JPS638056B2 - - Google Patents
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- JPS638056B2 JPS638056B2 JP57077640A JP7764082A JPS638056B2 JP S638056 B2 JPS638056 B2 JP S638056B2 JP 57077640 A JP57077640 A JP 57077640A JP 7764082 A JP7764082 A JP 7764082A JP S638056 B2 JPS638056 B2 JP S638056B2
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- Glass Compositions (AREA)
Description
本発明は、融解槽で連続的に融解でき、引続き
自動的に加圧成形できる(以下、連続槽製造とい
う)屈折率nd=1.69〜1.71、アツベ数υd38およ
び3.15〜3.25g/cm3の密度を有する耐酸性、加水
分解抵抗性に優れた光学および眼科ガラスに関す
るものである。これらのガラスの膨脹率α20―300
℃は、約80〜97×10-7に達する。 眼科光学用あるいは光学系用の高屈折率を有す
る軽量ガラスは、例えば西ドイツ特許公告公報第
2259183号に記載されている。約3.0g/cm3の密度
を有するこれらのガラスは、特に強力な矯正に好
適であるが、強力な分散を示すという重大な不利
益がある。すなわち、これらのガラスは、比較的
低いアツベ数33を有する。この強力な分散によ
り、このタイプのガラスを着用している人には顕
著な色彩縁が見えるようになる。このため、同等
かあるいはほんのわずかに増大した特定の密度を
保持しながら、それらの分散性を改善する試みが
なされた(フランス特許第2427309号)。しかしな
がら、これらのしいガラスも、同様にυd値37
という要求に適うものではない。 その後の開発において、増大したアツベ数を有
するガラスが提供されたが、これらはその結晶化
に対する不安定性のために連続的に製造すること
はできない。さらに、その耐薬品性(耐酸性およ
び気候変化に対する抵抗性)は眼鏡レンズに課さ
れる要求を満足するものではない。このタイプの
ガラスは西ドイツ公開公報第2809409号および同
公告公報第2715894号並びに同公告公報第2623783
号に記載されている。 本出願人は、前述した要求に適い、前述した不
利益を解消する目的で、透化剤の総量がSiO2+
B2O3+Al2O3+GeO2=25〜39重量%であり、さ
らにP2O5を添加することもできる低密度で耐酸
性および加水分解安定性の光学および眼科ガラス
を既に特許出願している(特願昭56−107220号)。 本発明者のさらに鋭意研究の結果、基本的には
上記ガラス系において、GeO2を全く含有せずに、
P2O5が必須成分として含有され、また透化剤の
総量SiO2+B2O3+Al2O3+P2O5が38.5〜41.5重量
%である場合には、前記した連続槽製造用に上記
ガラスの適合性を改良できるということが見い出
された。 すなわち、本発明は、前記ガラス系において、
連続槽製造に適合するように改良し、また耐酸性
をより高くするために、 P2O5 0.5〜4.0重量% を含有し、下記成分の合計量が、 SiO2+B2O3+Al2O3+P2O5 =38.5〜41.5重量% であり、また MgO+CaO=13〜17.5重量% であることを特徴とする屈折率nd1.69、アツベ
数υd38、密度ρ3.25g/cm3および80〜97×
10-7の膨脹率α20―300℃を有し、かつ高い耐酸性
を有する低密度の光学および眼科ガラスを提供す
るものである。 この場合、26〜32.5重量%のSiO2および6〜12
重量%のB2O3を有する硼珪酸ガラスであること
が肝要である。これらのガラスは、周知のように
高い加水分解抵抗性および耐薬品性(例えば耐酸
性、耐水性等)を有する。 本発明に系る新規なガラスの残りの成分の組成
