JPH01157429A - 小さな複屈折と中程度の屈折率を有する眼鏡用レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願発明は眼科用のガラスに関し、更に詳細には、現在
用いられている工程のうちの１つ、すなわち１種類以上
のガラスを成分ガラスにソルダーまたは溶融することに
より、多焦点レンズの製造を可能にするガラスに関する
。セグメントガラスはより大きい屈折率を有する。本願
発明はこの成分ガラスに関する。

（従来の技術） 米国特許第４，５４０．６７２号は、２．８５ｇ／口３
未満の密度、１．５９５〜１．８０７の範囲の屈折率、
４０〜４７の範囲のアツベ数を有し、４５〜５５ｗｔ％
のＳｉｎｇ、５〜１３ｖｔ％のＢ２Ｏ３，０〜５ｖｔ％
のＡＮｚＯ３，１〜７．５ｗｔ％のＬｉ２０１１〜９ｗ
１％のＮａｎｏ、１０〜２４ｖｔ％より多い量のに２０
．０〜６　ｗｔ％のＭｇＯおよび／またはＢａＯおよび
／またはＳｒＯおよび／またはＬａ２Ｏ３，０〜１２ｗ
ｔ％のＣａＯ，Ｏ〜８ｖｔ％のＺ　ｎ　Ｏｓ　Ｏ〜７　
ｖｔ％のＺｒＯ２，９，５〜１７．５ｗｔ％のＴｉＯ２
，０〜ｌｖｔ％のＡｓ２Ｏ３および／または５ｂ２０３
（ここで上記組成は１３．５≧ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２＋Ｌ
ａｇ　０３　＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋Ｓ　ｒＯ＋Ｚ
ｎＯ≦２３．５の条件の元）から構成される光学用およ
び眼科用に適するガラスを開示している。

これらの広い組成範囲は、Ｌｉ２Ｏ含有量を除いて本願
発明の組成範囲と重なり合うが、このガラスの物性は相
対的に大変範囲が広く、存在するセグメントガラスにシ
ールされるガラスの特徴に関しての要求がない。つまり
、シール時の複屈折（ｂｉｒｅｆｒｌｎｇｅｎｅｅ）が
±１５０　ｎｍ／ｃｍの間、好ましくは±５０ｎｍ／ｃ
ｍの間であるという要求がない。この特性を得るため、
本願発明のガラスは大変厳しく限定された範囲の組成を
有するのみならず、８９〜７２の範囲のＭ値に従わなけ
ればならない。上記米国特許にはこのＭ値に関する表示
が全くない。

米国特許第２．５２３．２８５号、同第２．６９９．３
９９号、同第２．９０１，３６５号、および同第４．４
３８．２１１号、さらに特許出願公告昭５４−１０５，
１１９号、および独国特許出願第２．１１５．４０３号
にも本願発明に関連するような記載があるが、上記米国
特許第４．５４０．６７２号程セル類似性がないと思わ
れる。

（発明の目的） 本願発明の目的は、約１．５９９〜１．６０２の範囲の
屈折率（ｎａ　）　、４０．５〜４１．５の範囲のアツ
ベ数（シー）、６７０〜６８０℃の範囲の軟化点または
りトレトン温度（Ｌｌｔｔｌｅｔｏｎ　ｔｅｎ＋ｐｅｒ
ａｔｕｒｅ）を有し１屈折率１．５２３のホワイトガラ
ス（ｖｈｌｔｅ　ｇｌａｓｓｅｓ）を得るために、存在
するセグメントガラスにシールされる際に大変小さい複
屈折を示し、２．８４〜２．８８ｇ／ａｎ３の範囲の密
度、放射スペクトルの可視領域での大変良好な透過率（
４００ｎｏ＋の波長における１０ｍｍ厚の透過率が８３
％より大）を有し、望ましくない黄色のないこと、優れ
た耐薬品性、失透に対する安定性を有し、失透（または
液相線）の最高温度での粘度がａ、ｏｏｏポアズ以上で
製品を連続溶融装置を用いて製造でき、自動圧縮工程を
用いて成形できる（このことは用途に適した低いコスト
で製造するために欠くことのできない条件である）ガラ
スを提供することである。

