JP4022185B2 - 光学ガラスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスの製造方法に関する。

ガラス原料を溶融（ガラス化）させる加熱手段として、天然ガスなどの燃焼炎を用いることが知られている。この場合、燃料に適量の空気を添加することにより、適切な大きさの燃焼炎を形成することができる。
また、燃料の燃焼に直接酸素を使用する方法も知られている。この方法によれば、空気を使用する場合に比べてＮＯｘの生成を抑制することができる。また、燃焼に寄与しない窒素ガスに熱量を奪われることがないため、熱効率も高めることができる。

例えば、特許文献１には、酸素燃焼バーナーを用い、実質的に窒素が存在しない雰囲気においてガラス原料及び溶融ガラスを加熱することにより、溶融炉の熱効率を高めるとともに、窒素酸化物の発生を実質的に防止することが示されている。
また、特許文献２には、溶融炉内（燃焼空間）の酸素濃度を５〜５０％に保持することにより、ガラス中への白金異物の混入を減少させることが示されている。
特開昭５３−７９９１３号公報 特開２００１−１０８２２号公報

しかしながら、特許文献１のような酸素燃焼を適用する場合、大量の純酸素を危険がないように取り扱えるための設備を必要とし、かつ取り扱いに万全の注意を払わなければならないとともに、純酸素の大量消費によってガラスの製造コストが上昇するという問題がある。また、光学ガラスの製造においては、製造装置のいずれかの部分に白金を用いることが多く、純酸素だけを用いた場合には過度な酸化雰囲気となる。本発明者は、過度な酸化雰囲気化では、白金の酸化に起因してガラスの着色が生じるため、高品質の光学ガラスを得ることが困難になることを見出した。

一方、特許文献２に示される方法でも、特許文献１と同様の問題がある。すなわち、特許文献２に記載のとおり、燃焼空間を酸化雰囲気とすれば、白金は金属イオンとなりガラス中に溶け込むことから白金異物の問題は解消される。しかしながら、ガラス中にとけた白金のイオンは、ガラスの透過率を下げ、吸収波長により光学ガラスを主に黄色に着色させる原因となる。ガラス製造の装置には、様々な部分に白金が用いられているため、上記の問題を生じる。
また、燃焼空間の酸素濃度が5％程度であれば、大気に対して相当に酸素不足であり、還元雰囲気の状態となるため、この雰囲気でＴｉ，Ｎｂなどの高屈折率成分を含有する光学ガラスを溶融すると、これらの成分の還元により着色が生じる。この場合、主として茶色の着色になる。これらは、いずれの場合も光学ガラスの品質を損なうことになる。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、ガラス成分として、ＴｉＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５を含有する高屈折、高分散の光学ガラスを製造するにあたり、ガラスの着色を抑制して、可視光域における透過率の高い光学ガラスを得ることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明における光学ガラスの製造方法は、ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスを、いずれかの部位に白金を用いた製造装置により製造するに際して、ガラス原料を収容する溶融槽の上部に、燃焼ガスを供給し、その燃焼炎によって前記ガラス原料を加熱溶融させるにあたり、前記燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給するとともに、製造される光学ガラスが、１０ｍｍ厚で分光透過率７０％を示す波長が４７０ｎｍ以下となるように酸素量を制御する方法としてある。

このような方法にすれば、光学ガラスの溶融に用いる燃焼ガスに、空気とともに適量の酸素を添加することにより、溶融ガラス周辺の雰囲気を適度な酸化性とし、白金の酸化によるガラスの着色や、高屈折率成分の還元によるガラスの着色を抑制することが可能になる。これにより、着色が抑制され、可視光域における透過率が高い光学ガラスを効率良く安定的に生産することができる。

また、本発明は、製造される光学ガラスが、１０ｍｍ厚で分光透過率８０％を示す波長が４５０ｎｍ以下となるように酸素量を制御する方法としてある。
このような方法にすれば、さらに高透過率の光学ガラスを製造し、光学ガラスの付加価値を高めることができる。

