(57)【要約】【課題】本発明は酸化ビスマスを含有するガラスにおいて、良好な透過率を有する光学ガラスを製造する方法を提供する。【解決手段】Ｂｉ２Ｏ３を含有する光学ガラスの原料混合物中に、熱分解して酸化性ガスとなる原料及び／又はその他のガスを放出させる事ができる原料を含有させ、攪拌による酸化効果、酸化性ガスによる酸化効果によってガラスの透過率を向上させる。酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を１０％以上含有する原料混合物を溶融成形し、光学ガラスを製造する方法であって、前記原料混合物において、総質量の３％以上がガラス構成成分として残留しない成分を含有することを特徴とする前記製造方法。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を１０％以上含有する原料混合物を溶融成形し、光学ガラスを製造する方法であって、前記原料混合物において、総質量の３％以上がガラス構成成分として残留しない成分を含有することを特徴とする前記製造方法。
【請求項２】
前記原料混合物中には、ガラス溶融時に熱分解し、酸素及び／又は酸素とその他元素とからなる分子として放出されるものを含むことを特徴とする請求項１の製造方法。
【請求項３】
前記原料混合物中に残留しない成分は、ガラス溶融時に熱分解し非金属成分
を含むガスとして放出されるものであることを特徴とする請求項１又は２の製造方法。
【請求項４】
前記熱分解により原料から放出される物質が、酸化性ガスであることを特徴とする請求項２又は３の製造方法。
【請求項５】
ガラス化工程及び／又は清澄工程での雰囲気中の酸素濃度が１％以上であることを特徴とする請求項1〜４いずれかに記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかの方法により製造される光学ガラスであって、屈折率[ｎｄ]が１．７０以上、アッベ数[νｄ]が１０以上の光学恒数を有する前記光学ガラス。
【請求項７】
ガラス転移点が５３０℃以下である請求項６に記載の光学ガラス。
【請求項８】
ＲＯ成分（ＲはＺｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上）を含有する請求項６又は７に記載の光学ガラス。
【請求項９】
Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３成分の１種以上を含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１０】
酸化物基準の質量%で
任意成分として
Ｂ２Ｏ３            ０〜３０％及び／又は
ＳｉＯ２            ０〜３０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３            ０〜２０％及び／又は
ＴｉＯ２                ０〜２０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５              ０〜２０％及び／又は
ＷＯ３                ０〜１５％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５            ０〜１５％及び／又は
ＺｒＯ２              ０〜１５％及び／又は
ＺｎＯ              ０〜２０％及び／又は
ＭｇＯ              ０〜２０％及び／又は
ＣａＯ              ０〜３０％及び／又は
ＳｒＯ              ０〜４０％及び／又は
ＢａＯ              ０〜４０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ            ０〜２０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ            ０〜２０％及び／又は
Ｋ２Ｏ              ０〜２０％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ              ０〜２０％及び／又は
ただしＲｎ２Ｏ成分（Ｒｎ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上）の合計が３０％以下
Ｙ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｐ２Ｏ５              ０〜１０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ3          ０〜３％及び／又は
ＧｅＯ２          ０〜２０％
