０％、１〜３５％、特に３〜３０％であることが好ましい。
Ｙ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。ただし、Ｙ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。従って、Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜３０％、１〜２５％、特に５〜２０％であることが好ましい。
Ｙｂ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。ただし、Ｙｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。また、原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜３０％、１〜２５％、特に５〜２０％であることが好ましい。
Ｌｕ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。ただし、Ｌｕ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｌｕ２Ｏ３の含有量は０〜２０％、１〜１５％、特に５〜１０％であることが好ましい。
ＺｒＯ２は屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる効果がある。ただし、ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また溶融温度が高くなりすぎる。従って、ＺｒＯ２の含有量は０〜４０％、１〜３０％、３〜２５％、特に５〜２０％であることが好ましい。
ＴｉＯ２は屈折率を高める効果が大きい成分であり、化学的耐久性を高める効果もある。またガラス化範囲を広げる効果がある。ＴｉＯ２の含有量は０〜９０％、５〜８５％、特に１０〜８０％であることが好ましい。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、吸収端が長波長側にシフトするため可視光（特に短波長域の可視光）の透過率が低下しやすくなる。また、ガラス化しにくくなる。
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分であり、ガラス化範囲を広げる効果もある。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０〜８０％、１〜７５％、５〜７０％、特に１０〜６５％であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が少なすぎると、上記効果を得にくくなる。一方、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、Ｔａ２Ｏ５の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｔａ２Ｏ５の含有量は０〜６０％、０．１〜５０％、３〜４５％、特に５〜４０％であることが好ましい。
ＷＯ３は屈折率を高める成分である。ただし、ＷＯ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。従って、ＷＯ３の含有量は０〜３０％、１〜２５％、特に５〜２０％であることが好ましい。
Ｇａ２Ｏ３は中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる成分である。また、屈折率を高める効果がある。ただし、Ｇａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｇａ２Ｏ３の含有量は０〜６０％、０〜５０％、０〜４０％、特に０〜３０％であることが好ましい。
ＧｅＯ２は屈折率を高める成分であり、ガラス化範囲を広げる効果もある。ただし、ＧｅＯ２の含有量が多すぎると、原料コストが高くなる傾向がある。従って、ＧｅＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％である。
Ｂ２Ｏ３はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。またガラス転移点を低くして、プレス成型を容易にする。ただし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性を得にくくなる。従って、Ｂ２Ｏ３の含有量は０〜５０％、０．１〜４０％、３〜３８％、特に５〜３７％であることが好ましい。
ＳｉＯ２はガラス骨格を形成し、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、ＳｉＯ２の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性を得にくくなる。従って、ＳｉＯ２の含有量は０〜４０％、０〜３０％、特に０．１〜２０％であることが好ましい。
Ｐ２Ｏ５はガラス骨格を構成する成分であり、ガラス化範囲を広げる効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、分相しやすくなる。従って、Ｐ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０〜１０％、より好ましくは０〜５％である。
なお、高屈折率の光学特性を得るためには、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２の含有量を調整することが好ましい。Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２の含有量は０％以上、０％超、５％以上、１０％以上、２０％以上、特に３０％以上であることが好ましい。ただし、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２の含有量が多すぎるとガラス化しにくくなるため、１００％未満、９９％以下、特に９５％とすることが好ましい。
また、ガラス化しやすくするためには、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５の含有量を調整することが好ましい。Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５の含有量は０％以上、０％超、０．１％以上、３％以上、特に５％以上であることが好ましい。ただし、Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性を得にくくなるため、８０％以下、７５％以下、特に７０％以下であることが好ましい。
