JP2535407B2

JP2535407B2 - 光学ガラス

Info

Publication number: JP2535407B2
Application number: JP1138092A
Authority: JP
Inventors: 正信木下; 弘治相楽
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPH035341A

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1.58〜1.67でアッベ数
（νd）が50〜62である光学ガラスに係り、特に、上記
光学恒数を有し、バリウムクラウンガラスおよび重クラ
ウンガラスとして分類される光学ガラスに関する。

［従来の技術］ｎd1.58〜1.67、νd50〜62なる光学恒数を有し、バリ
ウムクラウンガラスあるいは重クラウンガラスとして分
類される光学ガラスは、古くから大量に生産されてきて
いる。

［発明が解決しようとする課題］近年、光学ガラスを製造するにあたり、ガス燃焼によ
りガラスを熔かす従来法よりも熱効率に優れ、公害の発
生も少ない直接通電熔融が広く行われてきている。この
直接通電熔融は、ガラス融液の電気抵抗によるジュール
熱を利用してガラスを熔かすものである。

しかしながら、ｎd1.58〜1.67、νd50〜62なる光学恒
数を有し、バリウムクラウンガラスあるいは重クラウン
ガラスとして分類されるガラスは、電気抵抗値が大きす
ぎるため、直接通電熔融が極めて困難であるという問題
があった。

また、光学ガラス成形品を得るにあたっては、研摩工
程を必要とせず、プレス加工のみで最終レンズ製品を得
る、いわゆるモールド成形が、近年、脚光を浴びてい
る。

しかしながら、バリウムクラウンガラスあるいは重ク
ラウンガラスとして分類されるガラスにモールド成形を
適用した場合、これらのガラスは屈伏点が高いために成
形温度の上昇をまねき、成形精度の低下、金型の劣化等
を引き起こす。このため、モールド成形にはガラスの屈
伏点をできるだけ低くすることが望ましいが、一般に、
ガラスの屈伏点を低くしようとすると、ガラスの化学的
耐久性が低下するのが通例であり、モールド成形に適
し、化学的耐久性にも優れたバリウムクラウンガラスあ
るいは重クラウンガラスを得ることは困難であった。

したがって本発明の目的は、ｎd1.58〜1.67、νd50〜
62なる光学恒数を有し、直接通電熔融に適した低い電気
抵抗値を持ち、モールド成形に適する低い屈伏点を持つ
とともに、優れた化学的耐久性を有する光学ガラスを提
供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、上記目的を解決するためになされたもの
で、本発明の光学ガラスは、 SiO₂＋B₂O₃ 36 〜62 wt％（ただし、SiO₂ 23 〜62 wt％ B₂O₃ 0 〜28 wt％） Li₂O 0.5〜 7 wt％ BaO 12 〜52 wt％ La₂O₃＋Al₂O₃＋ZrO₂＋TiO₂ 1 〜18 wt％（ただし、La₂O₃ 0.5〜11 wt％ Al₂O₃ 0 〜 7 wt％ ZrO₂ 0 〜 8 wt％ TiO₂ 0 〜 2 wt％） Na₂O 0 〜 5 wt％ K₂O 0 〜 5 wt％ MgO 0 〜10 wt％ CaO 0 〜15 wt％ SrO 0 〜20 wt％ ZnO 0 〜14 wt％であって、Li₂Oの含有量がNa₂O及びK₂Oの合計含有量よ
り多い組成を有し、屈折率（ｎd）が1.58〜1.67でアッ
ベ数（νd）が50〜62であることを特徴とするものであ
る。

ガラスの組成を上記のように厳密に限定することによ
り、本発明の目的である。ｎd1.58〜1.67、νd50〜62な
る光学恒数を有し、直接通電熔融に適した低い電気抵抗
値を持ち、モールド成形に適する低い屈伏点を持つとと
もに、優れた化学的耐久性を有する光学ガラスを提供す
ることが可能となる。