の各成分を含み、かつ上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したＦの合計量が、上記酸化物基準組成１００質量％に対して０〜５質量％の範囲となる各成分を含有し、かつＲＯ（ＲはＺｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上）＋Ｒｎ２Ｏ(ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上)が５０％以下、Ｙ２Ｏ３+Ｌａ２Ｏ３+Ｇｄ２Ｏ３+Ｙｂ２Ｏ３が１０％以下、であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の光学ガラス。
【請求項１１】
請求項６〜１０いずれか記載の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォーム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は酸化ビスマスを含有する光学ガラスに関し、更に詳しくは透過率を良好にする事が可能な酸化ビスマスを含有する光学ガラスに関する。
【０００２】
近年、光学系を使用する機器の集積化、高機能化に急速に進められており、光学系に対する高精度化、軽量化、小型化の要求がますます強まってきている。これに伴い、レンズ枚数の削減を図るため、高屈折率高分散ガラスの非球面レンズを使用して光学設計することが主流になりつつある。非球面レンズは精密プレスにより製造されることが多いため、安価に製造可能な低Ｔｇ光学ガラスが望まれている。精密プレス成形のメリットは、レンズを研削研磨せずに、最終形状まで成形可能なことである。特に、研削研磨加工の困難な非球面レンズは、精密プレスのみで作製することが可能である。
【０００３】
高屈折率高分散領域ガラスとして多くのガラスが開発されているが、その多くはＮｂ２Ｏ５成分を多量に含有したリン酸塩ガラスである。例えば特許文献１、２にはＰ２Ｏ５−Ｎｂ２Ｏ５−ＷＯ３−（Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ）系のガラスが特許文献３にはＰ２Ｏ５−Ｎｂ２Ｏ５−ＴｉＯ２−Ｂｉ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系のガラスが開示されている。しかし、これらの光学ガラスのガラス転移点（Ｔｇ）はそれほど低いものではなく、また耐失透性も不十分という欠点がある。
【０００４】
また、ガラス転移点（Ｔｇ）の低いガラスとして、Ｂｉ２Ｏ３成分を大量に含むガラスが開発されている。例えば、非特許文献１〜５には、Ｂｉ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３−ＰｂＯ系，Ｂｉ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３−（Ｌｉ２Ｏ，Ｋ２Ｏ，Ｃｓ２Ｏ）系，Ｂｉ２Ｏ３−ＧｅＯ２系が開示されている。これらのガラスは、高屈折率を維持しつつ、Ｔｇを比較的低くできるという利点があるが、ガラスの吸収端が４５０ｎｍよりも長波長側にあるため、可視領域における透過率が十分でなく、可視領域に高い透過性が要求される光学ガラスとしては使用できないという問題点があった。
【０００５】
Ｂｉ２Ｏ３成分を大量に含むガラスにおいては、以前より可視領域における透過率を改善するための様々な試みがされている。
【０００６】
特許文献４には、前記透過率の悪化はガラス組成中に含まれる多量のＢｉ２Ｏ３が還元されることにより生じることがその要因の１つであることが記載されている。したがって、これらの還元作用による不利益を抑制するために、生産技術的な改善、例えば溶融雰囲気における酸素濃度を増加させたり、溶融ガラス中に酸素をバブリングすることにより、ある程度の効果を奏することができることが記載されている。
【０００７】
しかし、これら生産技術的な改善には、例えば酸素ガスバブリングやフローの設備を付加することに大きなコストがかかるのみならず、及び使用する酸素ガス自体に大きなコストがかかる等の欠点がある。特に酸素バブリングについては、ガラス中に酸素を吹き込むため、多数の泡が生じ、その泡に起因する透過率の減少が生じることがあり、光学ガラスにおいては必ずしも適切ではないことがある。
【０００８】
したがって、Ｂｉ２Ｏ３成分を多量に含有する光学ガラスを、大規模な装置の付加を要せずに、大気中程度の酸素濃度で溶解してもガラス（酸化ビスマス）が還元されないようにし、光透過性の良好な光学ガラスを製造できる方法が求められていた。
【特許文献１】特開２００３−３２１２４５号公報
【特許文献２】特開平８−１５７２３１号公報
【特許文献３】特開２００３−３００７５１号公報
【特許文献４】特表２００５−５０２５７４号公報
【非特許文献１】Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓｅｓ，  Ｐ１１９，Ｖｏｌ．２７  Ｎｏ．３  Ｊｕｎｅ  １９８６
【非特許文献２】Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｐ．２３１５，  Ｖｏｌ．７５，  Ｎｏ．９，Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９２
