JPS62119138A - テルライトガラスおよびその製造方法 - 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〕 本発明は、約１．７〜２．２の範囲の屈折率を有し、化
学的耐久性と均質性に優れたテルライトガラスおよびそ
の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

上記範囲の高屈折率特性を有するガラスとしては、たと
えば、英国特許第７３６０７３号公報明細書においテ、
Ｔｅ０２−ＰｂＯ系やＴｅ０２−ＰｂＯ−８２０３系な
どの比較的単純な組成からなるガラスが知られている。

しかし、これらのガラスは、化学的耐久性に著しく劣る
ため実用には供し難い。

また、上記ＴｅＯ□−ＰｂＯ−Ｂ２０３系ガラスの化学
的耐久性を改善するためにＡｌ２Ｏ３成分を導入したガ
ラスも米国特許第３８２６６６１号明細書において知ら
れているが、この系のガラスは、溶融の際に。

Ａｌ２Ｏ３成分がガラス中に融和し難く、脈理を発生し
易いので、高い均質性を得ることが困難である。

一方、テルライトガラスの製造においては、ガラスの組
成や使用目的に応じた製造方法の吟味選択が必要とされ
ており、たとえば、特公昭５２−４２８１号公報明細書
にみられるとおりＴｅＯ２−ＷＯ３−Ｌ＋２Ｏ−ＰｂＯ
系の光学用ガラスの製造においては、白金製溶融装置を
使用すると、装置が損傷したりガラスが着色したりする
ので、これを避けるために金製の溶融装置を使用し、か
つ、この際にガラス中に生ずる結晶粒子の析出を防止す
るため酸素ガス雰囲気中で溶融する技術が提案されてい
る。

また、米国特許第３８２６６６１号公報明細書にみられ
るとおり、Ｔｅ０２−ＰｂＯ−８２０３−Ａｌ２Ｏ３系
等の光学用ガラスを製造する場合についても、金製の溶
融装置を使用する技術が知られている。

このように、光学的使用を目的とする従来のチルライト
系ガラスに対して、一般に金製の溶融装置が使用されて
いる。しかし、金は、高温耐火性に劣るため比較的低温
域で使用する必要があり、したがって、ガラスの溶融工
程に長時間を要するなどの欠点を伴い易い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記従来技術のもつ欠点を解消するためにな
されたもので、その第１の目的は、約１．７〜２．２の
範囲の屈折率を有し、かつ、化学的耐久性と均質性に優
れたテルライトガラスを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、装置の損傷を伴うことな
く、しかも、光線透過性と耐失透性に優れた上記テルラ
イトガラスを製造する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

木発明者は、上記目的を達成するため、種々の試験研究
を重ねた結果、丁ｅ０２−ＰｂＯ−８２０３系のガラス
において、Ａ１□０３成分と共にＢｉ２Ｏ３成分を必須
成分として導入すると、高屈折率特性を維持しつつ、化
学的耐久性と光学的均質性を改善し得ることをみいだし
た。しかも、上記成分系のガラスを製造するに際しては
、意外にも、酸素ガス雰囲気中で白金溶融装置を用いて
溶融すると装置の損傷とガラス中における微細粒子の析
出を防止し、ガラスの光線透過性を著しく改善し得るこ
とをみいだした０本発明は、上記の知見にもとづいてな
されたものである。

すなわち、本発明にかかるテルライトガラスの組成の特
徴は、特許請求の範囲第１項に記載のとおり、重量％で
、ＴｅＯ２５〜８０％、Ｐｂ０１〜７０％、８２０３１
〜４０％、Ｂｉ２Ｏ３１〜６０％、Ａｌ２Ｏ３１〜２０
％、Ｚｎ００〜５０％、ＷＯ３０〜３０％、Ｍｇ００〜
２０％、ＣａＯ０〜２０％、Ｓｒ００〜３０％およびＢ
ａ０　０〜３０％を含有させたところにある。

また本発明にかかるテルライトガラスの製造方法は、上
記本発明のテルライトガラスを製造するための方法であ
って、その特徴は、最終的に上記組成となるように調合
したガラス原料を白金製溶融装置を用い酸素ガス雰囲気
中で溶融するところにある。

つぎに、本願第１の発明にかかるテルライトガラスに関
し、各成分の組成範囲を上記のとおり限定した理由につ
いて述べる。

ＴｅＯ□成分は、ガラスに高屈折性を付４するために必
要な成分であるが、その量が５％未満では失透傾向が増
大し、また８０％を超えるとＴｅＯ２成分の揮発が激し
くなるため均質なガラスを得難くなる。

ＰｂＯ成分は、ＴｅＯ２成分と同様に、高屈折性を付与
するために必要な成分であるが、その量が１％未満では
、これらの効果が不十分であり、また７０％を超えると
ガラスの化学的耐久性が劣化する。

Ｂ２Ｏ３成分は、ＴｅＯ２およびＰｂＯ成分を含有する
本発明の組成系において、広範な組成域にわたり安定な
ガラスを形成し、かつ、ガラスの光線透過性を改善する
に有効であるが、その量が１％未満では、これらの効果
が乏しく、また４０％をこえると化学的耐久性が劣化す
る。