各成分の限定理由は以下のとうりである。

SiO₂とB₂O₃とはガラス骨格を作る成分であり、合計量
が36wt％未満ではｎdが高くなり過ぎるため36wt％以上
必要であるが、62wt％を超えるとｎdが逆に低くなりす
ぎるため、これらの成分の合計量は36〜62wt％に限定さ
れる。そして、化学的耐久性に優れたガラスを得るため
には、23wt％以上のSiO₂が必要であり、28wt％を超えて
B₂O₃を含有させてはならない。したがって、SiO₂の量は
23〜62wt％に、またB₂O₃の量は０〜28wt％に、それぞれ
限定される。

Li₂Oはガラスの電気抵抗値と屈伏点を下げるのに効果
的な成分であり、0.5wt％以上必要であるが、7wt％を超
えるとガラスの化学的耐久性が低下するとともに耐失透
性が低下するため、Li₂Oの量は0.5〜7wt％に限定され
る。

BaOは所望のｎdとνdを得るのに必須の成分であり、1
2wt％以上必要であるが、52wt％を超えるとガラスの化
学的耐久性が低下するため、BaOの量は12〜52wt％に限
定される。

La₂O₃、Al₂O₃、ZrO₂およびTiO₂は、ガラスの化学的耐
久性を改善する成分であるとともに耐失透性の改善に有
効な成分であり、合計量で1wt％以上必要である。中で
もLa₂O₃はその効果が顕著であり、熔融性等へ悪影響を
及さないばかりでなく高屈折率、低分散のガラスを得る
のに有利である等、利点が多いので、0.5wt％以上必要
である。しかしながら、La₂O₃は原料が比較的高価であ
るため、11wt％を超えて含有させるのは得策でない。Al
₂O₃の量が7wt％を超えるとガラスの耐失透性が低下し、
ZrO₂の量が8wt％を超えた場合も同様である。また、TiO
₂の量が2wt％を超えるとガラスの透過率が低下する。こ
れらの理由により、La₂O₃の量は0.5〜11wt％に、Al₂O₃
の量は０〜7wt％に、ZrO₂の量は０〜8wt％に、TiO₂の量
は０〜2wt％にそれぞれ限定され、これらの成分の合計
量は１〜18wt％に限定される。

Na₂O、K₂O、MgO、CaO、SrOおよびZnOは、光学恒数の
調整、耐失透性の改善、熔融性の改善等の目的で、夫々
０〜5wt％、０〜5wt％、０〜10wt％、０〜15wt％、０〜
20wt％および０〜14wt％の範囲で含有させることができ
るが、夫々の範囲を超えると、化学的耐久性の低下や耐
失透性の低下をまねくため、これらの成分の量は上記範
囲に限定される。

本発明のガラスにおいては、アルカリ金属酸化物であ
るLi₂Oの含有量は他のアルカリ金属酸化物であるNa₂O及
びK₂Oの合計含有量よりも多いことを要件とする。その
理由は、Li₂Oの含有量がNa₂O及びK₂Oの合計含有量より
も多いと高屈折で低分散のガラスが得られるからであ
る。

なお本発明の光学ガラスにおいては、上述した成分の
他に、通常使用されるAs₂O₃、Sb₂O₃等の脱泡剤や、ガラ
スの特性を悪化させない範囲での少量のＦ、P₂O₅、PbO
等を添加することもできる。

本発明の光学ガラスは、原料として通常使用される硅
石粉、硼酸、炭酸リチウム、炭酸バリウム、酸化ランタ
ン、水酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸カリウム、
硝酸カリウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、炭酸ストロ
ンチウム、酸化亜鉛（亜鉛華）等を用い、これらの原料
からなる混合物を白金製坩堝等の耐熱性容器に入れて12
00〜1400℃に加熱して熔解させ、攪拌して均質化、泡切
れを行った後、適当な温度に予熱した金型に鋳込み徐冷
することにより得ることができる。

このときのガラスの熔融は、直接通電熔融も含めた従
来手法をそのまま適用することができ、成形加工も、モ
ールド成形を含む従来手法をそのまま適用することがで
きる。

［実施例］以下、本発明の実施例について説明する。

実施例１および２実施例１および２の光学ガラスの出発原料として、硅
石粉、硼酸、炭酸リチウム、炭酸バリウム、酸化ランタ
ン、水酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、硝酸ストロンチウムおよび酸化亜
鉛（亜鉛華）を用い、これらの出発原料を、最終的に得
られるガラスの組成が表−１に示す組成となるように実
施例毎に秤量して、瑪瑙乳鉢で十分に混合した後、得ら
れた混合物をシリカ坩堝で粗熔解させ、実施例毎にカレ
ットを得た。

