(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、ＳｉＯ2 ５＜〜２０％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、Ａｌ2Ｏ3 ０．１〜１０％未満、Ｌａ2Ｏ3 １６．５〜３０％、ＣａＯ １０〜３０％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜１．９％、Ｋ2Ｏ ０〜１．９％、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１５％、ＺｎＯ ０〜１５％ＴｉＯ2 ０〜３％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、ＷＯ3 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3を含有しないことを特徴とする光学ガラス。
【請求項２】
請求項１に記載の光学ガラスにおいて、重量％で、ＳｉＯ2 ８〜１５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、ただし、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3 ５０％以上、Ａｌ2Ｏ3 ０．３〜５％、Ｌａ2Ｏ3 １８〜２５％、ＣａＯ １８〜２５％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜１．９％、Ｋ2Ｏ ０〜１．９％、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜１０％ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3を含有しないことを特徴とする光学ガラス。
【請求項３】
請求項１に記載の光学ガラスにおいて、重量％で、ＳｉＯ2 ８〜１５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、Ａｌ2Ｏ3 ０．３〜５％、Ｌａ2Ｏ3 １８〜２５％、ＣａＯ １８〜２５％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜１．９％、Ｋ2Ｏ ０〜１．９％、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の１種または２種以上の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ただし、上記Ｒ2ＯとＲＯ（ＲＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ）との合計量１９％以上、ＺｎＯ ０〜１０％ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3を含有しないことを特徴とする光学ガラス。
【請求項４】
請求項１に記載の光学ガラスにおいて、重量％で、ＳｉＯ2 ８〜１５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、ただし、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3 ５０％以上、Ａｌ2Ｏ3 ０．３〜５％、Ｌａ2Ｏ3 １８〜２５％、ＣａＯ １８〜２５％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜１．９％、Ｋ2Ｏ ０〜１．９％、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の１種または２種以上の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ただし、上記Ｒ2ＯとＲＯ（ＲＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ）との合計量１９％以上、ＺｎＯ ０〜１０％ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3を含有しないことを特徴とする光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈折率（ｎｄ）が１．６０〜１．６８、アッベ数（νｄ）が５５以上の光学恒数を有する光学ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、前記範囲の光学恒数を有する光学ガラスとして、例えば、ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＢａＯを基本的成分とするガラスが知られている。この組成系のガラスは、溶融時の安定性に優れているものの化学的耐久性が非常に劣っており、ガラスの研磨および洗浄工程や、レンズとしての長期間にわたる使用過程において、ガラス表面にヤケや風化作用による侵蝕が生じやすく、上記従来のガラスの加工および使用に際しては特別な注意を要した。また、上記従来のガラスは、ＢａＯ成分を比較的多量に含有しているため比重が大きくなる傾向があり、さらに、調合原料を溶融する際にＳｉＯ2成分が融液表面に分離しやすく、均質なガラスが得にくいという問題点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術に見られる諸欠点を解消し、前記所定の範囲の光学恒数を有し、溶融性および化学的耐久性が優れ、Ｙ2Ｏ3、Ｇｄ2Ｏ3およびＴａ2Ｏ5のような原料価格の高い成分を含有しない、もしくは、必須成分としない、失透が生じにくい安定な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】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意試験研究を重ねた結果、特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3―ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラスに、Ａｌ2Ｏ3およびＬｉ2Ｏを必須成分として添加することによって、前記目的を達成し得ることを見いだし本発明をなすに至った。
