光学ガラス
【課題】本発明は、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ溶融・冷却後の熱処理なしに７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下の高屈折率、高分散性及び高透過性でしかも液相温度が低く、軟化点近傍の耐失透性に優れた、光学素子の小型化・薄型化に好適な、リン酸塩系光学ガラスを提供する。
【解決手段】酸化物基準の質量％で、Ｐ２Ｏ５：１５〜３５、Ｎｂ２Ｏ５：３５〜６０、ＴｉＯ２：６〜２０、ＷＯ３：０．１〜１５、Ｂ２Ｏ３：０．１〜１．０未満、Ｋ２Ｏ：０．１〜１０、Ｎａ２Ｏ：０．１〜５．５未満、Ｌｉ２Ｏ：０〜３、ＳｉＯ２：０〜３、Ｂｉ２Ｏ３：０〜５．０未満、ＢａＯを実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下である光学ガラス。
【解決手段】酸化物基準の質量％で、Ｐ２Ｏ５：１５〜３５、Ｎｂ２Ｏ５：３５〜６０、ＴｉＯ２：６〜２０、ＷＯ３：０．１〜１５、Ｂ２Ｏ３：０．１〜１．０未満、Ｋ２Ｏ：０．１〜１０、Ｎａ２Ｏ：０．１〜５．５未満、Ｌｉ２Ｏ：０〜３、ＳｉＯ２：０〜３、Ｂｉ２Ｏ３：０〜５．０未満、ＢａＯを実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下である光学ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折率、高分散性及び高透過性でしかも液相温度が低く、軟化点近傍の耐失透性に優れたリン酸塩系光学ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下の高屈折率・高分散のＰ２Ｏ５−ＴｉＯ２系ガラスが提案されているが、熱処理しない場合には、紫色に着色し７０％分光透過率を与える波長λ７０（以下、単にλ７０と略記することもあり）が６２０ｎｍ以上と透過特性が悪い。また、透過特性を改善するための熱処理によりガラス内部に失透が発生し、所望の透過特性を維持できないおそれがある。また、工程の複雑化、透過率の不均一化等のおそれもある。
【０００３】
特許文献２では、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下の高屈折率・高分散のＰ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５−ＴｉＯ２系ガラスが提案されているが、軟化点失透性が良好なガラスは、液相温度が１１４０℃と高く、生産性やガラス成形設備の耐久性などの点で問題がある。
【０００４】
特許文献３では、屈折率ｎｄ；１．９以上、アッベ数νｄ；２０以下、かつλ７０が５２０ｎｍ以下の高屈折率、高分散性及び高透過性の、Ｓｂ２Ｏ５を添加した、Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５−ＴｉＯ２−ＢａＯ系ガラスが提案されているが、軟化点付近で失透し、透過率が低下しやすくなるという問題点がある。
【０００５】
特許文献４では、高屈折率、高分散性のＰ２Ｏ５−Ｎｂ２Ｏ５−Ｂｉ２Ｏ３−ＴｉＯ２系のプレス成形用光学ガラスが提案されているが、屈折率ｎｄ；１．９以上、アッベ数νｄ；２０以下のものは具体的組成としては提案されていない。また、Ｐ２Ｏ５系ガラス中のＴｉイオン又はＮｂイオンが還元されて着色するのを防止するためＳｂ２Ｏ３を含有するが、その含有量によっては光透過性が悪化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４５４８１号公報
【特許文献２】特開平８−１０４５３７号公報
【特許文献３】特開２００５−２０６４３３号公報
【特許文献４】特開２００３−１６０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ溶融・冷却後の熱処理なしに７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下の高屈折率、高分散性及び高透過性でしかも液相温度が低く、軟化点近傍の耐失透性に優れた、光学素子の小型化・薄型化に好適な、リン酸塩系光学ガラスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、酸化物基準の質量％で、
Ｐ２Ｏ５：１５〜３５、
Ｎｂ２Ｏ５：３５〜６０、
ＴｉＯ２：６〜２０、
ＷＯ３：０．１〜１５、
Ｂ２Ｏ３：０．１〜１．０未満、
Ｋ２Ｏ：０．１〜１０、
Ｎａ２Ｏ：０．１〜５．５未満、
Ｌｉ２Ｏ：０〜３、
ＳｉＯ２：０〜３、
Ｂｉ２Ｏ３：０〜５．０未満、
ＢａＯを実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下である光学ガラスを提供する。なお、特に断りがない場合は、上記化学組成の数値範囲の「下限値」は「以上」を、「上限値」は「以下」を、それぞれ示すものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、Ｐ２Ｏ５−Ｎｂ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−ＴｉＯ２系ガラスに、ＷＯ３、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏを必須成分とすることにより、屈折率ｎｄ：１．９以上、アッベ数νｄ：２０以下で、溶融・冷却後の熱処理なしに７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下と光線透過性に優れる光学ガラスが得られることを見出した。
【００１０】
本発明では、Ｋ２Ｏを適正量含み、且つＷＯ３を必須成分とすることにより、液相温度を大幅に下げることができ、ガラス融液の酸化還元状態を容易に制御できる。しかも、併せてアルカリ量を適正量に制御することで、軟化点付近での失透（乳白）、すなわち透過率の低下を防止できる。本発明の光学ガラス（以下、本ガラスという）により、光学製品の小型化・薄型化に最適な光学レンズなどの光学素子を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本ガラスの各成分範囲を設定した理由は、以下のとおりである。なお、本明細書では、以下、特に断りのない限り％は質量％を意味するものとする。また、化学組成は、酸化物基準とする。
【００１２】