割合は、特願昭56−107220号に記載のガラスと相
当するが、その組成割合は一部かなり制限され
る。 本発明によれば、硼珪酸ガラスが基本ガラス系
として選択される。この基本ガラス系は、屈折率
を増大する成分、主として軽いアルカリ土類金属
酸化物MgOおよびCaO、特にCaOと組み合わさ
れ、またあまり大きくアツベ数を毀損することな
く屈折率を大きく増大する成分、すなわちNb2O5
やTiO2並びにZrO2と組み合わされる。この系を
再分離に対して安定化させるためには、アルカリ
金属酸化物の添加が必要である。失透に対してた
だ単に適度に安定であり、またそのアルカリ土類
金属酸化物並びにアルカリ金属酸化物の含有量が
高いために不充分な耐薬品性を呈示するこの系
は、P2O5の添加により失透安定性および耐薬品
性を改善することができる。 本発明に係るガラスは、以下に挙げた範囲(重
量%)で以下の成分から組成される。 SiO2 26.0〜32.5 B2O3 6.0〜12.0 Al2O3 0〜3.0 P2O5 0.5〜4.0 ここで重要な点は、GeO2を全く含有していな
いことが必要であり、また上記4成分の合計量が
38.5〜41.5重量%である必要がある。これによ
り、耐薬品性、失透安定性と共に、連続槽製造へ
の適合性を改善できる。P2O5の添加は数%で有
用であるが、4%より多量の添加では、連続槽製
造によるガラスが失透に対して不安定となるので
避けるべきである。 前述したように、アルカリ金属酸化物の添加が
凝離を防ぐために要求される。これは、以下の添
加によつて達成できる。 重量% Li2O 0〜5 Na2O 0〜6 K2O 0〜8 Li2O+Na2O+K2O=4.5〜12.0 もし、アルカリ金属酸化物の割合が12%を超え
れば、失透安定性および耐薬品性は悪影響を受け
る。 CaOは基本成分として添加される。これによ
り、高いアツベ数を確保しまた同時に低密度を保
持しながら、屈折率を顕著に増大することができ
る。CaOの機能もまた比較的広範囲でMgOと共
に果たされる。軽量のアルカリ土類金属酸化物
MgOとCaOの割合は次のとおりである。 重量% MgO 0〜8 CaO 9〜16 MgO+CaO=13〜17.5 重アルカリ土類金属酸化物SrOおよびBaOは、
必要に応じて、例えば以下の割合で添加される。 SrO 0〜6重量% BaO 0〜5重量% さらに、SrO+BaO+ZnO+PbO7重量%と
いう条件で、以下の酸化物の添加も許容し得る。 ZnO 0〜7重量% PbO 0〜4重量% ただし、上記の条件(4種の酸化物の合計)が
大きな割合では、密度が非常に大きくなるので、
上記条件は満足する必要がある。さらに、上記4
成分にMgOとCaOを加えた合計量は17〜24重量
%の範囲内が好ましい。 本発明のガラスの他の必須成分はTiO2と
Nb2O5である。というのは、公知のように、屈折
率はこれによつて非常に増大し、一方、密度はほ
んの少量で増大するからである。他の特性を毀損
せずに屈折率を所望の値1.69に増大するために
は、TiO2は5〜9重量%、Nb2O5は6〜11重量
%の添加が要求される。これらの酸化物の添加に
よる他の前進的特性は、耐薬品性の改善である。
TiO2と同様の効果は、WO3によつても示される。
この酸化物は0〜4重量%の量で添加できる。特
性において類似するこれら3種の酸化物TiO2,
Nb2O5,WO3の合計量は14〜18重量%である。 他の有用な酸化物はZrO2である。この化合物
は屈折率を非常に増大するが、アツベ数はほんの
控え目に減少し、それにまた著しい割合まで耐薬
品性を改善する。この酸化物は5〜8重量%の割
合で添加できる。他の必須成分はLa2O3であり、
その添加量は6〜11重量%である。上記ZrO2と
La2O3の合計量は13.5〜17.5重量%の範囲にある
ことが好ましい。また、本発明に係るガラスが前
述した特性を具備するためには、前記La2O3+
ZrO2+TiO2+Nb2O5+WO3の合計量は28〜33重
量%、ZrO2+TiO2+Nb2O5の合計量は20〜26重