【０００５】
すなわち、前記目的を達成するための本発明の光学ガラスは、請求項１に記載のとおり、重量％で、ＳｉＯ2 ５＜〜２０％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、Ａｌ2Ｏ3 ０．１〜１０％未満、Ｌａ2Ｏ3 １６．５〜３０％、ＣａＯ １０〜３０％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜１．９％、Ｋ2Ｏ ０〜１．９％、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１５％、ＺｎＯ ０〜１５％ＴｉＯ2 ０〜３％、ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｎｂ2Ｏ5 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、ＷＯ3 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3を含有しないことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の光学ガラスの好ましい態様は、請求項２に記載のとおり、重量％で、ＳｉＯ2 ８〜１５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、ただし、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3 ５０％以上、Ａｌ2Ｏ3 ０．３〜５％、Ｌａ2Ｏ3 １８〜２５％、ＣａＯ １８〜２５％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜２％未満、Ｋ2Ｏ ０〜２％未満、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ＺｎＯ ０〜１０％ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3を含有しないことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の光学ガラスの好ましい態様は、請求項３に記載のとおり、重量％で、ＳｉＯ2 ８〜１５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、Ａｌ2Ｏ3 ０．３〜５％、Ｌａ2Ｏ3 １８〜２５％、ＣａＯ １８〜２５％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜２％未満、Ｋ2Ｏ ０〜２％未満、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の１種または２種以上の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ただし、上記Ｒ2ＯとＲＯ（ＲＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ）との合計量１９％以上、ＺｎＯ ０〜１０％ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3を含有しないところにある。
【０００８】
また、本発明の光学ガラスの特に好ましい態様は、請求項４に記載のとおり、重量％で、ＳｉＯ2 ８〜１５％、Ｂ2Ｏ3 ４０〜５０％（４０％を除く）、ただし、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3 ５０％以上、Ａｌ2Ｏ3 ０．３〜５％、Ｌａ2Ｏ3 １８〜２５％、ＣａＯ １８〜２５％、Ｌｉ2Ｏ ０．１〜２％未満、Ｎａ2Ｏ ０〜２％未満、Ｋ2Ｏ ０〜２％未満、ただし、Ｒ2Ｏ（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）の１種または２種以上の合計量０．１〜２％未満、ＭｇＯ ０〜５％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜１０％、ただし、上記Ｒ2ＯとＲＯ（ＲＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ）との合計量１９％以上、ＺｎＯ ０〜１０％ＺｒＯ2 ０〜５％、Ｔａ2Ｏ5 ０〜５％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜０．５％およびＦ2 ０〜５％を含有し、Ｙ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3を含有しないことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の光学ガラスにおいて、各成分を前記組成範囲に限定した理由を以下に述べる。
ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3成分は、ガラス形成酸化物であり、本発明において、ガラス化範囲を広くし、かつ、ガラスに適度な粘度を持たせるのに有効である。ＳｉＯ2成分は、その量が５％以下では上記効果が不十分であり、２０％を超えると混合原料の溶融性が悪くなり、未溶融物を生じやすくなる。また、Ｂ2Ｏ3成分は、その量が３５％未満の場合および５５％を超える場合、所望の屈折率のガラスを得にくくなる。特に均質性の良いガラスを得るためには、ＳｉＯ2成分の量を８〜１５％、Ｂ2Ｏ3成分の量を４０〜５０％とすることが好ましい。さらに、一段と安定なガラスを得るためには、ＳｉＯ2成分およびＢ2Ｏ3成分の合計量を５０％以上とすることがより好ましい。