【非特許文献３】Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｐ．１０，  Ｖｏｌ．７５，  Ｎｏ．９，Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９２
【非特許文献４】Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，  Ｐ．１５４３，  Ｖｏｌ．７１，  Ｎｏ．１０，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  １９９２
【非特許文献５】Ｇｌａｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ，  Ｐ．１０６，  Ｖｏｌ．２８，  Ｎｏ．２，  Ａｐｒｉｌ  １９８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、酸化ビスマスを含有する光学ガラスにおいて、酸化ビスマス還元による透過率劣化を生じない製造方法及びその製法により製造される光学ガラスを提供する。
【００１０】
本発明の第１の構成は、酸化物基準の質量％でＢｉ２Ｏ３成分を１０％以上含有する原料混合物を溶融成形し、光学ガラスを製造する方法であって、前記原料混合物において、総質量の３％以上がガラス構成成分として残留しない成分を含有することを特徴とする前記製造方法である。
【００１１】
前記構成１に記載の方法は、Ｂｉ２Ｏ３成分を多量に含む光学ガラス、具体的には、Ｂｉ２Ｏ３成分を１０質量％以上含有する光学ガラスを製造する場合に有効な方法である。
ここで、「総質量の３％以上がガラス構成成分として残留しない」とは、通常、ガラスの原料として使用される酸化物等の紛体原料等が高熱で溶融された際に、その一部が空気中の酸素等と反応することによりガス成分となり、最終的なガラス構成成分として残らないものをいう。例えば、金属炭酸塩から発生するＣＯ２がこれに該当する。
【００１２】
このような原料を使用することにより、通常のガラス溶融の過程において、原料混合物から多量にガスが放出され、そのガスの放出によって溶融ガラス中に攪拌効果が生じやすくなり、大気中の酸素とガラスが接触する事で酸化を進行させ、透過率を向上させることが期待できる。
【００１３】
本発明の第２の構成は、前記原料混合物中には、ガラス溶融時に熱分解し、酸素及び／又は酸素とその他元素とからなる分子として放出されるものを含むことを特徴とする前記構成１の製造方法である。
【００１４】
この態様によれば、原料混合物中から放出されるガスが酸素を含む分子である為、通常、フッ素や塩素等の気体よりも酸化効果が大きくなりやすく、さらなる透過率の向上が可能である。
【００１５】
本発明の第３の構成は、前記原料混合物中に残留しない成分は、ガラス溶融時に熱分解し非金属成分を含むガスとして放出されるものをであることを特徴とする前記構成１及び２の製造方法である。
【００１６】
この態様によれば、原料混合物中から非金属元素を含むガスが放出される為、溶融ガラスに攪拌効果が生じやすくなる。したがって、溶融ガラスと大気中の酸素が接触しやすくなり、次第にガラスが酸化されていき、透過率の向上につながりやすい。ここで非金属成分を含むガスとしては、例えば金属や珪素の過酸化物、炭酸塩、硫酸塩、水和物等の原料により生じるものである
【００１７】
本発明の第４の構成は、前記熱分解により原料から放出される物質が、酸化性ガスであることを特徴とする請求項２又は３の製造方法である。
【００１８】
この態様によれば、原料溶融時に発生した酸化性ガスがＢｉ２Ｏ３の還元を防ぎ、結果として光学ガラスの着色を防ぐことができる。
【００１９】
本発明の第５の構成は、ガラス化工程及び／又は清澄工程雰囲気中の酸素濃度が１％以上とする前記構成1〜５の製造方法である。
【００２０】
この態様によれば、ガラス化工程及び／又は清澄工程中の酸素の下限が１％である為、酸化反応がおこりやすく、ガラスの透過率が向上しやすくなる。
【００２１】
本発明の第６の構成は、前記構成１〜５の方法により製造される光学ガラスであって、屈折率[ｎｄ]が１．７０以上、アッベ数[νｄ]が１０以上の光学恒数を有する前記光学ガラスである。
【００２２】
この態様のガラスは高屈折率高分散のガラスである為、レンズ枚数を減少し、光学系を使用する機器の軽量化、小型化を図ることができる。
【００２３】
本発明の第７の構成は、ガラス転移点が５３０℃以下である前記構成６の光学ガラスである。
【００２４】
この態様によれば、ガラス転移点が５３０℃以下であるため、プレス成形時の温度を約６００℃以下に設定することができる。従って、再加熱時の温度を低く設定することができ、精密プレス成形用金型の寿命を延ばすことが可能となる。
【００２５】
本発明の第８の構成は、ＲＯ成分（ＲはＺｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上）を含有する前記構成６及び７の光学ガラスである。
【００２６】
この態様によれば、アルカリ土類金属酸化物およびＺｎＯを含有させることで、ガラス安定性を向上させることが可能となる。
【００２７】
本発明の第９の構成は、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３成分の１種以上を含有することを特徴とする前記構成６〜８の光学ガラスである。
