特許 5850384 ガラス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5850384

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】ガラス

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/095 20060101AFI20160114BHJP

   C03C 3/091 20060101ALI20160114BHJP

   C03C 3/093 20060101ALI20160114BHJP

   C03C 3/064 20060101ALI20160114BHJP

   C03C 3/068 20060101ALI20160114BHJP

   C03C 3/066 20060101ALI20160114BHJP

   G02B 1/00 20060101ALI20160114BHJP

【ＦＩ】

   C03C3/095

   C03C3/091

   C03C3/093

   C03C3/064

   C03C3/068

   C03C3/066

   G02B1/00

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2009-101319(P2009-101319)

(22)【出願日】2009年4月17日

(65)【公開番号】特開2010-248046(P2010-248046A)

(43)【公開日】2010年11月4日

【審査請求日】2012年3月1日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(72)【発明者】

【氏名】此下 聡子

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 史雄

【審査官】 増山 淳子

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／０９４３７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−３２０２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６５１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−０３１４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０９３６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３３５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０９２８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７０３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７６７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １／００ − １４／００

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で、ＳｉＯ_２ ２１％以上、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ １〜３５％、ＢａＯ ３〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ２〜１２％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％未満、Ｆｅ_２Ｏ_３ ５〜５０ｐｐｍ、ＰｔおよびＲｈの含有量が合量で１ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の組成を含有し、屈折率ｎｄが１．５５以上、１．７１未満であるガラスにおいて、質量基準で、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）≦０．８であり、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴが１５％以下であることを特徴とするガラス。

【請求項2】

質量％で、ＳｉＯ_２ ２１〜６０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ３〜１５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜１５％の組成を含有することを特徴とする請求項１に記載のガラス。

【請求項3】

質量％で、ＳｉＯ_２ ２１％未満(０％を含まない)、Ｂ_２Ｏ_３ ８〜２３％、ＺｎＯ ６〜４０％、ＺｒＯ_２ ２〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３ ２０〜４０％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ４〜１６％、Ｎｂ_２Ｏ_５ １〜１０％、Ｔａ_２Ｏ_５ ３〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１〜５％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％未満、Ｆｅ_２Ｏ_３ ５〜５０ｐｐｍ、ＰｔおよびＲｈの含有量が合量で１ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の組成を含有し、屈折率ｎｄが１．７１以上のガラスにおいて、質量基準で、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）≦０．８であり、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴが２０％以下であることを特徴とするガラス。

【請求項4】

質量基準で、酸化剤として機能する金属酸化物の総含有量がＰｔとＲｈの総含有量よりも多いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス。

【請求項5】

光学ガラスであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガラス。

【請求項6】

モールドプレス成形用途であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のガラス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可視域における透過率に優れ、各種用途に好適なガラスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等のレンズとしては非球面形状のレンズが広く用いられている。これらのレンズ用ガラス素材には、可視域において高透過率かつ低分散（高アッベ数）の光学特性が要求される。例えば、カメラ等の薄型化を達成するために、屈折率ｎｄが１．５〜１．９およびアッベ数νｄが２０〜６０の光学特性が要求されている。

【0003】

これらのガラスは、一般に、原料バッチを溶融し、清澄工程を経て生産される。ここで、清澄工程で融液ガラス中に残存している微塵泡を浮上させる清澄剤としてＳｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２およびＣｅＯ_２などが使用される（例えば、特許文献１または２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７６７４８号公報

【特許文献2】特開２００７−１６９０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記清澄剤のうち、特にＳｂ_２Ｏ_３は環境負荷が大きいため、近年その使用が制限されつつある。しかしながら、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量を低減すると、得られるガラスの可視域透過率が大きく低下するという問題がある。

【0006】

したがって、本発明は、清澄剤であるＳｂ_２Ｏ_３の含有量を基準値以下に制限した場合でも、高い可視域透過率を維持することが可能なガラスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者等は、種々検討を行った結果、ガラス中のＳｂ_２Ｏ_３含有量を低減した際の可視域透過率の低下は、特に波長３６０ｎｍ付近の透過率の低下が原因であることを突き止めた。そこで、ガラスにおける波長８００ｎｍと波長３６０ｎｍの各波長における透過率の差を特定の範囲以下に制限することにより、前記課題を解決できることを見出し、本発明として提案するものである。

【0008】

すなわち、本発明は、質量％で、ＳｉＯ_２ ２１％以上、Ａｌ_２Ｏ_３ １〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ １〜３５％、ＢａＯ ３〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ２〜１２％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％未満、Ｆｅ_２Ｏ_３ ５〜５０ｐｐｍ、ＰｔおよびＲｈの含有量が合量で１ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の組成を含有し、屈折率ｎｄが１．５５以上、１．７１未満のガラスにおいて、質量基準で、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）≦０．８であり、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴが１５％以下であることを特徴とするガラス（以下、「第１の形態」という）に関する。