また、本発明は、前記溶融槽の排出ガスに含まれる酸素濃度が、１０ｖｏｌ％を超え、かつ、１５ｖｏｌ％以下となるように、前記燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給する方法としてある。また、空気とともに導入する酸素量を、導入空気量に対して１ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％とした光学ガラスを製造する方法としてある。
このような方法にすれば、溶融槽内の雰囲気を常に適切な酸化雰囲気に維持することができるので、高屈折率成分の還元や、白金の酸化を確実に防止して、着色の抑止効果を高めることができる。

また、本発明は、連続的又は間歇的に供給されるガラス原料を前記溶融槽において溶融する工程と、溶融ガラスを清澄槽において脱泡する工程と、脱泡した溶融ガラスを作業槽において粘度調整する工程とを含み、溶融ガラスが前記各槽を連続的に移動する方法としてある。
このような方法にすれば、ガラスの溶融、清澄及び粘度調整を連続的に行い、光学ガラスを効率良く製造することが可能になる。しかも、溶融槽からは、着色の抑止された溶融ガラスが供給されるため、透過率が高い高品質の光学ガラスを連続的に製造することができる。

また、本発明は、前記溶融槽においてガラス原料を溶融する際に、前記溶融槽の底部から酸化性気体を噴出させる方法としてある。
このような方法にすれば、溶融ガラスを適度な酸化性に維持し、ＴｉやＮｂの還元によるガラスの着色をより確実に防止することができる。しかも、溶融ガラスに適度な対流を生じさせるため、溶融ガラスの均質度を高めて光学ガラスの屈折率変動や脈理を抑制することができる。
このとき、製造される光学ガラスが、１０ｍｍ厚で分光透過率７０％を示す波長が４７０ｎｍ以下となるように、前記燃焼ガス中に、空気とともに供給する酸素の量に加え、前記溶融槽の底部から噴出させる酸化性気体の量を調整することができる。

また、本発明は、ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスを製造するに際して、ガラス原料を収容し溶融する部分及び／又は他の槽との連結部分に白金を含有する溶融槽を用い、この溶融槽の上部に燃焼ガスを供給し、その燃焼炎によって前記ガラス原料を加熱溶融させるにあたり、前記燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給し、かつ、加熱溶融中に、前記溶融槽内のガラスを一部取り出してガラスの分光透過率を測定し、測定した分光透過率が所定範囲を超えているときには、前記酸素の供給量を増加又は減少させて、製造される光学ガラスの分光透過率を所定範囲内となるようにしてある。
このようにすると、ガラスの製造過程における燃焼雰囲気を検知し、検知した測定雰囲気に応じて酸素の供給量をフィードバック制御することができ、常に、分光透過率の高い、高品質な光学ガラスを製造することができる。

以上のように、本発明によれば、光学ガラスの溶融に用いる燃焼ガスに、空気とともに適量の酸素を供給することにより、溶融槽内の雰囲気を適度な酸化性に維持することができる。これにより、白金の酸化によるガラスの着色や、高屈折率成分の還元によるガラスの着色を抑制し、可視光域における透過率が高い光学ガラスを製造することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明を好適に実施し得る光学ガラスの製造装置について説明する。
図１は、光学ガラスの製造装置を示す断面図、図２は、光学ガラスの製造装置を示す平面図である。
これらの図に示すように、光学ガラスの製造装置は、光学ガラスの原料を連続的又は間歇的に供給するガラス原料供給部１０と、ガラス原料供給部１０から供給されるガラス原料を溶融する溶融槽２０と、連結パイプ３０を介して溶融槽２０に接続され、溶融槽２０から供給される溶融ガラスの脱泡処理などを行う清澄槽４０と、連結パイプ５０を介して清澄槽４０に接続され、清澄槽４０から供給される溶融ガラスの粘度調整などを行う作業槽６０とを備えて構成されている。

溶融槽２０は、溶融温度が高い光学ガラスの溶融を行うため、溶融槽２０の炉材としては、溶融ガラスＧによって侵食されにくい耐熱性及び耐蝕性に優れた白金や白金合金を用いることができる。また、溶融槽２０の炉材として、耐火物を用いてもよい。ここで、耐火物とは、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、石英（ＳｉＯ_２）、クレー（Ａｌ_２Ｏ_３＋ＳｉＯ_２）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）などを主成分とする耐熱性の高いセラミックスである。
さらに、溶融槽と他の槽（清澄槽など）との連結部には、白金又は白金合金が好適に用いられる。

