JPH034494B2 - - Google Patents
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- JPH034494B2 JPH034494B2 JP15544083A JP15544083A JPH034494B2 JP H034494 B2 JPH034494 B2 JP H034494B2 JP 15544083 A JP15544083 A JP 15544083A JP 15544083 A JP15544083 A JP 15544083A JP H034494 B2 JPH034494 B2 JP H034494B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03C3/07—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead
- C03C3/072—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron
- C03C3/074—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing lead containing boron containing zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Glass Compositions (AREA)
Description
（発明の技術分野）
本発明は、屈折率ndが1.80〜1.92、アツベ数νd
が33〜50の光学恒数値を有する高屈折率低分散の
光学ガラス、特に人体に有害な酸化トリウム
（ThO2）及び酸化カドミウム（CdO）並びに高
価で資源的にも希少な酸化カドリニウム
（Gd2O3）及び酸化ハフニウム（HfO2）を含まな
い高屈折低分散の光学ガラスに関する。 （発明の背景） 従来、このような高屈折率低分散領域の光学ガ
ラスには、必須成分の一種としてThO2やCdOが
使用されてきたが、これらの成分はいずれも人体
に有害であるために使用は避けるべきである。 そのため、ThO2CdOに代えてGd2O3、Yb2O3
又はHfO2を使用する高屈折率低分散光学ガラス
が発明された。しかしながら、Gd2O3及びHfO2
は高価でしかも資源的にも希少であるので、その
使用は好ましくない。 一方、Yb2O3を使用する高屈折率低分散の光学
ガラスに特公昭53−25323号公報や特開昭56−
78447号公報に報告があるが、前者はB2O3−
La2O3−Yb2O3−Ta2O5系のガラスであり、失透
に対する安定性が充分ではなく、そのため工業的
規模で量産するには適していず、また後者は
SiO2−B2O3−La2O3−Yb2O3系のガラスであり、
このガラスはSiO2の含有量が10重量％（以下、
特に断りのない限り、％は重量基準である）以上
と多い。しかもSiO2／B2O3の重量比が実施例18、
22、33、37、41及び43を除いて総てSiO2／B2O3
≧１であり、本発明者の実験によると、SiO2が
10％以上で、SiO2／B2O3が１以上であると液相
温度や溶融温度が著しく高くなり、量産に不適格
であることが判つた。加えて実施例18、22、23、
37、及び43のガラスは、いずれも屈折率ndが1.80
より小さく、本発明の目的とする高屈折率を満足
しない。また実施例41のガラスは、ndが1.84と高
屈折率であるが、νdが36.2と低く高分散である。
このことは、後述する本発明の実施例15のガラス
がndが1.84と同じであるにもかかわらず、νdが
43.7と高く低分散であることと比較すれば容易に
理解されるであろう。 （発明の目的） 従つて、本発明の目的は、屈折率ndが1.80〜
1.92、アツベ数νdが33〜50の光学恒数の領域に属
す高屈折率低分散の光学ガラスであつて、人体に
有害なThO2やCdO並びに高価で資源的にも希少
なGd2O3やHfO2を含まず、しかも失透に対して
安定であると共に液相温度及び溶融温度が低く、
そのため工業的規模での量産が可能なガラス組成
物を提供することにある。 （発明の概要） 本発明者は、SiO2−B2O3−La2O3−Yb2O3−
Nb2O3−Ta2O5の６成分系光学ガラスについて鋭
意研究の結果、以下に示す特定組成範囲のものが
目的とする光学ガラスを提供することを見い出
し、本発明を成すに至つた。 即ち、本発明は基重基準で下記組成： SiO2 ２〜9.5％ B2O3 10〜17％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 30〜60％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 １〜20％ Ta2O5 １〜31％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ を有し、nd＝1.80〜1.92、νd＝33〜50の高屈折率