（発明の構成） １．８００程度の屈折率を有するガラスが、低および平
均矯正用、すなわち約＋６から一６ジオプターの拡大能
を有するレンズの領域で最近開発された。屈折率１．５
２３を有する現状のホワイトガラスに対して、本願発明
のガラスはより薄いレンズを得ることを可能とし、ある
場合にはかなり軽いレンズ（特に最高の矯正）を可能に
する。そのために、ガラスの密度は大き過ぎないことが
不可欠であり、２．８８ｇ／ｃ＋ｎ３以下であることが
特に好ましい。屈折率の増加は通常アツベ数または収斂
性（ｃｏｎｓｔｒｉｎｇｅｎｃｅ）の低下（つまりガラ
スの分散増加）をまねく。もしこの分散が大変大きいと
、色収差が問題となり、レンズの縁に色のついたフリン
ジを生じてレンズの使用者にとって不都合となる。この
欠点を緩和するために、ガラスはできるだけ大きい収斂
性を有する必要がある。

薄さおよび軽さがレンズの美的外観を改善し、めがねの
使用者をより快適にする。このタイプのガラスに対する
関心が高まっているため、できるだけ広い用途をカバー
する一連の製品を提供する必要がある。これらの用途の
１つは２重矯正（遠くの視界および近くの視界）であり
、“プログレッシブズ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｌｖｅｓ）”
と呼ばれるレンズまたは溶融二重焦点レンズの助けをか
りてこれを達成することができる。本願発明のガラスは
特にこの第２のタイプの用途に用いる。もちろん本願発
明のガラスは、現在の研磨技術により得られる単一視界
のレンズ、プログレッシブズのレンズ、および非球面レ
ンズなど、あらゆるタイプのレンズの製造に用いること
ができる。

本願発明のガラスはもう１つの特徴を有している。つま
り、これらのガラスは存在するセグメントガラスに溶融
でき、屈折率１．５２３のホワイトガラスと共に容易に
使用できる。利点は経済面からと同様に技術面からも明
らかである。本願発明のガラスと共に使用できる２つの
市販セグメントガラスの特徴を下記にしるす。

ガラスＡ　ガラスＢ 屈折率　　（ｎｄ）　　１．６８１　１．７５０収斂性
　　（νｍ＞　　３８４　８１．４密　　度　　（ｔｒ
　／ｃｒｎ３）　　　　８．５２　　　４．２５軟化点
　（ＴＬ　）　”ＣＢ８５　　８８０熱膨張率（２５〜
３００℃）９０８９ ＸＩＯ−’／’Ｃ セグメントガラスを成分ガラスに溶融する作業は、成分
ガラスの軟化点付近でありセグメントガラスの軟化点よ
りやや高い温度で行われる。セグメントガラスの上記軟
化点に留意しながら成分ガラスの軟化点は６７０℃以上
でなければならない。

２つのガラス間のシールは約−１５０ｎｍ／ｃ＋ｎと＋
１５０　ｎｍ／ｃｍの間の複屈折、好ましくは一５０ｒ
ｖ＋／（至）と＋５０ｎｍ／ｃｍの間の複屈折を示す必
要があり、このためには２つのガラスが極めて近い熱膨
張率を有する必要があることは一般に知られている。

この複屈折の測定値は線熱膨張率よりシールを代表する
ものである。従って、複屈折は成分ガラスを特徴づける
のに測定される基準である。しかし、２５〜３００℃に
おける本願発明のガラスの熱膨張率は９２〜１００Ｘ　
１０−’／”Ｃの範囲であることは留意すべきである。

他の要求される条件と共にシールの軟化点温度および複
屈折の基準を満足させるどとは解決しなければならない
重要な問題点の１つである。

本願発明によれば、上記の特徴を有するガラスは下記の
限定された範囲における組成（バッチから計算された酸
化物基準の重量％で表現されている）を有していなけれ
ばならないことがわかった。

Ｓ　ｉ　０２　　：５２〜５７　　　Ｋ２０　　　：　
１１．０〜ＩＢ、０Ｂ２０３　　：２．５〜７．ＯＣａ
Ｏ：　　２〜３．５ＡＮ　ｚ　０３　：　Ｏ〜Ｌ　　　
Ｚ　ｒｏｚ　　：　　ｌ　　〜１．５Ｌｉ２０　　：０
．８〜０．８　　ＴｉＯ２：　１５．０〜１６．２Ｎａ
２０　　：５．４〜８．２　　Ａｓ２０３　：　０．１
〜０．４（Ｍ−６９〜７２　（ここでＭ　−−（７６０
ｘ％ＬｉｚＯ＋２７０Ｘ％Ｎａ２０＋１７０　Ｘ％Ｋｚ
　Ｏ＋１８５　ｘ％ＣａＯ＋１３０ｘ％Ｔｉ０ｚ））の
条件下）Ｍは、シールの複屈折に関与する度合により加
重された成分改良酸化物のパーセンテージの合計として
定義される。この関与する度合は実験的に決められてい
る。従って、Ｍが約６９未満ならば、ガラスは十分に膨
張性がなく　（改質剤の欠如）、シールの複屈折はプラ
スで約１５０より大となる。

