JP2001342035A - 光学ガラス - Google Patents
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Abstract
屈折率・高分散・軽量で且つ着色度の悪化を抑制した光
学ガラスを提供する。 【解決手段】 光学ガラスの成分として、重量%で、S
iO2:22.0〜35.0%、Na2O:4.0〜1
7.0%、BaO:2.0〜25.0%、TiO2:1
8.0〜27.0%、Nb2O5:13.0〜26.0%
を含有する。
Description
れる光学ガラスに関し、より詳細には高屈折率・高分散
・軽量で、且つ着色度の悪化を抑制した光学ガラスに関
するものである。
学ガラスは、TiO2及びNb2O5などを大量に含有し
ていたため溶融時に着色しやすかった。この着色を防止
するため、前記光学ガラスには砒素化合物(As2O3な
ど)及びフッ素化合物(アルカリ金属やアルカリ土類金
属のフッ化物など)が添加されていた。
びフッ素化合物は、環境及び人体への悪影響が懸念され
る物質であるため、光学ガラス成分としてもこれらを使
用しないことが切望されていた。本発明はこのような従
来の問題に鑑みてなされたものであり、高屈折率・高分
散・軽量で、且つ着色度の悪化が抑制され、しかも砒素
化合物やフッ素化合物を含有しない光学ガラスを提供す
ることをその目的とするものである。
で、SiO2:22.0〜35.0%、Na2O:4.0
〜17.0%、BaO:2.0〜25.0%、Ti
O2:18.0〜27.0%、Nb2O5:13.0〜2
6.0%の各成分を含有することを特徴とする光学ガラ
スが提供される。
て調整する観点から、前記光学ガラスは、重量%で、K
2O:8.0%以下(ただし、Na2OとK2Oの合計量
が8.0〜17.0%)、SrO:10.0%以下、B
2O3:1.0%以下、Al2O3:2.0%以下、Mg
O:3.0%以下、ZnO:3.0%以下、Y2O3:
3.0%以下、Ta2O5:3.0%以下、Li2O:
3.0%以下、ZrO2:4.0%以下の成分の1種ま
たは2種以上を含有してもよい。
SnO2の少なくとも1種を、前記各成分の総量100
重量部に対して1重量部以下の範囲でさらに含有しても
よい。
される砒素化合物およびフッ素化合物を使用せず、高屈
折率・高分散・軽量で、且つ着色度の悪化を抑制した光
学ガラスを得るため鋭意研究を重ねた結果、ガラス成分
としてSiO2、Na2O、BaO、TiO2、Nb2O5
を少なくとも含有すれば前記目的の光学ガラスが得られ
ることを見いだし本発明をなすに至った。
せを選択し、かつその含有量を調整して総合的に従来の
問題を解決したものであって、中でも砒素化合物及びフ
ッ素化合物を含有する代わりにTiO2およびNb2O5
を適量含有して、光学ガラスの高屈折率・高分散・軽量
を達成し、且つ着色度の悪化を抑制した点が大きな特徴
である。すなわち、TiO2は屈折率および分散を高
め、ガラスを安定化させ、さらにはガラスの比重を小さ
くする効果を奏する。しかしTiO2の含有量を多くす
るとガラスが着色する。一方Nb2O5は、屈折率および
分散を高める効果を奏し、また含有量を多くしてもガラ
スの着色が生じないという特性を有する。しかしNb2
O5は比重が大きいため、多量に含有するとガラスの比
重が大きくなる。そこで本発明では、TiO2とNb2O
5とを組み合わせて使用することによって、光学ガラス
の高屈折率・高分散・軽量化および着色度悪化の抑制を
図ったのである。
た理由について説明する。なお特に断りのない限り%は
重量%を意味するものとする。
分である。SiO2の含有量が22.0%未満である
と、ガラスが不安定(失透しやすい)となり、加えて着
色しやすくなる。他方、含有量が35.0%を超える
と、高屈折率な光学ガラスを得ることが困難となる。そ
こで、SiO2の含有量を22.0〜35.0%の範囲
と定めた。より好ましい含有量は25.0〜32.0%
の範囲である。
とともに、ガラスを安定させる作用を有する。Na2O
の含有量が4.0%未満であるとこのような作用が得ら
れない。他方、含有量が17.0%を超えると所期の光
学恒数が得られない。そこでNa2Oの含有量を4.0
〜17.0%の範囲と定めた。より好ましい含有量は1
2.0〜14.0%の範囲である。
させる作用を有する。BaOの含有量が2.0%未満で
あるとこのような作用が得られない。他方、含有量が2
5.0%を超えるとガラスの比重が大きくなりすぎる。
そこで、含有率を2.0〜25.0%の範囲と定めた。
より好ましい含有量は9.0〜17.0%の範囲であ
る。
ラスを安定化させ、さらにはガラスの比重を小さくする
作用を有する。TiO2の含有量が18.0%未満であ
るとこのような作用が得られない。他方、含有量が2
7.0%を超えるとガラスが着色し易くなる。そこで、
含有量を18.0〜27.0%の範囲と定めた。より好
ましい含有量は19.0〜23.0%の範囲である。
色を生じさせずに、屈折率および分散を高める作用を有
する。Nb2O5の含有量が13.0%未満であるとこの
ような作用を得ることができない。他方、含有率が2
6.0%を超えると、Nb2O5は比重が大きいのでガラ
スの比重が大きくなりすぎる。このため含有量を13.