低分散光学ガラスを提供する。 本発明に於いて各成分の割合を上記範囲に限定
した理由は次の通りである。 SiO2が２％未満ではガラス融液の粘度が低く
失透に対する安定性が低く、逆に9.5％を越える
と溶融性が悪くなり未溶融物を生じ易く、ガラス
の均質性を損つたからである。 B2O3が10％未満では矢透に対して不安定で、
逆に17％を越えると目的とする高い屈折率が得ら
れなかつたからである。 SiO／B2O3の重量比は0.8を越えると、液相温
度及び溶融温度が高くなり、失透安定性も低下し
たからである。 La2O3は30％未満では目的とする高屈折率が得
られず、逆に60％を越すと、失透に対して不安定
になつたからである。 Yb2O3は１％未満では目的とする低分散ガラス
が得られず、逆に25％を越えると失透に対して不
安定になつたからである。 Nb2O5は１％未満及び20％を越えると失透に対
する安定性が低下し、また20％を越えたときには
着色度も悪化したからである。 Ta2O5は１％未満及び31％を越えると失透に対
する安定性が低下したからである。 Y2O3はアツベ数を向上させ、化学的耐久性を
向上させるので添加してもよいが、20％を越える
と失透に安定性が低下した。 TiO2は屈折率を高め、化学的耐久性を向上さ
せるので添加してもよいが、10％を越えると着色
が強くなり実用に供し得ない。 ZrO2は屈折率を高め、化学的耐久性を向上さ
せるので添加してもよいが、10％を越えると失透
に対する安定性が低下した。 PbOは屈折率を高めるので添加してもよいが、
８％を越えると着色が強くなり実用に供しえな
い。 ZnOは失透に対する安定性を向上させるので添
加してもよいが、５％を越えると目的とする高屈
折率ガラスが得られなかつた。 Al2O3も失透に対する安定性を向上させるので
添加してもよいが、５％を越えると目的とする高
屈折率ガラスが得られなかつた。 Ｆも失透に対する安定性を向上させるので添加
してもよいが、その揮発性の故に３％を越えると
成形上の欠点が生じ均質なガラスが得られなかつ
た。 その他、本発明の目的に反しない限り少量の他
の元素例えばMgO、CaO、SrO、BaOのような
アルカリ土類金属酸化物やLi2O、Na2O、K2Oの
ようなアルカリ金属酸化物を添加してもよいが、
WO3はガラスの透過率を低下させるので添加し
てはならない。 本発明の組成範囲のうち、次に示す組成範囲： SiO2 ４〜9.5％ B2O3 12〜17％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 30〜50％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 １〜５％ Ta2O5 １〜26％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ からなるガラスは、失透に対する安定性にすぐ
れ、屈折率ndが1.80〜1.86、アツベ数νdが40〜50
の光学恒数値を有する（第１実施態様）。 また本発明の組成範囲のうち、次に示す組成範
囲： SiO2 ２〜6.5％ B2O3 10〜16.5％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 40〜60％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 ２〜10％ Ta2O5 10〜31％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ からなるガラスは、失透に対する安定性にすぐ
れ、屈折率ndが1.85〜1.92、アツベ数νdが33〜46
の光学恒数値を有する（第２実施態様）。 本発明にかかる光学ガラスは、各成分の原料と
して各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩又は場
合によりフツ化物等を使用し、所望の割合に秤取
し、必要ならば清澄剤を加え、粉末で十分混合し
て調合原料と成し、これを1300〜1400℃に加熱し
た電気炉中の白金るつぼに投入し、溶融清澄後、
撹拌均一化してから鉄製の鋳型に鋳込み、徐冷し
て製造することができる。 （実施例） 次に本発明にかかる実施例の組成（数値はいず
れも重量％）、屈折率（nd）、アツベ数（νd）を
表１に示す。
が33〜50の光学恒数値を有する高屈折率低分散の
光学ガラス、特に人体に有害な酸化トリウム
（ThO2）及び酸化カドミウム（CdO）並びに高
価で資源的にも希少な酸化カドリニウム
（Gd2O3）及び酸化ハフニウム（HfO2）を含まな
い高屈折低分散の光学ガラスに関する。 （発明の背景） 従来、このような高屈折率低分散領域の光学ガ
ラスには、必須成分の一種としてThO2やCdOが
使用されてきたが、これらの成分はいずれも人体
に有害であるために使用は避けるべきである。 そのため、ThO2CdOに代えてGd2O3、Yb2O3
又はHfO2を使用する高屈折率低分散光学ガラス
