【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は屈折率（nd）が2.0〜2.2の極めて高屈
折率の光学ガラスに関するものである。
近年レーザーのめざましい発達により、多くの
分野でレーザーが使用され始めている。それに従
つてレーザー光学機器等に使用される光学ガラス
にも種々の要求が提出され、従来の屈折率の光学
ガラスでは対応しにくくなつている。特にレーザ
ー光学機器のコンパクト化等に対しては、高屈折
率の光学ガラスでないと対応できえないことは周
知の事実である。
このような高屈折率の光学ガラスを得るのにガ
ラス形成酸化物としてTeO2等を使用することは
公知であり、さらにこれ等を使用した光学ガラス
の製造法も特公昭42−19837号公報等で公知であ
る。一般にテルライト系ガラスは失透し易く、熔
融時の安定性が悪く、さらに化学的耐久性も劣る
場合が多い。上記ガラスの改良例として、Li2O
を用いて安定性を向上させたものが特公昭48−
9083号公報に、P2O5を用いて耐水性を改善した
例が特公昭48−38314号公報に示されている。こ
れらの光学ガラスは、いずれもTeO2−WO3系で
ありそれにBaO、Li2O、P2O5等を添加すること
によつて改良されたものである。
本発明は本発明者等が、高屈折率の光学ガラス
の開発に鋭意研究した結果、従来のTeO2−WO3
系と全く異なるTeO2−GeO2−Tl2O−Bi2O2−
PbO系のガラス組成が、失透傾向にも、また化学
的にも安定であることを見い出したものである。
TeO2、GeO2をガラス形成酸化物とし、Tl2O、
Bi2O3、PbOにより屈折率を高め、安定性を増す
ために５成分系とした。
すなわち本発明は
TeO2 10〜48 重量％
GeO2 ５〜25 重量％
Tl2O 10〜37 重量％
Bi2O3 ４〜28 重量％
PbO ４〜25 重量％
Bi2O3＋PbO 10〜50 重量％
B2O3 ０〜６ 重量％
R2O（Li2O、Na2O、K2O、Cs2O）の一種又は
二種以上 ０〜６ 重量％
ZnO ０〜５ 重量％
Nb2O5 ０〜10 重量％
以上よりなる高屈折光学ガラスである。
ここにおいて、各配合成分を上記のように限定
した理由は、次のとおりである。
TeO2は必須配合成分であるが、10％以下では、
所記の目的となる屈折率が得られず、48％以上で
は失透傾向が増大し、着色も著しい。
GeO2は必須配合成分であるが、５％以下では
失透傾向が増大し、25％以上では所記の目的とな
る屈折率が得られない。
Tl2Oは必須配合成分であるが、10％以下40％
以上では失透傾向が増大し、安定なガラスが得ら
れない。
Bi2O3は必須配合成分であり、屈折率を高める
効果と化学的耐久性を向上させるが、４％以下で
は効果が少なく、28％以上では失透傾向が増大す
るばかりでなく、着色も著しい。
PbOは必須配合成分であり、Bi2O3同様屈折率
を高める効果があるが、４％以下では効果が少な
く、25％以上では失透傾向が増大し、着色も著し
く、化学的耐久性も劣化する。
Bi2O3＋PbOを10％以上、50％以下と限定した
理由は10％以下では所記の目的となる屈折率が得
られず、50％以上では失透傾向が増大し、着色も
著しいためである。
B2O3は任意配合成分であるが、B2O3の適量の
使用は、すぐれた失透防止効果を伴ない、ガラス
を安定化する。しかし、屈折率が低下するため６
％以下とする。
R2O（Li2O、Na2O、K2O、Cs2O）は任意配合
成分であるが、R2Oの適量の添加は、失透傾向を
減少させ、ガラスの安定化に効果がある。しかし
屈折率の低下と化学的耐久性を劣化させるので、
一種および二種以上を６％以下とする。
ZnOは任意配合成分であるが、ZnOの適量の使
用は、化学的耐久性を向上させる。しかし失透傾
向の増大をまねくため５％以下とする。
Nb2O5は任意配合成分であるが、Nb2O5の適量
の使用は、化学的耐久性を向上させる。しかしガ
ラスの熔融に困難を生じさせるため10％以下とす
る。
本発明による実施例を第１表に示す。但し耐水
性は日本光学硝子工業会規格の「光学ガラスの化
学的耐久性の測定方法（粉末法）」に基づくもの
であり、次式に従い重量減少％を耐水性％とす
る。
耐水性％＝採取試料(g)−処理後試料(g)／採取試料(g
)
本発明の光学ガラスは第１表の比率でガラス原
料を混合した後、予め電気炉で700〜900℃に加熱
した金製ルツボに投入して熔融し、金製撹拌棒に
て撹拌して、清澄し均質化してから適当な温度に
予熱した金型内に鋳込んだ後、徐冷して作る。こ
のように本発明のガラスは、20以上の高屈折率を
有し、失透に対し安定で、化学的耐久性も良好
で、工業的規模において良好に製造できるもので
ある。なお、ガラスの着色
The present invention relates to an extremely high refractive index optical glass having a refractive index (nd) of 2.0 to 2.2. Due to the remarkable development of lasers in recent years, lasers have begun to be used in many fields. Accordingly, various requirements have been submitted to optical glasses used in laser optical equipment and the like, and it has become difficult for optical glasses with conventional refractive indexes to meet these requirements. In particular, it is a well-known fact that optical glass with a high refractive index is required to make laser optical equipment more compact. It is well known that TeO 2 or the like is used as a glass-forming oxide to obtain such a high refractive index optical glass, and methods for producing optical glass using these are also disclosed in Japanese Patent Publication No. 19837/1983, etc. It is publicly known. In general, tellurite glasses tend to devitrify, have poor stability during melting, and often have poor chemical durability. As an example of improvement of the above glass, Li 2 O
The one with improved stability using
An example of improved water resistance using P 2 O 5 is shown in Japanese Patent Publication No. 48-38314. All of these optical glasses are TeO 2 -WO 3 based and have been improved by adding BaO, Li 2 O, P 2 O 5 and the like. The present invention was developed by the present inventors as a result of intensive research into the development of optical glass with a high refractive index .