Ｐ２Ｏ５は必須の成分であり、ガラスを形成する主成分（ガラス形成酸化物）であるとともに、ガラスの粘性を高める成分である。本発明において、Ｐ２Ｏ５含有量が少なすぎると、液相温度が高くなるか、或いは軟化温度近傍の耐失透性が悪化する。したがって、本ガラスのＰ２Ｏ５含有量は１５％以上である。Ｐ２Ｏ５含有量が、２０％以上であると好ましく、Ｐ２Ｏ５含有量が、２３％以上であるとさらに好ましい。一方、Ｐ２Ｏ５含有量が過剰であると屈折率が１．９を下回ってしまう。したがって、本ガラスのＰ２Ｏ５含有量は３５％以下である。Ｐ２Ｏ５含有量が、３０％以下であると好ましく、Ｐ２Ｏ５含有量が、２８％以下であるとさらに好ましい。
【００１３】
本ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５はガラスの屈折率を高める効果を有する重要な必須の成分である。含有量が少なすぎると前記効果が不充分となることから、本ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５含有量は３５％以上である。本ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５含有量が３８％以上であると好ましく、Ｎｂ２Ｏ５含有量が４０％以上であるとさらに好ましい。一方、Ｎｂ２Ｏ５含有量が多くなると、ガラスが着色しやすくなるだけでなくガラス化しにくくなることから、本ガラスのＮｂ２Ｏ５含有量は６０％以下である。Ｎｂ２Ｏ５含有量が、５５％以下であると好ましく、Ｎｂ２Ｏ５含有量が５３％以下であるとさらに好ましい。
【００１４】
本ガラスにおいて、ＴｉＯ２はガラスを高屈折率化させるほか、高分散化にも大きな効果を有する重要な必須の成分である。ＴｉＯ２含有量が少なすぎると前記効果が低くなるため、本ガラスのＴｉＯ２含有量は６％以上である。本ガラスにおいて、ＴｉＯ２含有量が７％以上であると好ましく、ＴｉＯ２含有量が８％以上であるとさらに好ましい。
【００１５】
一方、本ガラスにおいて、ＴｉＯ２含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下するほか、ガラスが不安定となり、さらに液相温度も高くなることから、本ガラスのＴｉＯ２含有量は２０％以下である。本ガラスにおいて、ＴｉＯ２含有量が１８％以下であると好まく、ＴｉＯ２含有量が１６％以下であるとさらに好ましい。
【００１６】
本ガラスにおいてＷＯ３はガラスを高屈折率化させるほか、高分散化にも大きな効果を有する重要な必須の成分である。また、ＴｉＯ２成分での置換が可能で、高屈折率、高分散を維持しながら、耐失透性にも優れるガラスが得られる。本ガラスにおいて、ＷＯ３含有量が少なすぎると前記効果が低くなるため、ＷＯ３含有量は０．１％以上である。本ガラスにおいて、ＷＯ３含有量が１％以上であると好ましく、ＷＯ３含有量が２％以上であるとさらに好ましい。
【００１７】
一方、本ガラスにおいて、ＷＯ３含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下すると共にガラスが不安定になることから、ＷＯ３含有量は１５％以下である。本ガラスのＷＯ３含有量が１４％以下であると好ましく、ＷＯ３含有量が１２％以下であるとさらに好ましい。
【００１８】
本ガラスにおいてＢ２Ｏ３は、ガラスを形成するほか、微量添加することで、液相温度の低下に大きな効果が得られる成分で必須の成分である。本ガラスにおいて、Ｂ２Ｏ３含有量は０．１％以上である。本ガラスのＢ２Ｏ３含有量が０．２％以上であると好ましく、Ｂ２Ｏ３含有量が０．２５％以上であるとさらに好ましい。一方、Ｂ２Ｏ３含有量が多すぎると軟化点近傍の耐失透性が著しく悪化するため、本ガラスのＢ２Ｏ３含有量は１．０％未満である。Ｂ２Ｏ３含有量が０．９７％以下であると好ましく、Ｂ２Ｏ３含有量が０．９４％以下であるとさらに好ましい。
【００１９】
本ガラスにおいて、Ｋ２Ｏは軟化点付近の失透性を悪化させることなく、液相温度を低下させ、Ｔｉイオン、Ｎｂイオンの還元に起因したガラスの着色を抑制するのに効果的な成分であり、重要な必須の成分である。前記効果のためには、本ガラスのＫ２Ｏ含有量は０．１％以上である。本ガラスのＫ２Ｏ含有量が１％以上であると好ましく、Ｋ２Ｏ含有量が１．５％以上であるとさらに好ましい。Ｋ２Ｏ含有量が２％以上であると特に好ましい。一方、Ｋ２Ｏ含有量が過剰になると屈折率が１．９を下回ってしまうため、本ガラスのＫ２Ｏ含有量は１０％以下である。本ガラスのＫ２Ｏ含有量が９％以下であると好ましく、Ｋ２Ｏ含有量が８％以下であるとさらに好ましい。
【００２０】
本ガラスにおいて、Ｎａ２Ｏは液相温度を低下させ、ガラスの着色を抑制するのに効果的な成分であり、必須の成分である。Ｎａ２Ｏ含有量が少ないと液相温度が上昇してしまうおそれがあることから、本ガラスのＮａ２Ｏ含有量は０．１％以上である。本ガラスのＮａ２Ｏ含有量が１％以上であると好ましく、本ガラスのＮａ２Ｏ含有量が２％以上であるとさらに好ましい。一方、本ガラスにおいて、Ｎａ２Ｏ含有量が過剰であると、軟化点近傍の耐失透性を悪化させてしまう。そのため、本ガラスのＮａ２Ｏ含有量は５．５％未満である。本ガラスのＮａ２Ｏ含有量が５．４％以下が好ましい。
【００２１】
Ｌｉ２Ｏは液相温度の低下に効果のある成分であるが同時に軟化点近傍の耐失透性を悪化させる成分でもあり、本ガラスにおいては、必須の成分ではない。Ｌｉ２Ｏを含有する場合の含有量は軟化点近傍の耐失透性を悪化させてしまうため３％以下とするのが好ましい。本ガラスの、Ｌｉ２Ｏ含有量が０．３％未満であるとさらに好ましく、本ガラスにおいてＬｉ２Ｏを実質的に含まないことが特に好ましい。
【００２２】
また、本ガラスにおいて、軟化点付近の耐失透性、及び低い液相温度を両立させる上から、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの含有量をバランスさせることが好ましい。具体的には、Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの合計量の質量比（Ｋ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）、以下、この質量比をＫ−ＮａＬｉ比とも称する）が、３．５以下であると好ましく、Ｋ−ＮａＬｉ比が３以下であるとさらに好ましい。本ガラスにおいて、２．５以下であると特に好ましい。一方、本ガラスにおいて、低い液相温度を維持するためには、Ｋ−ＮａＬｉ比を０．４３以上とするのが好ましい。本ガラスのＫ−ＮａＬｉ比を０．４４以上とするとさらに好ましい。本ガラスのＫ−ＮａＬｉ比を０．４以上とすると特に好ましい。
【００２３】
ＳｉＯ２は、ガラス形成成分であり、粘度を調整する場合などに添加しても差し支えない成分で、本ガラスでは必須の成分ではない。ＳｉＯ２含有量が多すぎると屈折率が１．９を下回ってしまうため、含有する場合の本ガラスのＳｉＯ２含有量は３％以下である。本ガラスのＳｉＯ２含有量は、０．５％未満であると好ましく、ＳｉＯ２含有量が０．３％未満であるとさらに好ましい。