【００１０】
Ａｌ2Ｏ3成分は、ガラスの化学的耐久性の向上や粘度の調整、および失透に対する安定化に効果がある。しかし、その量が０．１％未満では、上記効果が十分でなく、また、１０％以上になると、かえって失透性が増大し好ましくない。より好ましい量は０．３〜５％である。
【００１１】
Ｌａ2Ｏ3成分は、ガラスの化学的耐久性および耐失透性を向上させるとともに、分散をあまり大きくすることなしに屈折率を高め、高屈折率を有する安定なガラスを得るのに有効な成分である。その量が１６．５％未満であるとガラスの化学的耐久性や耐失透性が不十分であり、また３０％を超えると所望の屈折率が得られなくなる。所望の光学恒数を有し、かつ、失透のない均質なガラスを得るには、Ｌａ2Ｏ3成分の量が１８〜２５％の範囲であることがより好ましい。
【００１２】
ＣａＯ成分は、ガラスの化学的耐久性、耐失透性およびガラス原料の溶融性を向上するのに効果がある。ＣａＯ成分の量が１０％未満では上記効果が十分でなく、また、所望の光学恒数を得がたい。また、その量が３０％を超えるとかえって失透化傾向が増大し好ましくない。ＣａＯ成分のより好ましい量は１８〜２５％である。
【００１３】
Ｌｉ2Ｏ成分は、ガラス原料の溶融を促進するのに有効である。上記効果を得るためには、その量は０．１〜２％未満で十分であり、２％以上では、ガラス中に結晶が析出する傾向が増大するので好ましくない。また、Ｌｉ2Ｏ成分の一部をＮａ2ＯおよびＫ2Ｏ成分の一方または両方で置き換えることが可能である。
【００１４】
ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯの各成分は、ガラスの屈折率やアッベ数の調整、ガラス原料の溶融性の向上および耐失透性の改善のために有効であり、ＭｇＯおよびＳｒＯ成分をそれぞれ５％まで、また、ＢａＯおよびＺｎＯ成分をそれぞれ１５％まで加えることができる。なお、ＢａＯおよびＺｎＯ成分の量は、それぞれ１０％までとすることが、より好ましい。さらに、Ｒ2Ｏ成分（Ｒ2ＯはＬｉ2Ｏ、Ｎａ2ＯおよびＫ2Ｏ）とＲＯ成分（ＲＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＢａＯ）との合計量は、１９％以上とすることが、より好ましい。
【００１５】
本発明のガラスには、屈折率やアッベ数の調整またはガラスの安定性向上のために、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5およびＷＯ3の各成分を任意に添加し得るが、それらの量は、ＴｉＯ2成分は３％まで、ＺｒＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｔａ2Ｏ5およびＷＯ3の各成分は、それぞれ５％までで十分である。しかし、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5およびＷＯ3成分は、短波長側におけるガラスの光線透過率を低くする傾向があるので、これらの成分を含有しないほうがより好ましい。
【００１６】
Ｓｂ2Ｏ3成分は、ガラス溶融の際の清澄剤として任意に添加し得るが、その量は１％以下で十分であり、より適当な量は０．５％以下である。
また、本発明のガラスには、上記金属酸化物の各金属元素の弗化物を１種または２種以上添加してもよい。その量はＦ2として５％までである。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明にかかる光学ガラスの好適な実施例（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２０）をこれらのガラスの屈折率（ｎｄ）およびアッベ数（νｄ）とともに表１および表２に示す。
【００１８】
【表１】
0004024907.tif 000002
【００１９】
【表２】
0004024907.tif 000003
【００２０】
上記表１および表２の実施例の光学ガラスは、いずれも、溶融性に優れ、泡や脈理のない均質なガラスが得ることができ、失透に対する安定性も優れている。また、前記従来のＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3およびＢａＯを基本成分とするガラスと比較し、化学的耐久性が優れ、比重が小さい。
本発明にかかる上記実施例の光学ガラスは、酸化物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩及び弗化物等の通常の光学ガラス原料を秤量混合し、白金ルツボ等を用いて、約１２００℃から１４００℃で約２から４時間、溶融、清澄、攪拌した後、予熱した金型等に鋳込み、徐冷することにより、容易に製造することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明の光学ガラスは、特定組成範囲のＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3―ＣａＯ−Ｌａ2Ｏ3系ガラスに、Ａｌ2Ｏ3およびＬｉ2Ｏを必須成分として添加したガラスであり、屈折率（ｎｄ）が１．６０〜１．６８、アッベ数（νｄ）が５５以上の範囲の光学恒数を有し、溶融性および化学的耐久性が優れ、失透が生じにくい安定かつ均質な光学ガラスを得ることができる。さらに本発明の光学ガラスは、原料価格の高いＹ2Ｏ3およびＧｄ2Ｏ3成分を含有せず、Ｔａ2Ｏ5成分を必須成分としておらず、安価に製造し得るという点においても有用である。