【００２８】
この態様によればＢｉ成分を多量に含むガラスにおいても、その安定性を向上させることができる。
【００２９】
本発明の第１０の構成は、酸化物基準の質量%で
任意成分として
Ｂ２Ｏ３            ０〜３０％及び／又は
ＳｉＯ２            ０〜３０％及び／又は
Ａｌ２Ｏ３            ０〜２０％及び／又は
ＴｉＯ２                ０〜２０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５              ０〜２０％及び／又は
ＷＯ３                ０〜１５％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５            ０〜１５％及び／又は
ＺｒＯ２              ０〜１５％及び／又は
ＺｎＯ              ０〜２０％及び／又は
ＭｇＯ              ０〜２０％及び／又は
ＣａＯ              ０〜３０％及び／又は
ＳｒＯ              ０〜４０％及び／又は
ＢａＯ              ０〜４０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ            ０〜２０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ            ０〜２０％及び／又は
Ｋ２Ｏ              ０〜２０％及び／又は
Ｃｓ２Ｏ              ０〜２０％及び／又は
ただしＲｎ２Ｏ成分（Ｒｎ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上）の合計が３０％以下
Ｙ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３              ０〜１０％及び／又は
Ｐ２Ｏ５              ０〜１０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ3          ０〜３％及び／又は
ＧｅＯ２          ０〜２０％
の各成分を含み、かつ上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したＦの合計量が、上記酸化物基準組成１００質量％に対して０〜５質量％の範囲となる各成分を含有し、かつＲＯ（ＲはＺｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上）＋Ｒｎ２Ｏ(ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓからなる群より選択される１種以上)が５０％以下、Ｙ２Ｏ３+Ｌａ２Ｏ３+Ｇｄ２Ｏ３+Ｙｂ２Ｏ３が１０％以下、である前記構成６〜９の光学ガラスである。
【００３０】
上記組成により光学ガラスを製造することで、所望の屈折率、アッベ数を有し、ガラス転移点が十分に低く、脱泡性に優れ、安価な製造コストで所望の光学ガラスを得やすくなる。
【００３１】
本発明の第１１の構成は、前記構成６〜１０の光学ガラスからなる精密プレス成形用プリフォームである。
【００３２】
本発明の第１２の構成は、前記構成１１のプリフォームを精密プレス成形してなる光学素子である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の光学ガラスは、上記構成要件を採用することにより、還元による透過率劣化を回避する事ができ、光透過性の良好な光学ガラスを得る事ができる。また、本発明の製造方法によれば、Ｂｉ２Ｏ３を主成分とする光学ガラスにおける還元による着色を改善しつつ、高屈折率高分散性、低いガラス転移点を有したガラスを得る事ができる。例えば、作製されたガラスが還元に起因する着色によって光透過性が悪く、光学的用途に使用できない場合も、本発明によれば得られるガラスの組成成分を実質的に変化させることなく透過率のみを向上させることが可能である。
【００３４】
次に、本発明の光学ガラスにおいて、具体的な実施態様について説明する。
【００３５】
[ガラス成分]
本発明の光学ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。各成分は質量％にて表現する。なお、本願明細書中において質量％で表されるガラス組成は全て酸化物基準での質量％で表されたものである。ここで「酸化物基準」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属フッ化物等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成であり、上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したFの合計量とは、本発明のガラス組成物中に存在しうるフッ素の含有率を、前記酸化物基準組成１００％を基準にして、Ｆ原子として計算した場合の質量％で表したものである。