【００２４】
Ｂｉ２Ｏ３はガラスを高屈折率化させるとともにガラスを軟化させる効果があるが、本ガラスでは必須の成分ではない。Ｂｉ２Ｏ３含有量が多くなると、軟化点付近の耐失透性の低下又はアッベ数νｄが大きくなってしまうため、本ガラスにおいて、添加する場合のＢｉ２Ｏ３含有量は、５％以下であると好ましい。Ｂｉ２Ｏ３含有量が１％以下であるとさらに好ましく、Ｂｉ２Ｏ３を実質的に含まないことが特に好ましい。
【００２５】
本ガラスにおいて、Ｓｂ２Ｏ３は、ガラス溶融の際の清澄剤として働く以外に、ＴｉイオンやＮｂイオンの還元に起因した着色を抑制する消色剤として有効な成分であるが、必須の成分ではない。以下、Ｓｂ２Ｏ３の含有量を規定した理由を説明するが、本明細書において、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、Ｓｂ２Ｏ３以外の成分を１００％とした場合の外掛表示で記載する。
【００２６】
前記効果のためには、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０．０３％以上であると好ましく、０．０５％以上であるとさらに好ましい。一方、含有量が多くなり過ぎると、Ｓｂイオンの吸収により光線透過性を悪化させるので、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は１％以下が好ましく、０．８％以下であるとさらに好ましく、０．５％以下であると特に好ましい。
【００２７】
本ガラスにおいて、上記成分の合計が９５％以上であると、諸特性のバランスが取れるため好ましい。上記成分の合計が９８％以上であるとさらに好ましく、本ガラスが上記成分から実質的になると特に好ましい。なお、本明細書において、「上記成分から実質的になる」とは、「不可避的不純物を除いては、上記成分からなる」との意味である。
【００２８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯは適量添加することにより、ガラスの液相温度を下げ、耐失透性を良好にできる成分であるが、本ガラスにおいては、必須の成分ではない。一方、これらの成分は、アッベ数νｄを下げにくくする成分でもある。したがって、添加する場合であっても、それぞれ単独で含有量を１０％以下とするのが好ましく、３．０％以下とするとさらに好ましく、特には、含有しないことが好ましい。なお、高分散にするために、本ガラスではＢａＯは不可避的不純物を除いては、含有しない。
【００２９】
本ガラスにおいて、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１種以上を光学特性を調整するための成分として添加できるが、必須の成分ではない。但し前記各成分は、含有量が多くなるとガラスが不安定になり、また原料が比較的高価であるため、工業上はこれらの元素を極力含有量を抑えることが好ましい。したがって、添加する場合であってもそれぞれの含有量は単独で１０％以下とするのが好ましく、３．０％以下とするとより好ましく、含有しないことが特に好ましい。
【００３０】
また、本ガラスにおいては、環境面への影響等からＰｂＯ、ＴｅＯ２、Ｆ、Ａｓ２Ｏ３を不可避的な不純物として混入するものを別にして、含有しないことが好ましい。
【００３１】
本発明の目的とする光学素子の小型化・薄型化のためには、本ガラスの屈折率ｎｄは１．９以上である。本ガラスの屈折率ｎｄが、１．９１以上が好ましく、本ガラスの屈折率ｎｄが１．９２以上がさらに好ましい。一方で、液相温度、光線透過性を維持するためには、本ガラスの屈折率ｎｄを２．００以下とするのが好ましく、１．９９以下がさらに好ましく、本ガラスの屈折率ｎｄが１．９８以下が特に好ましい。
【００３２】
本ガラスにおいて、必要な色収差補正のためには、液相温度及び光透過特性とのバランスを考えると、アッベ数νｄは２０以下である。本ガラスのアッベ数νｄは１９以下が好ましく、アッベ数νｄが１８以下であると特に好ましい。
【００３３】
一般に高分散の光学ガラスは紫外域の透過特性が悪いので、できるだけ７０％分光透過率を与える波長λ７０が低波長側にあるほど好ましい。本ガラスのλ７０が５２０ｎｍ以下である。本ガラスのλ７０が５１０ｎｍ以下であると好ましく、本ガラスのλ７０が５００ｎｍ以下であると特に好ましい。同様にして、５％分光透過率を与える波長λ５が低波長側にあるほど好ましい。本ガラスのλ５が４２０ｎｍ以下であると好ましく、λ５が４１５ｎｍ以下であるとさらに好ましく、本ガラスのλ５が４１０ｎｍ以下であると特に好ましい。
【００３４】
本ガラスのガラス転移点Ｔｇとしては、７００℃以下であると成形温度を低くでき、成形装置及び成形金型に及ぼす熱不可が軽減されるため好ましい。生産設備の長寿命化のためには本ガラスのＴｇ６９０℃以下がより好ましく、本ガラスのＴｇ６８０℃以下が特に好ましい。
【００３５】
本ガラスの屈伏点Ａｔとしては、ガラス転移点Ｔｇと同様の理由で７５０℃以下であると好ましい。本ガラスの屈伏点Ａｔが７４０℃以下であるとさらに好ましい。本ガラスの屈伏点Ａｔが７３０℃以下であると特に好ましい。
【００３６】
また、本ガラスの液相温度ＬＴとしては、生産性の観点及び成形装置の耐久性の観点から、１１００℃以下であることが好ましい。ガラスを流出して板成形やゴブ成型をする前の融液をＬＴよりも少し高い温度で保持することで融液の酸化還元状態（Ｒｅｄｏｘ）をガラスの透過率の向上に有利な酸化状態（Ｔｉ，Ｗ，Ｂｉでは大きな原子価では着色の程度が小さいために透過率が高い）にすることができ、ガラスの着色を抑制することにより透過率の高い光学レンズを得ることができる。本ガラスの液相温度ＬＴが１０８０℃以下であるとより好ましく、本ガラスの液相温度ＬＴが１０６０℃以下であると特に好ましい。
【００３７】
本ガラスは、上述したような成分構成を有するので、軟化点付近の耐失透性に優れる。本明細書において、軟化点付近の耐失透性は、屈伏点（Ａｔ）＋８０℃の温度で１０分保持後の分光透過率（表面反射損失を含む）の劣化量で評価する。分光透過率の劣化量が１％以下であると好ましく、０．５％以下であるとさらに好ましい。分光透過率の劣化量が０．３％以下であると特に好ましい。
【００３８】