TeO 2 −GeO 2 −Tl 2 O−Bi 2 O 2 − which is completely different from the system
It was discovered that the PbO-based glass composition has a tendency to devitrify and is chemically stable.
TeO 2 , GeO 2 as glass-forming oxides, Tl 2 O,
Bi 2 O 3 and PbO increase the refractive index and create a five-component system to increase stability. That is, the present invention includes: TeO 2 10-48% by weight GeO 2 5-25% by weight Tl 2 O 10-37% by weight Bi 2 O 3 4-28% by weight PbO 4-25% by weight Bi 2 O 3 +PbO 10-50% by weight % B 2 O 3 0-6 weight % One or more types of R 2 O (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O) 0-6 weight % ZnO 0-5 weight % Nb 2 O It is a high refractive optical glass consisting of 50 to 10% by weight or more. Here, the reason why each compounded component is limited as described above is as follows. TeO 2 is an essential ingredient, but below 10%,
The desired refractive index cannot be obtained, and if it exceeds 48%, the tendency to devitrify increases and coloration becomes significant. Although GeO 2 is an essential blending component, if it is less than 5%, the tendency to devitrify increases, and if it is more than 25%, the desired refractive index cannot be obtained. Tl 2 O is an essential ingredient, but it is less than 10% and 40%
Above that, the tendency to devitrify increases and a stable glass cannot be obtained. Bi 2 O 3 is an essential compounding component, and has the effect of increasing the refractive index and improving chemical durability, but if it is less than 4%, it has little effect, and if it is more than 28%, it not only increases the tendency to devitrify, but also causes coloration. Significant. PbO is an essential blending component, and like Bi 2 O 3 , it has the effect of increasing the refractive index, but if it is less than 4%, the effect is small, and if it is more than 25%, the tendency to devitrify increases, coloring becomes significant, and chemical durability deteriorates. to degrade. The reason why Bi 2 O 3 +PbO was limited to 10% or more and 50% or less is that if it is less than 10%, the desired refractive index cannot be obtained, and if it is more than 50%, the tendency to devitrify increases and coloration is significant. It is. Although B 2 O 3 is an optional component, the use of an appropriate amount of B 2 O 3 has an excellent effect of preventing devitrification and stabilizes the glass. However, because the refractive index decreases, 6
% or less. Although R 2 O (Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O) is an optional component, adding an appropriate amount of R 2 O is effective in reducing the tendency to devitrify and stabilizing the glass. There is. However, it reduces the refractive index and deteriorates chemical durability.
The content of one or more types shall be 6% or less. Although ZnO is an optional component, using an appropriate amount of ZnO improves chemical durability. However, to avoid increasing the tendency for devitrification, the content should be set at 5% or less. Although Nb 2 O 5 is an optional ingredient, use of an appropriate amount of Nb 2 O 5 improves chemical durability. However, since it causes difficulty in melting the glass, it should be kept at 10% or less. Examples according to the invention are shown in Table 1. However, water resistance is based on the "Method for Measuring Chemical Durability of Optical Glass (Powder Method)" specified by the Japan Optical Glass Industry Association, and % weight loss is defined as % water resistance according to the following formula. Water resistance % = Collected sample (g) - Sample after treatment (g) / Collected sample (g)
) The optical glass of the present invention is produced by mixing the glass raw materials in the proportions shown in Table 1, melting the glass in a metal crucible preheated to 700 to 900°C in an electric furnace, and stirring with a metal stirring rod. After clarification and homogenization, it is cast into a mold preheated to an appropriate temperature, and then slowly cooled. As described above, the glass of the present invention has a high refractive index of 20 or more, is stable against devitrification, has good chemical durability, and can be manufactured satisfactorily on an industrial scale. In addition, the coloring of the glass
【表】【table】
【表】
を防ぎ、脱泡のために少量のAs2O3を加えるこ
と、または工業上よく知られている成分の少量添
加は本発明の効果に影響を与えない。[Table] The addition of a small amount of As 2 O 3 for prevention and defoaming, or the addition of small amounts of components well known in the industry will not affect the effectiveness of the present invention.