【0009】

本発明のガラスは、清澄剤であるＳｂ_２Ｏ_３の含有量が０．１％未満であるため、環境負荷が小さいとともに、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴを１５％以下に制限したことにより、可視域透過率が良好なものとなる。したがって、本発明のガラスは、特にレンズ用ガラス素材として好適である。

【0010】

なお、本発明において、透過率は厚さ１０ｍｍでの測定値をいう。
本発明のガラスは、質量基準で、Ｐｔ^２＋含有量／全Ｐｔ含有量≦０．８を満たす。
清澄剤であるＳｂ_２Ｏ_３の含有量を低減した際に、得られるガラスの可視域透過率が大きく低下する原因は、溶融器具等から溶出および混入するＰｔイオンやＲｈイオンのうち、Ｐｔ^２＋およびＲｈ^３＋が原因であることが発明者等の調査により判明している。この点は、具体的に以下のように説明される。
ＰｔイオンおよびＲｈイオンは、溶液中に存在する他の元素によって、酸化状態または還元状態になり得る。ＰｔイオンおよびＲｈイオンの酸化還元反応は下記式（１）によって表される。
Ｍ^{（Ａ＋ｎ）＋} ＋ ｎ／２Ｏ^２− ⇔ Ｍ^Ａ＋ ＋ ｎ／４Ｏ_２ ・・・（１）
ここで、ＭはＰｔまたはＲｈを示す。また、Ａ＝２または３、ｎ＝１または２である。式中のＭ^{（Ａ＋ｎ）＋}はＭの酸化状態であり、Ｍ^Ａ＋はＭの還元状態を表す。ＰｔおよびＲｈは、酸化状態と還元状態で吸収波長が異なる。したがって、ＰｔおよびＲｈの酸化還元状態が、得られるガラスの透過率に影響を及ぼすこととなる。具体的には、酸化状態であるＰｔ^４＋およびＲｈ^４＋は、それぞれ紫外域に吸収を示し、可視域透過率には影響を与えない。一方、還元状態であるＰｔ^２＋、Ｒｈ^３＋は可視域に吸収を示し、可視域透過率を低下させる。
特に、ガラス溶融に用いられる溶融器具にはＰｔが含まれることが多いため、ガラス中のＰｔ^２＋が問題となる場合が大半である。したがって、本発明では、質量基準で、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）≦０．８となるようにＰｔ^２＋含有量の割合を制限することにより、可視域透過率に優れたガラスとすることが可能となる。
本発明のガラスは、Ｆｅ_２Ｏ_３を５〜５０ｐｐｍ含有する。
ガラス中のＰｔイオンおよびＲｈイオンの酸化還元性は、ガラス原料中に添加される酸化剤として機能するＦｅ_２Ｏ_３により大きく左右される場合がある。Ｆｅ_２Ｏ_３は、金属元素の価数変化により酸化剤として機能するとともに、金属元素の価数変化の際に自ら酸素を放出して清澄剤としての機能も果たす。Ｆｅ_２Ｏ_３はＦｅの価数が３価→２価に変化する際に酸素を放出する。本発明では、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量を上記範囲で添加することにより、ＰｔイオンおよびＲｈイオンを酸化状態であるＰｔ^４＋およびＲｈ^４＋に変化させ、可視域透過率を向上させることができるとともに、良好な清澄効果を確保することも可能となる。
既述のように、可視域透過率の低下はＰｔ^２＋およびＲｈ^３＋が原因となって生じる。ここで、ＰｔおよびＲｈの含有量を２０ｐｐｍ以下と少なくすれば、結果としてＰｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量も低減でき、可視域透過率に優れたガラスを得ることが可能となる。

【0011】

第二に、本発明のガラスは、質量％で、ＳｉＯ_２ ２１〜６０％、ＣａＯ ０〜１５％、ＳｒＯ ０〜１５％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１０％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ３〜１５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜１５％の組成を含有することが好ましい。

【0012】

第三に、本発明は、別の形態として、質量％で、ＳｉＯ_２ ２１％未満（０％を含まない）、Ｂ_２Ｏ_３ ８〜２３％、ＺｎＯ ６〜４０％、ＺｒＯ_２ ２〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３ ２０〜４０％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ４〜１６％、Ｎｂ_２Ｏ_５ １〜１０％、Ｔａ_２Ｏ_５ ３〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１〜５％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％未満、Ｆｅ_２Ｏ_３ ５〜５０ｐｐｍ、ＰｔおよびＲｈの含有量が合量で１ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下の組成を含有し、屈折率ｎｄが１．７１以上のガラスにおいて、質量基準で、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）≦０．８であり、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴが２０％以下であることを特徴とするガラス（以下、「第２の形態」という）に関する。