Ｂｉ２Ｏ３成分は、Ａｌ２Ｏ３成分と併用することによ
り、高屈折性を維持しつつ、ガラスの化学的耐久性を改
善し、この際Ａｌ２Ｏ３成分のガラス中への融和を促進
し、脈理の発生を防ぐので、本発明のガラスにおいてき
わめて重要な成分であるが、その量が１％未満ではこれ
らの効果が不十分であり、また６０％を超えると失透傾
向が増大する。

Ａｌ２Ｏ３成分は、ガラスの化学的耐久性を改善するに
有効であるが、その量が１％未満ではその効果が不十分
であり、また２０％を超えると均質なガラスを得難くな
る。なお、本発明のガラスに低転移温度特性、すなわち
、Ｔｇ≦５００℃の特性を与えてモールド成形用に好適
なガラスを得ることができるが、このためには、上記Ａ
ｌ２Ｏ３の含有量は１〜１３％であることが好ましい。

本発明のガラスにおいて、下記の組成は必須ではないが
、化学的耐久性の改善および屈折率の調整等のため必要
に応じ含有させることができる。

すなわち、ＺｎＯ成分は、ガラスの化学的耐久性を向上
させるに有効であるが、その量が５０％を超えるとガラ
スの失透傾向が増大する。

ｗ０３成分は、ガラスの屈折率を高め、化学的耐久性を
改善するに有効であるが、その量が３０％を超えるとガ
ラスの失透傾向が増大する。

ＭｇＯおよびＣａＯ成分は、ガラスの屈折率を調整する
に有効であるが、これらの量がそれぞれ２０％を超える
と、いずれもガラスの溶融性と化学的耐久性の悪化を招
く。

ＳｒＯおよびＢａＯ成分は、同様に、ガラスの屈折率を
調整するに有効であるが、多量に含有させると、いずれ
もガラスの化学的耐久性を劣化させるので、３０％以下
にとどめる必要がある。

さらに、本発明のガラスは、所望の特性を損わない範囲
で、上記成分の外にＬ＋２０　、　Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ。

？＋０２、ＺｒＯ２、Ｔａ２０５　、Ｎｂ２Ｏ５、Ｌａ
２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＧｅＯ２，５ｉ０２．　Ｖ２０′５
、Ｐ２Ｏ５、Ａｓ２Ｏ３、５ｂ２０５　、　ＣｅＯ２，
５ｅＯ７および上記金属元素の弗化物等の成分の１種ま
たは２種以上を合量で５％程度まで含有させることがで
きる。

〔実施例〕

本願環１の発明にかかるテルライトガラスの実施組成例
（Ｎｏ、　１−　Ｎｏ、　ｌ　４）および前記従来のガ
ラスの比較組成例（ＡおよびＢ）をこれらのガラスの光
学恒数（７″Ｌｄ、）／ｄ）、　耐酸性（ＲＡ（Ｓ））
および脈理の程度についての測定試験結果とともに表−
１に示す。

耐酸性（ＲＡ（ｓ））の程度についての数値は、ガラス
の新鮮な研磨面を２５℃のｐＨ４，６の酢酸水溶液に浸
漬して、化学反応により研磨表面に特定の干渉色（紫色
）が現われるまでの時間を測定し、下記の区分にしたが
って分類表示したものである。

また脈理の程度についての数値は、日本光学硝子工業会
制定の規格に準拠して、点光源とレンズからなる脈理検
査器を用い対面研磨した試料を標準試料と比較して得た
結果を示したものである。

なお、上記実施組成例のガラスは、後述の本発明のテル
ライトガラスの製造方法にかかる実施例における製造条
件により得たものである。

表−１から明らかなとおり、本発明の実施組成例のガラ
スは、いずれも、屈折率（７’ｌｄ）が約１．７〜２．
２の範囲にあり、所望の高屈折性を維持している。しか
も、比較組成例ＡおよびＢのガラスは、耐酸性（ＲＡ（
ｇ））が０級であるのに対し、本発明の実施組成例のガ
ラスは、いずれも、ａ−ｂ級の範囲にあり、化学的耐久
性に一段と優れている。また均質性についても、本発明
の実施組成例のガラスは、２〜３級であって、比較組成
例Ｂのガラスが、４級であるのと比較して、いずれも、
一段と優れていることがわかる。

なお５本発明の実施組成例のガラス（Ｎｏ、１〜Ｎｏ、
１３）は、約３００〜５００℃のａ囲の低い転移温度を
有するので、光学素子をモールド成形する場合、一段と
有利である。

つぎに本願第２の発明にかかるテルライトガラスの製造
方法に関し、その一実施例を図面に即して説明する。

第１図は、ガラス溶融工程の一過程を示す説明図であり
、１は電気炉、２は白金製るつぼ、３は耐火物製保護る
つぼ、４は溶融ガラス、５は酸素ガス送入用の白金パイ
プ、６は酸素ガス泡、７は熱電対、８は発熱体を示す。

