JPS60221338A - 光学ガラス - 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】 本発明は、屈折率（ｎｄ）　＝　１．６２〜１．８５、
アツベ数（ゾｄ）−３５〜６５の範囲の光学恒数と優れ
た耐失透性とを維持させつつ、低転移温度特性を伺グし
て熱間成形性を改善した新規な光学ガラスに関する。

従来から、上記光学恒数を有する光学カラスとしては、
Ｂ２Ｏ３およびＬａｚＯ３を主成分とした種々のガラス
が知られている。たとえば、Ｂ２０３−５ｉ（ｈ−Ｌａ
ｚＯ３−Ｂａロー　ＺｒＯ２系、Ｂ２Ｏ３−Ｌａ２０：
＋　−Ｇｄ２Ｏ：＋　−Ｒ１１Ｏおよび／またはＡｌ２
Ｏ３系（Ｒ”０　＝　２価金属酸化物）　、　Ｂ２Ｏ３
−５ｉＯｚ　−Ｌａ２０３−　Ｙ２Ｏ３−Ｚｒ０２−Ｔ
ａ２０ｒ＋系およびＢ７．０３−５ｉ０２−Ｌａｚ０３
−　Ｙ２Ｏ３−Ｚｒ０２−　ＺｎＯ系等のカラスが、そ
れぞれ特開昭５１−３４９１４号、特開昭４８−６１５
１７号、特公昭５２−４８６ｉＯｆ１号および特開昭５
５−１１８８４１号等の各公報において提案されている
。しかし、これらのガラスは、いずれも、有害成分の排
除や耐失透性の改善等に重点がおかれているだけであり
、熱間成形性の改善については、配慮がまったくなされ
ていない。このため、この種のガラスは、全般に転移温
度（以下、Ｔｇという）が高く、また高屈折低分散性の
優れたものはこの傾向が強くみられる。そのうえ、これ
らのガラスのうちＧｄ２Ｏ：＋やＴａ２０５を使用する
系のものは、原料コストが非常に高く不利である。

一般にＴｇの値は、カラスの熱間成形性の難易度を左右
する大きな要因となっているが、軟化ガラスをプレス成
形する場合、プレス金型は、Ｔｇ近傍の高温にさらされ
るため、ガラスのＴｇが高いほどその表面が酸化や金属
組織の変化等を生じて、急速に劣化し、寿命が短かくな
りゃすい。上記問題点の解決手段と１．て　金型の材料
や構造等に関する技術が知られているが、これらは、経
済的不利を伴ないやすい。

そこで、所望の光学特性および耐失透性等を維持しつつ
、低Ｔｇ特性を伺与して熱間成形性を改善したガラスが
要望されている。

本発明は、上記の実状にかんがみてなされたもので、そ
の目的は、屈折率（ｎｄ）　＝　１．８２〜１．８５、
アツベ数（ソｄ）＝３５〜６５の範囲の光学恒数と大量
生産し得るに十分な失透に対する安定性（耐失透性）と
を維持させつつ、低Ｔｇ特性を付与した光学ガラスを提
供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するため試験研究を重ね
た結果、特定組成範囲のＢ２０３−　Ｌａ２Ｏ３−Ｙ２
Ｏ３−Ｒ１’０−　Ｌｉ２Ｏ系において、上記所望の光
学恒数と優れた耐失透性とを維持させつつ、一段と低い
Ｔｇを伺与し得るガラスが存在することを見出し１本発
明をなすに至った。

すなわち、本発明にかかる光学ガラスの組成の特徴は、
特許請求の範囲に記載のとおり、重量％で、８２０３１
〜５０％、５ｉ０２０−４５％ただし、Ｂ２Ｏ３＋　５
ｉ０２２０〜６０％、Ｌａ２０３１〜５２％、Ｙ２Ｏ３
０，１〜２０％、Ｍｇ０　０〜１５％、ＣａＯ０−３０
％、Ｓｒ０　０〜４０％、ＢａＯ０〜５０％、Ｚｎ０　
０〜４０％。