【0023】

第四に、本発明のガラスは、質量基準で、酸化剤として機能する金属酸化物の総含有量がＰｔとＲｈの総含有量よりも多いことが好ましい。

【0024】

ガラス中において、酸化剤として機能する金属酸化物の含有量が多くなると、上記式（１）の平衡状態が左方向に偏り、酸化状態であるＰｔ^４＋およびＲｈ^４＋が多くなる。本発明者等が検討した結果、質量基準で、酸化剤として機能する金属酸化物の総含有量がＰｔとＲｈの総含有量よりも多い場合に、特に可視域透過率が良好なガラスが得られることがわかった。

【0026】

第五に、本発明のガラスは、光学ガラスであることが好ましい。

【0027】

本発明のガラスを光学ガラスに適用することにより、本発明の効果を的確に享受することが可能となる。

【0028】

第六に、本発明のガラスは、モールドプレス成形用途であることが好ましい。

【0029】

既述のように、Ｓｂ_２Ｏ_３は環境負荷物質であるため、その含有量は制限される。また、モールドプレス成形用途の場合は、Ｓｂ_２Ｏ_３はガラス表面の白濁の原因となることがわかっており、この点からも極力使用を制限することが好ましい。本発明では、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量を上記範囲に制限しているため、モールドプレス成形用途に適したガラスである。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】実施例におけるガラス試料Ｎｏ．１〜４の透過率曲線を示すグラフである。

【図2】実施例におけるガラス試料Ｎｏ．５および６の透過率曲線を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明の第１の形態のガラスは、組成中にＳｉＯ_２を２１質量％以上含有し、屈折率ｎｄが１．７１未満であることを特徴とする。一方、本発明の第２の形態のガラスは、組成中にＳｉＯ_２を２１質量％未満（０％を含まない）含有し、屈折率ｎｄが１．７１以上であることを特徴とする。

【0032】

これらの２つの形態において、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は０．１％未満に制限される。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量が０．１％以上であると、環境面で好ましくなく、またモールドプレス成形用途に用いた場合にガラス表面の白濁の原因となりうる。Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．０１％（１００ｐｐｍ）以下、特に０．０００５％（５ｐｐｍ）未満である。一方、後述するように、Ｓｂ_２Ｏ_３はＰｔイオンおよびＲｈイオンを酸化状態に変化させる酸化剤としての機能と、清澄剤としての機能も有している。したがって、これらの機能を十分に発揮させることを目的とする場合は、Ｓｂ_２Ｏ_３を１ｐｐｍ以上、特に１０ｐｐｍ以上含有することが好ましい。

【0033】

本発明の第１の形態のガラスは、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴが１５％以下であることを特徴とする。ΔＴが１５％より大きくなると、可視域透過率に劣り、種々の光学レンズ用途に不適切になる。ΔＴは１０％以下であることがより好ましい。

【0034】

本発明の第２の形態のガラスは、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴが２０％以下であることを特徴とする。ΔＴが２０％より大きくなると、可視域の透過率に劣り、種々の光学レンズ用途に不適切になる。ΔＴは１８％以下であることがより好ましい。

【0035】

本発明の第２の形態のガラスは、屈折率を高めるためにＳｉＯ_２を２１％未満に制限しており、Ｎｂ_２Ｏ_５やＷＯ_３を含有させる場合がある。そのため、可視領域の透過率が低くなる傾向にある。このような可視領域で透過率が低いガラスは、Ｐｔ^２＋の吸収による透過率低下の影響を比較的受けにくい。しかし、例えばＰｔ^２＋の吸収を抑制することにより、８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００と３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０の差ΔＴを２０％以下にすることができ、特にレンズ用ガラス素材として好適なガラスとすることができる。

【0036】

本発明において、質量基準で、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）の割合は０．８以下、０．５以下、特に０．３以下が好ましい。当該割合が０．８を超えると、可視光透過率が低下する傾向がある。

【0037】

本発明において、ＰｔおよびＲｈの含有量は合量で２０ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下が好ましい。ＰｔおよびＲｈの合量が２０ｐｐｍを超えると、Ｐｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量が多くなり、可視域透過率が低下する傾向がある。下限は特に限定されるものではないが、特にＰｔおよびＲｈの合量が１ｐｐｍ以上の場合に本発明の効果が享受しやすくなる。なお、既述のように、ガラス溶融に用いられる溶融器具にはＰｔが含まれることが多いため、Ｒｈの含有量が無視できる場合は、Ｐｔ単独の含有量がこれらの範囲を満たすことが好ましい。