が発明された。しかしながら、Gd2O3及びHfO2
は高価でしかも資源的にも希少であるので、その
使用は好ましくない。 一方、Yb2O3を使用する高屈折率低分散の光学
ガラスに特公昭53−25323号公報や特開昭56−
78447号公報に報告があるが、前者はB2O3−
La2O3−Yb2O3−Ta2O5系のガラスであり、失透
に対する安定性が充分ではなく、そのため工業的
規模で量産するには適していず、また後者は
SiO2−B2O3−La2O3−Yb2O3系のガラスであり、
このガラスはSiO2の含有量が10重量％（以下、
特に断りのない限り、％は重量基準である）以上
と多い。しかもSiO2／B2O3の重量比が実施例18、
22、33、37、41及び43を除いて総てSiO2／B2O3
≧１であり、本発明者の実験によると、SiO2が
10％以上で、SiO2／B2O3が１以上であると液相
温度や溶融温度が著しく高くなり、量産に不適格
であることが判つた。加えて実施例18、22、23、
37、及び43のガラスは、いずれも屈折率ndが1.80
より小さく、本発明の目的とする高屈折率を満足
しない。また実施例41のガラスは、ndが1.84と高
屈折率であるが、νdが36.2と低く高分散である。
このことは、後述する本発明の実施例15のガラス
がndが1.84と同じであるにもかかわらず、νdが
43.7と高く低分散であることと比較すれば容易に
理解されるであろう。 （発明の目的） 従つて、本発明の目的は、屈折率ndが1.80〜
1.92、アツベ数νdが33〜50の光学恒数の領域に属
す高屈折率低分散の光学ガラスであつて、人体に
有害なThO2やCdO並びに高価で資源的にも希少
なGd2O3やHfO2を含まず、しかも失透に対して
安定であると共に液相温度及び溶融温度が低く、
そのため工業的規模での量産が可能なガラス組成
物を提供することにある。 （発明の概要） 本発明者は、SiO2−B2O3−La2O3−Yb2O3−
Nb2O3−Ta2O5の６成分系光学ガラスについて鋭
意研究の結果、以下に示す特定組成範囲のものが
目的とする光学ガラスを提供することを見い出
し、本発明を成すに至つた。 即ち、本発明は基重基準で下記組成： SiO2 ２〜9.5％ B2O3 10〜17％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 30〜60％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 １〜20％ Ta2O5 １〜31％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ を有し、nd＝1.80〜1.92、νd＝33〜50の高屈折率
低分散光学ガラスを提供する。 本発明に於いて各成分の割合を上記範囲に限定
した理由は次の通りである。 SiO2が２％未満ではガラス融液の粘度が低く
失透に対する安定性が低く、逆に9.5％を越える
と溶融性が悪くなり未溶融物を生じ易く、ガラス
の均質性を損つたからである。 B2O3が10％未満では矢透に対して不安定で、
逆に17％を越えると目的とする高い屈折率が得ら
れなかつたからである。 SiO／B2O3の重量比は0.8を越えると、液相温
度及び溶融温度が高くなり、失透安定性も低下し
たからである。 La2O3は30％未満では目的とする高屈折率が得
られず、逆に60％を越すと、失透に対して不安定
になつたからである。 Yb2O3は１％未満では目的とする低分散ガラス
が得られず、逆に25％を越えると失透に対して不
安定になつたからである。 Nb2O5は１％未満及び20％を越えると失透に対
する安定性が低下し、また20％を越えたときには
着色度も悪化したからである。 Ta2O5は１％未満及び31％を越えると失透に対
する安定性が低下したからである。 Y2O3はアツベ数を向上させ、化学的耐久性を
向上させるので添加してもよいが、20％を越える
と失透に安定性が低下した。 TiO2は屈折率を高め、化学的耐久性を向上さ
せるので添加してもよいが、10％を越えると着色
が強くなり実用に供し得ない。 ZrO2は屈折率を高め、化学的耐久性を向上さ
せるので添加してもよいが、10％を越えると失透
に対する安定性が低下した。 PbOは屈折率を高めるので添加してもよいが、
８％を越えると着色が強くなり実用に供しえな
い。 ZnOは失透に対する安定性を向上させるので添
加してもよいが、５％を越えると目的とする高屈
折率ガラスが得られなかつた。 Al2O3も失透に対する安定性を向上させるので
添加してもよいが、５％を越えると目的とする高
屈折率ガラスが得られなかつた。 Ｆも失透に対する安定性を向上させるので添加
してもよいが、その揮発性の故に３％を越えると
成形上の欠点が生じ均質なガラスが得られなかつ
た。 その他、本発明の目的に反しない限り少量の他
の元素例えばMgO、CaO、SrO、BaOのような
アルカリ土類金属酸化物やLi2O、Na2O、K2Oの
ようなアルカリ金属酸化物を添加してもよいが、