ＰｂＯ０−３０％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋
ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＰｂＯＩ　〜８０％、Ｌｉ２Ｏ０，５
−１５％、ＺｒＯ２０〜１０％、ＮｂｚＯｓ　０−３０
％、ＷＯ３０−２０％、Ａｌ２Ｏ３０〜１５％、Ｇｅ０
２０−２０％、ＨｆＯ２０〜２０％、Ｔａ２０５０−３
部％、ＧｄｚＯ３０−３５％、ＧａｚＯ，ｑＯ〜２０％
、Ｉｎ２０３０−２０％、Ｐ２Ｃ１５０〜１５％、Ｔ：
Ｑ２０−２０％、Ｎａ２Ｏ＋に２０　＋Ｃ３２００〜ｌ
Ｏ％、ＡＳ２０３および／または５ｂ２０３０〜２％お
よび上記各金属元素の１種または２種以」―の酸化物の
１部または全部と置換した弗化物のＦとしての合計０〜
２０％を含有することにある。

これを要するに、本発明によるＢ２Ｏ３−Ｌａ２０ｓ−
Ｙ２Ｏ３−Ｒ”０−　Ｌｉ２Ｏ系カラスは、上記目的達
成に当り、Ｂ２Ｏ３−Ｌａ２０３−　ＲＩＩＯ系ガラス
ニ、種々ノ成分中、とくにＹ２Ｏ３およびＬｉ２Ｏの２
成分を組合せ共存させることがきわめて重要であるとい
う従来キ方蒲目こかい竹１目り一もシイいで違古七鉛プ
い重点に特徴がある。

つぎに、上記のとおり、各成分の組成範囲を限定した理
由について述べる。

本発明の光学ガラスにおいて、Ｂ２Ｏ３とＢ１０２成分
は、ガラス形成成分として働くが、そのうち、Ｂ２Ｏ３
成分の量が、１％未満であるとガラスの失透傾向が増大
し、また５０％を超えるとＢ２Ｏ３成分の揮発により均
質なガラスを得難くなる。また、Ｂ１０２成分の量が、
４５％を超えると５ｉ０２原刺のガラス中への溶解性が
悪化し、均質なガラスを得難くなる。さらに、Ｂ２Ｏ３
成分とＢ１０２成分の合計量は、カラスの失透防止のた
め２０％以上必要であり、このためＢ２Ｏ３の量が２０
％未満の場合は、Ｂ１０２成分が必要となる。また、こ
れらの成分の合計量が６０％を超えると目標の光学恒数
を維持できなくなる。

Ｌａ２Ｏ３成分は、所期の光学恒数をカラスにテえるの
に有効な成分であるが、１％未満では目標の光学恒数を
維持しがたくなる。またＬａ２Ｏ３成分は、１９％まで
余有きせることかでまるが　４５％以下であると、一段
と、耐失透性に優れたガラスが得られるので好ましい。

Ｙ２Ｏ３成分は、本発明のガラスにおいて、良好な耐失
透性を維持しつつ、ＬｉｚＯ成分の大幅な導入を可能に
する効果があることをみいだすことができた重要な成分
であるが、その量が、０．１％未満では、その効果が十
分でなく、また、その量が２０％を超えると、カラスは
逆に失透傾向が増大する。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯおよびｐｂｏ
の各成分は、ガラスの耐失透性や均質性を向上ｙせる効
果があるが、これらの成分のうち、ＭｇＯおよびＣａＯ
は、それぞれ、１５％および３０％を超えるとカラスの
失透傾向が増大し、また５ｒＯ１ＢａＯ、ＺｎＯおよび
ＰｂＯは、それぞれ４０％、５０％、４０％および３０
％を超えるとガラスの化学的耐久性が悪化する。

ただし、これら２価金属酸化物成分の上記諸効果を摺る
ためには、これらの成分の１種または２種以−にを合計
量で少なくとも１％、好ましくは、５．１％以」二含有
させることか必要である。しかし、これらの成分の量が
６０％を超えるとガラスの化学的耐久性が著しく悪化す
る。