本発明ガラス物品は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３等のガラス化範囲を広げる成分を積極的に含有させることにより、ガラス作製時における不当な結晶化を抑制し、ガラス物品のサイズを大きくする（例えば、直径２ｍｍ以上、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、特に５ｍｍ以上）ことが容易になる。
本発明のガラス物品は、上記以外にも下記の成分を含有させることができる。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯはガラス化範囲を広げる成分である。これらの成分は各々１０％以下の範囲で含有させることができる。これらの成分の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性を得にくくなる。
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｃｅ、ＰｒまたはＥｒの酸化物からなる着色成分を含有させることにより、ガラス物品を所望の色調に調整することができ、装飾品用途に好適となる。これらの着色成分は単独で含有させてもよく、２種以上を含有させてもよい。これらの酸化物の含有量（２種以上含有させる場合は合量）は、０〜２０％、０．００１〜１０％、０．００５〜５％、特に０．０１〜１％であることが好ましい。なお、含有させる成分によっては着色が強くなりすぎて、可視域透過率が低下しやすくなる。その結果、所望の輝きやファイアが得られなくなり、装飾品としての使用が困難になる場合がある。その場合は、上記の酸化物の含有量を１％未満、０．５％以下、さらには０．１％以下としてもよい。
なお、ガラス物品の組成の具体例としては、Ｌａ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５系、Ｌａ２Ｏ３−ＴｉＯ２系、Ｌａ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５系、Ｌａ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系が挙げられる。
Ｌａ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５系としては、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ５〜８０％（好ましくは１０〜７０％）、Ｎｂ２Ｏ５ １〜８０％（好ましくは２０〜７０％）、ＴｉＯ２ ０〜８０％（好ましくは０〜７５％）、Ｔａ２Ｏ５ ０〜４５％（好ましくは０〜４０％）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（好ましくは０〜１５％）、ＺｒＯ２ ０〜２５％（好ましくは０〜２０％）、ＷＯ３ ０〜３０％（好ましくは０〜２０％）、Ｂ２Ｏ３ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）、ＳｉＯ２ ０〜４０％（好ましくは０〜３５％）、Ｇａ２Ｏ３ ０〜７０％（好ましくは０〜６０％）、ＺｎＯ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）を含有するものが挙げられる。
Ｌａ２Ｏ３−ＴｉＯ２系としては、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ５〜４０％（好ましくは１０〜３５％）、ＴｉＯ２ ４０〜８５％（好ましくは５０〜８０％）、Ｔａ２Ｏ５ ０〜５５％（好ましくは０〜５０％）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（好ましくは１〜１５％）、ＺｒＯ２ ０〜２５％（好ましくは５〜２０％）、ＷＯ３ ０〜３０％（好ましくは０〜２０％）、Ｂ２Ｏ３ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）、ＳｉＯ２ ０〜４０％（好ましくは０〜３５％）、Ｇａ２Ｏ３ ０〜７０％（好ましくは０〜６０％）、ＺｎＯ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）を含有するものが挙げられる。
Ｌａ２Ｏ３−Ｔａ２Ｏ５系としては、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ １０〜８０％（好ましくは２０〜７０％）、Ｔａ２Ｏ５ ５〜７０％（好ましくは１０〜６０％）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（好ましくは０〜１５％）、ＺｒＯ２ ０〜２５％（好ましくは０〜２０％）、ＷＯ３ ０〜３０％（好ましくは０〜２０％）、Ｂ２Ｏ３ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）、ＳｉＯ２ ０〜４０％（好ましくは０〜３５％）、Ｇａ２Ｏ３ ０〜７０％（好ましくは０〜６０％）、ＺｎＯ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）を含有するものが挙げられる。
Ｌａ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系としては、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ２０〜７５％（好ましくは３０〜７０％）、Ｂ２Ｏ３ ５〜７０％（好ましくは１０〜６０％）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（好ましくは０〜１５％）、ＺｒＯ２ ０〜２５％（好ましくは０〜２０％）、ＷＯ３ ０〜３０％（好ましくは０〜２０％）、ＳｉＯ２ ０〜４０％（好ましくは０〜３５％）、Ｇａ２Ｏ３ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）、ＺｎＯ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）を含有するものが挙げられる。
Ｌａ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３系としては、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ １０〜６０％（好ましくは２０〜５５％）、Ｇａ２Ｏ３ ５〜７５％（好ましくは１０〜６０％）、Ｇｄ２Ｏ３ ０〜２０％（好ましくは０〜１５％）、ＺｒＯ２ ０〜２５％（好ましくは０〜２０％）、ＷＯ３ ０〜３０％（好ましくは０〜２０％）、ＳｉＯ２ ０〜４０％（好ましくは０〜３５％）、ＺｎＯ ０〜５０％（好ましくは０〜４０％）を含有するものが挙げられる。