量%にあることが好ましい。 本発明に係るガラスの好ましい組成(重量%)
は以下のとおりである。 SiO2 29〜32 B2O3 7.5〜10 P2O5 0.5〜2.5 Al2O3 0〜3 Li2O 0.5〜4 Na2O 1.5〜3.5 K2O 2.5〜7 Li2O+Na2O+K2O=6〜10 MgO 1.0〜5.0 CaO 10.0〜13.5 MgO+CaO=13〜17 SrO 0〜5 ZnO 0〜7 BaO 0〜5 PbO 0〜4 SrO+ZnO+BaO+PbO=0〜7 MgO+CaO+SrO+ZnO +BaO+PbO=16〜22 La2O3 6〜11 ZrO2 5〜8 La2O3+ZrO2=13.5〜17.5 TiO2 5〜9 Nb2O5 6〜11 TiO2+Nb2O5=15〜17 La2O3+ZrO2+TiO2 +Nb2O5=28〜33 ZrO2+TiO2+Nb2O5=21〜25 本発明に係るガラスの最も好ましい組成(重量
%)は、 SiO2 30.5〜31.5 B2O3 8.0〜9.0 Li2O 1.0〜2.0 Na2O 2.0〜4.0 K2O 3.0〜5.0 MgO 2.0〜4.0 CaO 11.0〜13.0 La2O3 8.5〜9.5 ZrO2 6.5〜8.0 TiO2 7.0〜9.0 Nb2O5 7.0〜9.0 SrO 2.0〜4.0 P2O5 1.0〜2.0 または、 SiO2 29.0〜30.5 B2O3 8.0〜10.0 Li2O 2.0〜4.0 Na2O 2.0〜4.0 K2O 3.0〜5.0 MgO 3.0〜5.0 CaO 10.0〜12.0 La2O3 7.0〜8.5 ZrO2 7.0〜8.0 TiO2 6.0〜8.0 Nb2O5 9.0〜11.0 P2O5 1.0〜2.0 ZnO 3.0〜5.0 各成分に相当する原料の混合および融解は、特
願昭56−107220号に記載のように常法に従つて行
なう。 個々の酸化物はまた、例えばアルカリ金属もし
くはアルカリ土類金属に結合したP2O3、例えば
CaPO3もしくはCa2P2O7などのように錯形態で導
入することもできる。同様に、例えば、CaSiO3
のような部分として、あるいは例えば適当な理論
換算でZrSiO4として、SiO2を使用することもで
きる。同様に、例えばアルカリ金属、アルカリ土
類金属または稀土類元素のフツ化物などのような
少量のフツ化物を導入することも可能である。
As2O3またはSb2O3を清澄剤として加えることも
できる。その後、バツチは充分に混合され、Pt
るつぼあるいはセラミツク槽中で所定時間高温
で、例えば約1400℃で融解し、所定時間清澄した
のち、プレス成形される。注型用金型中に注入す
ることも当然のことながら可能である。 下記第1表に、本発明に係るガラスの4つの実
施例を示す。本発明がこれらの実施例により何ら
限定されるものでないことはもとよりである。
自動的に加圧成形できる(以下、連続槽製造とい
う)屈折率nd=1.69〜1.71、アツベ数υd38およ
び3.15〜3.25g/cm3の密度を有する耐酸性、加水
分解抵抗性に優れた光学および眼科ガラスに関す
るものである。これらのガラスの膨脹率α20―300
℃は、約80〜97×10-7に達する。 眼科光学用あるいは光学系用の高屈折率を有す
る軽量ガラスは、例えば西ドイツ特許公告公報第
2259183号に記載されている。約3.0g/cm3の密度
を有するこれらのガラスは、特に強力な矯正に好
適であるが、強力な分散を示すという重大な不利
益がある。すなわち、これらのガラスは、比較的
低いアツベ数33を有する。この強力な分散によ
り、このタイプのガラスを着用している人には顕
著な色彩縁が見えるようになる。このため、同等
かあるいはほんのわずかに増大した特定の密度を
保持しながら、それらの分散性を改善する試みが
なされた(フランス特許第2427309号)。しかしな
がら、これらのしいガラスも、同様にυd値37
という要求に適うものではない。 その後の開発において、増大したアツベ数を有
するガラスが提供されたが、これらはその結晶化
に対する不安定性のために連続的に製造すること