また、本ガラスにおいて溶融時の粘度（ｄＰａ・ｓ）の常用対数（以下、単に対数と略す）が０．２未満であると、ガラス融液中の内部泡及び坩堝との界面に付着した泡が効果的に上昇するため、泡品質が良好となる事を確認した。粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数が０．２の時の温度が高いガラス程、清澄温度を高く設定しなければならず、Ｐｔ、及びＰｔ合金等の坩堝からの溶出物が混入しやすくなり、溶出したＰｔイオンの吸収により可視域の透過率を劣化させる要因となってしまう。
【００３９】
したがって、坩堝からの不純物の溶出を抑制しつつ良好な品質のガラスを得るためには、本ガラスにおいて、粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数が０．２の時の温度（以下、Ｔｌｏｇη＝０．２とも称す）は１３００℃以下が好ましく、Ｔｌｏｇη＝０．２が１２７０℃以下がより好ましく、Ｔｌｏｇη＝０．２が１２３０℃以下が最も好ましい。
【００４０】
上記の通り、低い粘度曲線を維持して清澄温度を低く抑えるためには、本ガラスにおいて、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計量を３％以上とすることが好ましく、前記合量が５％以上であるとさらに好ましい。本ガラスにおいて、前記合量が７％以上であると特に好ましい。一方、前記合量が多すぎると軟化点付近の耐失透性が悪化するため、本ガラスにおいて前記合量が１０％未満が好ましく、９．５％以下であるとさらに好ましく、本ガラスの前記合量が９％以下であると特に好ましい。
【００４１】
本ガラスの製造法としては、特に制限されるものではなく、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の通常の光学ガラスで用いられる原料を秤量・混合し、白金ルツボ、金ルツボ、石英ルツボ、アルミナルツボ等通常光学ガラスで用いられるルツボに入れて、約１０００〜１４００℃で２〜１０時間溶融、清澄、撹拌後、液相温度ＬＴよりもわずかに高い温度で融液を保持して４００〜５００℃に予熱した金型に鋳込等した後、徐冷して製造できる。
【００４２】
ガラス融液の酸化還元状態（Ｒｅｄｏｘ）を調節するための手段として、セラミックスなどの耐熱性を有する材料で作ったパイプに酸化性雰囲気ガスを通して、融液中にガスを送り込みバグリングすることにより遷移金属を高原子価状態とし透過率を向上させることができる。酸化性雰囲気ガスとしては、例えば、酸素ガスが挙げられる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例等を説明する。例１〜例３１が本発明の実施例である。なお、本発明は、これら実施例に限定されて解釈されるものではない。なお、表中、「−」は、データがないことを示す。
【００４４】
［化学組成・試料作製法］
表１〜表５に示す化学組成（％）となるように原料を秤量した。本発明の原料としては、Ｐ２Ｏ５については、正リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、メタリン酸等を使用して他の成分については、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を適宜、純度やコストに応じて選択できる。
【００４５】
秤量した原料を混合し、内容積約３００ｃｃの石英ルツボ内に入れて、１１００〜１３００℃で１〜３時間溶融、撹拌後、白金坩堝にガラス融液を入れ替え１０５０℃で１．０〜０．５時間保持し、およそ６００℃に予熱した縦１００ｍｍ×横５０ｍｍの長方形のモールドに鋳込み後、約０．５℃／分で徐冷して測定試料を得た。なお、表中、Ｒ２Ｏはアルカリ成分（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏ）の合量を示す。
【００４６】
［評価方法］
・屈折率ｎｄはヘリウムｄ線に対する屈折率であり、屈折率計（カルニュー光学工業社製、商品名：ＫＲＰ−２０００）で測定した。屈折率の値は、小数点以下第５位まで測定し、小数点以下第５位を四捨五入して小数点以下第４位として記載した。
・アッベ数νｄは、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）により算出し、小数点以下第２位を四捨五入して小数点以下第１位として記載した。ただし、ｎＦ、ｎＣは、それぞれ水素Ｆ線及びＣ線に対する屈折率である。
・透過率λ５、λ７０；１０ｍｍ厚板の分光透過率（表面反射損失を含む）を日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２−２００３に準じて測定した。
・液相温度ＬＴは、白金坩堝に約１００ｇのガラスを入れ、それぞれ１０００℃〜１１００℃まで１０℃刻みにて１時間保持したものを自然放冷により冷却した後、結晶析出の有無を顕微鏡により観察して、結晶の認められない最低温度を液相温度とした。
・透過率は、分光光度計（パーキンエルマー社製、商品名：Ｌａｍｂｄａ９５０）を用い、厚さ１０ｍｍに両面研磨した試料について、１ｎｍきざみで測定した。
・Ｔｌｏｇη＝０．２；回転円筒法？により溶融時の粘性ηの温度依存性を測定し、ｌｏｇη＝０．２での温度を求めた。
・軟化点付近の耐失透性は、１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍのサンプルを使用し、屈伏点＋８０℃で１０ｍｉｎ．保持後と、加熱前の分光透過率を上記の分光光度計により測定し、前後での透過率の劣化量（表中、単に劣化量と記載）から算出した。なお、ガラス転移点Ｔｇ及び屈伏点Ａｔは、得られた各ガラスを棒状に加工し、熱分析装置（ブルカー・エイエックスエス社製、商品名：ＴＭＡ４０００ＳＡ）で熱膨張法により、昇温速度５℃／分で測定した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】
【表４】
【００５１】
【表５】
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、高屈折率、高分散性で、高透過率の光学ガラスであり、小型化や薄型化の要求が厳しい光学レンズなどの各種光学素子への応用に好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高屈折率、高分散性及び高透過性でしかも液相温度が低く、軟化点近傍の耐失透性に優れたリン酸塩系光学ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下の高屈折率・高分散のＰ２Ｏ５−ＴｉＯ２系ガラスが提案されているが、熱処理しない場合には、紫色に着色し７０％分光透過率を与える波長λ７０（以下、単にλ７０と略記することもあり）が６２０ｎｍ以上と透過特性が悪い。また、透過特性を改善するための熱処理によりガラス内部に失透が発生し、所望の透過特性を維持できないおそれがある。また、工程の複雑化、透過率の不均一化等のおそれもある。