【００３６】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ２Ｏ３成分はガラスの安定性の向上、及び、高屈折率高分散化、低Ｔｇ化、化学的耐久性の向上等を実現するために欠かせない成分である。しかし、その量が多すぎるとプレス前のガラス自体の透過率を悪化させやすく、また少なすぎると光学設計ニーズの高い光学定数を満たすことを困難にしやすい。したがって、Ｂｉ２Ｏ３成分量は好ましくは１０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは２０％を下限とし、好ましくは９０％未満、より好ましくは８８％、最も好ましくは８５％を上限とする。なお、本発明においては、Ｂｉ２Ｏ３成分を供給するための原料としてＢｉＯＮＯ３を使用した場合に、透過率減少防止等に特に効果があることが確認されている。
【００３７】
ＲＯ成分（Ｒ＝Ｚｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上）はガラスの溶融性の向上及び任意の光学恒数に調整するために含有させることができるが、過剰に含有させると安定性の低下、化学的耐久性の低下、透過率の低下を招きやすくなる。したがってＲＯ成分の合計含有量は好ましくは０％を超えて含有し、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１％を下限とし、好ましくは４０％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００３８】
ＺｎＯ成分は化学的耐久性向上、透過率向上に効果のある成分であるが、その量が多すぎるとガラス安定性を低下させやすくする。したがって、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００３９】
ＭｇＯ成分は大幅に高分散化させる効果のある成分であるが、その量が多すぎるとプレス温度域での耐失透性低下をまねくことがある。したがって、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。
【００４０】
ＣａＯ成分は透過率向上、ガラス安定性の向上効果のある成分であるが、その量が多すぎるとガラス安定性が低下しやすくなる。したがって、好ましくは３０％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１５％を上限とする。
【００４１】
ＳｒＯ成分はガラスを高屈折率高分散に保つ効果のある成分であるが、その量が多すぎると透過率を低下させやすくする。したがって、好ましくは４０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００４２】
ＢａＯ成分はガラスを高屈折率化させ、ガラス安定性に効果のある成分であるが、その量が多すぎると化学的耐久性を下げ、ガラス安定性を低下させやすくする。したがって、好ましくは４０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００４３】
Ｒｎ２Ｏ成分（Ｒｎ＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上）はガラス転移点を低下させると共に、適正量の含有によりガラス安定性を向上させることができる任意成分である。しかし過剰に含有させると化学的耐久性の低下や耐失透性の悪化を生じさせやすい。したがってＲｎ２Ｏ成分の合計含有量は好ましくは０％を超えて含有し、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１０％を上限とする。ただし、含有しなくともさしつかえない。
【００４４】
Ｌｉ２Ｏ成分は低Ｔｇ化、ガラス安定性、溶融性向上に効果のある成分であるが、その量が多すぎると石英坩堝の結晶化を促進し、その耐久性を低下させてしまうことがあり、生産技術的な観点から不利益を招きやすい。したがって、好ましくは２０％、より好ましく１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００４５】
Ｎａ２Ｏは低Ｔｇ化、溶融性の向上に効果がある成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低下しやすくなる。したがって、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。
【００４６】
Ｋ２Ｏ成分はガラス転移点を下げ、溶融性の向上に効果のある成分であるが、その量が多すぎると化学的耐久性を下げ、ガラスの安定性が低下しやすくなる。したがって、好ましくは２０%、より好ましくは１０%、最も好ましくは５%を上限とする。
【００４７】
Ｃｓ２Ｏ成分は低Ｔｇ化の効果のある成分であるが、その量が多すぎるとガラス安定性の低下、化学的耐久性が低下しやすくなる。したがって、好ましくは２０％、より好ましく１０％、最も好ましくは５％を上限とする。
【００４８】
