JPH08175841A - 光学ガラス - Google Patents

光学ガラス

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JPH08175841A JP33728394A JP33728394A JPH08175841A JP H08175841 A JPH08175841 A JP H08175841A JP 33728394 A JP33728394 A JP 33728394A JP 33728394 A JP33728394 A JP 33728394A JP H08175841 A JPH08175841 A JP H08175841A
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、屈折率(nd)が1.71〜1.
83、アッベ数(νd)が22〜32の範囲の光学恒数
を有し、かつ、転移温度(Tg)が580℃以下である
モールドプレス成形に適した新規な光学ガラスを得るこ
とにある。 【構成】 必須成分が重量%で、SiO2 15〜35
%、TiO2 15〜35%、Nb25 10〜40
%、WO3 0.1〜12%、BaO 0.1〜14
%、Na2O 5〜20%から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、屈折率(nd)が1.
71〜1.83、アッベ数(νd)が22〜32の範囲
の光学恒数を有し、かつ、転移温度(Tg)が580℃
以下であるモールドプレス成形に適した新規な光学ガラ
スに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、軟化させたゴブ(ガラス塊)をプ
レス成形して光学素子を直接作るモールドプレス技術が
盛んに開発されるようになり、低い転移温度(以下、T
gという)と優れた化学的耐久性を有する低Tg光学ガ
ラスの需要が強まってきた。屈折率(nd)1.71〜
1.83、アッベ数(νd)22〜32の範囲の光学恒
数を有するガラスは、従来からSiO2−PbO系ガラ
スとして種々知られているが、PbOを含有したものは
プレス成形時に金型との融着が起こりやすい。また、特
開昭55−126549号公報には弗素成分を含有した
ガラスが示されているが、このガラスは高温でのプレス
成形時に弗素成分が揮発し金型表面に曇りを生じさせる
ため、いずれもモールドプレス用のガラスとしては不適
当である。さらに、特開昭48−34913号公報、特
開昭48−65211号公報、特開昭52−25812
号公報および特開昭52−45612号公報等により、
SiO2−TiO2−Nb25−ROおよび/またはR’
2O系(ただし、Rは二価金属、R’はアルカリ金属)
のガラスが知られているが、これらのガラスは耐失透性
に劣り、ゴブ成形時やプレス成形時に失透が発生しやす
く、これらの諸欠点を総合的に満足し得るガラス組成は
未だ見いだされていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来のガ
ラスにみられる諸欠点を改善し、屈折率(nd)1.7
1〜1.83、アッベ数(νd)22〜32の範囲の光
学恒数と優れた化学的耐久性および低温軟化性を維持し
つつ、一段と優れた耐失透性を有する光学ガラスを提供
することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明者は、鋭意試験研究を重ねた結果、従来には具
体的に開示されていない特定範囲のSiO2−TiO2
Nb25−WO3−BaO−Na2Oおよび/またはK2
O系ガラスにおいて、前記光学恒数と低温軟化性を維持
しつつ、化学的耐久性を損なうことなく、一段と優れた
耐失透性を有することを見いだし、本発明を成すに至っ
た。
【0005】本発明にかかる光学ガラスの特徴は、重量
%で、SiO2 15〜35%、B23
0〜10%、TiO2 15〜35%、Nb2
5 10〜40%、Ta25 0〜10
%、WO3 0.1〜12%、ZnO
0〜10%、SrO 0〜12%、BaO
0.1〜14%、ただし、ZnO+SrO+BaO
の合計量 0.1〜14%、Na2O 5〜2
0%、K2O 0〜20%、ただし、Na2
+K2Oの合計量 10〜30%、Sb23
〜 1%、の範囲の各成分から成り、かつ、屈折率(n
d)1.71〜1.83、アッベ数(νd)22〜32
の範囲の光学恒数とTgが580℃以下であることにあ
る。
【0006】上記のとおり、各成分の組成範囲を限定し
た理由は次のとおりである。すなわち、ガラス形成成分
であるSiO2成分はガラス化学的耐久性および目標の
光学恒数維持のため15〜35%の範囲とする。
【0007】TiO2、Nb25成分は本発明のガラス
の光学恒数の調整のため必要であり、溶融性を悪化させ
ずに化学的耐久性を向上させる効果がある。また、Ti
2、Nb25成分を共存させることによりガラス化範
囲を広くしガラスをより安定にする。しかし、これらの
効果を得るためには、TiO2、Nb25成分はそれぞ
れ15%および10%以上必要であり、TiO2および
Nb25の量がそれぞれ35%および40%を超えると
ガラスはかえって失透しやすくなる。また、さらに安定
なガラスを得るためにはNb25成分を15〜40%の
範囲にすることが好ましい。
【0008】WO3成分は本発明のガラスにおいて、前
記光学恒数と低温軟化性を維持しつつ、化学的耐久性を
損なうことなく、一段と優れた耐失透性を有することを
見いだした重要な成分である。しかし、この成果を得る
ためには次の二つの条件を満たす必要がある。一つはB
aO成分と共存させること。もう一つはWO3成分を
0.1%以上、好ましくは0.5%以上含有させること
である。ただし、WO3成分が12%を超えるとガラス
はかえって失透しやすくなる。
【0009】BaO成分はガラスの溶融性を向上させる
うえ、前記のとおりWO3成分と共存させることにより
耐失透性を向上させるが、これらの効果を得るためには
0.1%以上必要であり、14%を超えるガラスはかえ
って失透しやすくなるばかりか、化学的耐久性が劣化し
てしまう。好ましくは0.1〜12%の範囲とする。
【0010】Na2O、K2O成分は溶融性および耐失透