溶融槽２０は、ガラス原料を溶融させるための加熱手段として、燃焼バーナ７０を備えている。燃焼バーナ７０は、溶融槽２０の上部側面から溶融槽２０内の上部に向けて、水平方向に燃焼ガスを吐出し、その燃焼炎Ｆによってガラス原料を加熱溶融させる。本実施形態の装置では、燃焼バーナ７０は、ガラス原料供給部１０と直交する方向で、かつガラス原料供給部１０より上方に配置されているが、燃焼バーナ７０の個数や配置については、特に制限はなく、溶融槽２０の構成などに応じて適宜定めることができる。

さらに、燃焼バーナ７０は、燃焼ガス中に空気とともに酸素を供給する手段を備えている。空気及び酸素の供給量は、任意に調整できることが好ましい。この調整は、手動で行うようにしてもよいが、所定の制御条件にもとづいて、調節弁７１，７２を自動的に調整できるようにすることが好ましい。この場合には、燃焼ガスに添加する酸素量を精度良く自動調整することが可能になる。

溶融槽２０の上部には、溶融槽２０内のガスを排気するための排気口２１が形成されている。この排気口２１には酸素センサ２１ａが配置されており、排気ガス内の酸素濃度を測定し、図示しない制御部へ測定計結果を送っている。排気口２１からの排出ガスは、溶融槽２０内の雰囲気と同等であるので、排出ガスに含まれる酸素濃度に応じて、制御部から調節弁７１，７２へ信号を送って開度を制御し、燃焼ガスに添加する酸素量を調整することもできる。

また、溶融槽２０は、その底部から気体を噴出させる気体噴出部８０（バブリング装置）を備えている。気体噴出部８０から噴出される気体は、溶融ガラスＧの対流を促し、その均質性を高める。また、噴出する気体を酸化性の気体とした場合は、溶融ガラスＧと効率よく接触させることにより、溶融ガラスを適度な酸化性に維持することが可能になる。
さらに、溶融槽２０には、溶融ガラス取出し口２２が設けてあり、溶融中の溶融ガラスを一部取り出せるようになっている。取り出したガラスは、適切な冷却速度で冷却し、分光透過率を測定することに用いる。

つぎに、本発明に係る光学ガラスの製造方法について説明する。
光学ガラスの製造においては、高屈折率成分などとして、還元性の成分が用いられることが多い。例えば、ガラス成分として、ＴｉＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５が含有される。これらのガラス成分は、光学ガラスの屈折率（例えば、ｎｄ）を高くしたり、分散を大きくする（例えば、νｄを低くする）働きがあることから、例えば、撮像機器に用いるレンズとして有用である。

しかしながら、これらの成分は、還元雰囲気に曝すことで、還元されやすい。例えば、Ｔｉ^４＋には、可視光域における吸収が無いが、Ｔｉ^３＋に還元されると、吸収をもつようになり、主に、茶色に着色する。また、Ｎｂにも同様の作用がある。したがって、これらの成分を含有する高品質な光学ガラスは、通常のガラス製造装置においては製造できない。
つまり、このような光学ガラスを空気燃焼によって溶融する場合、理論的に燃焼に必要以上の酸素量を空気として供給しても、部分的な不完全燃焼を防止することができないため、雰囲気が還元側に傾き、ＴｉＯ_２やＮｂ_２Ｏ_５の発色により、ガラスの透過率が低下してしまう。

なお、光学ガラスでは、紫外から可視域にかけての吸収端より長波長側（可視域）においては、殆ど吸収が認められない。したがって、紫外から可視域にかけての吸収端における着色度を測定することにより、光学ガラスの透過率を評価することができる。
分光透過率の測定に関しては、日本光学硝子工業会規格（ＪＯＧＩＳ）の規定する着色度の測定法に従い、２８０〜７００ｎｍにおける分光透過率を測定する。この規格でいう着色度は、光学ガラスの着色の程度をいい、反射損失を含む分光透過率８０％及び５％を示す波長で示されるが、本発明については、分光透過率７０％（請求項１）、又は、分光透過率８０％（請求項２）の波長を用いて表した。試料は、規格に従い、１０ｍｍ（１０±０．１ｍｍとする）厚のものとし、平行に対面を研磨したものを用いる。測定装置及び測定方法についても、上記規格に従う。