ガラスの製造に際しては、溶融に先立ち、酸化物、炭酸
塩および硝酸塩等の原料を用いて最終的に前記実施組成
例（Ｎｏ、　１−　Ｎｏ、　１４）の酸化物組成を得る
ようにそれぞれ調合する。この調合原料を電気炉ｌ中の
白金製るつぼ２に投入し、組成による溶融の難易度に応
じて、約７００〜１１００℃で粗溶融を行い、ついで、
第１図に示したとおり、溶融ガラス４中に白金パイプ５
を挿入して、酸素ガスを送りバブリングを行いながら同
温度で４〜５時間保持する。ついで、酸素ガスの送入を
止め溶融ガラス４を約５００〜７００℃に降温し、図示
していない回転ベラで攪拌均質化する。その後、’Ｗ気
炉ｌからるつぼ２を取り出し溶融ガラス４を金型に鋳込
み徐冷することにより所望のガラスを得る。

ここで、上記操作により得た実施組成例のガラス（？ｌ
ｏ、ｌおよびＮｏ、２）とこれらと同一のガラス組成原
料を上記操作から酸素ガスバブリングを省略し大気中で
溶融してそれぞれ得たガラス（Ｎｏ、　１　′およびＮ
ｏ、２′）について、各ガラス（試料の厚さｉｏ＋ａｍ
）の分光透過率曲線を第２図に示す、第２図から明らか
なとおり、上記実施例の方法により製造したＮｏ、ｌお
よびＮ００２のガラスには、光線透過性に顕著な改善効
果がみられる。

この効果は、表−１の他の実施組成例のガラスについて
も同様にみられる。なお、上記実施例において、白金製
るつぼの損傷は、いずれもみられなかった。

したがって、上記実施例の方法により製造した実施組成
例（Ｎｏ、１〜Ｎｏ、１４）のガラスは、いずれも、光
学素子用材料として好適である。

なお１本発明のテルライトガラスの製造方法は、必ずし
も、溶融工程のすべてを酸素ガス雰囲気下で行わなくて
もよく、上記実施例のように溶融工程の一部だけに酸素
ガス雰囲気を適用してもよい。

〔発明の効果〕

上述のとおり１本発明にかかるテルライトガラスは、そ
の組成系をＴｅ０２−ＰｂＯ−８２０３−Ｂｉ２０３−
Ａｌ２Ｏ２系としたので、高屈折率特性に加え優れた化
学的耐久性と光学的均質性を有している。また光学素子
のモールド成形用材料として好適な組成を選ぶことがで
きるので有用である。

また本発明にかかるテルライトガラスの製造方法は、上
記組成系のガラスを白金製溶融装置を用い酸素ガス雰囲
気中で溶融することを特徴とする方法であるので、白金
溶融装置を損傷させることがなく、また光線透過性能と
失透に対する安定性に優れた高品質のテルライトガラス
を取得できる。

さらに本発明の方法は、前記従来の方法と異なり。

高温溶融を安定して行い得るので作業効率を上げること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の製造方法にかがる一実施例の説明図
で、第２図は、本発明の製造方法により酸素ガス雰囲気
下で製造したガラスと別の方法（大気中）で製造したガ
ラスの透過率の相違を示す比較図である。 ■・・・ＴＬ気炉　　　　２・・・白金製るつぼ３・・
・耐火物製保護るつぼ ４・・・溶融ガラス ５・・・酸素ガス送入用白金バイブ ロ・・・酸素ガス泡　　７・・・熱電対８・・・発熱体 特許出願人　　　株式会社　オ　ハ　ラ第　１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、ＴｅＯ＿２　５〜８０％、ＰｂＯ　１
   〜７０％、Ｂ＿２Ｏ＿３　１〜４０％、Ｂｉ＿２Ｏ＿３
   　１〜６０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３　１〜２０％、ＺｎＯ　
   ０〜５０％、ＷＯ＿３　０〜３０％、ＭｇＯ　０〜２０
   ％、ＣａＯ　０〜２０％、ＳｒＯ　０〜３０％およびＢ
   ａＯ　０〜３０％を含有することを特徴とするテルライ
   トガラス。
2. （２）Ａｌ＿２Ｏ＿３が１〜１３％である特許請求の範
   囲第１項記載のテルライトガラス。
3. （３）重量％で、ＴｅＯ＿２　５〜８０％、ＰｂＯ１〜
   ７０％、Ｂ＿２Ｏ＿３　１〜４０％、Ｂｉ＿２Ｏ＿３　
   １〜６０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３　１〜２０％、ＺｎＯ　０
   〜５０％、ＷＯ＿３　０〜３０％、ＭｇＯ　０〜２０％
   、ＣａＯ　０〜２０％、ＳｒＯ　０〜３０％およびＢａ
   Ｏ　０〜３０％を最終的に含有する組成となるように調
   合したガラス原料を白金溶融装置を用い酸素ガス雰囲気
   中で溶融することを特徴とするテルライトガラスの製造
   方法。