【0038】

本発明のガラスにおいて、ＰｔイオンおよびＲｈイオンを酸化状態に変化させるため、酸化剤として機能する金属酸化物を添加することが好ましい。酸化剤として機能する金属酸化物としては、価数変化して酸化剤として機能する金属の酸化物が当てはまる。具体的には、Ｓｂ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｓｎなどの酸化物が挙げられる。

【0039】

酸化剤として機能する金属酸化物の含有量は、１〜２００ｐｐｍ未満、５〜１００ｐｐｍ、特に１０〜５０ｐｐｍであることが好ましい。酸化剤として機能する金属酸化物が１ｐｐｍ未満であると、ガラス中におけるＰｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量が多くなり、可視域透過率が低下する傾向がある。一方、酸化剤として機能する金属酸化物が２００ｐｐｍを超えると、着色の原因となったり（Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２）、モールドプレス成形した場合にガラス表面の白濁の原因となる（Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２）おそれがある。

【0040】

酸化剤として機能する金属酸化物のなかでも、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＦｅ_２Ｏ_３はＰｔやＲｈに対する酸化力が強い。したがって、これらを添加することにより、Ｐｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量を効果的に低減し、可視域透過率を向上させることが可能となる。

【0041】

なお、Ｆｅ_２Ｏ_３はＦｅ自体の吸収が３００ｎｍ付近にあるため、含有量が多くなりすぎると可視域透過率の低下につながる。したがって、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は１００ｐｐｍ以下、特に５０ｐｐｍ以下が好ましい。

【0042】

Ｐｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量を十分に低減する、特に、（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）の割合を０．８以下にするためには、酸化剤として機能する金属酸化物の含有量をＰｔとＲｈの合量よりも多くすることが好ましい。具体的には、（酸化剤として機能する金属酸化物の量）／（ＰｔとＲｈの合量）の割合が、１超、２以上、特に５以上であることが好ましい。

【0043】

なお、溶融温度やアニール温度によりＰｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量を調整することも可能であるが、これらの方法ではＰｔ^２＋およびＲｈ^３＋の含有量を十分に低減することは困難である。また、溶融温度を変化させると失透や不均質が生じやすいため、量産性が低下するおそれがある。

【0044】

本発明のガラスがモールドプレス成形が採用可能な低軟化点ガラスであれば、Ｓｂ_２Ｏ_３含有量が０．１％未満でも十分に清澄が可能となる。本発明において、低軟化点ガラスとは具体的に、ガラス転移点が６５０℃以下、特に６３０℃以下のガラスをいう。

【0045】

本発明のガラスの第1の形態のうち、特に好ましいものとして、質量％で、ＳｉＯ_２ ２１〜６０％、Ｂ_２Ｏ_３ １〜３５％、ＣａＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜２５％、ＳｒＯ ０〜１５％、Ｌｉ_２Ｏ ２〜１２％、Ｎａ_２Ｏ ０〜１０%、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ３〜１５％、ＺｒＯ_２ ０〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３ ０〜２０％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜１５％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％未満の組成を含有するガラス（ガラス組成Ａ）が挙げられる。当該組成によると、屈折率ｎｄが１．５５〜１．７１未満、アッベ数νｄが３０以上の光学定数が達成しやすくなる。

【0046】

また、本発明のガラスの第２の形態のうち、特に好ましいものとして、質量％で、ＳｉＯ_２ ３〜２１％未満、Ｂ_２Ｏ_３ ８〜２３％、ＺｎＯ ０〜４０％、ＺｒＯ_２ ２〜１０％、Ｌａ_２Ｏ_３ ２０〜４６％、Ｇｄ_２Ｏ_３ ０〜１６％、Ｎｂ_２Ｏ_５ ０〜１０％、Ｔａ_２Ｏ_５ ０〜２５％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％未満の組成を含有するガラス（ガラス組成Ｂ）が挙げられる。当該組成によると、屈折率ｎｄが１．７１〜１．９０、アッベ数νｄが２０以上の光学定数を達成しやすくなる。

【0047】

以下に、各組成範囲を限定した理由を示す。以下の記載で、「％」は特に断りのない限り「質量％」を示す。なお、Ｓｂ_２Ｏ_３の限定理由は既述の通りであり、以下の説明では割愛する。

