JPH06345481A - 光学ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境汚染問題を改善しつつ、光線透過性の一
段と優れた光学ガラスの製造方法を提供する。 【構成】 Ａｓ₂Ｏ₃を含まない、Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガ
ラスを製造するにあたり、ガラスを溶融、冷却後、〔ガ
ラスの転移点−１００℃〕の温度以上に再昇温して熱処
理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス成分としてＡｓ
₂Ｏ₃を含まないＰ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系光学ガラスの製造方
法に関し、環境汚染問題を改善しつつ、特に光線透過性
の優れた光学ガラスの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、前記のＰ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラス
は、高分散性のガラスとして、Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂
Ｏ₅系、Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂−Ｒ₂Ｏ系（Ｒ；Ｌｉ、Ｎａ、
Ｋ）系、Ｐ₂Ｏ₅−ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂−Ｒ₂Ｏ系、Ｐ₂Ｏ₅
−Ｂ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅系などで知られている
が、ＴｉＯ₂成分を多量に含む場合、ガラスが紫色に着
色するため、光学ガラスとして不適当であり、また、場
合によりガラスの安定化のため環境上有害なＰｂＯ成分
を含むことがある。そこで、この問題を改善するため、
特公昭５５−３７５００号公報には、Ｐ₂Ｏ₅−Ｂ₂Ｏ₃−
ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅系ガラスが開示されており、さらに
特開昭６１−１４６７３２号公報にはＰ₂Ｏ₅−Ａｌ₂Ｏ₃
−Ｂ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂−Ｎｂ₂Ｏ₅−Ｒ₂Ｏ系ガラスが開示さ
れているが、これらのガラスは、Ａｓ₂Ｏ₃成分を必須的
に添加することで、ガラスの着色を防止している。その
ためガラスは有害なＡｓ₂Ｏ₃成分を含有することにな
り、環境汚染上重要な問題である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環境
汚染問題を改善しつつ、前記従来の技術にみられる諸欠
点をなくし、ガラスの光線透過性の一段と優れた光学ガ
ラスの製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため、鋭意試験研究を重ねた結果、ガラス成
分としてＡｓ₂Ｏ₃を含まないＰ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系光学ガ
ラスを製造する方法において、該Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガ
ラスを溶融し、清澄後、金型に鋳込み、徐冷したガラス
は紫色の着色がみられるが、意外にも着色した該ガラス
をガラスの転移点より１００℃低い温度（〔ガラスの転
移点−１００℃〕）以上に再昇温し、熱処理すると、ガ
ラスの着色がなくなり、光線透過性の優れたガラスとし
て得られることをみいだし、本発明をなすにいたった。

【０００５】前記目的を達成する本発明にかかる光学ガ
ラスの製造方法の特徴は、前記の通り、ガラス成分とし
てＡｓ₂Ｏ₃を含まないＰ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系光学ガラスを
製造する方法において、該Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラスを
溶融し、冷却後、〔ガラスの転移点−１００℃〕の温度
以上に再昇温して熱処理するところにある。本発明にか
かる光学ガラスの製造方法において、再昇温して熱処理
する温度を〔ガラスの転移点−１００℃〕の温度以上と
限定した理由は、上記Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラスを溶融
し、冷却した際にみられる着色を、熱処理で着色のない
ガラスを得るための最低温度であり、熱処理する温度が
〔ガラスの転移点−１００℃〕の温度より低いと、上記
効果が乏しく、好ましくない。

【０００６】上記のＰ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラスの組成は
特に限定されるものでないが、ガラスの光線透過性、耐
失透性および化学的耐久性から、その組成範囲は、重量
百分率で、Ｐ₂Ｏ₅ ５〜６０％、ＴｉＯ₂ ５〜２５
％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＳｉＯ₂ ０〜３０％、Ｎｂ₂
Ｏ₅ ０〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２０％、ＷＯ₃ ０〜
１０％、Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜１０％、ＺｒＯ₂ ０〜５％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ
０〜２０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜２０
％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ
＋Ｋ₂Ｏ ０〜３５％、ただし、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂
Ｏ ２〜３５％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．１％以下および上記各
金属元素の１種または２種以上の酸化物の一部または全
部と置換した弗化物の弗素（Ｆ）として合計０〜８％含
有するガラスが好ましい。

【０００７】さらに、また、Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラス
で、本発明の製造方法の好適なガラス組成は着色が特に
問題となる屈折率が１．８以上のガラスで、ガラスの屈
折率、光線透過性、耐失透性および化学的耐久性から、
その組成範囲は、重量百分率で、Ｐ₂Ｏ₅ １５〜３０
％、ＴｉＯ₂ ６〜２０％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＳｉＯ₂
０〜５％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ３０〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２
０％、ＷＯ₃ ０〜１０％、Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜１０％、Ｚ
ｒＯ₂ ０〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜２％、ＭｇＯ＋Ｃａ
Ｏ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋
Ｇｄ₂Ｏ₃ ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜１０％、Ｌｉ₂Ｏ
０〜５％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０〜２０％、ただし、Ｌ
ｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２〜２０％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．
１％以下および上記各金属元素の１種または２種以上の
酸化物の一部または全部と置換した弗化物（Ｆ）として
の合計０〜２％含有するガラスがさらに好ましい。