本発明は、ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスの製造方法であって、ガラス原料を収容する溶融槽２０の上部に、燃焼ガスを供給し、その燃焼炎Ｆによってガラス原料を加熱溶融させるにあたり、燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給する。この酸素は、製造される光学ガラスを、１０ｍｍ厚に加工したとき、その分光透過率が７０％を示す光の波長が４７０ｎｍ以下で、好ましくは、５％を示す光の波長が３９０ｎｍ以下となるように導入する。
より好ましくは、光学ガラスの透過率が８０％を示す光の波長が４５０ｎｍ以下となるように導入する。

燃焼炎に導入する酸素の量は、燃焼ガスに対応する酸素の理論量を上まわる必要があることは言うまでもない。しかしながら、理論量を上回る酸素を、空気又は空気と酸素の混合ガスによって供給しても、不完全燃焼によって溶融ガラス周辺の雰囲気が部分的に還元雰囲気となることを防止できるとは限らない。これは、溶融槽２０の構成、燃焼ガスの配置、燃焼バーナ７０の構成、空気や酸素の吐出位置などによって、燃焼が影響を受けるからである。

したがって、本発明では、燃焼ガス中に空気とともに酸素を供給するとともに、製造される光学ガラスの透過率が７０％を示す光の波長が４７０ｍ以下となるように酸素量を制御する。又は、光学ガラスの透過率が８０％を示す光の波長が４５０ｎｍ以下となるように酸素量を制御する。
なお、酸素のみの供給では、上記のような制御が困難である。したがって、空気とともに酸素を供給するが、このときに導入する酸素の量は、導入空気量に対して、１ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％とすることが好ましい。

また、本発明では、溶融槽２０の排出ガス中に含まれる酸素濃度が、１０ｖｏｌ％を超え、１５ｖｏｌ％以下となるように、燃焼ガス中に空気とともに酸素を供給することが好ましい。つまり、排出ガス中に含まれる酸素濃度に応じて、導入する酸素量を制御すれば、溶融槽２０内の雰囲気を常に適切な酸化雰囲気に維持することができるので、高屈折率成分の還元や、白金の酸化がいずれも防止され、着色が確実に抑止された光学ガラスを製造することが可能になる。
燃焼に用いる燃料としては、メタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、又は、それらが適宜混合された天然ガスなどを好適に用いることができる。

また、本発明では、溶融槽２０の底部から酸化性ガスのバブリングを行うことが好ましい。このようにすることで、ＴｉやＮｂなどによるガラスの着色をより確実に防止することができる。バブリングにおいては、液面下における溶融ガラスＧとの接触効率が高いため、上記の燃焼炎Ｆと併用することにより、より確実に光学ガラスの着色を防止できる。
また、バブリングは、溶融槽２０内に未溶解のガラスを滞留させず、適切な炉内対流を起こさせることによって、溶融槽２０内の組成を均一化し、脈理や光学恒数変動の極めて小さいガラスを製造する点でも有効である。特に、高屈折率成分は、ガラスのフォーマ（ケイ酸、ホウ酸、リン酸など）に比して比重が大きいため、その均質化にバブリングが効果的である。
バブリングガスには、酸素又は空気を用いることが好ましく、酸素が特に好ましい。

本発明の製造方法では、加熱溶融中に溶融槽内のガラスを一部取り出してその分光透過率を測定し、測定した分光透過率が所定範囲を超えているときには燃焼バーナの酸素供給量を増加又は減少させることにより、製造される光学ガラスの分光透過率を所定範囲内となるようにしている。
高屈折率の光学ガラスの製造においては、その雰囲気管理は非常に重要であり、酸化雰囲気のわずかな変動（過多又は過小）によって、ガラスは着色するため、適切な酸化雰囲気の範囲が狭い。これはガラス組成によっても異なり、組成の一部が異なるガラスを溶融するごとに、雰囲気の管理は異なる。したがって、上記のように雰囲気の適否を監視し、酸素供給量にフィードバックすることが極めて有用である。