性を向上させる効果がある。Na2O成分が5%未満で
はその効果が得られず、K2O成分は任意に添加しその
効果を得ることができるが、Na2O、K2Oを共存させ
ることにより耐失透性をより向上させる事ができるた
め、K2O成分は0.5%以上が好ましい。ただし、N
2O、K2O成分の量がそれぞれ20%を超えるとガラ
スはかえって失透しやすくなる。また、Tgが580℃
以下を維持するためには、Na2O成分の量または二成
分の合計量を10%以上にする必要があり、化学的耐久
性の維持のためにNa2O、K2O成分の合計量を30%
以下にする必要がある。また、さらに安定なガラスを得
るためにはNa2O、K2Oを共存させ、二成分の合計量
を16〜30%の範囲にすることが好ましい。
【0011】B23成分はSiO2成分と同様にガラス
網目構造を構成しガラスを安定化させるうえ、溶融性を
向上させる効果があるため任意に添加し得るが、光学恒
数および化学的耐久性維持のため10%まで含有させる
ことができる。光学恒数維持のため好ましくは5%以下
にすべきである。
【0012】Ta25成分は光学恒数調整のため任意に
添加し得るが、その量は10%以下で十分である。
【0013】ZnOおよびSrO成分は光学定数調整と
溶融性向上のためBaO成分の一部と置換し任意に含有
し得るが、それぞれ10%および12%を超えると耐失
透性が悪化する。化学的耐久性維持のためZnO、Sr
O成分の一種とBaO成分の合計量および/または二種
とBaO成分の合計量を12%以下にする必要がある。
【0014】Sb23成分はガラス溶融の際の清澄剤と
して任意に含有し得るが、その量は1%以下で十分であ
る。
【0015】なお、本発明のガラスに上記以外の成分、
例えばBi23、およびSnO等の成分を合計2%程度
まで、光学恒数の調整、脱泡性の向上、ガラスの溶解性
および失透性の改善のため必要に応じ添加しても差しつ
かえない。
【0016】
【実施例】次に、本発明の光学ガラスにかかる実施組成
例(No.1〜No.10)および前記従来の光学ガラ
スの比較組成例(No.A〜No.C)についてそれぞ
れ得られたガラスの屈折率(nd)、アッベ数(ν
d)、Tgおよび失透試験の測定結果とともに表1に示
した。
【0017】失透試験Aはガラス成形時に発生する失透
を対象とした試験であり、白金製の50ccポットにガ
ラス試料80gを入れて、電気炉中で各ガラスの溶融性
の難易度に応じて、各試料を1100〜1300℃の温
度で2時間溶融した後、降温して各試料を1050℃、
1000℃および950℃で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○印で、また失
透が認められたガラスは×印で示した。
【0018】失透試験Bはモールドプレス時に発生する
失透を対象とした試験であり、作製した各ガラスを20
×20×20mmのブロック状に切り出し、凹型の耐火
物製皿にのせ、電気炉中でモールドプレス温度の近傍で
あるTg+100℃で30分保温した後、降温し炉外に
取り出し、得られた各ガラスの上下2面を研磨し、ガラ
ス内部の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○印で、また失透
が認められたガラスは×印で示した。
【0019】
【表1】
【表1】
【表1】
【表1】
【0020】表1に見られるとおり、本発明の実施例の
ガラスはいずれも優れた化学的耐久性を維持しつつ、所
定の光学定数とTgとを有している。また、これらのガ
ラスはいずれも失透性に優れ、また均質化しやすい。こ
のため前記実施例のガラスは製造が容易であり、モール
ドプレス用素材として適している。なお、本発明の表1
記載の実施組成例のガラスは、いずれも酸化物、炭酸塩
および硝酸塩等の通常の光学ガラス原料を用いて所定の
割合で秤量混合した後白金坩堝に投入し、組成による溶
融の難易度に応じて1000〜1300℃の温度で2〜
4時間溶融し、攪拌均質化した後適当な温度に下げて金
型等に鋳込み除冷することにより容易に得ることができ
る。
【0021】
【発明の効果】以上述べたとおり、本発明の光学ガラス
はSiO2−TiO2−Nb25−WO3−BaO−Na2
Oおよび/またはK2O系ガラスの特定組成を有するも
のであるから、屈折率(nd)が1.71〜1.83、
アッベ数(νd)が22〜32の範囲の光学恒数と58
0℃以下のTgを有し、耐失透性に一段と優れている。
また製造が容易であり均質化しやすく、モールドプレス
用ガラスに適している。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、SiO2 15〜35
    %、B23 0〜10%、TiO2
    5〜35%、Nb25 10〜40%、Ta25
    0〜10%、WO3 0.1〜12%、
    ZnO 0〜10%、SrO 0〜
    12%、BaO 0.1〜14%、ただし、Zn
    O+SrO+BaOの合計量 0.1〜14%、Na2
    O 5〜20%、K2O 0〜20
    %、ただし、Na2O+K2Oの合計量 10〜30%、
    Sb23 0〜 1%、の範囲の各成分から成
    り、かつ、屈折率(nd)1.71〜1.83、アッベ
    数(νd)22〜32の範囲の光学恒数を有することを
    特徴とする光学ガラス。
  2. 【請求項2】 重量%で、SiO2 15〜35
    %、B23 0〜 5%、TiO2
    5〜35%、Nb25 15〜40%、Ta25
    0〜10%、WO3 0.5〜12%、
    ZnO 0〜10%、SrO 0〜
    12%、BaO 0.1〜12%、ただし、Zn
    O+SrO+BaOの合計量 0.1〜12%、Na2
    O 5〜20%、K2O 0.5〜20
    %、ただし、Na2O+K2Oの合計量 16〜30%、
    Sb23 0〜 1%、の範囲の各成分から成
    り、かつ、転移温度(Tg)が580℃以下であること
    を特徴とする請求項1に記載の光学ガラス。
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