JPH0524095B2

JPH0524095B2 -

Info

Publication number: JPH0524095B2
Application number: JP60061510A
Authority: JP
Inventors: Hajime Komata; Nobuhiro Nozawa
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1993-04-06
Also published as: US4771020A; JPS61251537A; DE3609803A1

Description

【発明の詳細な説明】

「産業上の利用分野」本発明は、耐失透性、紫外域から可視域にわた
る光線透過性および均質性に優れ、フリント型の
負の異常部分分散性を有する燐酸塩系光学ガラス
に関する。「従来の技術」従来から、光学系の設計、例えば、カメラ用あ
るいは顕微鏡用の対物レンズ等において、広い光
線波長範囲にわたり、二次スペクトルを除去する
ことが要望されている。この要望を満すために
は、アツベ数（νd）と部分分散比（θg・Ｆ）の
間に直線的比例関係を示す正常分散ガラスに比べ
部分分散比が小さく、従つて負の異常部分分散値
（−△νd）を示すガラスを使用することが効果的
であることが知られている。負の異常部分分散性を有するガラスには、米国
特許第2684304号公報において、極めて多量の
PbO成分と実際上極く少量迄のAl₂O₃成分を含有
させたP₂O₅−PbO系ガラスが知られているが、
耐失透性が甚だ悪いため、透明なガラスを得るこ
とが極めて困難である。また、特公昭36−16726
号公報において、P₂O₅−B₂O₃−PbO−Al₂O₃系
ガラスが知られているが、耐失透性が十分良好で
はないため量産するには適さず、また紫外域から
可視域にかけての光線透過性が悪い。さらに、特
開昭59−3044号公報には、B₂O₃−Sb₂O₃−ZnO−
SiO₂−Al₂O₃−ZrO₂系ガラスが知られているが、
ガラスは黄色を呈しやすく、また、溶融の際、均
質化し難い。一方、燐酸塩系ガラスの中には、特公昭38−
8459号公報において、P₂O₅−B₂O₃−（PbO／Sb₂
O₃／Bi₂O₃等）系ガラスが知られているが、所望
の異常部分分散値を得難いうえ、光線透過性およ
び化学的耐久性に劣る欠点がある。「発明が解決しようとする問題」本発明は、上記従来のガラスにみられる諸欠点
を総合的に解消し、フリント領域であるνd＝45
〜25の範囲の数値と｜−△νd｜≧0.1の範囲の負
の異常部分分散値とを維持しつつ、耐失透性、紫
外域から可視域にわたる光線透過性および均質性
に優れた光学硝子を提供することを目的としてい
る。「問題点を解決するための手段」本発明者等は、従来の異常部分分散性ガラス等
に関する上述の実状にかんがみ鋭意試験研究を重
ねた結果、P₂O₅系ガラスに特定含有量のR₂O₃成
分、すなわちSb₂O₃，Bi₂O₃およびTl₂O₃の成分群
から選ばれた一種以上の成分および他のR₂O₃成
分、すなわちY₂O₃，La₂O₃，Gd₂O₃，Yb₂O₃，
Lu₂O₃，Ga₂O₃，In₂O₃およびAl₂O₃の成分群から
選ばれた一種以上の成分を必須的に共存させるこ
とにより、上記所望の諸特性を有する光学ガラス
が得られることを見出し、本発明をなすに至つ
た。上記の目的を達成する本発明の負の異常部分分
散性を有する光学ガラスの特徴は、重量％で、 P₂O₅＋GeO₂ 25〜65％、ただし、 P₂O₅ ５〜65％、 GeO₂ ０〜55％、 Sb₂O₃＋Bi₂O₃＋Tl₂O₃ 0.5〜65％、 Sb₂O₃＋Bi₂O₃＋Tl₂O₃＋PbO 34〜74％、ただし、 Sb₂O₃ ０〜50％、 Bi₂O₃ ０〜25％、 Tl₂O₃ ０〜20％、 PbO ０〜63％、 Y₂O₃＋La₂O₃＋Gd₂O₃＋Yb₂O₃＋Lu₂O₃＋Ga₂O₃
＋In₂O₃＋Al₂O₃ １〜15％、ただし、 Y₂O₃ ０〜10％、 La₂O₃ ０〜10％、 Gd₂O₃ ０〜15％、 Yb₂O₃ ０〜10％、 Lu₂O₃ ０〜10％、 Ga₂O₃ ０〜10％、 In₂O₃ ０〜15％、 Al₂O₃ ０〜５％、 Li₂Ｏ＋Na₂Ｏ＋K₂Ｏ＋Cs₂Ｏ０〜10％、 MgO＋CaO＋SrO＋BaO ０〜20％、 ZnO ０〜20％、 As₂O₃ ０〜10％、および上記金属酸化物成分と置換した弗化物成分
のF₂としての合計０〜10％を含有するところにある。つぎに、上記各成分の組成範囲を限定した理由
について述べる。 P₂O₅および添加成分としてのGeO₂の各成分
は、本発明のガラスの主要なガラス形成酸化物で
あり、これらの成分の合計は、ガラスの安定性維
持のため、25％以上含有させる必要があり、30％
以上であれば一層好ましいが、65％を超えると所
定のνd値が得られなくなる。ただし、P₂O₅成分
は、その量が５％未満ではガラスが不安定とな
り、かつ着色性が増す。また、GeO₂成分は、ガ
ラス化範囲を広げる効果があるが、その量が55％
を超えると所定の△νd値を得難くなるとともに
ガラスの溶融性が急に悪化するので好ましくな
い。本発明のガラスにおいて、Sb₂O₃，Bi₂O₃およ
びTl₂O₃の各成分は、いずれも負の△νd値を増大
