JP2565813B2 - 光学ガラス - Google Patents
光学ガラスInfo
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
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- Glass Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屈折率 （Ｎｄ）が
１．５７〜１．７５、およびアッベ数（νｄ）が３０〜
５５の範囲の光学恒数を示し、優れた耐失透性に加え、
優れた光線透過性や化学的耐久性を有し、有害なＰｂＯ
成分を含まない特定組成のＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−（Ｔｉ
Ｏ２＋ＺｒＯ２）−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｒ′２Ｏ（Ｒ′は
アルカリ金属元素）系光学ガラスに関する。
１．５７〜１．７５、およびアッベ数（νｄ）が３０〜
５５の範囲の光学恒数を示し、優れた耐失透性に加え、
優れた光線透過性や化学的耐久性を有し、有害なＰｂＯ
成分を含まない特定組成のＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−（Ｔｉ
Ｏ２＋ＺｒＯ２）−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｒ′２Ｏ（Ｒ′は
アルカリ金属元素）系光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記範囲の光学恒数を有するガラ
スとして、ＰｂＯ含有珪酸塩系ガラスが良く知られてい
る。しかし、公害上の問題からこの系のガラスに代り有
害なＰｂＯ成分を含まず、ＴｉＯ２やＺｒＯ２を含有す
るガラスが種々提案されており、例えば、特開昭５３−
１６７１７号公報には、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＺｒＯ２
−ＣａＯ−ＢａＯ−Ｒ′２Ｏ系ガラスが開示されてお
り、また特開昭５３−９２８１６号公報には、ＳｉＯ２
−ＴｉＯ２−ＺｒＯ２−（ＺｎＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｓ
ｒＯ）−ＢａＯ−Ｌｉ２Ｏ系ガラスが開示されている。
さらに、特開昭５３−９０３１２号公報には、ＳｉＯ２
−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＺｎＯ−ＣａＯ−
ＢａＯ系ガラスが開示されている。しかしながら、これ
らのガラスは耐失透性が悪く、また光線透過性や化学的
耐久性が不十分である。
スとして、ＰｂＯ含有珪酸塩系ガラスが良く知られてい
る。しかし、公害上の問題からこの系のガラスに代り有
害なＰｂＯ成分を含まず、ＴｉＯ２やＺｒＯ２を含有す
るガラスが種々提案されており、例えば、特開昭５３−
１６７１７号公報には、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＺｒＯ２
−ＣａＯ−ＢａＯ−Ｒ′２Ｏ系ガラスが開示されてお
り、また特開昭５３−９２８１６号公報には、ＳｉＯ２
−ＴｉＯ２−ＺｒＯ２−（ＺｎＯ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋Ｓ
ｒＯ）−ＢａＯ−Ｌｉ２Ｏ系ガラスが開示されている。
さらに、特開昭５３−９０３１２号公報には、ＳｉＯ２
−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＺｒＯ２−ＺｎＯ−ＣａＯ−
ＢａＯ系ガラスが開示されている。しかしながら、これ
らのガラスは耐失透性が悪く、また光線透過性や化学的
耐久性が不十分である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記所定の
光学恒数を有し、かつ、前記従来のガラスにみられる諸
欠点を改善した光学ガラスを提供することを目的とす
る。
光学恒数を有し、かつ、前記従来のガラスにみられる諸
欠点を改善した光学ガラスを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等は、鋭意試験研究を重ねた結果、従来か
ら具体的に開示されていない特定組成範囲のＳｉＯ２−
Ｂ２Ｏ３−（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）−ＳｒＯ−ＢａＯ−
Ｒ′２Ｏ系ガラスにおいて、前記所望の光学恒数を維持
しつつ、耐失透性が一段と改善され、また、光線透過性
や化学的耐久性の優れた所期のガラスが得られることを
みいだし、本発明をなすに至った。
め、本発明者等は、鋭意試験研究を重ねた結果、従来か
ら具体的に開示されていない特定組成範囲のＳｉＯ２−
Ｂ２Ｏ３−（ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２）−ＳｒＯ−ＢａＯ−
