JP3113591B2 - 高屈折率光学ガラス - Google Patents
高屈折率光学ガラスInfo
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
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Description
La2O3−Nb2O5−ZrO2−TiO2系の高屈折率光
学ガラスに関するものである。
い、それに使用される光学ガラスも高屈折率化が要求さ
れている。
O2、PbO、CdO、BeO、TeO2を多量に含有す
るガラスが知られており、例えば特公昭47−1535
4号公報に記載のB2O3−La2O3−TiO2−Nb2O
5−ZrO2−Ta2O5−ZnO−ThO2−BeO系の
ガラス等が知られている。しかしこれらは、強い着色を
生じるために紫外部から可視部における光線透過性能が
著しく低いという欠点を持っており、好ましくなかっ
た。
GeO2−B2O3−La2O3−Ta2O5−ZrO2系高屈
折率低分散ガラスの記載があるが、このガラスは屈折率
を高めるために、非常に高価であるGeO2を多量に含
有しなければならない。それでもなお屈折率は1.95
までしか得ることができず、経済的に極めて不利なもの
であった。
ガラスが有する諸欠点を総合的に改善し、しかも非常に
高価なGeO2成分の含有量を従来よりも格段に低減し
た、低コスト高屈折率光学ガラスに関するものである。
決すべく鋭意試験研究を重ねた結果、B2O3−GeO2
−La2O3−TiO2−ZrO2−Nb2O5系の光学ガラ
スにおいて、従来高屈折率ガラスを製造する際に必要で
ある、非常に高価なGeO2の含有量を従来よりも格段
に低減したところの光学ガラスの光学恒数は、屈折率
(nd)が1.90〜2.03、アッベ数(νd)が2
5〜35という極めて高屈折率を有していることを見い
だした。
求項1に記載の発明は、重量%で、 B2O3 3.0〜16.0%、 GeO2 3.0〜19.0%、 La2O3 20.0〜50.0%、 TiO2 0.1〜10.0%、 ZrO2 0.5〜10.0%、 Nb2O5 12.0〜35.0%、 SiO2 0〜 2.0%未満、 Al2O3 0〜 3.0%、 Gd2O3 0〜 8.0%、 Ta2O5 0〜30.0%、 ZnO 0〜20.0%、 RO(但し、R=Ca、Sr、Ba) 0〜 3.0%、 R’2O(但し、R’=Li、Na、K) 0〜 0.5%、 SnO2 0〜 3.0%、 Bi2O3 0〜10.0%、 Sb2O3 0〜 1.0%、 の範囲の各成分を含有し、屈折率(nd)が1.90〜
2.03、アッベ数(νd)が25〜35の範囲の光学
恒数を有することを特徴としている。
学ガラスにおいて、重量%で、 B2O3 3.0〜16.0%、 GeO2 5.0〜18.0%、 La2O3 20.0〜50.0%、 TiO2 0.1〜10.0%、 ZrO2 0.5〜10.0%、 Nb2O5 12.0〜35.0%、 SiO2 0〜 2.0%未満、 Al2O3 0〜 3.0%、 Gd2O3 0〜 8.0%、 Ta2O5 0〜30.0%、 ZnO 0〜20.0%、 RO(但し、R=Ca、Sr、Ba) 0〜 3.0%、 R’2O(但し、R’=Li、Na、K) 0〜 0.5%、 SnO2 0〜 3.0%、 Bi2O3 0〜10.0%、 Sb2O3 0〜 1.0%、 の範囲の各成分を含有することを特徴としている。
理由は次の通りである。まずガラス形成物として必要な
B2O3とGeO2についてであるが、B2O3は含有率が
3.0%以上でガラスの溶融を容易にせしめるばかりで
なく、他の原料組成物をガラス化しやすくする効果を有
するが、一方16.0%を超えると所望の屈折率が得難
くなる。したがってB2O3は3.0〜16.0%の範囲
に限定される。
に有効な成分であるが、本発明ではこの成分の含有率を
低減しても高屈折率を得ることができた。すなわちGe
O2の含有率が3.0%以上であれば所望の光学恒数が
得られるため、その下限は3.0%とされる。一方1
9.0%を超えると溶融温度の上昇を引き起こすように
なり、コスト的にもこれ以上含有させるメリットはな
い。したがってGeO2は3.0〜19.0%の範囲に
限定される。尚、もっとも好ましい組成は5.0〜1
8.0%である。
率を高める成分として多量に配合し得るが、その含有率
が20.0%未満では所望の光学恒数が得難く、また5
0.0%を超えると失透傾向が急増する。したがって、
La2O3は20.0〜50.0の範囲に限定される。
上させ溶融性を改善する効果があるが、その含有率が
0.1%未満ではその効果が不十分であり、また10.