させるとともにガラスを安定化させる効果が顕著
であることをみいだされた重要な成分であるが、
これらの効果を発揮させるためには、これらの成
分の一種または二種以上の合計量は0.5〜65％の
範囲でなければならない。ただし、これらの成分
は、本発明のガラスの所定の△νd値及びνd値を
維持させるため、任意成分であるPbO成分との合
計量で34〜74％の範囲になければならない。この
際、Sb₂O₃が50％をBi₂O₃が25％をTl₂O₃が20％を
またPbOが63％を超えるとガラスはいずれも負の
△νd値を示し難くなるとともに紫外域の透過率
が低下しやすくなり、さらにPbOの場合はガラス
の耐摩耗性が過小となりやすくなる。本発明のガ
ラスにおいて、Y₂O₃，La₂O₃，Gd₂O₃，Yb₂O₃，
Lu₂O₃，Ga₂O₃，In₂O₃およびAl₂O₃の各成分は、
ガラスの安定性および化学的耐久性の向上に効果
がある。これらの効果を発揮させるためには、こ
れらの成分の一種または二種以上の合計量は１〜
15％の範囲でなければならない。ただし、Y₂O₃，
La₂O₃，Yb₂O₃およびLu₂O₃はそれぞれ10％をま
たGd₂O₃は15％を超えるといずれもガラスはかえ
つて不安定になりやすい。また、Ga₂O₃，In₂O₃
およびAl₂O₃の各成分がそれぞれ10％，15％およ
び５％を超えるといずれも負の△νd値を得難く
なり、しかもGa₂O₃とAl₂O₃の場合はガラスを不
安定にするとともに溶融性を悪化させ、In₂O₃の
場合はガラスを着色しやすくする。以下に述べる成分は、屈折率（Νd），νd，θg・
ｆおよび△νdの値を調整したり、耐失透性およ
び化学耐久性等の改善のため、本発明のガラス
に、必要に応じ、添加することができる。すなわち、Li₂Ｏ，Na₂Ｏ，K₂ＯおよびCs₂Ｏの
各成分は、ガラスの溶融性改善のため、これらの
成分の一種または二種以上の合計を所定の△νd
値と安定性とを維持し得る範囲において10％ま
で、好ましくは５％まで添加できる。MgO，
CaO，SrO，BaOおよびZnOの各成分は、光学恒
数の調整のため、これらの成分の一種または二種
以上の合計をガラスの化学的耐久性や所定の△
νd値およびνd値を維持し得る範囲において20％
まで、このましくは10％まで添加し得る。As₂O₃
成分は、10％までならばガラスに潮解性を与える
ことなく添加することができる。また、ガラスの
光学恒数の調整と化学的耐久性改善のため、上記
金属酸化物の一種以上の成分の一部または全部と
置換した弗化物成分のF₂としての合計量を10％
まで添加することができる。なお、B₂O₃成分は、本発明のガラスの紫外域
における光線透過性を悪化させるので好ましい成
分ではないが、必要に応じ、数％程度含有させて
もさしつかえない。Ta₂O₅，Nb₂O₅，WO₃，
TeO₂およびTiO₂の各成分は、本発明のガラスを
着色する傾向を有するので好ましくないが、必要
に応じ、それぞれ数％程度含有させてもさしつか
えない。さらに、SiO₂およびZrO₂成分は、本発
明のガラスの溶融性を悪化させるが、それぞれ３
％および２％程度含有させることができる。「実施例」つぎに、本発明にかかる異常部分分散性ガラス
の実施組成例（No.１〜No.42）とこれらのガラスの
光学恒数（Νd，νd，θg・Ｆ，△νd）とともに表
−１に示した。また、これらとほぼ同等の光学恒
数を有する前記公知のP₂O₅−PbO系ガラスの比
較組成例（No.〜No.）を表−２に同様に示し
た。なお、△νd値は正常分散ガラスの標準とし
て選出された光学ガラスF2およびK7を用い、こ
れらのガラスのνd−θg・Ｆ座標上の２点を結ぶ
直線からの偏差で表わしている。表−１および表−２には、各ガラスについて、
失透試験結果を示した。この失透試験は、白金製
の50c.c.ポツトに予め溶解して得た急冷ガラス試料
各80gr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、約900〜1250℃の温度で２時間
溶融した後、降温し、各試料を850℃および750℃
でそれぞれ１時間保温した後、炉外に取り出して
失透の有無を裸眼により観察したもので、その結
果、失透が認められないものを○印で、また失透
が多量に認められるものを×印で示した。表にみ
られるとおり、本説明の実施組成例のガラスは、
比較例（No.〜）のガラスが失透を生じたのに
対し、いずれもクリアーであり、耐失透性の改善
効果が明瞭である。また、本発明の実施例のガラスの着色度（厚さ
10mmの対面研磨試料の光線透過率が80％を示す波
長（単位；nm）をもつて表わす）は、いずれも
約280〜390の範囲にあつて無色透明であり、優れ
た光線透過性を示している。さらに、日本光学硝
子工業会規格による粉末法の耐酸性試験結果は、
いずれも１〜３級であり、優れた化学的耐久性を
有している。本発明の実施組成例のガラスは、いずれも白金
坩堝等の溶融装置を用いて、各種金属の燐酸塩、
硝酸塩、炭酸塩、酸化物および弗化物等からなる
混合原料を約850〜1200℃で溶融して攪拌均質化
し、ついで降温して、金型に鋳込んだりプレスし
たりした後、徐冷することにより容易に製造する
ことができる。