WO3はガラスの透過率を低下させるので添加し
てはならない。 本発明の組成範囲のうち、次に示す組成範囲： SiO2 ４〜9.5％ B2O3 12〜17％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 30〜50％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 １〜５％ Ta2O5 １〜26％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ からなるガラスは、失透に対する安定性にすぐ
れ、屈折率ndが1.80〜1.86、アツベ数νdが40〜50
の光学恒数値を有する（第１実施態様）。 また本発明の組成範囲のうち、次に示す組成範
囲： SiO2 ２〜6.5％ B2O3 10〜16.5％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 40〜60％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 ２〜10％ Ta2O5 10〜31％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ からなるガラスは、失透に対する安定性にすぐ
れ、屈折率ndが1.85〜1.92、アツベ数νdが33〜46
の光学恒数値を有する（第２実施態様）。 本発明にかかる光学ガラスは、各成分の原料と
して各々相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩又は場
合によりフツ化物等を使用し、所望の割合に秤取
し、必要ならば清澄剤を加え、粉末で十分混合し
て調合原料と成し、これを1300〜1400℃に加熱し
た電気炉中の白金るつぼに投入し、溶融清澄後、
撹拌均一化してから鉄製の鋳型に鋳込み、徐冷し
て製造することができる。 （実施例） 次に本発明にかかる実施例の組成（数値はいず
れも重量％）、屈折率（nd）、アツベ数（νd）を
表１に示す。
【表】
【表】
（発明の効果）
以上の通り、本発明によれば人体に有害な
ThO2やCdO並びに高価で資源的にも希少な
Gd2O3やHfO2を使用せずにnd＝1.80〜1.92、νd＝
33〜50の光学恒数を有する高屈折率低分散の光学
ガラスが得られ、しかもそれは失透に対して安定
であると共に液相温度及び溶融温度が低く、その
ため工業的規模での量産が可能である。
ThO2やCdO並びに高価で資源的にも希少な
Gd2O3やHfO2を使用せずにnd＝1.80〜1.92、νd＝
33〜50の光学恒数を有する高屈折率低分散の光学
ガラスが得られ、しかもそれは失透に対して安定
であると共に液相温度及び溶融温度が低く、その
ため工業的規模での量産が可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量基準で下記組成より成り、屈折率ndが
1.80〜1.92、アツベ数νdが33〜50の光学恒数値を
有する高屈折率低分散光学ガラス。 記 SiO2 ２〜9.5％ B2O3 10〜17％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 30〜60％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 １〜20％ Ta2O5 １〜31％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ ２ 重量基準で下記組成より成り、屈折率ndが
1.80〜1.86、アツベ数νdが40〜50の光学恒数値を
有する特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス。 記 SiO2 ４〜9.5％ B2O3 12〜17％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 30〜50％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 １〜５％ Ta2O5 １〜26％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％ ３ 重量基準で下記組成より成り、屈折率ndが
1.85〜1.92、アツベ数νdが33〜46の光学恒数値を
有する特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス。 記 SiO2 ２〜6.5％ B2O3 10〜16.5％ ただしSiO2／B2O3≦0.8 La2O3 40〜60％ Yb2O3 １〜25％ Nb2O5 ２〜10％ Ta2O5 10〜31％ Y2O3 ０〜20％ TiO2 ０〜10％ ZrO2 ０〜10％ PbO2 ０〜８％ ZnO ０〜５％ Al2O3 ０〜５％ Ｆ ０〜３％
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