【0048】

（ガラス組成Ａ）
ＳｉＯ_２はガラス骨格を構成する成分であり、Ｂ_２Ｏ_３に次いでアッベ数を高める効果の大きい成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。ＳｉＯ_２の含有量は２１〜６０％、２５〜６０％、３３〜５５％、特に４２〜５５％が好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が２１％より少ないと、耐候性や耐酸性が悪化する傾向がある。ＳｉＯ_２の含有量が６０％よりも多いと、屈折率が低下し、軟化点が高くなる傾向にある。

【0049】

Ｂ_２Ｏ_３はアッベ数を高める成分である。３０以上のアッベ数を得るために、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は１〜３５％、３〜１４％、特に３〜１１％が好ましい。特に、５５〜６５のアッベ数を得るために、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は１２〜３０％が好ましい。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が３５％より多いと、耐酸性が低下する傾向がある。

【0050】

ＣａＯはアルカリ金属酸化物に次いで軟化点を下げる効果が大きく、アルカリ金属酸化物と置換することで耐候性や耐酸性を高めることができる成分である。また、屈折率を高める効果も有する。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合、ガラス表面が変質しやすい。したがって、ＣａＯの含有量は０〜１５％、０〜１０％、特に０．５〜１０％が好ましい。

【0051】

ＢａＯは耐候性を高め、屈折率を高めるとともに、液相温度を低下させて作業性を高める成分である。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合ガラス表面が変質しやすい。したがって、ＢａＯの含有量は０〜２５％、３〜２５％、特に３〜１２％が好ましい。

【0052】

ＳｒＯはＢａＯと同様に、耐候性を高め、屈折率を高めるとともに、液相温度を低下させて作業性を向上させる成分である。ただし、多量に含有すると、長期間にわたって高温多湿環境下に曝された場合ガラス表面が変質しやすい。したがって、ＳｒＯの含有量は０〜１５％、特に０．１〜１０％が好ましい。

【0053】

Ｌｉ_２Ｏは溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果があるため、必須成分として添加される。Ｌｉ_２Ｏの含有量は２〜１２％、特に３〜１０％が好ましい。Ｌｉ_２Ｏの含有量が２％より少ないと、溶融温度が高くなる傾向がある。一方、Ｌｉ_２Ｏの含有量が１２％より多いと、分相性が強くなり、液相温度が高くなって作業性が低下する傾向がある。

【0054】

Ｎａ_２ＯはＬｉ_２Ｏと同様に、溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。ただし、含有量が多すぎると、ガラス溶融時にＢ_２Ｏ_３−Ｎａ_２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向がある。したがって、Ｎａ_２Ｏの含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％が好ましい。

【0055】

Ｋ_２ＯはＬｉ_２Ｏと同様に、溶融温度や軟化点を低下させ、作業性を高める効果を有する。ただし、含有量が多すぎると、ガラス溶融時にＢ_２Ｏ_３−Ｋ_２Ｏで形成される揮発物が多くなり、脈理の生成を助長する傾向がある。したがって、Ｋ_２Ｏの含有量は０〜１０％、特に０．１〜５％が好ましい。

【0056】

なお、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏの合量は３〜１５％、好ましくは３〜１２％である。これらの成分の合量が１５％より多いと、洗浄工程においてガラス表面が変質しやすくなる。また、液相温度が上昇して作業温度範囲が狭くなり、量産性に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、これらの成分の合量が３％より少ないと軟化点が高くなり、作業性が低下する傾向がある。

【0057】

ＺｒＯ_２は屈折率を高めるとともに、耐候性を向上させる成分である。ただし、過剰に含有すると、アッベ数が低下しやすくなるとともに、失透傾向も強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。したがって、ＺｒＯ_２の含有量は０〜１０％、特に０〜５が好ましい。

【0058】

Ｌａ_２Ｏ_３はアッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。ただし、過剰に含有すると、失透傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。したがって、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は０〜２０％、３〜２０％、特に７．５〜１５％が好ましい。なお、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ）を合量で２３％以上含有するガラスの場合、Ｌａ_２Ｏ_３を添加すると失透傾向が強くなるため、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量の上限は２．５％とすることが好ましい。

【0059】

Ｇｄ_２Ｏ_３もＬａ_２Ｏ_３と同様に、アッベ数を低下させることなく屈折率を高める効果がある。ただし、過剰に含有すると、失透傾向が強くなる。したがって、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は０〜１５％、特に０．１〜１０％が好ましい。

【0060】

ガラス組成Ａでは、上記成分以外にも、光学定数の調整や耐候性の向上を目的として、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５等を添加することができる。