【表】

【表】「発明の効果」上述のとおり、本発明の異常部分分散性光学ガ
ラスは、特定含有量の二群のR₂O₃成分からそれ
ぞれ選ばれた成分を含有させたP₂O₅系ガラスで
あるから、所定の△νd値とνd値とを維持しつつ、
従来のガラスに比べ、耐失透性、均質性、光線透
過性および化学的耐久性を総合的に改善すること
ができる。従つて、種々の用途の光学材料とし
て、また優れた光線透過性能が要求される紫外線
用窓ガラスや高エネルギー粒子の全吸収カウンタ
ー用ガラス等として量産し、役立たせることがで
きるので、産業上有用である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、 P₂O₅＋GeO₂ 25〜65％、ただし、 P₂O₅ ５〜65％、 GeO₂ ０〜55％、 Sb₂O₃＋Bi₂O₃＋Tl₂O₃ 0.5〜65％、 Sb₂O₃＋Bi₂O₃＋Tl₂O₃＋PbO 34〜74％、ただし、 Sb₂O₃ ０〜50％、 Bi₂O₃ ０〜25％、 Tl₂O₃ ０〜20％、 PbO ０〜63％、 Y₂O₃＋La₂O₃＋Gd₂O₃＋Yb₂O₃＋Lu₂O₃＋Ga₂O₃
＋In₂O₃＋Al₂O₃ １〜15％、ただし、 Y₂O₃ ０〜10％、 La₂O₃ ０〜10％、 Gd₂O₃ ０〜15％、 Yb₂O₃ ０〜10％、 Lu₂O₃ ０〜10％、 Ga₂O₃ ０〜10％、 In₂O₃ ０〜15％、 Al₂O₃ ０〜５％、 Li₂Ｏ＋Na₂Ｏ＋K₂Ｏ＋Cs₂Ｏ０〜10％、 MgO＋CaO＋SrO＋BaO ０〜20％、 ZnO ０〜20％、 As₂O₃ ０〜10％、および上記金属酸化物成分と置換した弗化物成分
のF₂としての合計０〜10％を含有することを特徴とする異常部分分散性光学
ガラス。