【０００８】また、上記Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラスを溶
融し、清澄後、金型に鋳込み、徐冷したガラスを再昇温
し熱処理する条件は、〔ガラスの転移点−１００℃〕の
温度以上あれば、特に限定されるものではないが、最高
温度としてはガラスの軟化点温度程度が好ましい。ま
た、熱処理での昇温速度、保持時間および降温速度は、
ガラスの形状、大きさ等で選択することが出来るが、好
ましくは昇温速度が１０℃／ｍｉｎ以下、保持時間０．
１〜１００時間の範囲、降温速度５℃／ｍｉｎ以下が良
い。

【０００９】つぎに、本発明の実施例をガラス組成、ガ
ラスの屈折率（Ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、熱処理温度
およびその保持時間、熱処理前後の７０％分光透過率を
与える波長（Ｔ₇₀（ｎｍ））および従来の光学ガラスの
比較組成例（Ｎｏ．ＡおよびＮｏ．Ｂ）と共に表１に示
す。ここで、Ｔ₇₀は両面研磨した厚さ１０ｍｍのガラス
試料について測定した結果を示したものである。表１か
ら明らかなように、熱処理することにより、いずれも透
過波長（Ｔ₇₀）が短波長側へシフトしており、着色が少
なく、光線透過性が一段と優れており、ガラスの熱処理
前にみられる紫色の着色がなく、光学ガラスとして好適
である。また、従来の比較例に含有している有害成分を
含まない環境汚染問題を改善したガラスである。さら
に、屈折率が１．８以上のガラスでは、上記改善効果が
顕著である。

【００１０】

【表１】

【表１】

【表１】

【表１】

【表１】

【表１】

【００１１】本発明の上記実施例のガラスは、いずれも
炭酸塩、硝酸塩、燐酸塩酸化物および弗化物等の通常の
光学ガラス原料を用いて秤量、混合し、これを石英坩堝
または白金坩堝等を用いて、約１０００〜１３００℃で
約２〜１０時間で溶融し、脱泡後、攪拌により均質化し
た後、金型に鋳込み徐冷する。その後、〔ガラスの転移
点−１００℃〕の温度以上で熱処理することにより、得
ることができる。なお、実施例の熱処理は昇温速度が３
℃／ｍｉｎ、降温速度０．２℃／ｍｉｎで行ったもので
ある。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたとおり、本発明の光学ガラス
の製造方法は、ガラスの成分としてＡｓ₂Ｏ₃を含まない
Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラスに特定の熱処理を施すもので
あるから、ガラスの着色がなく、光線透過性の一段と優
れたものができ、また環境汚染問題からＰｂＯ、Ａｓ₂
Ｏ₃を含有しない光学ガラスとして有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０３Ｃ 3/247

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス成分としてＡｓ₂Ｏ₃を含まないＰ
   ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系光学ガラスを製造する方法において、
   該Ｐ₂Ｏ₅−ＴｉＯ₂系ガラスを溶融し、冷却後、〔ガラ
   スの転移点−１００℃〕の温度以上に再昇温して熱処理
   をすることを特徴とする光学ガラスの製造方法。
2. 【請求項２】 重量百分率で、Ｐ₂Ｏ₅ ５〜６０％、Ｔ
   ｉＯ₂ ５〜２５％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＳｉＯ₂ ０
   〜３０％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ０〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２０
   ％、ＷＯ₃ ０〜１０％、Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜１０％、Ｚｒ
   Ｏ₂ ０〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ
   ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜２０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋Ｇ
   ｄ₂Ｏ₃ ０〜２０％、ＺｎＯ ０〜２０％、Ｌｉ₂Ｏ
   ０〜８％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０〜３５％、ただし、Ｌｉ
   ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０〜３５％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．１
   ％以下および上記各金属元素の１種または２種以上の酸
   化物の一部または全部と置換した弗化物の弗素（Ｆ）と
   して合計０〜８％含有することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の光学ガラスの製造方法。
3. 【請求項３】 重量百分率で、Ｐ₂Ｏ₅ １５〜３０％、
   ＴｉＯ₂ ６〜２０％、Ｂ₂Ｏ₃ ０〜５％、ＳｉＯ₂ ０
   〜５％、Ｎｂ₂Ｏ₅ ３０〜６０％、Ｔａ₂Ｏ₅ ０〜２０
   ％、ＷＯ₃ ０〜１０％、Ｂｉ₂Ｏ₃ ０〜１０％、Ｚｒ
   Ｏ₂ ０〜５％、Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜２％、ＭｇＯ＋ＣａＯ
   ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１０％、Ｌａ₂Ｏ₃＋Ｙ₂Ｏ₃＋Ｇ
   ｄ₂Ｏ₃ ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜１０％、Ｌｉ₂Ｏ
   ０〜５％、Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ０〜２０％、ただし、Ｌｉ
   ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ ２〜２０％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０．１
   ％以下および上記各金属元素の１種または２種以上の酸
   化物の一部または全部と置換した弗化物の弗素（Ｆ）と
   して合計０〜２％含有し、かつ、屈折率が１．８以上を
   有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   学ガラスの製造方法。