次いで、得られたカレットを、ジルコニア系電鋳レン
ガで作られた熔融炉に入れ、直接通電熔融により1250〜
1300℃に加熱して熔融させ、攪拌して均質化を図り、泡
切れを行った後、金型を用いて板状に成形し、徐冷して
板状の光学ガラスを得た。次に板状ガラスから所定重量
のガラス塊を切出し、従来の研摩法により球状プリフォ
ームを得た後、モールド成形により計４種類の非球面凸
レンズ状の光学レンズを得た。

このようにして得られた各光学レンズの、ヘリウムラ
ンプのｄ線に対する屈折率（ｎd）、アッベ数（νd）お
よび屈伏点を測定したところ、ｎdが1.589、νdが58〜6
1、屈伏点が570〜58℃であり、いずれの実施例で得られ
た光学レンズも、所望のｎd及びνdを有するとともに、
モールド成形に適する低い屈伏点を持つことが確認され
た。

また、各実施例で得られた光学レンズの耐酸性（Da）
および耐水性（Dw）を、それぞれJOGIS（日本光学硝子
工業会規格） 06−¹⁹⁷⁵に基づいて測定したところ、Da
が0.20〜0.46wt％（ただし、減量率）、Dwが0.05wt％
（ただし、減量率）であり、いずれの光学レンズも化学
的耐久性に優れていることが確認された。

さらに、実施例１で得られた光学レンズの比抵抗を測
定したところ、第１図に示すように、従来のバリウムク
ラウンガラスおよび重クラウンガラスに比べて、はるか
に低い電気抵抗値を持つことが確認された。

比較例１従来の重クラウンガラスであるSK5とSSK5の組成、ｎ
d、νd、屈伏点、DaおよびDwを表−１の比較例１にそれ
ぞれ示す。

表−１から明らかなように、SK5のｎd、νdは実施例
１と同一であるが、屈伏点が実施例１よりも100℃以上
も高い。

さらに、SK5の比抵抗を測定したところ、第１図に示
すように、実施例１で得られた光学レンズに比べて、は
るかに高い電気抵抗値を持つことが確認された。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の光学ガラスは、ｎd1.5
8〜1.67、νd50〜62なる光学恒数を有し、直接通電熔融
に適した低い電気抵抗値を持ち、モールド成形に適する
低い屈伏点を持つとともに、優れた化学的耐久性を有し
ている。

したがって本発明を実施することにより、ｎd1.58〜
1.67、νd50〜62なる光学恒数を有する光学ガラスの、
製造工程の簡略化、生産コストの低減、納期の短縮等を
図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１の光学ガラスおよび比較例１の光学
ガラスの比抵抗と温度との関係を表すグラフである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】SiO₂＋B₂O₃ 36 〜62 wt％（ただし、SiO₂ 23 〜62 wt％ B₂O₃ 0 〜28 wt％ Li₂O 0.5〜 7 wt％ BaO 12 〜52 wt％ La₂O₃＋Al₂O₃＋ZrO₂＋TiO₂ 1 〜18 wt％（ただし、La₂O₃ 0.5〜 4.5wt％ Al₂O₃ 0 〜 7 wt％ ZrO₂ 0 〜 8 wt％ TiO₂ 0 〜 2 wt％ Na₂O 0 〜 5 wt％ K₂O 0 〜 5 wt％ MgO 0 〜10 wt％ CaO 0 〜15 wt％ SrO 0 〜20 wt％ ZnO 0 〜14 wt％であって、Li₂Oの含有量がNa₂O及びK₂Oの合計含有量よ
り多い組成を有し、屈折率（ｎd）が1.58〜1.67でアッ
ベ数（νd）が50〜62であることを特徴とする光学ガラ
ス。