JPH11501607A - 高屈折率ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、Ｎｂ₂Ｏ₅を実質的に含まず、1.7に近い屈折率、約35のアッベ数および3.2に近い密度を有するガラスの製造に関するものである。このガラスは、酸化物基準の重量パーセントで表して、38-45％のＳｉＯ₂、15％から20％未満のＴｉＯ₂、6-10％のＺｒＯ₂、0.5-4％のＬａ₂Ｏ₃、12-19％のＢａＯ、3-8％のＣａＯ、2-6％のＮａ₂Ｏ、および4-8％のＫ₂Ｏから実質的になり、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が17-25％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計が6-10.5％である。

Description

【発明の詳細な説明】 高屈折率ガラス 発明の背景 本発明は、屈折率が1.7に近く、アッベ数が35に近く、密度が3.2に近いガラス に関するものである。 同様の特性を有する、特に、光学用途および眼鏡用途に使用する、様々な組成 の多くのガラスが過去に開示されている。しかしながら、これらのガラスは、バ ッチのコストが高く、液相線温度での粘度が小さく、化学的耐久性が乏しくおよ び／または黄変したりするようないくつかの欠点を有していた。 例えば、フランス国特許公開第2427309号には、酸化物基準の重量パーセント で表して、40-46％のＳｉＯ₂、0-3％のＡｌ₂Ｏ₃、13-17％のＴｉＯ₂、4-11％の ＺｒＯ₂、2-10％のＮｂ₂Ｏ₅、8-16％のＢａＯ、0-4％のＳｒＯ、3-7％のＣａＯ 、0-2％のＭｇＯ、0-3％のＬｉ₂Ｏ、2-7％のＮａ₂Ｏおよび3-8％のＫ₂Ｏからな り、ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃の合計が40-46％、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が15-2 5％、ＣａＯ＋ＭｇＯの合計が4-8％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計が5-12％ である組成を有するガラスが記載されている。 屈折率が約1.7であり、アッベ数が約35であり、領域の密度が3.2であることに 加えて、これらのガラスは、耐酸性が良好であり、液相線での粘度が22Ｐａ・ｓ より大きく、このことは製造に有利であり、直接成形することができる。これら の特性により、このようなガラスは光学用途および眼鏡用途に特に適している。 しかしながら、ガラス組成中のＮｂ₂Ｏ₅の含有量が多い（2-10％）ために、これ らのガラスのコストが高くなってしまう。 したがって、本発明の目的は、上述した特性と同様の特性を有し、耐失透性の 優れた低コストガラスを提供することにある。 発明の概要 フランス国特許公開第2427309号に記載されているガラスのＮｂ₂Ｏ₅のレベル を、それらの特性に著しく不利な影響を与えずに、著しく減少させられることが 分か った。特に、Ｎｂ₂Ｏ₅をＴｉＯ₂およびＬａ₂Ｏ₃と置き換えることにより、同様 の特性を有するガラスが得られることが分かった。ある実験において、このよう にＮｂ₂Ｏ₅が置き換えられたガラス組成が以下の特性を有することが示された： 1.675および1.72の間の屈折率、 33および36.5の間のアッベ数、 22Ｐａ・ｓより大きい液相線での粘度、 良好な化学的耐久性、 小さい変色性、および 3.25未満の粘度。 所望のガラス特性に不利な影響を与えずに本発明のガラスからＮｂ₂Ｏ₅を完全 に除去することが可能であると記載したが、所望であれば、本発明の範囲および 意図を変更せずに、この酸化物を少量（2％まで）加えてもよいことが当業者に は明白となろう。このように、広く定義すると、本発明のガラスは、酸化物基準 の重量パーセントで表して、38-45％のＳｉＯ₂、15％から20％未満のＴｉＯ₂、6 -10％のＺｒＯ₂、0.5-4％のＬａ₂Ｏ₃、0％から2％未満のＮｂ₂Ｏ₅、12-19％のＢ ａＯ、0-4％のＳｒＯ、3-8％のＣａＯ、0-3％のＬｉ₂Ｏ、2-6％のＮａ₂Ｏ、4-8 ％のＫ₂Ｏ、0-3％のＡｌ₂Ｏ₃、0-3％のＢ₂Ｏ₃、0-3％のＭｇＯ、および0-3％の ＺｎＯから実質的になり、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が17-25％、Ｌｉ₂Ｏ＋ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計が6-10.5％、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯの合計が 0-12％、Ａｓ₂Ｏ₃＋Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒの合計が0-2％である。 