JP3894596B2 - 光学ガラス - Google Patents

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折率（Ｎｄ）が１．６４〜１．６７、アッベ数（νｄ）が５１〜５５の範囲の光学恒数を有し、かつ、優れた化学的耐久性を有する特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｒＯ2−（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）系の新規な光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学恒数が上記の範囲またはその近くの値を有する光学ガラスとしては、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ系の重クラウンガラスおよびこの系にランタンを含有させたランタンクラウン系ガラスが知られている。前者のガラス系は化学的耐久性が劣っているため、その改良したのが後者のガラス系である。後者の内容は特開昭５１−３４９１４号公報および特開昭５１−６８６１５号公報に開示されているが、化学的耐久性特に酸によるヤケに関する性質については完全には解決されていなかった。
【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、前記従来ガラスの欠点である化学的耐久性を改善した光学ガラスを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために鋭意試験研究を重ねた結果、従来には具体的には開示されていない特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｒＯ2−（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）系のガラスにおいて、前記所望の光学恒数を維持しつつ、化学的耐久性に一段と優れたガラスが得られることを見いだし、本発明を成すに至った。
【０００５】
すなわち、請求項１に記載の発明は重量百分率で、ＳｉＯ2 １２ 〜３６ ％、Ｂ2Ｏ3 １２．５〜３８ ％、Ａｌ2Ｏ3 ０ 〜 ５ ％、ＺｒＯ2 １０ 〜１７ ％（ただし１０％を除く）、ＭｇＯ ０ 〜１０ ％、ＣａＯ ０ 〜２０ ％、ＳｒＯ ０ 〜２０ ％、ＢａＯ ０ 〜２５ ％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ２５ 〜３５ ％、かつ、重量比で、ＺｒＯ2／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）≧０．３、Ｌａ2Ｏ3 ０ 〜 ９．５％、Ｌｉ2Ｏ ０ 〜 ２ ％、Ｎａ2Ｏ ０ 〜 ２ ％、Ｋ2Ｏ ０ 〜 ３ ％、Ｓｂ 2 Ｏ 3 ０ 〜 ０．５ ％、の範囲の各成分を含有し、かつ、屈折率（Ｎｄ）が１．６４〜１．６７、アッベ数（νｄ）が５１〜５５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次の通りである。
すなわち、ガラス形成酸化物であるＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3成分は、前者の量が３６％を超え、また、後者の量が１２．５％未満では、ガラスが溶融し難くなるだけでなく、所望の光学恒数が得られ難くなる。前者の量が１２％未満で、また、後者が３８％を超えた場合には、化学的耐久性が悪化し、所望の化学的耐久性が得られなくなる。本発明の目的を達成するためには、ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3成分は前記の範囲であることが望ましい。Ａｌ2Ｏ3成分は、化学的耐久性の改善に有効な成分であるが、５％を超えるとガラスの溶融性を悪化させるので５％を限度とする。
【０００７】
ＺｒＯ2成分は、ガラスの化学的耐久性を向上させる優れた成分であるが、ガラス中に入りにくい難溶性の成分であり、高い均質性が望まれる光学ガラスにおいては、１０％を超える量のＺｒＯ2成分を含有する光学ガラスは殆ど製造されていなかった。しかし、本発明の特定組成範囲のガラスにおいては、意外にも、多量のＺｒＯ2成分を含有させることができ、化学的耐久性を従来知られたガラスに比較して一段と向上させることができ、かつ、均質性にも優れたガラスが得られることがわかった。その量が１０％未満では、従来知られたガラスに比較して効果がなく、１７％を超えるとガラスが溶融し難くなり、均質なガラスが得られない。
【０００８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの二価金属酸化物は、ガラスの溶融を促進させ、しかも、所望の光学恒数を得るために必須な成分であるが、その合計量が２５％未満、または、３５％を超えると本発明の目的は達成できなくなると同時に３５％を超えると化学的耐久性も悪化させる。ただし、重量比で、ＺｒＯ2／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）≧０．３の場合には化学的耐久性の改善に効果がある。ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの量は、それぞれ１０％、２０％、２０％、２５％を超えるとガラスの安定性、または、化学的耐久性を劣化させるのでそれぞれの量を限度とする。
【０００９】
Ｌａ2Ｏ3成分は、化学的耐久性を悪化せずに、所望の光学恒数を得るために有効に働くので９．５％まで含有させることができる。アルカリ金属酸化物であるＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏはガラスの溶融性を向上させる効果があるので、それぞれ２％、２％、３％を限度として含有させることができるが、それぞれの量の限度を超えると、本発明の目的が得られなくなるので望ましくない。なお、ガラスの清澄、均質化のためにＡｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3などの公知の脱泡剤を添加させることができるが、その合計量は０．５％以下で十分である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明にかかる好適な実施例について説明する。
表１には、屈折率（Ｎｄ）１．６４〜１．６７、アッベ数（νｄ）５１〜５５の範囲の光学恒数を有するガラスを得る場合の本発明の好適な実施組成例（Ｎｏ．１〜８）および前記従来の光学ガラスの比較組成例（例１、例２）について、それぞれ得られたガラスの屈折率（Ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、および耐酸性試験結果をＲＡ（ｓ）で示した。
ＲＡ（ｓ）は、試験ガラスの新鮮な研磨面をｐＨ４．６で温度２５℃の酢酸水溶液に１時間浸漬してガラス表面の干渉色を観察した結果であり、○印は全く変化が認められなかったもの、△印は少し変化が認められたもの、×印は顕著に変化が認められたものを示す。
【００１１】
【表１】
Figure 0003894596
【００１２】
【表１】
Figure 0003894596
【００１３】
表１に見られるとおり、本発明の実施例のガラスは、いずれも所定の光学恒数を有しながら、従来知られたガラスに比較して化学的耐久性、特に耐酸性に一段と優れている。また、本発明のガラスは、１０％〜１７％までの多量のＺｒＯ2成分を含有しているにもかかわらず光学的均質性にも優れている。
なお、本発明の表１に記載の実施組成例のガラスは、いずれも酸化物、炭酸塩および硝酸塩等の通常の光学ガラス原料を用いて所定の割合で秤量混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の溶融の難易度に応じて１３５０℃〜１４００℃の温度で３〜４時間溶融し、撹拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型等に鋳込み徐冷することにより容易に得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明のガラスは、特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−ＺｒＯ2−（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）系ガラスであるから、屈折率（Ｎｄ）１．６４〜１．６７、アッベ数（νｄ）５１〜５５の範囲の光学恒数を有するうえ、従来の光学ガラスと比べ化学的耐久性に一段と優れている。

Claims (1)

  1. 重量百分率で、ＳｉＯ2 １２ 〜３６ ％、Ｂ2Ｏ3 １２．５〜３８ ％、Ａｌ2Ｏ3 ０ 〜 ５ ％、ＺｒＯ2 １０ 〜１７ ％（ただし１０％を除く）、ＭｇＯ ０ 〜１０ ％、ＣａＯ ０ 〜２０ ％、ＳｒＯ ０ 〜２０ ％、ＢａＯ ０ 〜２５ ％、ただし、 ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ２５ 〜３５ ％、かつ、重量比で、ＺｒＯ2／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）≧０．３、Ｌａ2Ｏ3 ０ 〜 ９．５％、Ｌｉ2Ｏ ０ 〜 ２ ％、Ｎａ2Ｏ ０ 〜 ２ ％、Ｋ2Ｏ ０ 〜 ３ ％、Ｓｂ 2 Ｏ 3 ０ 〜 ０．５ ％、の範囲の各成分を含有することを特徴とする光学ガラス。
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