0〜26.0%の範囲と定めた。より好ましい含有量は
18.0〜25.0%の範囲である。
2O3、MgO、ZnO、Y2O3、Ta2O 5、Li2O、
ZrO2の1種または2種以上の特定量を必要によりさ
らに含有させてもよい。これら成分に限定した理由をそ
れぞれ以下に説明する。
向上とガラスの安定化の作用を有する。しかし多量に含
有させると所期の光学恒数が得られないおそれがある。
そこでK2Oの含有量の上限を8.0%とし、加えてK2
OとNa2Oの合計量を8〜17%の範囲とするのが好
ましい。より好ましいK2Oの含有量は3.0〜5.0
%の範囲、より好ましい前記合計量は9.0〜13.0
%の範囲である。
ガラスを安定化させる作用を有する。しかし10.0%
を超えて含有させるとガラスが失透し易くなるので含有
量は10.0%以下が好ましい。より好ましい含有量は
3.0〜4.0%の範囲である。
ガラスを安定化させる作用を有するが、1.0%を超え
て含有させるとガラスが着色するおそれがある。このた
め含有量は1.0%以下が好ましい。より好ましい含有
量の上限は0.5%である。
させるが、その含有量が2.0%を超えると粘性が大き
くなるおそれがある。そこで含有量は2.0%以下が好
ましい。より好ましい含有量の上限は1.0%である。
学レンズの光学恒数(屈折率と分散)を用途に応じて調
整する目的で添加する。MgOおよびZnOを3.0%
を超えて含有させるとガラスが失透するおそれがある。
したがってMgOとZnOの含有量はいずれも3.0%
以下が好ましい。より好ましい含有量の上限は1.0%
である。
超えて含有させるとガラスが失透するおそれがある。し
たがってY2O3とTa2O5の含有量はいずれも3.0%
以下が好ましい。より好ましい含有量の上限は2.0%
である。
有するが、3.0%を超えて含有させると、揮発が激し
くなってガラスの上下部分で組成変動が生じ脈理が発生
しやすくなる。したがって含有量は3.0%以下が好ま
しい。より好ましい含有量の上限は1.0%である。
せるが、4.0%を超えて含有させると急激にガラスが
失透しやすくなる。したがって含有量は4.0%以下が
好ましい。より好ましい含有量の上限は3.0%であ
る。
SnO2の少なくとも1種を、前記各成分の総量100
重量部に対して1重量部以下の範囲で含有させてもよ
い。含有量を1重量部以下としたのは、含有量が1重量
部を超えるとガラスを着色させるおそれがあるからであ
る。より好ましい含有量の上限は0.3重量部である。
ラス成分として適量添加してももちろん構わない。
はなく、これまで公知の製造方法を用いることができ
る。例えば、各成分の原料として各々相当する酸化物、
炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用し、所望の割合に秤
量し、粉末で十分に混合して調合原料とする。これを例
えば1200〜1300℃に加熱された電気炉中の白金
坩堝などに投入し、溶融清澄後、撹拌均質化して予め加
熱された鉄製の鋳型に鋳込み、徐冷して製造する。ある
いは、連続溶解装置を用いて連続製造してもよい。
明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではなく、また実施例中、「%」は特に断りのない限り
「重量%」を意味する。
料である酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を調合し、粉末で十
分に混合して調合原料と成し、これを1200〜130
0℃に加熱された電気炉中の白金坩堝などに投入し、溶
融清澄後、攪拌均質化して予め加熱された鉄製の鋳型に
鋳込み、徐冷して各サンプルを製造した。この各サンプ
ルのd線に対する屈折率(nd)およびアッベ数
(νd)、比重を測定した。これらの測定は日本光学硝
子工業会規格(JOGIS)の試験方法に準じて行っ
た。また着色度として、厚さ10mmのサンプルの分光
透過率が80%及び5%を与える波長をそれぞれ測定し
た。これらの測定結果を表1及び表2に併せて示す。
光学ガラスではいずれも、屈折率が1.800以上とい
う高い値を示し、分散も23〜27の高い値を示した。
また比重は3.60以下という小さい値を示した。さら
にλ80及びλ5は、430nm以下及び367nm以下
と非着色性に優れていた。
スであって、高い屈折率および分散を示しているが、環
境及び人体への悪影響が懸念されるAs2O3を0.5重
量%又は0.2重量%含有している。また比較例1およ
び比較例2は、TiO2及びNb2O5の含有量が本発明
の規定範囲外であるため、λ80が440と450nm、
λ5が380nmとガラスが黄色味を帯びていることが
目視でも確認でき、前記実施例に比べ非着色性に劣って
いた。
iO2:22.0〜35.0%、Na2O:4.0〜1
7.0%、BaO:2.0〜25.0%、TiO2:1
8.0〜27.0%、Nb2O5:13.0〜26.0%
の成分を含有するので、砒素化合物やフッ素化合物を用
いなくても、屈折率が1.80〜1.85、アッベ数が
23〜27、比重が3.60以下、透過率(80%)で
430nm以下という高屈折率・高分散・軽量、且つ良
好な着色度を達成できる。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、 SiO2:22.0〜35.0%、 Na2O:4.0〜17.0%、 BaO:2.0〜25.0%、 TiO2:18.0〜27.0%、 Nb2O5:13.0〜26.0% の各成分を含有することを特徴とする光学ガラス。
- 【請求項2】 重量%で、 K2O:8.0%以下 (ただし、Na2OとK2Oの合計量が8.0〜17.0
%)、 SrO:10.0%以下、 B2O3:1.0%以下、 Al2O3:2.0%以下、 MgO:3.0%以下、 ZnO:3.0%以下、 Y2O3:3.0%以下、 Ta2O5:3.0%以下、 Li2O:3.0%以下、 ZrO2:4.0%以下 の成分の1種または2種以上をさらに含有する請求項1
記載の光学ガラス。 - 【請求項3】 Sb2O3、SnO及びSnO2の少なく
とも1種を、前記各成分の総量100重量部に対して1
重量部以下の範囲でさらに含有する請求項1又は2記載
の光学ガラス。
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