0%を超えるとガラス自体の着色が著しくなるので、T
iO2の範囲は0.1〜10.0%に限定される。
高め、溶融性を改善し、失透安定性を向上させる効果が
あるが、その含有率が0.5%未満ではその効果が不十
分であり、また、10.0%を超えると逆に失透安定性
が低下するので、ZrO2は0.5〜10.0%の範囲
に限定される。
必須の成分であり、本発明のような高屈折率ガラスを得
るためには、含有率が12.0〜35.0%と比較的高
含有率の範囲によって達成される。
改善するが、2.0%を超えると失透安定性が急激に低
下するため、0〜2.0%未満の範囲に限定される。
率を高める効果があるが、30.0%を超えると失透安
定性が低下するので、0〜30.0%の範囲に限定され
る。
に有効であるが、10.0%を超えるとガラスの着色が
著しくなり、実用性に乏しくなるため、0〜10.0%
の範囲に限定される。
ことにより、従来高屈折率を得るために配合していたT
hO2、CdO、BeO、TeO2、PbO等の成分を全
く含まず、かつ、非常に高価なGeO2の含有量も従来
よりも格段に低減することができた。
おいて必須成分とまではならないまでも、光学恒数の改
善や補正及び溶融性や失透安定性の改善等、製品を製造
する上で非常に有用な成分である。
性を向上させるが、屈折率を下げる効果を有するので、
3.0%以下にする必要がある。
失透安定性を向上させる効果があるため、0〜8.0%
の範囲に限定される。
上させるが、屈折率を低下させる効果があり、20.0
%を超えると所望の屈折率が得られなくなるので、0〜
20.0%の範囲に限定される。
中から一種以上を含む)は溶融性改善及び光学恒数の補
正に用いられるが、その総和が3.0%を超えると所望
の光学恒数が得られなくなる。
iの中から一種以上を含む)もRO成分と同様に溶融性
を改善し、失透安定性を向上させる効果があるほかに、
白金での溶解時には白金のガラスへの溶解を防止し透過
率を維持する効果があるが、0.5%を超えると逆に失
透安定性の低下が現れはじめる。したがってR’2O成
分については0〜0.5%の範囲にするのが好ましい。
著な効果があるが、3.0%を超えると失透安定性の低
下を招くので、0〜3.0%の範囲に限定される。
的な脱泡剤としてSb2O3を1.0%以下含有させるこ
とが製造上好ましい。
覧を示す。尚、この実施例は、各調合原料を白金坩堝等
を用いて1300〜1400℃の温度にて溶融し、泡切
りを行い、十分攪拌を行って均質化した後、1200〜
1300℃にて鋳型に流し込みアニールを行ってガラス
を得る。そして必要な大きさにカットして光学恒数を測
定したものである。
いて、屈折率が1.90〜2.03なる高屈折率を示
し、かつ、アッベ数が25〜35なる光学恒数を有する
ガラスが得られた。
は、非常に高価なGeO2の含有率を低下させたにも係
わらず、屈折率(nd)が1.90〜2.03、アッベ
数(νd)が25〜35という極めて高屈折率を有して
いるため、今後需要の見込まれる高屈折率ガラスを従来
より安価に製造し得るものであり、特に大規模生産に適
している。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で、 B2O3 3.0〜16.0%、 GeO2 3.0〜19.0%、 La2O3 20.0〜50.0%、 TiO2 0.1〜10.0%、 ZrO2 0.5〜10.0%、 Nb2O5 12.0〜35.0%、 SiO2 0〜 2.0%未満、 Al2O3 0〜 3.0%、 Gd2O3 0〜 8.0%、 Ta2O5 0〜30.0%、 ZnO 0〜20.0%、 RO(但し、R=Ca、Sr、Ba) 0〜 3.0%、 R’2O(但し、R’=Li、Na、K) 0〜 0.5%、 SnO2 0〜 3.0%、 Bi2O3 0〜10.0%、 Sb2O3 0〜 1.0%、 の範囲の各成分を含有し、屈折率(nd)が1.90〜
2.03、アッベ数(νd)が25〜35の範囲の光学
恒数を有することを特徴とする高屈折率光学ガラス。 - 【請求項2】 重量%で、
B2O3 3.0〜16.0%、 GeO2 5.0〜18.0%、 La2O3 20.0〜50.0%、 TiO2 0.1〜10.0%、 ZrO2 0.5〜10.0%、 Nb2O5 12.0〜35.0%、 SiO2 0〜 2.0%未満、 Al2O3 0〜 3.0%、 Gd2O3 0〜 8.0%、 Ta2O5 0〜30.0%、 ZnO 0〜20.0%、 RO(但し、R=Ca、Sr、Ba) 0〜 3.0%、 R’2O(但し、R’=Li、Na、K) 0〜 0.5%、 SnO2 0〜 3.0%、 Bi2O3 0〜10.0%、 Sb2O3 0〜 1.0%、 の範囲の各成分を含有し、屈折率(nd)が1.90〜
2.03、アッベ数(νd)が25〜35の範囲の光学
恒数を有することを特徴とする高屈折率光学ガラス。
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