Ｌｉ２Ｏ成分は、前述のとおり、Ｙ２Ｏ３成分との共存
下において、ガラス中に広範囲に安定して含有させるこ
とができ、また、Ｔｇを著しく低下させることができる
ので、本発明のガラスにおいて重要な成分であるが、そ
の量が０．５％以上であると上記の効果が顕著となるが
、より十分な効果を得るためには、１．１％以上含有さ
せることが好ましい。しかし、その量が１５％を超える
と失透傾向が増大する。

下記の成分は、本発明のガラスに不可欠ではないが、ガ
ラスの光学恒数の調整、耐失透性または化学的耐久性等
の改善のため、必要に応じ添加すること？できる。

すなわち、ＺｒＯ２、Ｎｂ２Ｏ５，Ｗ（１３およびＡｌ
２Ｏ３の各成分は、カラスの安定化や化学的耐久性向上
のために有効であるが、これらの量が、それぞれ１０％
、３０％、２０％および１５％を超えると、逆にカラス
は失透しやすくなる。

Ｇｅ０ｚ、ＨｆＯ２、Ｔａ２０５　、　Ｇｄ２Ｏ３，Ｇ
ａ２ｅ３およびＩｎ２Ｏ３の各成分は、カラスを安定化
させるのに有効であり、ガラスの緒特性を損なうことな
く、それぞれ、２０％、２０％、’３０％、３５％、２
０％および２０％まで含有させることができる。

Ｐ２Ｏ５成分は、カラスに低分散特性を与える効果があ
るが、その量が１５％を超えると失透傾向が著しく増大
する。

ＴｌＯ２成分は、ガラスの化学的耐久性を向」ニさせる
のに有効であり、２０％まで含有させることができる。

しかし、その量が多くなるとカラスが着色するので、光
線透過性能の良好なガラスを得るためには９％以下カｓ
ＩＦましい。

Ｎａ２Ｏ、Ｋ２ＯおよびＣｓ２Ｏの各成分は、いずれも
ガラスの均質化を促進する効果があるが、これらの成分
の１種または２種以上の合計量が１０％を超えると失透
傾向が増大する。

Ａｓ２０ｇ　および／または５ｂ２０３成分は、ガラス
の脱泡剤として用いるが、これらの１種または２種以」
二の合計量が２％を超えると失透傾向が増大する。

Ｆ成分は、ガラスの液相温度を低下させ、耐失透性を向
上させる効果があるが、゛上記金属元素の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Ｆ
としての合計量が２０％を超えると、ガラス溶融の際、
Ｆ成分の揮発が多くなり均質なガラスを得難くなる。

つぎに、本発明にかかるＢ２０３−　Ｌａ２０３−　Ｙ
２Ｏ３−Ｒ”０　−　Ｌｉ２Ｏ系の光学ガラスの実施組
成例（Ｎｏ、１〜Ｎ０．４０　）とこれとほぼ同等の光
学恒数を有する公知のＢ２Ｏ３−Ｌａ２０３−　Ｒ”０
系のカラスの比較組成例（Ｉｂ、Ｉ〜ＮＯ，ＶＩ）とを
表−１に、またこれらのガラスの光学恒数（Ｔｉｄ、）
／ｃｌ）　、転移温度（Ｔ　ｇ）および失透試験結果を
表−２に示す。

また、表−１に示した本発明の実施例間、１７、Ｎｏ、
２１および陥、２５とこれらの実施例に近似しており　
Ｂ２Ｏ３−Ｌａ２０３−　Ｒ■０系ガラスにＬｉ２Ｏの
みを添加した比較例Ｎｏ、Ａ、Ｎｏ、Ｂおよび陽、Ｃの
カラスについて、それぞれ、失透試験結果を組成ととも
に表−３に示す。