分光透過率の所定範囲とは、１０ｍｍ厚で分光透過率７０％を示す波長が４７０nm以下である範囲をいう。好ましくは、８０％となる波長が４５０nm以下である。また、５％となる波長が３９０nm以下であることが好ましい。
透過率の測定は、公知の測定機器によるもののほか、目視による標準サンプルとの比較によって行ってもよい。また、この測定時に同時に屈折率など、製造する光学ガラスに必要な、他の光学性能を測定して、製造条件や原料にフィードバックしてもよい。
なお、溶融工程中に、溶融槽内のガラスを一部取り出してガラスの分光透過率を測定し、測定した分光透過率が所定範囲を超えているときのフィードバック制御法としては、前記酸素の供給量を増加し又は減少して調整することに加え、バブリングに使用する酸化性ガスの量を調整してもよい。

本発明は、連続溶融を行うガラス製造に適用することができる。すなわち、本発明に用いるガラス製造装置としては、前述した製造装置のように、少なくとも、溶融槽２０の他に、清澄槽４０及び作業槽６０を備えることが好ましい。これにより、連続的又は間歇的にガラス原料を溶融槽２０に投入し、溶融したガラスを、清澄槽４０にて脱泡し、さらに、成形に適した粘度に調整するための作業槽６０に導き、ここから連続的に流出させて所望の形状に加工することにより、生産効率の高いガラス製造が可能になる。

また、上記の工程間又は後工程として、他の工程を備えても良い。例えば、脱泡工程の後工程として、ガラス中の脈理を除去するための均質化工程を設けるとより好ましい。
なお、上記の間歇的とは、溶融ガラスＧがほぼ一定の流量で連続的に清澄槽４０以降に移動することを妨げない程度を限度として、ガラス原料を非連続的に供給することを含むものとする。

本発明によって製造するガラスとしては、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５が含有されるものであれば、その他の成分に特に制約はない。例えば、リン酸系、ホウ酸系、ケイ酸系、ホウケイ酸系などの光学ガラスに好適に用いられる。

また、本発明は、高屈折率、高分散の光学ガラスに適用することが好ましい。例えば、屈折率ｎｄが１．７〜１．９５、アッベ数νｄが２０〜３３の光学ガラスにおいて、本発明の効果が顕著である。
例えば、ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５が合計３９〜４５重量％の範囲で含有されているガラスが挙げられる。

本発明によって製造されるガラスの例としては、重量％表示で、ＳｉＯ_２：１８％以上３５％未満、ＢａＯ：１０％以上２３％未満、ＴｉＯ_２：２２〜３７％、Ｎｂ_２Ｏ_５：７％以上１６％未満、Ｎａ_２Ｏ：５〜２０％、Ｋ_２Ｏ：０〜６％、ＣａＯ：０〜５％、ＳｒＯ：０〜５％、ＺｒＯ_２：０〜４％、Ｔａ_２Ｏ_５：０〜３％、Ｓｂ_２Ｏ_５：０〜１％及びＰ_２Ｏ_５：０％以上０．５％未満を含み、かつＰｂＯ、Ａｓ_２Ｏ_３及びＦを実質上含まない光学ガラスが挙げられる。
さらに、必須成分として、ＳｉＯ_２、ＢａＯ及びＴｉＯ_２を含み、屈折率（ｎｄ）が１．７０以上で、アッベ数（νｄ）が３０以下である光学ガラスが挙げられる。