【０００３】
特許文献２では、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下の高屈折率・高分散のＰ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５−ＴｉＯ２系ガラスが提案されているが、軟化点失透性が良好なガラスは、液相温度が１１４０℃と高く、生産性やガラス成形設備の耐久性などの点で問題がある。
【０００４】
特許文献３では、屈折率ｎｄ；１．９以上、アッベ数νｄ；２０以下、かつλ７０が５２０ｎｍ以下の高屈折率、高分散性及び高透過性の、Ｓｂ２Ｏ５を添加した、Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−Ｎｂ２Ｏ５−ＴｉＯ２−ＢａＯ系ガラスが提案されているが、軟化点付近で失透し、透過率が低下しやすくなるという問題点がある。
【０００５】
特許文献４では、高屈折率、高分散性のＰ２Ｏ５−Ｎｂ２Ｏ５−Ｂｉ２Ｏ３−ＴｉＯ２系のプレス成形用光学ガラスが提案されているが、屈折率ｎｄ；１．９以上、アッベ数νｄ；２０以下のものは具体的組成としては提案されていない。また、Ｐ２Ｏ５系ガラス中のＴｉイオン又はＮｂイオンが還元されて着色するのを防止するためＳｂ２Ｏ３を含有するが、その含有量によっては光透過性が悪化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３４５４８１号公報
【特許文献２】特開平８−１０４５３７号公報
【特許文献３】特開２００５−２０６４３３号公報
【特許文献４】特開２００３−１６０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ溶融・冷却後の熱処理なしに７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下の高屈折率、高分散性及び高透過性でしかも液相温度が低く、軟化点近傍の耐失透性に優れた、光学素子の小型化・薄型化に好適な、リン酸塩系光学ガラスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、酸化物基準の質量％で、
Ｐ２Ｏ５：１５〜３５、
Ｎｂ２Ｏ５：３５〜６０、
ＴｉＯ２：６〜２０、
ＷＯ３：０．１〜１５、
Ｂ２Ｏ３：０．１〜１．０未満、
Ｋ２Ｏ：０．１〜１０、
Ｎａ２Ｏ：０．１〜５．５未満、
Ｌｉ２Ｏ：０〜３、
ＳｉＯ２：０〜３、
Ｂｉ２Ｏ３：０〜５．０未満、
ＢａＯを実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下である光学ガラスを提供する。なお、特に断りがない場合は、上記化学組成の数値範囲の「下限値」は「以上」を、「上限値」は「以下」を、それぞれ示すものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、Ｐ２Ｏ５−Ｎｂ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３−ＴｉＯ２系ガラスに、ＷＯ３、Ｋ２Ｏ及びＮａ２Ｏを必須成分とすることにより、屈折率ｎｄ：１．９以上、アッベ数νｄ：２０以下で、溶融・冷却後の熱処理なしに７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下と光線透過性に優れる光学ガラスが得られることを見出した。
【００１０】
本発明では、Ｋ２Ｏを適正量含み、且つＷＯ３を必須成分とすることにより、液相温度を大幅に下げることができ、ガラス融液の酸化還元状態を容易に制御できる。しかも、併せてアルカリ量を適正量に制御することで、軟化点付近での失透（乳白）、すなわち透過率の低下を防止できる。本発明の光学ガラス（以下、本ガラスという）により、光学製品の小型化・薄型化に最適な光学レンズなどの光学素子を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本ガラスの各成分範囲を設定した理由は、以下のとおりである。なお、本明細書では、以下、特に断りのない限り％は質量％を意味するものとする。また、化学組成は、酸化物基準とする。
【００１２】
Ｐ２Ｏ５は必須の成分であり、ガラスを形成する主成分（ガラス形成酸化物）であるとともに、ガラスの粘性を高める成分である。本発明において、Ｐ２Ｏ５含有量が少なすぎると、液相温度が高くなるか、或いは軟化温度近傍の耐失透性が悪化する。したがって、本ガラスのＰ２Ｏ５含有量は１５％以上である。Ｐ２Ｏ５含有量が、２０％以上であると好ましく、Ｐ２Ｏ５含有量が、２３％以上であるとさらに好ましい。一方、Ｐ２Ｏ５含有量が過剰であると屈折率が１．９を下回ってしまう。したがって、本ガラスのＰ２Ｏ５含有量は３５％以下である。Ｐ２Ｏ５含有量が、３０％以下であると好ましく、Ｐ２Ｏ５含有量が、２８％以下であるとさらに好ましい。
【００１３】
本ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５はガラスの屈折率を高める効果を有する重要な必須の成分である。含有量が少なすぎると前記効果が不充分となることから、本ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５含有量は３５％以上である。本ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５含有量が３８％以上であると好ましく、Ｎｂ２Ｏ５含有量が４０％以上であるとさらに好ましい。一方、Ｎｂ２Ｏ５含有量が多くなると、ガラスが着色しやすくなるだけでなくガラス化しにくくなることから、本ガラスのＮｂ２Ｏ５含有量は６０％以下である。Ｎｂ２Ｏ５含有量が、５５％以下であると好ましく、Ｎｂ２Ｏ５含有量が５３％以下であるとさらに好ましい。
【００１４】
本ガラスにおいて、ＴｉＯ２はガラスを高屈折率化させるほか、高分散化にも大きな効果を有する重要な必須の成分である。ＴｉＯ２含有量が少なすぎると前記効果が低くなるため、本ガラスのＴｉＯ２含有量は６％以上である。本ガラスにおいて、ＴｉＯ２含有量が７％以上であると好ましく、ＴｉＯ２含有量が８％以上であるとさらに好ましい。
【００１５】
一方、本ガラスにおいて、ＴｉＯ２含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下するほか、ガラスが不安定となり、さらに液相温度も高くなることから、本ガラスのＴｉＯ２含有量は２０％以下である。本ガラスにおいて、ＴｉＯ２含有量が１８％以下であると好まく、ＴｉＯ２含有量が１６％以下であるとさらに好ましい。