Ｒ′２Ｏ系ガラスにおいて、前記所望の光学恒数を維持
しつつ、耐失透性が一段と改善され、また、光線透過性
や化学的耐久性の優れた所期のガラスが得られることを
みいだし、本発明をなすに至った。
【０００５】本発明にかかる光学ガラスの特徴は、重量
％で、ＳｉＯ２ ２０〜５０％、Ｂ２Ｏ３ １〜１５
％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜６％、ＴｉＯ２ ３〜１５％、
Ｚｒｏ２ １．５〜８％、ただしＴｉＯ２＋ＺｒＯ２
４．５〜２０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ ０〜１５
％、ＳｒＯ ０．５〜２０％、ＢａＯ １５〜４５％、
ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ ＳｒＯ＋ＢａＯ ２０〜５５
％、ＺｎＯ ０〜１５％およびＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ
２ Ｏ ０．１〜１０％の範囲の各成分を含有し、か
つ、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．７５、アッベ数（ν
ｄ）３０〜５５の範囲の光学恒数を有するところにあ
る。
％で、ＳｉＯ２ ２０〜５０％、Ｂ２Ｏ３ １〜１５
％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜６％、ＴｉＯ２ ３〜１５％、
Ｚｒｏ２ １．５〜８％、ただしＴｉＯ２＋ＺｒＯ２
４．５〜２０％、ＭｇＯ０〜５％、ＣａＯ ０〜１５
％、ＳｒＯ ０．５〜２０％、ＢａＯ １５〜４５％、
ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ ＳｒＯ＋ＢａＯ ２０〜５５
％、ＺｎＯ ０〜１５％およびＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ
２ Ｏ ０．１〜１０％の範囲の各成分を含有し、か
つ、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．７５、アッベ数（ν
ｄ）３０〜５５の範囲の光学恒数を有するところにあ
る。
【０００６】上記各成分の組成範囲を限定した理由は、
つぎのとおりである。すなわち、ガラス形成酸化物であ
るＳｉＯ２成分の量が２０％より少ないと、ガラスの光
線透過性および化学的耐久性が悪化し、また５０％を超
えるとガラスの溶融性が悪くなる。Ｂ２Ｏ３成分は、ガ
ラスの溶融性および安定性向上のために有効であるが、
その量が１％未満ではそれらの効果がなく、また、１５
％を超えるとガラスの化学的耐久性が悪化する。Ａｌ２
Ｏ３成分はガラスの耐失透性および化学的耐久性の向上
に有効であるので、添加し得るが、その量が６％を越え
ると逆に耐失透性が悪化する。
つぎのとおりである。すなわち、ガラス形成酸化物であ
るＳｉＯ２成分の量が２０％より少ないと、ガラスの光
線透過性および化学的耐久性が悪化し、また５０％を超
えるとガラスの溶融性が悪くなる。Ｂ２Ｏ３成分は、ガ
ラスの溶融性および安定性向上のために有効であるが、
その量が１％未満ではそれらの効果がなく、また、１５
％を超えるとガラスの化学的耐久性が悪化する。Ａｌ２
Ｏ３成分はガラスの耐失透性および化学的耐久性の向上
に有効であるので、添加し得るが、その量が６％を越え
ると逆に耐失透性が悪化する。
【０００７】ＴｉＯ２成分は、ガラスを高屈折率にする
のに有効な成分であるが、その量が３％未満では効果が
なく、１５％を超えるとガラスの光線透過性と耐失透性
が悪化する。ＺｒＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性お
よび高屈折率化に有効であるが、その量が１．５未満で
は効果がなく、８％を超えると耐失透性が悪化する。た
だし、ＴｉＯ２とＺｒＯ２成分の１種または２種の合計
量は、耐失透性を錐持しながら所定の屈折率を得るため
４．５〜２０％とすべきである。
のに有効な成分であるが、その量が３％未満では効果が
なく、１５％を超えるとガラスの光線透過性と耐失透性
が悪化する。ＺｒＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性お
よび高屈折率化に有効であるが、その量が１．５未満で
は効果がなく、８％を超えると耐失透性が悪化する。た
だし、ＴｉＯ２とＺｒＯ２成分の１種または２種の合計
量は、耐失透性を錐持しながら所定の屈折率を得るため
４．５〜２０％とすべきである。
【０００８】ＭｇＯおよびＣａＯ成分は、光学恒数の調
整に有効であるので任意に添加し得るが、それらの量が
各々５％および１５％を超えるとガラスは不安定になり
易い。ＳｒＯ成分は、所定の光学恒数を維持しつつガラ
スの耐失透性および化学的耐久性を高めるため、本発明
のガラスにおいて、重要な成分であるが、その量が０．