さらに、重量％表示で、ＳｉＯ_２：１８％以上３０％未満、ＢａＯ：１２％以上２３％未満、ＴｉＯ_２：２２〜３７％、Ｎｂ_２Ｏ_５：７％以上１６％未満、Ｎａ_２Ｏ：５〜２０％、Ｋ_２Ｏ：０〜６％、ＣａＯ：０〜５％、ＳｒＯ：０〜５％、ＺｒＯ_２：０〜４％、Ｔａ_２Ｏ_５：０〜３％、Ｓｂ_２Ｏ_５：０〜１％及びＰ_２Ｏ_５：０％以上０．５％未満を含み、かつＰｂＯ、Ａｓ_２Ｏ_３及びＦを実質上含まない光学ガラス、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の重量比率ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２が０．８以上である光学ガラス、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２の重量比率ＳｉＯ_２／ＴｉＯ_２が０．８６を超える値である光学ガラスなどが挙げられる。
屈折率（ｎｄ）が１．８０以上で、アッベ数（νｄ）が２５以下である高屈折率、高分散ガラスにも本発明は好適に適用される。

光学ガラスにおいて、ＳｉＯ_２は、網目形成酸化物としてガラスの溶解性、流動粘性の維持に効果的な成分であり、また、ガラス構造を安定に保ち、耐失透性の向上に効果的であるため、１８％以上が好ましい。しかし、３５％以上になると屈折率が低下するため、１８％以上３５％未満が好ましく、より好ましくは２４％以上３０％未満である。

ＢａＯは、ガラスの耐久性、熱的安定性を高めるのに有効な成分であり、１０％以上が好ましい。しかし、２３％以上添加するとアッベ数が増加し、高分散ガラスを得ることが困難となるため、１４〜２０％が好ましい。

ＴｉＯ_２は、高屈折、高分散ガラスを得るために必須の成分であり、２２％以上が好ましい。しかし、ＴｉＯ_２は、光学ガラスにおいて再加熱、軟化させた際に生じる結晶の主成分であり、かつ核形成酸化物でもあるため、３７％を超えて目的の屈折率にあわせようとすると、耐失透性が著しく低下するだけでなく、透過吸収端の長波長側へのシフトが起こる。したがって、ＴｉＯ_２は２２〜３７％が好ましく、より好ましくは２５〜３２．５％である。

Ｎｂ_２Ｏ_５は、ＴｉＯ_２と同様、高屈折、高分散ガラスを得るために有用な成分であり、ガラスの安定化にも寄与するため、７％以上が好ましい。しかし、１６％以上では逆に耐失透性が悪化してしまうため、１０％以上１６％未満とすることが好ましい。

Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏは、網目修飾酸化物としてガラス転移温度（Ｔｇ）の低下に有効な成分であるため、Ｎａ_２Ｏの量は、５％以上とすることが好ましい。しかし、耐失透性や屈折率の低下を防止するために、２０％以下とすることが好ましく、中でも９．５〜１３．５％とすることがより好ましい。Ｋ_２Ｏは、６％以下、好ましくは５％以下である。

ＣａＯ、ＳｒＯは、ＢａＯと同様の効果を有するが、多すぎると耐失透性が低下する。したがって、ＣａＯ及びＳｒＯの含有量は、０〜５％が好ましい。
また、上記成分以外に、清澄剤として１％以下のＳｂ_２Ｏ_５を添加することが好ましい。より好ましい添加量は０．１％以下である。なお、Ｓｂ_２Ｏ_５の添加量は、ガラス中の酸化アンチモンの量をＳｂ_２Ｏ_５の量として換算した値である。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、ガラスを溶融させる加熱手段として、溶融ガラスを通電加熱する電極を併用してもよい。この場合は、電極として、白金、白金合金、モリブデン、酸化スズなどを使用できるが、光学ガラスに対する着色が極めて小さい白金電極が好ましい。

ガラス成分として、重量％表示で、ＳｉＯ_２を２５％、ＴｉＯ_２を３０％、Ｎｂ_２Ｏ_５を１４％含有する光学ガラス（屈折率ｎｄが１．８４７１１、アッベ数νｄが２３．７６）を、図１及び図２に示す装置によって製造した。
具体的には、ガラス原料をガラス原料供給部１０から連続的に溶融槽２０に投入した。溶融したガラスは、順次、清澄槽４０、作業槽６０に連続的に移動し、作業槽６０から流出して、板状のガラス素材を成形した。清澄槽４０では、１３００℃程度で脱泡を行い、作業槽６０では、粘度がおよそ３０ポアズとなるように温度調整をした。