Ｍが７２より大ならば状況は逆となる。

５ｉ０２の量は５２〜５７ｗｔ％の範囲で構成される。

この範囲は下にその含有量を示すガラスの他の成分の選
択の仕方により決まる。

Ｂ２Ｏ３はガラス組成の重要な成分である。その主な利
点は、５１０２の代用にＢ２Ｏ３を加えた場合、粘度の
低下に伴ってガラスの密度にあまり影響を与えないこと
である。粘度におけるＢ２Ｏ３の効果、およびその結果
としてガラスの製造を容易にする効果は、はとんど呈色
のないガラスを得ることに寄与している。従って、ガラ
スは１．５ｖｔ％以上の８２０３を含む。しかし、７％
を越えるＢ２Ｏ３を加えると、複屈折を維持するために
５ｉｎ２の量を減じなければならず、ガラスの軟化点の
望ましくない低下をまねく。

ＡＮｚ０３はガラスの粘度を増加させ、その耐薬品性を
向上させるが、一方、ガラスの失透傾向を急激に悪化さ
せる。５ｉ０２の代用として、ＡＮｚ０３は軟化点を若
干低下させる。従って、その含有量は約１ｖｔ％を越え
ないようにする。

５ｉ０２またはＢ２Ｏ３の代用となるＬｉ２Ｏは軟化点
を大きく低下させ、熱膨張率を上げるが、ガラスの密度
を不都合に変えることなく屈折率を上げるのに寄与する
。Ｌｉ２Ｏの含有量は０．３〜０．８　ｖｔ％の範囲と
する。

ガラス組成に用いられる他のアルカリ金属に関して、Ｋ
２Ｏを用いたＮａｎｏの代替は軟化点を上げるのに都合
が良いが、屈折率を低下させるという不都合を生じる。

ガラスの複屈折は、ガラス形成物５ｉｎ２およびＢ２Ｏ
３に代わってアルカリ金属酸化物Ｎａｎｏおよびに２０
を用いることにより調整される。マイナスの複屈折には
（熱膨張率が大き過ぎる）Ｎａ２０に代わって５ｉｎ２
が用いられ、これは軟化点を上げるのに都合が良い。プ
ラスの複屈折にはＢ２Ｏ３に代わってに２０が用いられ
、軟化点は実質的に変わらない。これらの種々の理由か
ら、Ｎａ２Ｏ含有量は約５．４〜８，２νｔ％とし、Ｋ
２Ｏの含有量は１１．０〜１Ｂ、Ｏｖｔ％とする。

Ｔ　ｉ　０２は最適な密度−屈折率の妥協点を与える成
分である。しかし、多量に使用すると可視域の透過率を
低下させ、失透を増大させ、密度を増大させ、アツベ数
を急速に低下させる。従ってその含有量は１５〜１６．
２ｖｔ％の範囲とする。

ＺｒＯ２は屈折率およびガラスの密度を増加させるがＴ
　ｉ　０２よりゆるやかにアツベ数を低下させる。この
酸化物はアルカリ物質に対する耐性を向上させ、その効
果を発揮させるために１％以上含有させる必要がある。

しかし、ガラスの密度を過度に上げないために、１．５
％を越えないようにする。

ＣａＯはＴ　ｉ　Ｏ２の含有量を制限し、その結果大変
大きいアツベ数を得ることを可能にするために加えられ
る。ＣａＯは１％以上必要であるが、３．５％を越える
と失透の傾向がかなり増大する。

（実　施　例） 本願発明を下記の実施例に基づいて更に詳細に説明する
。表１中、好ましい例は１である。表１の全ての成分割
合はバッチから計算された酸化物基準の重量％で表示し
である。表２は本願発明の範囲外の組成（パラメーター
Ｍは要求される範囲外にある）を有するガラスの例を示
している。Ｍが７２より大きい場合、一般的に軟化点は
８７０℃より低いことがわかる。

ガラスは市販のバッチ材料（酸化物、カーボネート、水
和物、その他）から調製した。選ばれたバッチ材料は、
できるだけホワイトなガラスを得るために最小限のＦｅ
ｚＯ３を含むことが好ましい。