発明の実施の形態 上述したように、フランス国特許公開第2427309号のガラス組成物からＮｂ₂Ｏ₅ を実質的に除去することにより、屈折率が約1.7であり、アッベ数が約35であり 、密度が約3.2であるガラスを得ることができる。特に特定の範囲において、Ｔ ｉＯ₂、Ｌａ₂Ｏ₅およびＺｒＯ₂を使用することにより、必要な屈折率を有するガ ラスを製造する。 ＴｉＯ₂の含有量が20％を越えると、ガラスが失透しやすくなり、液相線温度 での粘度が減少することが分かった。さらに、この酸化物が20重量％を越えると 、ガラスは黄変する傾向にある。Ｌａ₂Ｏ₃の含有量が4重量％を越えると、密度 が3. 25より大きくなってしまう。ＺｒＯ₂の屈折率への影響は、Ｌａ₂Ｏ₃に報告され たものと似ている。しかしながら、10重量％を越えると、ガラスが失透する傾向 にある。 屈折率の増加に寄与することに加えて、アルカリ土類金属酸化物には、分散に 対する影響が非常に少ないという利点がある。アルカリ土類金属酸化物（すなわ ち、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ）の合計量は好ましくは、少なくとも17％である。 25重量％を越えると、許容できないほどの失透となるかもしれないことが分かっ た。アルカリ土類酸化物の中でも、ＢａＯは失透する傾向が最も小さいので、こ の酸化物が好ましい。 アルカリ金属酸化物は溶融を促進させる。好ましくは、アルカリ金属酸化物（ すなわち、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）の合計量は少なくとも6重量％である。10 .5重量％を越えてしまうと、これらの酸化物は、ガラスの粘度、特に液相線での 粘度を減少させる傾向にある。 ガラスはまた、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｂ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、およびＺｎＯのような他の酸化物 を、これらの酸化物の合計量が12重量％を越えないように、少量（各々3％まで ）含んでも差し支えない。しかしながら、ガラスはこれらの酸化物を実質的に含 まないことが好ましい。最も好ましい実施の形態においては、これらの酸化物の 合計量は1％以下である。 ＡＳ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ₃、フッ化物、塩化物、臭化物のような通常の清澄剤を、こ れらの清澄剤の合計量が2重量％未満、好ましくは1重量％以下となるように加え ることもでき、このように加えることが好ましい。 比較的純粋な原料を使用する場合には（例えば、最大60ｐｐｍのＦｅ₂Ｏ₃の含 有量となる）、ガラスはわずかしか変色しない。さらに所望である場合には、脱 色剤を加えてもよい。例えば、遷移金属酸化物または稀土類金属酸化物のような 通常の着色剤を加えることにより、これらのガラスを着色することもできる。 最も好ましい範囲の組成は、39-43％のＳｉＯ₂、16-19％のＴｉＯ₂、7-10％の ＺｒＯ₂、1-3％のＬａ₂Ｏ₃、0％から1％未満のＮｂ₂Ｏ₅、14-18％のＢａＯ、0-2 ％のＳｒＯ、4-6％のＣａＯ、0％のＬｉ₂Ｏ、2-5％のＮａ₂Ｏ、4-8％のＫ₂Ｏ、0 -1％のＡｌ₂Ｏ₃、0-1％のＢ₂Ｏ₃、0-1％のＭｇＯ、および0-1％のＺｎＯから実 質 的になり、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が9-24％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ の合計が7-10％、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯの合計が0-1％、Ａｓ₂Ｏ₃ ＋Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒの合計が0-1％である。このガラスは、バッチコス トが最低であり、耐失透性が最高である。 表１および２は、いくつかのガラス組成および本発明のガラスの特性を示して いる。組成は重量分画で表されているが、成分の合計がほぼ100となるので、実 際の目的に関して、個々の値は重量パーセントを示すものと考えても差し支えな い。 各々の場合において、3000グラムの原料を白金るつぼ内において1400℃で2時 間に亘り溶融した。その後、溶融ガラスを、厚さが1ｃｍのバーに形成し、アニ ールしたガラスについて測定を行った。これらの実施例は、研究室での実験のみ を反映しているが、本発明のガラスは、典型的なガラス溶融技術およびガラス成 形技術を用いて工業用設備内で製造することができる。 