はできない。さらに、その耐薬品性(耐酸性およ
び気候変化に対する抵抗性)は眼鏡レンズに課さ
れる要求を満足するものではない。このタイプの
ガラスは西ドイツ公開公報第2809409号および同
公告公報第2715894号並びに同公告公報第2623783
号に記載されている。 本出願人は、前述した要求に適い、前述した不
利益を解消する目的で、透化剤の総量がSiO2+
B2O3+Al2O3+GeO2=25〜39重量%であり、さ
らにP2O5を添加することもできる低密度で耐酸
性および加水分解安定性の光学および眼科ガラス
を既に特許出願している(特願昭56−107220号)。 本発明者のさらに鋭意研究の結果、基本的には
上記ガラス系において、GeO2を全く含有せずに、
P2O5が必須成分として含有され、また透化剤の
総量SiO2+B2O3+Al2O3+P2O5が38.5〜41.5重量
%である場合には、前記した連続槽製造用に上記
ガラスの適合性を改良できるということが見い出
された。 すなわち、本発明は、前記ガラス系において、
連続槽製造に適合するように改良し、また耐酸性
をより高くするために、 P2O5 0.5〜4.0重量% を含有し、下記成分の合計量が、 SiO2+B2O3+Al2O3+P2O5 =38.5〜41.5重量% であり、また MgO+CaO=13〜17.5重量% であることを特徴とする屈折率nd1.69、アツベ
数υd38、密度ρ3.25g/cm3および80〜97×
10-7の膨脹率α20―300℃を有し、かつ高い耐酸性
を有する低密度の光学および眼科ガラスを提供す
るものである。 この場合、26〜32.5重量%のSiO2および6〜12
重量%のB2O3を有する硼珪酸ガラスであること
が肝要である。これらのガラスは、周知のように
高い加水分解抵抗性および耐薬品性(例えば耐酸
性、耐水性等)を有する。 本発明に系る新規なガラスの残りの成分の組成
割合は、特願昭56−107220号に記載のガラスと相
当するが、その組成割合は一部かなり制限され
る。 本発明によれば、硼珪酸ガラスが基本ガラス系
として選択される。この基本ガラス系は、屈折率
を増大する成分、主として軽いアルカリ土類金属
酸化物MgOおよびCaO、特にCaOと組み合わさ
れ、またあまり大きくアツベ数を毀損することな
く屈折率を大きく増大する成分、すなわちNb2O5
やTiO2並びにZrO2と組み合わされる。この系を
再分離に対して安定化させるためには、アルカリ
金属酸化物の添加が必要である。失透に対してた
だ単に適度に安定であり、またそのアルカリ土類
金属酸化物並びにアルカリ金属酸化物の含有量が
高いために不充分な耐薬品性を呈示するこの系
は、P2O5の添加により失透安定性および耐薬品
性を改善することができる。 本発明に係るガラスは、以下に挙げた範囲(重
量%)で以下の成分から組成される。 SiO2 26.0〜32.5 B2O3 6.0〜12.0 Al2O3 0〜3.0 P2O5 0.5〜4.0 ここで重要な点は、GeO2を全く含有していな
いことが必要であり、また上記4成分の合計量が
38.5〜41.5重量%である必要がある。これによ
り、耐薬品性、失透安定性と共に、連続槽製造へ
の適合性を改善できる。P2O5の添加は数%で有
用であるが、4%より多量の添加では、連続槽製
造によるガラスが失透に対して不安定となるので
避けるべきである。 前述したように、アルカリ金属酸化物の添加が
凝離を防ぐために要求される。これは、以下の添
加によつて達成できる。 重量% Li2O 0〜5 Na2O 0〜6 K2O 0〜8 Li2O+Na2O+K2O=4.5〜12.0 もし、アルカリ金属酸化物の割合が12%を超え
れば、失透安定性および耐薬品性は悪影響を受け
る。 CaOは基本成分として添加される。これによ
り、高いアツベ数を確保しまた同時に低密度を保
持しながら、屈折率を顕著に増大することができ
る。CaOの機能もまた比較的広範囲でMgOと共
に果たされる。軽量のアルカリ土類金属酸化物
MgOとCaOの割合は次のとおりである。 重量% MgO 0〜8 CaO 9〜16 MgO+CaO=13〜17.5 重アルカリ土類金属酸化物SrOおよびBaOは、