計量後、バッチ材料を既存の技術に従って混合した。得
られた混合物を約１２５０℃のプラナするつぼに充填し
た。完全に溶融した後、溶融物の温度を約１３２０〜１
４００℃に上げ、１〜４時間その温度に維持して溶融物
の均質化およびファイニングを図った。次にこのガラス
溶融物を成形に適する粘度となる温度まで冷却し、スチ
ールモールドに注ぎ込んだ。次にこのガラスを５００℃
でアニールし、６０℃／時の割合で周囲温度までゆっく
りと冷却した。

従来の方法により、屈折率（ｎｄ）　、収斂性（νｄ）
、密度（Ｄｅｎ）、℃で表わした軟化点（ＴＬ　）　、
２５〜３００℃における１０−’／’Ｃで表わした線熱
膨張率（Ｅｘｐ）、％で表わした可視線の透過率（Ｔ　
ｒａｎ）、ポアズで表わした液相線粘度（Ｖｌｓ）、お
よび℃で表わした液相線温度（Ｌｌｑ）を測定した。複
屈折（Ｂｉｔ）を測定するため、６７０℃で８０分間、
前述のセグメントガラスＡを用いてシールを行った。２
つの接触するガラス表面は前もって研磨しておいた。シ
ール後、１０龍厚の試料を、後に研磨するジヨイントの
面に対して垂直に切断し、“バビネット　コンペンセイ
ター（Ｂａｂｌｎｅｔ　Ｃｏｌ１−ｐｅｎｓａｔｏｒ）
　’型の装置を使って成分ガラスの複屈折を測定した。

この複屈折はｎｌｌ１／■で表示した。

耐薬品性〔耐酸性（Ｄｕｒ））を、２０容積％のＨＣρ
を含む沸騰水溶液中に３時間浸漬した研磨試料の減量を
測定するテストにより測定した。この減量はｌＩＩｇ／
ｄＩａ２で表示した。

小さい複屈折を示すシールの調製を確実にするために、
Ｍの値を６９〜７２の範囲に維持することの重要性が表
２から明らかである。例１０．１１．１３および１４は
本願発明の製品について規定された範囲をわずかにはず
れた組成を有し、例１２はそれぞれの成分が本願発明の
ガラスに規定された範囲内である組成を有していた。し
かし、それぞれの例ではＭの値を、小さい複屈折を示す
シールを得るために必要であることがわかった組成範囲
からはずした。その結果、例１０〜１４は本願発明に適
したガラスとはならなかった。例１０の組成は、実質的
に前記米国特許節４．４５０．８７２号に開示された組
成範囲内のものであることがわかるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１．５９９〜１．６０２の範囲の屈折率、４０．５
   〜４１．５の範囲のアッベ数、２．６４〜２．６６ｇ／
   ｃｍ＾３の範囲の密度、４００ｎｍの可視線における厚
   さ１０ｍｍの透過率が８３％より大、６７０〜６８０℃
   の範囲の軟化点、および−１５０ｎｍ／ｃｍと＋１５０
   ｎｍ／ｃｍの間の複屈折を有し、酸化物基準の重量％で
   、Ｍ＝６９〜７２（ここでＭ＝１／１００〔７６０×％
   Ｌｉ＿２Ｏ＋２７０×％Ｎａ＿２Ｏ＋１７０×％Ｋ＿２
   Ｏ＋１８５×％ＣａＯ＋１３０×％ＴｉＯ＿２〕）の条
   件と共に５２〜５７％のＳｉＯ＿２、２．５〜７．０％
   のＢ＿２Ｏ＿３、０〜１％のＡｌ＿２Ｏ＿３、０．３〜
   ０．８％のＬｉ＿２Ｏ、５．４〜８．２％のＮａ＿２Ｏ
   、１１．０〜１６．０％のＫ＿２Ｏ、２〜３．５％のＣ
   ａＯ、１〜１．５％のＺｒＯ＿２、１５．０〜１６．２
   ％のＴｉＯ＿２、０．１〜０．４％のＡｓ＿２Ｏ＿３か
   ら構成されるガラス。 ２）液晶相温度における粘度が３，０００ポアズ以上で
   あることを特徴とする請求項１記載のガラス。 ３）複屈折が−５０ｎｍ／ｃｍと＋５０ｎｍ／ｃｍの間
   であることを特徴とする請求項１記載のガラス。 ４）多焦点レンズの成分ガラスとして使用されることを
   特徴とする請求項１記載のガラス。