【0061】

Ａｌ_２Ｏ_３はＳｉＯ_２とともにガラス骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果がある。また、Ａｌ_２Ｏ_３を添加することにより、ガラス中のアルカリ成分が水に溶出することを効果的に抑制することができる。ただし、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多くなると、屈折率が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。したがって、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は０〜１０％、０〜８％、特に１〜５％が好ましい。

【0062】

ＭｇＯは耐候性を高めるとともに、屈折率を高める成分である。ただし、過剰に含有すると分相傾向が強くなり、また液相温度が上昇する傾向がある。したがって、ＭｇＯの含有量は０〜５％、０〜４％、特に０．１〜３％が好ましい。

【0063】

ＴｉＯ_２は屈折率を高めるとともに、耐候性を向上させる成分である。ただし、過剰に含有すると、ガラスが着色しやすくなる。したがって、ＴｉＯ_２の含有量は０〜１％、特に０．１〜０．４％が好ましい。

【0064】

Ｎｂ_２Ｏ_５は屈折率を高めるために有効な成分であるが、一方でアッベ数の低下を著しく引き起こすという問題がある。したがって、Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量は０〜１５％、特に０．１〜１０％が好ましい。

【0065】

ガラス組成Ａでは、さらにＢｉ_２Ｏ_３やＰ_２Ｏ_５を適宜添加することができる。

【0066】

Ｂｉ_２Ｏ_３は屈折率を高める成分である。ただし、過剰に含有するとガラスが着色する傾向があるため、その含有量は５％以下であることが好ましい。

【0067】

Ｐ_２Ｏ_５は液相温度を低下させる成分である。ただし、過剰に含有するとガラスが分相しやすくなるとともに、洗浄工程で表面が白濁する傾向にあるため、その含有量は５％以下であることが好ましい。

【0068】

（ガラス組成Ｂ）
ＳｉＯ_２はガラス骨格を構成する成分であり、失透を抑制するとともに耐候性を向上させる効果がある。また、アッベ数を高める効果がある。ＳｉＯ_２の含有量は３〜２１％未満、３〜２０％、３．５〜１６％、特に３．５〜１０％が好ましい。ＳｉＯ_２の含有量が３％より少ないと、ガラスが不安定になって耐失透性が悪化したり、分相するとともに耐酸性や耐水性等の耐候性が悪化する傾向がある。一方、ＳｉＯ_２の含有量が２１％以上であると、屈折率が低下したり、軟化点が高くなる傾向がある。

【0069】

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラス骨格を構成する成分であり、アッベ数を最も高める成分でもある。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は８〜２３％、好ましくは８．５〜２０％、さらに好ましくは９〜１５％である。Ｂ_２Ｏ_３が８％より少ないと、高いアッベ数が得られにくくなる。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が２３％より多いと、ガラス成形時にＢ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物が生成しやすくなり、屈折率が低下するとともに耐候性が悪化する傾向がある。

【0070】

ＺｎＯは屈折率を高める成分であり、多量に添加することで高屈折率および低分散が達成することが可能となる。また、耐候性を向上させる効果もある。なお、ＺｎＯはアルカリ土類金属成分ほど失透傾向が強くないため、多量に含有させても均質なガラスを得ることができる。さらに、ガラス粘度を低下させる効果があることから、ガラス転移点を低下でき、金型と融着しにくいガラスを得ることができる。ＺｎＯの含有量は０〜４０％、６〜４０％、８．５〜３０％、１０〜２５％、特に１５〜２１％が好ましい。ＺｎＯの含有量が４０％より多いと、逆に耐候性が悪化しやすくなる。

【0071】

ＺｒＯ_２はアッベ数を低下させることなく屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を改善したり、化学的耐久性を向上させる効果もある。ただし、ＺｒＯ_２の含有量が多くなるとガラス転移点が上昇し、モールドプレス成形性が悪化すると同時に、ＺｒＯ_２を主成分とする失透物が析出する傾向がある。したがって、ＺｒＯ_２の含有量は２〜１０％、３〜８％、特に４〜８％が好ましい。

【0072】

Ｌａ_２Ｏ_３はアッベ数を低下させることなく屈折率を高める成分である。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量は２０〜４６％、２５〜４５％、３０〜４５％、３１〜４２％、３２〜４０％、特に３２〜３７％が好ましい。Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が２０％よりも少ないと、十分に高い屈折率が得られにくい。一方、Ｌａ_２Ｏ_３の含有量が４６％よりも多いと、ガラス成形時にＢ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物が生成しやすくなり、耐失透性が悪化する傾向がある。