必要に応じて、例えば以下の割合で添加される。 SrO 0〜6重量% BaO 0〜5重量% さらに、SrO+BaO+ZnO+PbO7重量%と
いう条件で、以下の酸化物の添加も許容し得る。 ZnO 0〜7重量% PbO 0〜4重量% ただし、上記の条件(4種の酸化物の合計)が
大きな割合では、密度が非常に大きくなるので、
上記条件は満足する必要がある。さらに、上記4
成分にMgOとCaOを加えた合計量は17〜24重量
%の範囲内が好ましい。 本発明のガラスの他の必須成分はTiO2と
Nb2O5である。というのは、公知のように、屈折
率はこれによつて非常に増大し、一方、密度はほ
んの少量で増大するからである。他の特性を毀損
せずに屈折率を所望の値1.69に増大するために
は、TiO2は5〜9重量%、Nb2O5は6〜11重量
%の添加が要求される。これらの酸化物の添加に
よる他の前進的特性は、耐薬品性の改善である。
TiO2と同様の効果は、WO3によつても示される。
この酸化物は0〜4重量%の量で添加できる。特
性において類似するこれら3種の酸化物TiO2,
Nb2O5,WO3の合計量は14〜18重量%である。 他の有用な酸化物はZrO2である。この化合物
は屈折率を非常に増大するが、アツベ数はほんの
控え目に減少し、それにまた著しい割合まで耐薬
品性を改善する。この酸化物は5〜8重量%の割
合で添加できる。他の必須成分はLa2O3であり、
その添加量は6〜11重量%である。上記ZrO2と
La2O3の合計量は13.5〜17.5重量%の範囲にある
ことが好ましい。また、本発明に係るガラスが前
述した特性を具備するためには、前記La2O3+
ZrO2+TiO2+Nb2O5+WO3の合計量は28〜33重
量%、ZrO2+TiO2+Nb2O5の合計量は20〜26重
量%にあることが好ましい。 本発明に係るガラスの好ましい組成(重量%)
は以下のとおりである。 SiO2 29〜32 B2O3 7.5〜10 P2O5 0.5〜2.5 Al2O3 0〜3 Li2O 0.5〜4 Na2O 1.5〜3.5 K2O 2.5〜7 Li2O+Na2O+K2O=6〜10 MgO 1.0〜5.0 CaO 10.0〜13.5 MgO+CaO=13〜17 SrO 0〜5 ZnO 0〜7 BaO 0〜5 PbO 0〜4 SrO+ZnO+BaO+PbO=0〜7 MgO+CaO+SrO+ZnO +BaO+PbO=16〜22 La2O3 6〜11 ZrO2 5〜8 La2O3+ZrO2=13.5〜17.5 TiO2 5〜9 Nb2O5 6〜11 TiO2+Nb2O5=15〜17 La2O3+ZrO2+TiO2 +Nb2O5=28〜33 ZrO2+TiO2+Nb2O5=21〜25 本発明に係るガラスの最も好ましい組成(重量
%)は、 SiO2 30.5〜31.5 B2O3 8.0〜9.0 Li2O 1.0〜2.0 Na2O 2.0〜4.0 K2O 3.0〜5.0 MgO 2.0〜4.0 CaO 11.0〜13.0 La2O3 8.5〜9.5 ZrO2 6.5〜8.0 TiO2 7.0〜9.0 Nb2O5 7.0〜9.0 SrO 2.0〜4.0 P2O5 1.0〜2.0 または、 SiO2 29.0〜30.5 B2O3 8.0〜10.0 Li2O 2.0〜4.0 Na2O 2.0〜4.0 K2O 3.0〜5.0 MgO 3.0〜5.0 CaO 10.0〜12.0 La2O3 7.0〜8.5 ZrO2 7.0〜8.0 TiO2 6.0〜8.0 Nb2O5 9.0〜11.0 P2O5 1.0〜2.0 ZnO 3.0〜5.0 各成分に相当する原料の混合および融解は、特
願昭56−107220号に記載のように常法に従つて行
なう。 個々の酸化物はまた、例えばアルカリ金属もし
くはアルカリ土類金属に結合したP2O3、例えば
CaPO3もしくはCa2P2O7などのように錯形態で導
入することもできる。同様に、例えば、CaSiO3
のような部分として、あるいは例えば適当な理論
換算でZrSiO4として、SiO2を使用することもで