本発明のガラス材は、レンズやプリズム等の光学素子、あるいは、宝飾品、芸術品、食器等の装飾品用途に使用することができる。
図１は本発明のガラス材を製造するための製造装置の模式的断面図の例である。ガラス材の製造装置１は成形型１０を有する。成形型１０は溶融容器としての役割も果たす。成形型１０は、成形面１０ａと、成形面１０ａに開口しているガス噴出孔１０ｂを有する。ガス噴出孔１０ｂは複数設けられている。このようにすれば、原料塊１２、溶融ガラス、ガラス材を安定して浮遊させることができる。なお、ガス噴出孔１０ｂが一つだけ設けられた成形型を用いてもよい。ガス噴出孔１０ｂは、ガスボンベなどのガス供給機構１１に接続されている。このガス供給機構１１からガス噴出孔１０ｂを経由して、成形面１０ａにガスが供給される。ガスの種類は特に限定されず、例えば、空気や酸素であってもよく、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素を含有した還元性ガスであってもよい。
製造装置１を用いてガラス材を製造するには、まず、原料塊１２を成形面１０ａ上に配置する。原料塊１２は、ガラスの原料粉末をプレス成形等により一体化したもの、ガラスの原料粉末をプレス成形等により一体化した後に焼結させた焼結体、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体などが挙げられる。また、上記焼結体を切断や破砕したものを原料塊として用いてもよい。次に、ガス噴出孔１０ｂからガスを噴出させることにより、原料塊１２を成形面１０ａ上で浮遊させる。すなわち、原料塊１２を、成形面１０ａに接触していない状態で保持する。その状態で、レーザー光照射装置１３からレーザー光を原料塊１２に照射する。これにより原料塊１２を加熱溶融して、溶融ガラスを得る。その後、溶融ガラスを冷却することにより、ガラス材を得ることができる。溶融工程と冷却工程においては、少なくともガスの噴出を継続し、原料塊１２、溶融ガラス、ガラス材と成形面１０ａとの接触を抑制することが好ましい。加熱する方法は、レーザー光を照射する方法以外にも、輻射加熱であってもよい。
成形型の材質としては、アルミニウム、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−マグネシウム−シリコン合金、アルミニウム−マグネシウム−亜鉛合金、金属シリコン、ステンレス、ジュラルミン、白金、白金−ロジウム合金、タングステン、タングステン合金、ジルコニウム、チタン、チタン合金などが挙げられる。中でもアルミニウム、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−シリコン合金、アルミニウム−マグネシウム−シリコン合金、アルミニウム−マグネシウム−亜鉛合金は、耐食性、加工性の面で好ましい。
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
表１〜４は本発明の実施例（Ｎｏ．２〜４、７、８、１１〜１３、１６、１７、２０〜２２、２５、２６、２９〜３１、３４、３５）及び比較例（Ｎｏ．１、５、６、９、１０、１４、１５、１８、１９、２３、２４、２７、２８、３２、３３、３６）を示す。
表１〜４に記載のガラス組成になるように調合した原料粉末０．３〜０．６ｇをプレス成形して、９００〜１１００℃で３〜１２時間焼結することにより原料塊を作製した。
上記で得られた原料塊を用いて、図１に準じた装置を用いた無容器浮遊法によって直径約５〜７ｍｍの略球形状のガラス材を作製した。熱源としては１００Ｗ ＣＯ２レーザー発振器を１〜４台用いた。ガス流量は１〜１５Ｌ／ｍｉｎの範囲で供給した。各ガラス組成につき２０個ずつ試料を作製し、以下のようにして失透物の発生確率及び屈折率（ｎｄ）について評価した。
実体顕微鏡（ニコン（株）製、ＳＭＺ１０００）を用い、１０倍で観察することで、ガラス材内部の失透物の有無を確認した。失透物の発生確率（２０個の試料のうち欠陥が発生した試料の個数の割合）が、０〜１０％の場合：○、１０超〜２０％の場合：△、２０％超〜の場合：×とした。
屈折率は、ガラス材を厚さ５ｍｍのソーダ板基板上に接着後、直角研磨を行い、島津製作所製ＫＰＲ−２０００用いて、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で評価した。
表１〜４から明らかなように、実施例のガラス材はＡｌ２Ｏ３を０超〜５００ｐｐｍの範囲で含有しており、耐失透性に優れていた。一方、Ａｌ２Ｏ３を含有しないＮｏ．１、６、１０、１５、１９、２４、２８、３３のガラス材は耐失透物に劣っていた。また、Ａｌ２Ｏ３を５００ｐｐｍ超含有するＮｏ．５、９、１４、１８、２３、２７、３２、３６のガラス材は屈折率がわずかに低下し、所望の光学特性を得られなかった。
Claims (5)
- 屈折率が１．８以上であり、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０超〜５００ｐｐｍであることを特徴とするガラス材。
- モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ０超〜７０％、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｙｂ２Ｏ３＋Ｌｕ２Ｏ３＋ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋ＷＯ３＋Ｇａ２Ｏ３＋ＧｅＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＳｉＯ２＋Ｐ２Ｏ５ ０超〜１００％未満を含有することを特徴とする請求項１に記載のガラス材。
- 光学素子として用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス材。
- 装飾品として用いられることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス材。
- 請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス材を製造するための方法であって、
成形型の成形面に開口するガス噴出孔からガスを噴出させることにより、原料塊を前記成形面上で浮遊させて保持した状態で、前記原料塊を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却することを特徴とするガラス材の製造方法。
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