さらに、ガラス安定性をより重視する場合、前記ＲＯ及びＲｎ２Ｏ成分の合計量の上限は、ガラスの安定性の観点から、好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下、最も好ましくは４０％以下である。
【００４９】
Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３成分はガラス形成成分として有用な成分であり、透過率の向上や液相温度に対する粘性の向上、化学的耐久性を向上させることができる成分である。したがって、これら成分の１種以上の合計含有量が０％を超えることが好ましく、３％以上とすることがより好ましく、最も好ましくは、７％以上含有する。ただし、これらの成分の合計含有量が多すぎるとガラス転移点（Ｔｇ）が高くなりやすくなるため、好ましくは５０％、より好ましくは４５％、最も好ましくは４０％を上限とする。この範囲で製造を行うことで、液相温度が低く安定したガラスを得ることができる。
【００５０】
Ｂ２Ｏ３成分は必須成分ではないが、ガラス安定性を向上させる為に有用な成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が悪化し、熱的物性値（ガラス転移点等）が高くなりやすくなる。したがって、０％を超えて含有することが好ましく、より好ましくは０．１％、最も好ましくは０．２％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００５１】
ＳｉＯ２成分は必須成分ではないが、ガラス安定性を向上させ、ガラスの粘性を上げる為に有用な成分であるが、その量が多すぎると、ガラス安定性が悪化する傾向がある。したがって、したがって、０％を超えて含有することが好ましく、好ましくは０．１％、より好ましくは０．２％を下限とし、好ましくは３０％、より好ましくは２０％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００５２】
Ａｌ２Ｏ３成分は必須成分ではないが、ガラス安定性を向上させ、化学的耐久性や機械的強度を向上させる為に有用な成分ではあるが、その量が多すぎると、ガラス安定性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは２０％、より好ましくは１０％、最も好ましくは７％を上限とする。
【００５３】
ＴｉＯ２成分は光学恒数を高屈折率高分散に調整するために効果のある任意成分であるが、その量が多すぎると透過率を低下させ、ガラス安定性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００５４】
Ｎｂ２Ｏ５成分はガラスの高屈折率化に効果のある任意成分であるが、その量が多すぎるとガラス安定性が悪化しやすくなる。したがって、好ましくは２０％、より好ましくは１５％、最も好ましくは１０％を上限とする。
【００５５】
ＷＯ３成分はガラスを高分散化させる効果のある任意成分であるが、その量が多すぎるとガラス安定性が低下しやすくなり、さらに透過率も悪化しやすくなる。したがって、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。
【００５６】
Ｔａ２Ｏ５成分は高屈折率化成分として効果のある任意成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を悪化させやすくなる。したがって、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。
【００５７】
ＺｒＯ２成分は化学的耐久性を向上させる成分として効果のある任意成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を悪化させやすくなる。したがって、好ましくは１５％、より好ましくは１０％、最も好ましくは５％を上限とする。
【００５８】
Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３の成分は、ガラスの化学的耐久性の向上に効果を有する任意成分であるが、その量が多いと分散が所望の値よりも低くなりやすく、耐失透性も増加しやすくなる。従って、上記成分のそれぞれの上限値を１０％とすることが好ましく、７％とすることが好ましく、５％とすることが最も好ましい。なお、各成分は、それぞれ１０％以下であれば問題ないが、耐失透性をことさら重視する場合は、この成分の合計量の上限も１０％とすることが好ましく、７％とすることが好ましく、５％とすることが最も好ましい。
【００５９】
Ｐ２Ｏ５成分は、ガラス安定性の向上に効果のある任意成分である。しかしその量が多すぎるとガラスの分相傾向が強くなりやすくなる。したがって、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、１％とすることが最も好ましい。分相防止を特に重視する場合は含まない。
【００６０】
Ｓｂ２Ｏ３成分は脱泡剤、ガラスの酸化還元性調整、高分散化の効果がある任意成分である、その量が多すぎると溶融性の悪化、透過率を低下させやすくする。したがって、好ましくは３％、より好ましくは２％、最も好ましくは１％を上限とする。
【００６１】