きる。同様に、例えばアルカリ金属、アルカリ土
類金属または稀土類元素のフツ化物などのような
少量のフツ化物を導入することも可能である。
As2O3またはSb2O3を清澄剤として加えることも
できる。その後、バツチは充分に混合され、Pt
るつぼあるいはセラミツク槽中で所定時間高温
で、例えば約1400℃で融解し、所定時間清澄した
のち、プレス成形される。注型用金型中に注入す
ることも当然のことながら可能である。 下記第1表に、本発明に係るガラスの4つの実
施例を示す。本発明がこれらの実施例により何ら
限定されるものでないことはもとよりである。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量%で下記の組成 SiO2 26.0〜32.5 B2O3 6.0〜12.0 Al2O3 0〜3.0 P2O5 0.5〜4.0 SiO2+B2O3+Al2O3 +P2O5=38.5〜41.5 Li2O 0〜5 Na2O 0〜6 K2O 0〜8 Li2O+Na2O+K2O=4.5〜12.0 MgO 0〜8 CaO 9〜16 MgO+CaO=13〜17.5 SrO 0〜6 BaO 0〜5 ZnO 0〜7 PbO 0〜4 SrO+BaO+ZnO+PbO=0〜7 MgO+CaO+SrO+BaO +ZnO+PbO=17〜24 La2O3 6〜11 ZrO2 5〜8 La2O3+ZrO2=13.5〜17.5 TiO2 5〜9 Nb2O5 6〜11 WO3 0〜4 TiO2+Nb2O5+WO3=14〜18 La2O3+ZrO2+TiO2 +Nb2O5+WO3=28〜33 ZrO2+TiO2+Nb2O5=20〜26 からなることを特徴とする屈折率nd1.69、アツ
ベ数υd38、密度3.25g/cm3および80〜97×
10-7の膨脹率α20-300℃を有し、かつ高い耐酸性を
有する光学および眼科ガラス。 2 重量%で下記の組成からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のガラス。 SiO2 29〜32 B2O3 7.5〜10 P2O5 0.5〜2.5 Al2O3 0〜3 Li2O 0.5〜4 Na2O 1.5〜3.5 K2O 2.5〜7 Li2O+Na2O+K2O=6〜10 MgO 1.0〜5.0 CaO 10.0〜13.5 MgO+CaO=13〜17 SrO 0〜5 ZnO 0〜7 BaO 0〜5 PbO 0〜4 SrO+ZnO+BaO+PbO=0〜7 MgO+CaO+SrO+ZnO +BaO+PbO=16〜22 La2O3 6〜11 ZrO2 5〜8 La2O3+ZrO2=13.5〜17.5 TiO2 5〜9 Nb2O5 6〜11 TiO2+Nb2O5=15〜17 La2O3+ZrO2+TiO2 +Nb2O5=28〜33 ZrO2+TiO2+Nb2O5=21〜25 3 重量%で下記の組成からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のガラス。 SiO2 30.5〜31.5 B2O3 8.0〜9.0 Li2O 1.0〜2.0 Na2O 2.0〜4.0 K2O 3.0〜5.0 MgO 2.0〜4.0 CaO 11.0〜13.0 La2O3 8.5〜9.5 ZrO2 6.5〜8.0 TiO2 7.0〜9.0 Nb2O5 7.0〜9.0 SrO 2.0〜4.0 P2O5 1.0〜2.0 4 重量%で下記の組成からなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載のガラス。 SiO2 29.0〜30.5 B2O3 8.0〜10.0 Li2O 2.0〜4.0 Na2O 2.0〜4.0 K2O 3.0〜5.0 MgO 3.0〜5.0 CaO 10.0〜12.0 La2O3 7.0〜8.5 ZrO2 7.0〜8.0 TiO2 6.0〜8.0 Nb2O5 9.0〜11.0 P2O5 1.0〜2.0 ZnO 3.0〜5.0
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