【００１６】
本ガラスにおいてＷＯ３はガラスを高屈折率化させるほか、高分散化にも大きな効果を有する重要な必須の成分である。また、ＴｉＯ２成分での置換が可能で、高屈折率、高分散を維持しながら、耐失透性にも優れるガラスが得られる。本ガラスにおいて、ＷＯ３含有量が少なすぎると前記効果が低くなるため、ＷＯ３含有量は０．１％以上である。本ガラスにおいて、ＷＯ３含有量が１％以上であると好ましく、ＷＯ３含有量が２％以上であるとさらに好ましい。
【００１７】
一方、本ガラスにおいて、ＷＯ３含有量が多くなると可視域の光透過特性が低下すると共にガラスが不安定になることから、ＷＯ３含有量は１５％以下である。本ガラスのＷＯ３含有量が１４％以下であると好ましく、ＷＯ３含有量が１２％以下であるとさらに好ましい。
【００１８】
本ガラスにおいてＢ２Ｏ３は、ガラスを形成するほか、微量添加することで、液相温度の低下に大きな効果が得られる成分で必須の成分である。本ガラスにおいて、Ｂ２Ｏ３含有量は０．１％以上である。本ガラスのＢ２Ｏ３含有量が０．２％以上であると好ましく、Ｂ２Ｏ３含有量が０．２５％以上であるとさらに好ましい。一方、Ｂ２Ｏ３含有量が多すぎると軟化点近傍の耐失透性が著しく悪化するため、本ガラスのＢ２Ｏ３含有量は１．０％未満である。Ｂ２Ｏ３含有量が０．９７％以下であると好ましく、Ｂ２Ｏ３含有量が０．９４％以下であるとさらに好ましい。
【００１９】
本ガラスにおいて、Ｋ２Ｏは軟化点付近の失透性を悪化させることなく、液相温度を低下させ、Ｔｉイオン、Ｎｂイオンの還元に起因したガラスの着色を抑制するのに効果的な成分であり、重要な必須の成分である。前記効果のためには、本ガラスのＫ２Ｏ含有量は０．１％以上である。本ガラスのＫ２Ｏ含有量が１％以上であると好ましく、Ｋ２Ｏ含有量が１．５％以上であるとさらに好ましい。Ｋ２Ｏ含有量が２％以上であると特に好ましい。一方、Ｋ２Ｏ含有量が過剰になると屈折率が１．９を下回ってしまうため、本ガラスのＫ２Ｏ含有量は１０％以下である。本ガラスのＫ２Ｏ含有量が９％以下であると好ましく、Ｋ２Ｏ含有量が８％以下であるとさらに好ましい。
【００２０】
本ガラスにおいて、Ｎａ２Ｏは液相温度を低下させ、ガラスの着色を抑制するのに効果的な成分であり、必須の成分である。Ｎａ２Ｏ含有量が少ないと液相温度が上昇してしまうおそれがあることから、本ガラスのＮａ２Ｏ含有量は０．１％以上である。本ガラスのＮａ２Ｏ含有量が１％以上であると好ましく、本ガラスのＮａ２Ｏ含有量が２％以上であるとさらに好ましい。一方、本ガラスにおいて、Ｎａ２Ｏ含有量が過剰であると、軟化点近傍の耐失透性を悪化させてしまう。そのため、本ガラスのＮａ２Ｏ含有量は５．５％未満である。本ガラスのＮａ２Ｏ含有量が５．４％以下が好ましい。
【００２１】
Ｌｉ２Ｏは液相温度の低下に効果のある成分であるが同時に軟化点近傍の耐失透性を悪化させる成分でもあり、本ガラスにおいては、必須の成分ではない。Ｌｉ２Ｏを含有する場合の含有量は軟化点近傍の耐失透性を悪化させてしまうため３％以下とするのが好ましい。本ガラスの、Ｌｉ２Ｏ含有量が０．３％未満であるとさらに好ましく、本ガラスにおいてＬｉ２Ｏを実質的に含まないことが特に好ましい。
【００２２】
また、本ガラスにおいて、軟化点付近の耐失透性、及び低い液相温度を両立させる上から、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの含有量をバランスさせることが好ましい。具体的には、Ｋ２Ｏに対するＮａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏの合計量の質量比（Ｋ２Ｏ／（Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）、以下、この質量比をＫ−ＮａＬｉ比とも称する）が、３．５以下であると好ましく、Ｋ−ＮａＬｉ比が３以下であるとさらに好ましい。本ガラスにおいて、２．５以下であると特に好ましい。一方、本ガラスにおいて、低い液相温度を維持するためには、Ｋ−ＮａＬｉ比を０．４３以上とするのが好ましい。本ガラスのＫ−ＮａＬｉ比を０．４４以上とするとさらに好ましい。本ガラスのＫ−ＮａＬｉ比を０．４以上とすると特に好ましい。
【００２３】
ＳｉＯ２は、ガラス形成成分であり、粘度を調整する場合などに添加しても差し支えない成分で、本ガラスでは必須の成分ではない。ＳｉＯ２含有量が多すぎると屈折率が１．９を下回ってしまうため、含有する場合の本ガラスのＳｉＯ２含有量は３％以下である。本ガラスのＳｉＯ２含有量は、０．５％未満であると好ましく、ＳｉＯ２含有量が０．３％未満であるとさらに好ましい。
【００２４】
Ｂｉ２Ｏ３はガラスを高屈折率化させるとともにガラスを軟化させる効果があるが、本ガラスでは必須の成分ではない。Ｂｉ２Ｏ３含有量が多くなると、軟化点付近の耐失透性の低下又はアッベ数νｄが大きくなってしまうため、本ガラスにおいて、添加する場合のＢｉ２Ｏ３含有量は、５％以下であると好ましい。Ｂｉ２Ｏ３含有量が１％以下であるとさらに好ましく、Ｂｉ２Ｏ３を実質的に含まないことが特に好ましい。
【００２５】
本ガラスにおいて、Ｓｂ２Ｏ３は、ガラス溶融の際の清澄剤として働く以外に、ＴｉイオンやＮｂイオンの還元に起因した着色を抑制する消色剤として有効な成分であるが、必須の成分ではない。以下、Ｓｂ２Ｏ３の含有量を規定した理由を説明するが、本明細書において、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は、Ｓｂ２Ｏ３以外の成分を１００％とした場合の外掛表示で記載する。
【００２６】
前記効果のためには、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０．０３％以上であると好ましく、０．０５％以上であるとさらに好ましい。一方、含有量が多くなり過ぎると、Ｓｂイオンの吸収により光線透過性を悪化させるので、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は１％以下が好ましく、０．８％以下であるとさらに好ましく、０．５％以下であると特に好ましい。
【００２７】
本ガラスにおいて、上記成分の合計が９５％以上であると、諸特性のバランスが取れるため好ましい。上記成分の合計が９８％以上であるとさらに好ましく、本ガラスが上記成分から実質的になると特に好ましい。なお、本明細書において、「上記成分から実質的になる」とは、「不可避的不純物を除いては、上記成分からなる」との意味である。