５％未満ではそれらの効果が不十分であり、また２０％
を超えると化学的耐久性が逆に悪化する。ＢａＯ成分
は、ガラスに所定の光学恒数および耐失透性を与えるた
め有効であるが、その量が１５％以下ではこれらの効果
を得難く、また４５％を超えると化学的耐久性が悪化す
る。ただし、上記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ
成分の合計量は、ガラスに化学的耐久性を悪化させるこ
となく所定の光学恒数と耐失透性を与えるため、２０〜
５５％の範囲とする。ＺｎＯ成分は耐失透性および光学
恒数の調整のため有効であるので添加し得るが、その量
が１５％を超えると耐失透性が逆に悪くなる。
整に有効であるので任意に添加し得るが、それらの量が
各々５％および１５％を超えるとガラスは不安定になり
易い。ＳｒＯ成分は、所定の光学恒数を維持しつつガラ
スの耐失透性および化学的耐久性を高めるため、本発明
のガラスにおいて、重要な成分であるが、その量が０．
５％未満ではそれらの効果が不十分であり、また２０％
を超えると化学的耐久性が逆に悪化する。ＢａＯ成分
は、ガラスに所定の光学恒数および耐失透性を与えるた
め有効であるが、その量が１５％以下ではこれらの効果
を得難く、また４５％を超えると化学的耐久性が悪化す
る。ただし、上記ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ
成分の合計量は、ガラスに化学的耐久性を悪化させるこ
となく所定の光学恒数と耐失透性を与えるため、２０〜
５５％の範囲とする。ＺｎＯ成分は耐失透性および光学
恒数の調整のため有効であるので添加し得るが、その量
が１５％を超えると耐失透性が逆に悪くなる。
【０００９】Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏ成分は、
ガラスの溶融性および安定性向上のため有効であり、こ
れらの成分の１種または２種以上の合計量が０．１％未
満ではそれらの効果が十分でなく、また、１０％を超え
るとガラスの化学的耐久性が悪化する。なお、本発明の
光学ガラスにＡｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３等の公知の脱泡清
澄剤をそれぞれ１％程度まで添加し得る。
ガラスの溶融性および安定性向上のため有効であり、こ
れらの成分の１種または２種以上の合計量が０．１％未
満ではそれらの効果が十分でなく、また、１０％を超え
るとガラスの化学的耐久性が悪化する。なお、本発明の
光学ガラスにＡｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３等の公知の脱泡清
澄剤をそれぞれ１％程度まで添加し得る。
【００１０】本発明の光学ガラスは、上述の量の各成分
を含有し、上記所定の光学恒数を有するが、本発明の実
施に当り、屈折率（Ｎｄ）１．６０〜１．７５、アッベ
数（νｄ）３０〜５０の範囲の光学恒数を有するガラス
を得る場合は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２および
ＺｒＯ２の４成分の含有量をそれぞれ２０〜４０％、
０．５〜６％、７〜１５％および．１．５〜８％の範囲
に限定すると一段とガラスが安定化するので、好まし
い。また、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．６８、アッベ
数（νｄ）４５〜５５の範囲の光学恒数を有するガラス
を得る場合は、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２およびＺｒＯ２ の
３成分の含有量をそれぞれ７〜１０％、３〜７％および
１．５〜５％の範囲に限定すると同様に一段とガラスが
安定化するので好ましい。
を含有し、上記所定の光学恒数を有するが、本発明の実
施に当り、屈折率（Ｎｄ）１．６０〜１．７５、アッベ
数（νｄ）３０〜５０の範囲の光学恒数を有するガラス
を得る場合は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２および
ＺｒＯ２の４成分の含有量をそれぞれ２０〜４０％、
０．５〜６％、７〜１５％および．１．５〜８％の範囲
に限定すると一段とガラスが安定化するので、好まし
い。また、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．６８、アッベ
数（νｄ）４５〜５５の範囲の光学恒数を有するガラス
を得る場合は、Ｂ２Ｏ３、ＴｉＯ２およびＺｒＯ２ の
３成分の含有量をそれぞれ７〜１０％、３〜７％および
１．５〜５％の範囲に限定すると同様に一段とガラスが
安定化するので好ましい。
【００１１】
【実施例】つぎに、本発明の光学ガラスの実施例につい
て説明する。表１は、屈折率（Ｎｄ）１．６０〜１．７
５、アッベ数（νｄ）３０〜５０の範囲の光学恒数を有
するガラスを得る場合の好適な実施組成例（Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．１０）を、従来の光学ガラスの比較組成例（Ｎ
ｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂ）並びにこれらのガラスの屈折率
（Ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、液相温度（℃）および両
面研磨試料（厚さ１０ｍｍ）について光線透過率が８０
％を示す波長（Ｔ８０（ｎｍ））の測定試験結果ととも
に示したものである。上記の液相温度は、得られた各ガ
ラスの破砕片を白金板に設けた小穴上に置き、温度傾斜
炉内で融解し３０分間保持した後、炉外へ取出し、結晶
発生状況を顕微鏡で観察して求めたものである。
て説明する。表１は、屈折率（Ｎｄ）１．６０〜１．７
５、アッベ数（νｄ）３０〜５０の範囲の光学恒数を有
するガラスを得る場合の好適な実施組成例（Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．１０）を、従来の光学ガラスの比較組成例（Ｎ
ｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂ）並びにこれらのガラスの屈折率
（Ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、液相温度（℃）および両
面研磨試料（厚さ１０ｍｍ）について光線透過率が８０
％を示す波長（Ｔ８０（ｎｍ））の測定試験結果ととも
に示したものである。上記の液相温度は、得られた各ガ
ラスの破砕片を白金板に設けた小穴上に置き、温度傾斜
炉内で融解し３０分間保持した後、炉外へ取出し、結晶
発生状況を顕微鏡で観察して求めたものである。
【００１２】
【表１】
【表１】
【００１３】また、表２は、屈折率（Ｎｄ）１．５８〜
１．６８、アッベ数（νｄ）４５〜５５の範囲の光学恒
数を有するガラスを得る場合の好適な実施組成例（Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．５）を、従来の光学ガラスの比較組成例
（Ｎｏ．Ａ）並びにこれらのガラスの屈折率（Ｎｄ）、
アッベ数（νｄ）、液相温度（℃）および耐酸性試験の
測定結果とともに示したものである。また、耐酸性試験
結果は、ＩＮ硝酸溶液（２０℃）中に破砕面を有するガ
ラス塊を１時間浸債した後、上記面の浸蝕状況を観察す
ることにより行なったものであり、全く変化を生じなか
ったものをＯ印とし、また表面が浸蝕され明らかに変化
を生じたものを×印とした。
１．６８、アッベ数（νｄ）４５〜５５の範囲の光学恒
数を有するガラスを得る場合の好適な実施組成例（Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．５）を、従来の光学ガラスの比較組成例
（Ｎｏ．Ａ）並びにこれらのガラスの屈折率（Ｎｄ）、
アッベ数（νｄ）、液相温度（℃）および耐酸性試験の
測定結果とともに示したものである。また、耐酸性試験
結果は、ＩＮ硝酸溶液（２０℃）中に破砕面を有するガ
ラス塊を１時間浸債した後、上記面の浸蝕状況を観察す
ることにより行なったものであり、全く変化を生じなか
ったものをＯ印とし、また表面が浸蝕され明らかに変化
を生じたものを×印とした。
【００１４】
【表２】
【００１５】表１および表２に示した各組成のガラス
は、いずれも通常用いられる光学ガラス原料を秤量・混
合し、白金坩堝中で溶融・攪拌・均質化した後ブロック
状に成形し、徐冷して得た。
は、いずれも通常用いられる光学ガラス原料を秤量・混
合し、白金坩堝中で溶融・攪拌・均質化した後ブロック
状に成形し、徐冷して得た。
【００１６】表１にみられるように本発明の実施例のガ
ラスは、比較例のガラスに比べ、ほぼ同等の光学恒数を
有しているが、いずれも液相温度が低く耐失透性が一段
と改善されている。また、Ｔ８０の値が短波長側にシフ
トしており、非着色性に優れている。また、表２にみら
れるように、本発明の他の実施例のガラスは、比較例の
ガラスに比べ、ほぼ同等の光学恒数を示しているが、い
ずれも液相温度が低く、一段と安定しており、また耐酸
性にも一層優れている。
ラスは、比較例のガラスに比べ、ほぼ同等の光学恒数を
有しているが、いずれも液相温度が低く耐失透性が一段
と改善されている。また、Ｔ８０の値が短波長側にシフ
トしており、非着色性に優れている。また、表２にみら
れるように、本発明の他の実施例のガラスは、比較例の
ガラスに比べ、ほぼ同等の光学恒数を示しているが、い
ずれも液相温度が低く、一段と安定しており、また耐酸
性にも一層優れている。
【００１７】
【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明の光学ガラ
スは、特定含有量のＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−（ＴｉＯ２＋
ＺｒＯ２）−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｒ′２Ｏ成分系ガラスで