表−２および表−３における失透試験結果は、白金製の
５０ｃｃポツトにガラス試料８０ｇを入れて、電気炉中
で各ガラスの溶融性の難易度に応じ、１１００〜１３５
０°Ｃの温度で２時間溶融した後、降温して、各試料を
１０００°Ｃおよび８５０℃でそれぞれ２時間保温した
後、炉外に取り出して失透の有無を顕微鏡により観察し
たもので、その結果、失透が認められないガラスは０印
で、また失透が認められたカラスはＸ印で示した。

（以下余白） 表−２にみられるとおり、本発明の実施例のガラスは、
所期の光学恒数と良好な耐失透性とを有し、しかも、Ｔ
ｇが従来公知の比較例のカラスよりも低く、その改善効
果が著しい。これに対し、比較例のガラスは、耐失透性
が良好であるものの、Ｔｇの値か非常に高い。

なお、表−３は、本発明の実施例のガラスにみられると
おり、優れた耐失透性を維持しつつ低Ｔｇ化を図るため
Ｂ２０３−　Ｌａ２０ａ　−Ｒ”０　系ガラスにＬｉ２
ＯのみならずＹ２Ｏ３の２成分を共存させることが重要
であることを示している。

未発明のＬ記実施例の光学カラスは、いずれも、酸化物
、炭酸塩、硝酸塩および弗化物等の原料を適宜選択混合
して、これを約１１００〜１３５０°Ｃで溶融し、十分
な攪拌と泡切れを行なった後、適当な温度に下げて、プ
レス成形または鋳込み成形することにより容易に製造す
ることができる。

上述のとおり、本発明のガラスは、特定組成域の８２０
３−　Ｌａ２０：＋　−Ｙ２Ｏ３−ＲＩＩＯ−Ｌｉ２Ｏ
系の組成アツベ数（）／ｄ）＝　３５〜６５の広範囲に
及ぶ光学恒数と優れた耐失透性とを有し２、しかも、従
来のカラスと比較してＴｇが著しく低く、そのうえ、原
お１経済性にも優れている。したがって、本発明のガラ
スは、大量生産が可能であるのみならず、プレス成形に
おいて、金型の寿命を飛躍的に向−トさせることができ
るので、きわめて有用である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、８２０３１〜５０％、５ｉ０２０〜４
   ５％ただし、Ｂ２Ｏ３＋５ｉ０２２０〜１３０％、Ｌａ
   ｚＯ，＋　１〜５２％、Ｙ２Ｏ３０，１−２０％、Ｍｇ
   ００〜１５％、Ｃａ０　０〜３０％、Ｓｒ０　０〜４０
   ％、ＢａＯＯ〜５０％、ＺｎＯ０〜４０％、ＰｂＯ０−
   ３０％、ただし、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋Ｚ
   ｎ（ＩＩ　＋Ｐｂ０　１〜８０％、ＬｉｚＯＯ，５〜１
   ５％、Ｚｒ０ｚ　０−１０％、Ｎｂ２Ｏ５Ｏ〜３０％、
   　ＷＯ３０−２０％、Ａｌ２Ｏ３０〜１５％、ＧｅＯ２
   ０−２０％、Ｈｆ０２０−２０％、Ｔａ２０５０−３０
   ％、Ｇｄ２０３０−３５％、Ｇａ２ｅ３０−２０％、Ｉ
   ｎ２０３０−２０％、Ｐ２Ｏ５０−１５％、ＴｉＯ２０
   −２０％、Ｎａ２Ｏ＋　Ｒ２０＋Ｃ５ｚ０　０−１０％
   、ＡＳ２０３および／または５ｂ２０３０〜２％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１部ま
   たは全部と置換した弗化物のＦとしての合計０〜２０％
   を含有することを特徴とする光学ガラス。
2. （２）　Ｌａ２Ｏ３が１〜４５％であるこ）−を特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学ガラス。
3. （３）　ＬｉｚＯが１．１〜１５％であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第２項のいずれかに記
   載の光学ガラス。
4. （４）　Ｍｇ（１＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ＋
   ＰｂＯが５．１〜６０％であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の光学ガ
   ラス。