【００２８】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯは適量添加することにより、ガラスの液相温度を下げ、耐失透性を良好にできる成分であるが、本ガラスにおいては、必須の成分ではない。一方、これらの成分は、アッベ数νｄを下げにくくする成分でもある。したがって、添加する場合であっても、それぞれ単独で含有量を１０％以下とするのが好ましく、３．０％以下とするとさらに好ましく、特には、含有しないことが好ましい。なお、高分散にするために、本ガラスではＢａＯは不可避的不純物を除いては、含有しない。
【００２９】
本ガラスにおいて、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１種以上を光学特性を調整するための成分として添加できるが、必須の成分ではない。但し前記各成分は、含有量が多くなるとガラスが不安定になり、また原料が比較的高価であるため、工業上はこれらの元素を極力含有量を抑えることが好ましい。したがって、添加する場合であってもそれぞれの含有量は単独で１０％以下とするのが好ましく、３．０％以下とするとより好ましく、含有しないことが特に好ましい。
【００３０】
また、本ガラスにおいては、環境面への影響等からＰｂＯ、ＴｅＯ２、Ｆ、Ａｓ２Ｏ３を不可避的な不純物として混入するものを別にして、含有しないことが好ましい。
【００３１】
本発明の目的とする光学素子の小型化・薄型化のためには、本ガラスの屈折率ｎｄは１．９以上である。本ガラスの屈折率ｎｄが、１．９１以上が好ましく、本ガラスの屈折率ｎｄが１．９２以上がさらに好ましい。一方で、液相温度、光線透過性を維持するためには、本ガラスの屈折率ｎｄを２．００以下とするのが好ましく、１．９９以下がさらに好ましく、本ガラスの屈折率ｎｄが１．９８以下が特に好ましい。
【００３２】
本ガラスにおいて、必要な色収差補正のためには、液相温度及び光透過特性とのバランスを考えると、アッベ数νｄは２０以下である。本ガラスのアッベ数νｄは１９以下が好ましく、アッベ数νｄが１８以下であると特に好ましい。
【００３３】
一般に高分散の光学ガラスは紫外域の透過特性が悪いので、できるだけ７０％分光透過率を与える波長λ７０が低波長側にあるほど好ましい。本ガラスのλ７０が５２０ｎｍ以下である。本ガラスのλ７０が５１０ｎｍ以下であると好ましく、本ガラスのλ７０が５００ｎｍ以下であると特に好ましい。同様にして、５％分光透過率を与える波長λ５が低波長側にあるほど好ましい。本ガラスのλ５が４２０ｎｍ以下であると好ましく、λ５が４１５ｎｍ以下であるとさらに好ましく、本ガラスのλ５が４１０ｎｍ以下であると特に好ましい。
【００３４】
本ガラスのガラス転移点Ｔｇとしては、７００℃以下であると成形温度を低くでき、成形装置及び成形金型に及ぼす熱不可が軽減されるため好ましい。生産設備の長寿命化のためには本ガラスのＴｇ６９０℃以下がより好ましく、本ガラスのＴｇ６８０℃以下が特に好ましい。
【００３５】
本ガラスの屈伏点Ａｔとしては、ガラス転移点Ｔｇと同様の理由で７５０℃以下であると好ましい。本ガラスの屈伏点Ａｔが７４０℃以下であるとさらに好ましい。本ガラスの屈伏点Ａｔが７３０℃以下であると特に好ましい。
【００３６】
また、本ガラスの液相温度ＬＴとしては、生産性の観点及び成形装置の耐久性の観点から、１１００℃以下であることが好ましい。ガラスを流出して板成形やゴブ成型をする前の融液をＬＴよりも少し高い温度で保持することで融液の酸化還元状態（Ｒｅｄｏｘ）をガラスの透過率の向上に有利な酸化状態（Ｔｉ，Ｗ，Ｂｉでは大きな原子価では着色の程度が小さいために透過率が高い）にすることができ、ガラスの着色を抑制することにより透過率の高い光学レンズを得ることができる。本ガラスの液相温度ＬＴが１０８０℃以下であるとより好ましく、本ガラスの液相温度ＬＴが１０６０℃以下であると特に好ましい。
【００３７】
本ガラスは、上述したような成分構成を有するので、軟化点付近の耐失透性に優れる。本明細書において、軟化点付近の耐失透性は、屈伏点（Ａｔ）＋８０℃の温度で１０分保持後の分光透過率（表面反射損失を含む）の劣化量で評価する。分光透過率の劣化量が１％以下であると好ましく、０．５％以下であるとさらに好ましい。分光透過率の劣化量が０．３％以下であると特に好ましい。
【００３８】
また、本ガラスにおいて溶融時の粘度（ｄＰａ・ｓ）の常用対数（以下、単に対数と略す）が０．２未満であると、ガラス融液中の内部泡及び坩堝との界面に付着した泡が効果的に上昇するため、泡品質が良好となる事を確認した。粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数が０．２の時の温度が高いガラス程、清澄温度を高く設定しなければならず、Ｐｔ、及びＰｔ合金等の坩堝からの溶出物が混入しやすくなり、溶出したＰｔイオンの吸収により可視域の透過率を劣化させる要因となってしまう。
【００３９】
したがって、坩堝からの不純物の溶出を抑制しつつ良好な品質のガラスを得るためには、本ガラスにおいて、粘度（ｄＰａ・ｓ）の対数が０．２の時の温度（以下、Ｔｌｏｇη＝０．２とも称す）は１３００℃以下が好ましく、Ｔｌｏｇη＝０．２が１２７０℃以下がより好ましく、Ｔｌｏｇη＝０．２が１２３０℃以下が最も好ましい。
【００４０】
上記の通り、低い粘度曲線を維持して清澄温度を低く抑えるためには、本ガラスにおいて、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計量を３％以上とすることが好ましく、前記合量が５％以上であるとさらに好ましい。本ガラスにおいて、前記合量が７％以上であると特に好ましい。一方、前記合量が多すぎると軟化点付近の耐失透性が悪化するため、本ガラスにおいて前記合量が１０％未満が好ましく、９．５％以下であるとさらに好ましく、本ガラスの前記合量が９％以下であると特に好ましい。
【００４１】
本ガラスの製造法としては、特に制限されるものではなく、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の通常の光学ガラスで用いられる原料を秤量・混合し、白金ルツボ、金ルツボ、石英ルツボ、アルミナルツボ等通常光学ガラスで用いられるルツボに入れて、約１０００〜１４００℃で２〜１０時間溶融、清澄、撹拌後、液相温度ＬＴよりもわずかに高い温度で融液を保持して４００〜５００℃に予熱した金型に鋳込等した後、徐冷して製造できる。
【００４２】
ガラス融液の酸化還元状態（Ｒｅｄｏｘ）を調節するための手段として、セラミックスなどの耐熱性を有する材料で作ったパイプに酸化性雰囲気ガスを通して、融液中にガスを送り込みバグリングすることにより遷移金属を高原子価状態とし透過率を向上させることができる。酸化性雰囲気ガスとしては、例えば、酸素ガスが挙げられる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の実施例等を説明する。例１〜例３１が本発明の実施例である。なお、本発明は、これら実施例に限定されて解釈されるものではない。なお、表中、「−」は、データがないことを示す。