ＧｅＯ２成分はガラスの着色改善とガラス安定性の向上に効果のある成分であるが、高価であるために、上限値を２０％とすることが好ましく、１０％とすることがより好ましく、５％とすることがさらに好ましい。最も好ましくは含まない。
【００６２】
Ｆは、ガラスの溶融性を高める効果があり任意に添加することができるが、屈折率を急激に下げてしまうことがある。したがって、上記酸化物の一部又は全部をフッ化物置換したFの合計量が、前記酸化物基準組成１００質量％を基準にして、F原子として計算した場合の質量％で表した場合に、上限値を５％とすることが好ましく、３％とすることがより好ましく、１％とすることがさらに好ましい。最も好ましくは含まない。
【００６３】
本発明においては、原料を溶融する際にその一部が分解、揮発等し、最終的なガラス中に残存しないことが要求される。そのためには、原料として酸化物以外の原料を使用することが好ましい。例えば、塩化物、過酸化物、硝酸塩、炭酸塩等が挙げられる。
【００６４】
また、原料として最終的にガラス中に残らない成分の量は、原料全質量に対し3〜40％であることが好ましい。多すぎると溶融時に反応性が高くなり、坩堝から溶融ガラスが溢れてしまう等の不利益が生じることがあり、生産性が悪化しやすくなり、少なすぎると酸化促進効果が十分に発揮されず、透過率向上が期待できない。従って、原料として最終的にガラス中に残らない成分の含有量は、原料全質量のうち、好ましくは３％、より好ましくは５％、最も好ましくは７％を下限とし、好ましくは４０％、より好ましくは３０％、最も好ましくは２０％を上限とする。
【００６５】
分解して発生する気体はガラスを還元させる気体以外であれば、攪拌効果により大気中の酸素と接触させることもできるため、その酸化作用による透過率向上が期待できる。よって、炭酸ガス、塩素ガス、硫酸ガス、硝酸ガス等でも使用する事ができる。しかし、酸化作用を有するガスであればより好ましく、最も好ましい気体は、酸素含有ガスである。
【００６６】
溶融時の雰囲気は、還元雰囲気でなければ、溶融ガラス中から放出される酸化性ガスによって酸化が促進され、透過率が向上する傾向となる。好ましくは、酸素濃度が１%以上、より好ましくは２％以上、最も好ましくは３％以上の雰囲気で溶融する。
【００６７】
溶解時の温度としては、可能な限り低温で溶融する事で、溶融ガラスの酸化が促進されやすくなる。よって、ガラス化や清澄に支障の無い範囲でできるだけ低温で溶融することが好ましい。
【００６８】
＜含有させるべきでない成分について＞
本発明においては、他の成分を本発明のガラスの特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉを除くＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独又は複合して少量含有した場合においても、ガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じさせやすい。したがって、可視領域の波長を使用する光学ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。ここで「実質的に含まない」とは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
【００６９】
Ｔｈ成分は高屈折率化又はガラスとしての安定性向上を目的として、Ｃｄ及びＴｌ成分は低Ｔｇ化を目的として含有することができる。しかし、Ｔｈ，Ｃｄ，Ｔｌ，Ｏｓの各成分は、近年有害な化学物質成分として使用を控える傾向にあるため、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。したがって、環境上の影響を重視する場合には実質的に含まない方が好ましい。
【００７０】
鉛成分は、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、コストが高くなりやすく、本発明のガラスに鉛成分を含有させるべきでない。
【００７１】
Ａｓ２Ｏ３成分は、ガラスを溶融する際、泡切れ（脱法性）を良くするために使用されている成分であるが、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、本発明のガラスにＡｓ２Ｏ３を含有させることが好ましくない。
【００７２】
本発明のガラス組成物は、その組成が質量％で表されているため直接的にｍｏｌ％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラス組成物中に存在する各成分のｍｏｌ％表示による組成は、酸化物換算組成で概ね以下の値をとる。
Ｂｉ２Ｏ３            ５〜５０％、  
ＳｉＯ２                ０〜３０％以下、 
Ｂ２Ｏ３                ０〜５０％以下、並びに
Ａｌ２Ｏ３            ０〜２０％及び／又は
ＴｉＯ２              ０〜２０％及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５            ０〜２０％及び／又は