あるから、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．７５、アッベ
数（νｄ）３０〜５５の範囲の光学恒数を有するうえ、
従来の光学ガラスに比べ、一段と優れた耐失透性を示
し、従って生産効率が改善される。また、非着色性や化
学的耐久性にも一層優れている。
スは、特定含有量のＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−（ＴｉＯ２＋
ＺｒＯ２）−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｒ′２Ｏ成分系ガラスで
あるから、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．７５、アッベ
数（νｄ）３０〜５５の範囲の光学恒数を有するうえ、
従来の光学ガラスに比べ、一段と優れた耐失透性を示
し、従って生産効率が改善される。また、非着色性や化
学的耐久性にも一層優れている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 1/02 Ｇ０２Ｂ 1/02 (72)発明者 山口 勝彦 神奈川県相模原市小山１丁目15番30号 株式会社 オハラ内 (56)参考文献 特開 昭52−9012（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−37628（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】重量％で、ＳｉＯ２ ２０〜５０％、Ｂ２
Ｏ３ １〜１５％、Ａｌ２Ｏ３ ０〜６％、ＴｉＯ２
０〜１５％、ＺｒＯ２ １．５〜８％、ただしＴｉＯ２
＋ＺｒＯ２ ４．５〜２０％、ＭｇＯ ０〜５％、Ｃａ
Ｏ ０〜１５％、ＳｒＯ ０．５〜２０％、ＢａＯ１５
〜４５％、ただしＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ２０
〜５５％、ＺｎＯ ０〜１５％およびＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２
Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜１０％の範囲の各成分を含有し、
かつ、屈折率（Ｎｄ）１．５７〜１．７５、アッベ数
（νｄ）３０〜５５の範囲の光学恒数を有することを特
徴とする光学ガラス。 - 【請求項２】ＳｉＯ２が２０〜４０％、Ａｌ２Ｏ３が
０．５〜６％、）ＴｉＯ２が７〜１５％およびＺｒＯ２
が１．５〜８％であり、かつ、屈折率（Ｎｄ）１．６０
〜１．７５、アッベ数（νｄ）３０〜５０の範囲の光学
恒数を有することを特徴とする請求項１に記載の光学ガ
ラス。 - 【請求項３】Ｂ２Ｏ３が７〜１０％、ＴｉＯ２が３〜７
％、ＺｒＯ２が１．５〜５％であり、かつ、屈折率（Ｎ
ｄ）１．５７〜１．６８、アッベ数（νｄ）４５〜５５
の範囲の光学恒数を有することを特徴とする請求項１に
記載の光学ガラス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263329A JP2565813B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光学ガラス |
| US07/996,666 US5300467A (en) | 1991-07-05 | 1992-12-24 | Optical glass |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3263329A JP2565813B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光学ガラス |
| US07/996,666 US5300467A (en) | 1991-07-05 | 1992-12-24 | Optical glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517176A JPH0517176A (ja) | 1993-01-26 |
| JP2565813B2 true JP2565813B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=26545969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3263329A Expired - Fee Related JP2565813B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 光学ガラス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5300467A (ja) |
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