【００４４】
［化学組成・試料作製法］
表１〜表５に示す化学組成（％）となるように原料を秤量した。本発明の原料としては、Ｐ２Ｏ５については、正リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、メタリン酸等を使用して他の成分については、炭酸塩、硝酸塩、酸化物等を適宜、純度やコストに応じて選択できる。
【００４５】
秤量した原料を混合し、内容積約３００ｃｃの石英ルツボ内に入れて、１１００〜１３００℃で１〜３時間溶融、撹拌後、白金坩堝にガラス融液を入れ替え１０５０℃で１．０〜０．５時間保持し、およそ６００℃に予熱した縦１００ｍｍ×横５０ｍｍの長方形のモールドに鋳込み後、約０．５℃／分で徐冷して測定試料を得た。なお、表中、Ｒ２Ｏはアルカリ成分（Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＬｉ２Ｏ）の合量を示す。
【００４６】
［評価方法］
・屈折率ｎｄはヘリウムｄ線に対する屈折率であり、屈折率計（カルニュー光学工業社製、商品名：ＫＲＰ−２０００）で測定した。屈折率の値は、小数点以下第５位まで測定し、小数点以下第５位を四捨五入して小数点以下第４位として記載した。
・アッベ数νｄは、νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）により算出し、小数点以下第２位を四捨五入して小数点以下第１位として記載した。ただし、ｎＦ、ｎＣは、それぞれ水素Ｆ線及びＣ線に対する屈折率である。
・透過率λ５、λ７０；１０ｍｍ厚板の分光透過率（表面反射損失を含む）を日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２−２００３に準じて測定した。
・液相温度ＬＴは、白金坩堝に約１００ｇのガラスを入れ、それぞれ１０００℃〜１１００℃まで１０℃刻みにて１時間保持したものを自然放冷により冷却した後、結晶析出の有無を顕微鏡により観察して、結晶の認められない最低温度を液相温度とした。
・透過率は、分光光度計（パーキンエルマー社製、商品名：Ｌａｍｂｄａ９５０）を用い、厚さ１０ｍｍに両面研磨した試料について、１ｎｍきざみで測定した。
・Ｔｌｏｇη＝０．２；回転円筒法？により溶融時の粘性ηの温度依存性を測定し、ｌｏｇη＝０．２での温度を求めた。
・軟化点付近の耐失透性は、１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ１０ｍｍのサンプルを使用し、屈伏点＋８０℃で１０ｍｉｎ．保持後と、加熱前の分光透過率を上記の分光光度計により測定し、前後での透過率の劣化量（表中、単に劣化量と記載）から算出した。なお、ガラス転移点Ｔｇ及び屈伏点Ａｔは、得られた各ガラスを棒状に加工し、熱分析装置（ブルカー・エイエックスエス社製、商品名：ＴＭＡ４０００ＳＡ）で熱膨張法により、昇温速度５℃／分で測定した。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】
【表４】
【００５１】
【表５】
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、高屈折率、高分散性で、高透過率の光学ガラスであり、小型化や薄型化の要求が厳しい光学レンズなどの各種光学素子への応用に好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量％で、
Ｐ２Ｏ５：１５〜３５、
Ｎｂ２Ｏ５：３５〜６０、
ＴｉＯ２：６〜２０、
ＷＯ３：０．１〜１５、
Ｂ２Ｏ３：０．１〜１．０未満、
Ｋ２Ｏ：０．１〜１０、
Ｎａ２Ｏ：０．１〜５．５未満、
Ｌｉ２Ｏ：０〜３、
ＳｉＯ２：０〜３、
Ｂｉ２Ｏ３：０〜５．０未満、
ＢａＯを実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下である光学ガラス。
【請求項２】
Ｂｉ２Ｏ３を実質的に含有しない請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｓｂ２Ｏ３を他の成分の合量１００％に対して外掛で０．０５〜１．０質量％含有する請求項１又は２記載の光学ガラス。
【請求項４】
液相温度ＬＴが１１００℃以下である請求項１〜３に記載の光学ガラス。
【請求項５】
ガラス融液の粘性（ｄＰａ・ｓ）の常用対数が０．２の時の温度が１３００℃以下である請求項１〜４に記載の光学ガラス。
【請求項６】
屈伏点＋８０℃で１０分保持後の分光透過率の劣化量が１％未満である請求項１〜５に記載の光学ガラス。
【請求項７】
５％分光透過率を与えるλ５が４２０ｎｍ以下である請求項１〜６記載の光学ガラス。
【請求項１】
酸化物基準の質量％で、
Ｐ２Ｏ５：１５〜３５、
Ｎｂ２Ｏ５：３５〜６０、
ＴｉＯ２：６〜２０、
ＷＯ３：０．１〜１５、
Ｂ２Ｏ３：０．１〜１．０未満、
Ｋ２Ｏ：０．１〜１０、
Ｎａ２Ｏ：０．１〜５．５未満、
Ｌｉ２Ｏ：０〜３、
ＳｉＯ２：０〜３、
Ｂｉ２Ｏ３：０〜５．０未満、
ＢａＯを実質的に含有せず、屈折率ｎｄが１．９以上で、アッベ数νｄが２０以下、かつ７０％分光透過率を与える波長λ７０が５２０ｎｍ以下である光学ガラス。
【請求項２】
Ｂｉ２Ｏ３を実質的に含有しない請求項１記載の光学ガラス。
【請求項３】
Ｓｂ２Ｏ３を他の成分の合量１００％に対して外掛で０．０５〜１．０質量％含有する請求項１又は２記載の光学ガラス。
【請求項４】
液相温度ＬＴが１１００℃以下である請求項１〜３に記載の光学ガラス。
【請求項５】
ガラス融液の粘性（ｄＰａ・ｓ）の常用対数が０．２の時の温度が１３００℃以下である請求項１〜４に記載の光学ガラス。
【請求項６】
屈伏点＋８０℃で１０分保持後の分光透過率の劣化量が１％未満である請求項１〜５に記載の光学ガラス。
【請求項７】
５％分光透過率を与えるλ５が４２０ｎｍ以下である請求項１〜６記載の光学ガラス。
【公開番号】特開２０１１−５７５０９（Ｐ２０１１−５７５０９Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９４４０（Ｐ２００９−２０９４４０）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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