【0073】

Ｇｄ_２Ｏ_３は屈折率を高める成分である。また、耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を向上させる効果があり、作業温度範囲を拡大することができる成分である。一方で、多量に含有するとガラスの分相傾向が強くなり、均質なガラスが得られにくくなる。さらに、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３およびＴａ_２Ｏ_５を含む組成系では、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３およびＴａ_２Ｏ_５で形成される失透物がガラス表面に析出（表面失透）しやすくなる。したがって、Ｇｄ_２Ｏ_３の含有量は０〜１６％、４〜１６％、特に５〜１２％が好ましい。なお、Ｇｄ_２Ｏ_３を添加するとアッベ数が低下する傾向があるが、他のアッベ数を低下させる成分（例えば、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２等）に比べると、アッベ数低下の割合は低いと言える。

【0074】

Ｎｂ_２Ｏ_５はアッベ数の低下に対して屈折率の上昇の大きい成分であり、高屈折率および低分散の光学特性を得るために有効な成分である。また、Ｔａ_２Ｏ_５を多量に含むガラスにおいては、耐失透性（Ｌａ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５およびＢ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を改善する働きがある。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量は０〜１０％、特に１〜１０％が好ましい。Ｎｂ_２Ｏ_５の含有量が１０％より多くなると、表面失透しやすくなる。なお、Ｎｂ_２Ｏ_５を１％以上含有させれば１．７１以上の屈折率が得られやすくなる。

【0075】

Ｔａ_２Ｏ_５は屈折率、化学的耐久性と耐失透性（Ｂ_２Ｏ_３およびＬａ_２Ｏ_３で形成される失透物の抑制）を高める効果がある。また、アッベ数の低下に対して屈折率の上昇が大きい成分であり、高屈折、低分散の光学特性を得るために有効な成分である。Ｔａ_２Ｏ_５の含有量は０〜２５％、３〜２２．５％、７〜１８％、１０〜１８％が特に好ましい。Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が３％より少ないと、高屈折率、特に１．７１以上の屈折率が得られにくくなる。一方、Ｔａ_２Ｏ_５の含有量が２５％より多いと、アッベ数が低下してしまい、所望の光学特性が得られにくくなる。また、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５およびＢ_２Ｏ_３で形成される失透物が析出し、液相温度が上昇しやすくなる。さらにコストも高くなるため、経済的観点からも好ましくない。

【0076】

ガラス組成Ｂでは、上記以外の成分として、例えば、ＷＯ_３、ＴｉＯ_２、ＬｉＯ_２等のアルカリ金属酸化物を適宜添加することができる。

【0077】

ＷＯ_３およびＴｉＯ_２は屈折率を高める効果があるが、ＺｎＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５に比べるとアッベ数の低下に対する屈折率の上昇が小さい。したがって、多量に添加すると、高屈折率、低分散の維持が難しくなるため、他の成分とのバランスを十分に考慮して使用する必要がある。また、Ｌｉ_２Ｏ等のアルカリ金属酸化物は軟化点を低下させるための成分である。

【0078】

ＷＯ_３は屈折率を高める効果を有するとともに、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、耐失透性を向上させる効果もある。ＷＯ_３の含有量は０〜１０％、０〜５％、０〜３％、０〜２．５％、特に０．１〜１．５％が好ましい。ＷＯ_３が１０％より多いと、アッベ数が低下してしまい、所望の光学特性が得られにくくなる。また、短波長域の透過率が低下するおそれがある。

【0079】

ＴｉＯ_２は屈折率を高める効果を有するとともに、耐失透性を向上させる効果もある。ＴｉＯ_２の含有量は０〜２０％、０〜５％、０〜２．５％、特に０．１〜２．５％が好ましい。ＴｉＯ_２の含有量が２０％より多いと、アッベ数が低下して所望の光学特性が得られにくくなる。また、短波長域（例えば、３９０〜４４０ｎｍ）の透過率が低下し、短波長用レンズとしての使用に支障をきたす可能性がある。

【0080】

特に、短波長域の透過率の低下を抑制するという観点では、これらの合量ＷＯ_３＋ＴｉＯ_２を１０％以下、特に５％以下とすることが好ましい。

【0081】

Ｌｉ_２Ｏはアルカリ金属酸化物のなかでも最も軟化点を低下させる効果が大きい。ただし、Ｌｉ_２Ｏは分相性が強いため、過剰に含有するとＢ_２Ｏ_３とＬａ_２Ｏ_３を主成分とする失透物が析出し、液相温度が高くなって作業性が悪化するおそれがある。また、モールドプレス成形の際に発生する揮発物が増加したり、金型と融着しやすくなったりして、モールドプレス成形が困難になる傾向がある。したがって、Ｌｉ_２Ｏの含有量は０〜５％、０〜３％、０．１〜１．５％が好ましい。