研磨した10ｍｍ厚の試料の400ｎｍでの透過率を測定することにより、ガラス の色を得た。ガラスの化学的耐久性は、加水分解抵抗、酸耐久性、並びにアルカ リ耐久性の試験を行うことにより求めた。満足な耐久性を得るために、加水分解 抵抗試験において水による攻撃後に分析したＮａ₂Ｏのレベルは、50μｇ／ｇ未 満でなければならない。酸耐久性試験により測定された半重量損失(half-weight loss)は、120ｍｇ／ｄｍ²未満でなければならない。最後に、アルカリ耐久性試 験により測定された半重量損失は、30ｍｇ／ｄｍ²未満でなければならない。 アルカリ金属酸化物の含有量が多いこと、ＺｒＯ₂およびＳｒＯの含有量が多 いこと、並びにＫ₂Ｏの含有量が少ないことにより、液相線での粘度が22Ｐａ・ ｓ未満となる傾向にある。Ｌｓ₂Ｏ₃の含有量が4重量％を越える場合、ガラスの 密度が許容できない高レベルまで上昇する傾向にある。 所望のガラス特性およびバッチコストの全体的なバランスに基づいて、実施例 １および２が本発明の最良の実施の形態を示すものと考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０３Ｃ 3/093 Ｃ０３Ｃ 3/093 3/11 3/11 3/112 3/112 3/115 3/115 3/118 3/118 4/00 4/00 Ｇ０２Ｂ 1/00 Ｇ０２Ｂ 1/00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．1.675および1.72の間の屈折率、33および36.5の間のアッベ数、22Ｐａ・ｓ より大きい液相線での粘度、良好な化学的耐久性、わずかな色合いおよび3.25未 満の密度を有し、酸化物基準の重量パーセントで表して、38-45％のＳｉＯ₂、15 ％から20％未満のＴｉＯ₂、6-10％のＺｒＯ₂、0.5-4％のＬａ₂Ｏ₃、12-19％のＢ ａＯ、3-8％のＣａＯ、2-6％のＮａ₂Ｏ、および4-8％のＫ₂Ｏから実質的になり 、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が17-25％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計が 6-10.5％であることを特徴とするガラス。 ２．1.675および1.72の間の屈折率、33および36.5の間のアッベ数、22Ｐａ・ｓ より大きい液相線での粘度、良好な化学的耐久性、わずかな色合いおよび3.25未 満の密度を有し、酸化物基準の重量パーセントで表して、38-45％のＳｉＯ₂、15 ％から20％未満のＴｉＯ₂、6-10％のＺｒＯ₂、0.5-4％のＬａ₂Ｏ₃、0％から2％ 未満のＮｂ₂Ｏ₅、12-19％のＢａＯ、0-4％のＳｒＯ、3-8％のＣａＯ、0-3％のＬ ｉ₂Ｏ、2-6％のＮａ₂Ｏ、4-8％のＫ₂Ｏ、0-3％のＡｌ₂Ｏ₃、0-3％のＢ₂Ｏ₃、0-3 ％のＭｇＯ、および0-3％のＺｎＯから実質的になり、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ の合計が17-25％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計が6-10.5％、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂ Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯの合計が0-12％、Ａｓ₂Ｏ₃＋Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒの 合計が0-2％であることを特徴とするガラス。 ３．酸化物基準の重量パーセントで表して、39-43％のＳｉＯ₂、16-19％のＴｉ Ｏ₂、7-10％のＺｒＯ₂、1-3％のＬａ₂Ｏ₃、0％から1％未満のＮｂ₂Ｏ₅、14-18％ のＢａＯ、0-2％のＳｒＯ、4-6％のＣａＯ、0％のＬｉ₂Ｏ、2-5％のＮａ₂Ｏ、4- 8％のＫ₂Ｏ、0-1％のＡｌ₂Ｏ₃、0-1％のＢ₂Ｏ₃、0-1％のＭｇＯ、および0-1％の ＺｎＯから実質的になり、ＢａＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯの合計が19-24％、Ｌｉ₂Ｏ＋ Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏの合計が7-10％、Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｂ₂Ｏ₃＋ＭｇＯ＋ＺｎＯの合計が0- 1％、Ａｓ₂Ｏ₃＋Ｓｂ₂Ｏ₃＋Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒの合計が0-1％であることを特徴とす る請求の範囲２記載のガラス。