ＷＯ３                ０〜１０％及び／又は
Ｔａ２Ｏ５            ０〜１０％及び／又は
ＺｒＯ２              ０〜１０％及び／又は
ＺｎＯ              ０〜２０％及び／又は
ＭｇＯ              ０〜３０％及び／又は
ＣａＯ              ０〜４０％及び／又は
ＳｒＯ              ０〜４０％及び／又は
ＢａＯ              ０〜４０％及び／又は
Ｌｉ２Ｏ            ０〜３０％及び／又は
Ｎａ２Ｏ            ０〜３０％及び／又は
Ｋ２Ｏ              ０〜３０％及び／又は
Ｙ２Ｏ３            ０〜２０％及び／又は
Ｌａ２Ｏ３            ０〜２０％及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３              ０〜２０％及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３              ０〜２０％及び／又は
Ｐ２Ｏ５              ０〜５０％及び／又は
Ｓｂ２Ｏ3          ０〜１％及び／又は  
ＧｅＯ２          ０〜２０％及び／又は    
ＴｅＯ２            ０〜５％及び／又は
Ｆ                  ０〜１０％及び／又は  
【００７３】
本発明の光学ガラスは、高屈折率、高分散であると共に、５３０℃以下のガラス転移点(Ｔｇ)を容易に得ることができるが、精密プレス成形時の金型および型膜の耐熱性等を考慮すると、Ｔｇのより好ましい範囲は、５１０℃以下であり、更に好ましくは４８０℃以下である。この範囲を超えると、使用できる型膜や型材が大きく制限されることとなる。
【００７４】
本発明の光学ガラスは、精密プレス成形をされ、典型的にはレンズ、プリズム、ミラー用途に使用することができる。前述のとおり本発明の光学ガラスはプレス成形用のプリフォーム材として使用することができ、或いは溶融ガラスをダイレクトプレスすることも可能である。プリフォーム材として使用する場合、その製造方法及び精密プレス成形方法は特に限定されるものではなく、公知の製造方法及び成形方法を使用することができる。プリフォーム材の製造方法としては、例えば特開平８−３１９１２４に記載のガラスゴブの成形方法や特開平８−７３２２９に記載の光学ガラスの製造方法及び製造装置のような溶融ガラスから直接プリフォーム材を製造することもでき、またストリップ材を冷間加工して製造しても良い。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下に限定されるものではない。実施例１と比較例１の組成は、一部の成分の供給原材料の供給形態が異なるのみである。比較例１については酸化物原料を使用しているが、実施例１については、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩を含有させていることが特徴である。なお表中の各成分の成分比は酸化物基準に換算したものであり、原料含有量はそれぞれの成分について、酸化物基準で表される各組成をガラス中に含有させるための各原料の（酸化物基準に対する）相対的な重量である。「ガラス化比率」とは、「ガラスの重量／原料混合物重量」で表される数値の事を示し、この値が小さいほど、揮発等されてガラス中に残存しない割合が多いことを示す。
【００７６】
【表１】
2008184355.tif 000003
【００７７】
表１に示す組成、原料形態でガラスの重量が６００ｇになるように原料を秤量し、均一に混合した。石英坩堝を用いて６５０℃〜９００で２〜３時間粗溶解した後、８００℃程度に調整して、1時間程度保温してから金型に鋳込み、ガラスを作製した。得られたガラス特性を表１に示す。
【００７８】
実施例の光学ガラスについて、屈折率[ｎｄ] ]、アッベ数[νｄ]、透過率測定を実施した。透過率は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて行った。具体的には厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定するものである。
【００７９】
屈折率[ｎｄ]及びアッベ数[νｄ]については、徐冷降下温度を−２５℃／ｈｒとし、得られたガラスについて測定した。
【００８０】
図１に、実施例１と比較例１のガラスの透過スペクトルを示す。実施例１の組成は比較例１の組成のうちＢｉ２Ｏ３の一部をＢｉＯＮＯ３、に置換したものであり、このような組成の置換により透過率が飛躍的に向上した。このように、原料の一部の原料形態の変更により、生産技術的な多大なコストをかけることなく、Ｂｉ成分含有ガラスの特有の問題点である透過率を大きく改善することができた。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の光学ガラスと比較例の透過率を示す曲線である。
【図１】
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