【0082】

なお、ガラス組成Ａおよびガラス組成Ｂともに、鉛成分（ＰｂＯ）、砒素成分（Ａｓ_２Ｏ_３）およびＦ成分（Ｆ_２）は、環境上の理由から実質的に含有しないことが好ましい。ここで、「実質的に含有しない」とは、これらの成分を意図的に添加しないことを意味し、不純物レベルでの混入を排除するものではない。具体的には、これらの成分がそれぞれ０．１％未満であることをいう。

【0083】

次に、本発明のガラスを用いたレンズ等の光学部品の製造方法について説明する。

【0084】

まず、所望の組成を有するように調合したガラス原料を溶融容器内で溶融する。溶融温度は１１５０〜１４００℃であることが好ましい。溶融時間は、短すぎると清澄が不十分となる可能性があるので、２時間以上、特に３時間以上が好ましい。ただし、ＰｔおよびＲｈの溶け込みによるガラス着色を防止する観点から、溶融時間は８時間以内、特に５時間以内であることが好ましい。

【0085】

溶融容器内のガラス融液の深さは、浅すぎると生産性が悪くなるため、３０ｍｍ以上、特に５０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、深すぎると溶融ガラス中に発生する微塵泡の浮上に時間がかかるため、１ｍ以下、特に０．５ｍ以下が好ましい。

【0086】

続いて、溶融ガラスをモールドプレス可能な大きさのプリフォームに成形し、当該プリフォームを加熱しながらモールドプレス成形に供し、所望の形状に加工する。その後、洗浄、乾燥して光学部品を得る。

【0087】

プリフォームは、板状や塊状のガラス片から所定の形状に切り出して研磨、洗浄することにより作製してもよいが、溶融ガラスを連続的に所定量ずつ滴下して冷却および成形してから、研削、研磨、洗浄する液滴成形法を用いると、容易に作製できるため好ましい。

【実施例】

【0088】

以下、本発明のガラスを実施例に基づいて詳細に説明する。

【0089】

【表1】

【0090】

【表2】

【0091】

【表3】

【0092】

表１〜３は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜３、５、７、９、１１、１３）および比較例（Ｎｏ．４、６、８、１０、１２、１４）を示す。

【0093】

各試料は、次のようにして作製した。

【0094】

表１〜３に記載の組成となるように調合したガラス原料を白金ルツボに投入し、試料Ｎｏ．１〜１０は１３００℃、試料１１〜１４は１３５０℃でそれぞれ２時間溶融した。次に、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、冷却固化した後、アニールを行ってガラス試料を得た。

【0095】

このようにして得られた試料について、ＰｔおよびＲｈ含有量、Ｐｔ^２＋の割合、ガラス転移点、透過率、屈折率、アッベ数を測定した。結果を表１〜３に示す。

【0096】

ＰｔおよびＲｈ含有量は次のように測定した。まず、粉砕したガラス試料を混酸（ＨＦ、ＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３、ＨＣｌ）により分解後、加熱蒸発により乾固させ、塩を得た。次いで、得られた塩に硝酸を加え、ＩＣＰ質量分析装置により分析定量した。

【0097】

Ｐｔ^２＋の割合は、ガラス試料に対して高エネルギー照射し、ＥＸＡＦＳで分析した。

【0098】

ガラス転移点は熱膨張曲線における低温度域の直線と高温度域の直線の交点より求めた。

【0099】

透過率は、１０ｍｍ厚の両面ポリッシュ仕上げした試料を用いて測定した。得られた透過率曲線から８００ｎｍにおける透過率Ｔ_８００および３６０ｎｍにおける透過率Ｔ_３６０を読み取り、その差ΔＴ（＝Ｔ_８００−Ｔ_３６０）を求めた。

【0100】

屈折率、アッベ数はＶブロック法にて測定した。

【0101】

図１には試料Ｎｏ．１〜４、図２には試料５および６の透過率曲線を示す。

【0102】

本発明の実施例であるＮｏ．１〜３、５、７、９、１１、１３の各試料に対し、比較例である試料Ｎｏ．４、６、８、１０、１２、１４の（Ｐｔ^２＋含有量）／（全Ｐｔ含有量）は０．８より大きく、概ね波長３３０〜４００nmの領域において透過率に劣っていた。

【産業上の利用可能性】

【0103】

本発明のガラスは、高い可視域透過率が要求される光学ガラス用途、具体的には、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他各種光ディスクシステムの光ピックアップレンズ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話機等の撮像用レンズ、光通信に使用される送受信用レンズ等といった光学レンズ用硝材として好適である。

【図1】

【図2】