このとき、溶融槽２０の上部に設置した燃焼バーナ７０には、燃焼ガスとして天然ガス（ＣＨ_４：８８．５％、Ｃ_２Ｈ_６：４．６％、Ｃ_３Ｈ_８：５．４％、Ｃ_４Ｈ_１０：１．５％）を供給した。同時に、燃焼補助気体として、燃焼空気量に対して２〜８ｖｏｌ％の酸素を燃焼ガス中に供給した。これは、５０〜２００リットル／ｍｉｎに相当した。
このとき、溶融槽２０から排気された排出ガス中の酸素濃度は、排出ガス分析計で測定したところ、１２〜１５ｖｏｌ％の範囲だった。

成形したガラスの対面を、１０ｍｍ厚となるように平行に研磨した。このガラスの分光透過率を測定したところ、酸素を、空気に対して２ｖｏｌ％添加したものは、透過率が８０％となる波長が４４５ｎｍであり、空気に対して８ｖｏｌ％添加したものは、透過率が８０％となる波長が４３０ｎｍであり、いずれも光学ガラスとしての仕様を満たす、高屈折、高分散ガラスであった。

本発明は、ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスの製造に適用することができる。特に、着色がなく、高透過率を要求する光学ガラスの製造に有用である。

光学ガラスの製造装置を示す断面図である。 光学ガラスの製造装置を示す平面図である。

符号の説明

１０ ガラス原料供給部
２０ 溶融槽
４０ 清澄槽
６０ 作業槽
７０ 燃焼バーナ
８０ 気体噴出部
Ｆ 燃焼炎
Ｇ 溶融ガラス

Claims (8)

1. ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスを、いずれかの部位に白金を用いた製造装置により製造するに際して、
   ガラス原料を収容する溶融槽の上部に、燃焼ガスを供給し、その燃焼炎によって前記ガラス原料を加熱溶融させるにあたり、
   前記燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給するとともに、製造される光学ガラスが、１０ｍｍ厚で分光透過率７０％を示す波長が４７０ｎｍ以下となるように酸素量を制御することを特徴とする光学ガラスの製造方法。
2. 製造される光学ガラスが、１０ｍｍ厚で分光透過率８０％を示す波長が４５０ｎｍ以下となるように酸素量を制御することを特徴とする請求項１記載の光学ガラスの製造方法。
3. 前記溶融槽の排出ガスに含まれる酸素濃度が、１０ｖｏｌ％を超え、かつ、１５ｖｏｌ％以下となるように、前記燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給することを特徴とする請求項１又は２記載の光学ガラスの製造方法。
4. 空気とともに導入する酸素量を、導入空気量に対して１ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
5. 連続的又は間歇的に供給されるガラス原料を前記溶融槽において溶融する工程と、溶融ガラスを清澄槽において脱泡する工程と、脱泡した溶融ガラスを作業槽において粘度調整する工程とを含み、溶融ガラスが前記各槽を連続的に移動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
6. 前記溶融槽においてガラス原料を溶融する際に、前記溶融槽の底部から酸化性気体を噴出させることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学ガラスの製造方法。
7. 製造される光学ガラスが、１０ｍｍ厚で分光透過率７０％を示す波長が４７０ｎｍ以下となるように、
   前記燃焼ガス中に、空気とともに供給する酸素の量に加え、前記溶融槽の底部から噴出させる酸化性気体の量を調整することを特徴とする請求項６に記載の光学ガラスの製造方法。
8. ガラス成分として、ＴｉＯ_２又はＮｂ_２Ｏ_５を含有する光学ガラスを製造するに際して、
   ガラス原料を収容し溶融する部分及び／又は他の槽との連結部分に白金を含有する溶融槽を用い、
   この溶融槽の上部に燃焼ガスを供給し、その燃焼炎によって前記ガラス原料を加熱溶融させるにあたり、
   前記燃焼ガス中に、空気とともに酸素を供給し、
   かつ、加熱溶融中に、前記溶融槽内のガラスを一部取り出してガラスの分光透過率を測定し、
   測定した分光透過率が所定範囲を超えているときには、前記酸素の供給量を増加又は減少させて、製造される光学ガラスの分光透過率を所定範囲内とすることを特徴とした光学ガラスの製造方法。

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