JPS5983959A - アルミノフルオロホウケイ酸鉛系の成形用光学ガラス - Google Patents
アルミノフルオロホウケイ酸鉛系の成形用光学ガラスInfo
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- JPS5983959A JPS5983959A JP58181773A JP18177383A JPS5983959A JP S5983959 A JPS5983959 A JP S5983959A JP 58181773 A JP58181773 A JP 58181773A JP 18177383 A JP18177383 A JP 18177383A JP S5983959 A JPS5983959 A JP S5983959A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明(徒アルミノフルオロホウケイ酸鉛系の成形用光
学ガラスに関する。
学ガラスに関する。
ガラスは温度および圧力の組み合わされた作用の下で、
型面全非常に正確に複製した表面金有する製品を得るよ
う、型中で変形可能であり、例えば、他の仕上げ工程な
しに球面および非球面レンズの成形による直接製造が可
能となる場合、成形可能であるといえる。
型面全非常に正確に複製した表面金有する製品を得るよ
う、型中で変形可能であり、例えば、他の仕上げ工程な
しに球面および非球面レンズの成形による直接製造が可
能となる場合、成形可能であるといえる。
現在捷では、例えば米国特許第4,285,730号、
4.348,484号、および4,362,819号に
記載されるようなアルカリ金属のリン酸塩もしくはフル
オロリン酸塩による素地金有するガラスのみが成形可能
であると考えられていた。
4.348,484号、および4,362,819号に
記載されるようなアルカリ金属のリン酸塩もしくはフル
オロリン酸塩による素地金有するガラスのみが成形可能
であると考えられていた。
本発明の目的は、」二記特許に記載された組成系とは異
なる組成系に属し、異なった光学特性を得ることができ
、あるいはそれらが同等である場合には例えば失透に対
する安定性、化学耐性、および膨張率等、他の物理およ
び化学特性に関する制限に従った選択が可能となるアル
ミノホウケイ酸鉛系の成形用光学ガラスを提供すること
である。
なる組成系に属し、異なった光学特性を得ることができ
、あるいはそれらが同等である場合には例えば失透に対
する安定性、化学耐性、および膨張率等、他の物理およ
び化学特性に関する制限に従った選択が可能となるアル
ミノホウケイ酸鉛系の成形用光学ガラスを提供すること
である。
本発明によるガラスは型の寿命を増長することが可能な
できるだけ低い温度に対応し、約10〜1013ポイズ
の粘度において成形可會目でなければならない。したが
って、これらのガラスは温度の関数である粘度曲線上の
以下に示す2つの特性点: 粘度1076ポイズにおける温度であるリトルトン点(
TL);および 粘度1013ボイズのオーダーにおける温度であるガラ
ス質転移点(Tg); で定義される。
できるだけ低い温度に対応し、約10〜1013ポイズ
の粘度において成形可會目でなければならない。したが
って、これらのガラスは温度の関数である粘度曲線上の
以下に示す2つの特性点: 粘度1076ポイズにおける温度であるリトルトン点(
TL);および 粘度1013ボイズのオーダーにおける温度であるガラ
ス質転移点(Tg); で定義される。
以下に記述するガラスのTLおよびT、ばそれぞれ50
0°C以下および430°C以下である。
0°C以下および430°C以下である。
本発明の包含するアルミノフルオロホウケイ酸鉛系の光
学ガラス群には以下のような有益な利点; 500°C以下で成形可能であるとと;フッ素?含有す
るにも関らず、湿気のある雰囲気中において、例えばコ
ーニング(CORN−ING) EO5−25およびC
20−36という名称を有するようなある種の古典的な
光学ガラスと同等な良好な化学耐性を示すこと; フッ素含量が高いため、放射スペクトルの可視領域にお
ける透過が非常に優れているとと;および フッ素含量が高いにも関らず、一般(τ極めて安定であ
るため、高粘度における注型が可能であること; がある。
学ガラス群には以下のような有益な利点; 500°C以下で成形可能であるとと;フッ素?含有す
るにも関らず、湿気のある雰囲気中において、例えばコ
ーニング(CORN−ING) EO5−25およびC
20−36という名称を有するようなある種の古典的な
光学ガラスと同等な良好な化学耐性を示すこと; フッ素含量が高いため、放射スペクトルの可視領域にお
ける透過が非常に優れているとと;および フッ素含量が高いにも関らず、一般(τ極めて安定であ
るため、高粘度における注型が可能であること; がある。
本発明によるガラスの屈折率(nd)は約1.65〜】
、82、アツベ数(Vd)は約27〜39(ヘリウムd
線)である。
、82、アツベ数(Vd)は約27〜39(ヘリウムd
線)である。
フッ素は必須成分であり、第一にpbO含量が低く、か
つ/もしくはAl2O5含量およびSiO□含量が高い
場合には軟化点を低く維持するために必要なものである
。、さらに、プラチナ溶融装置中で調製されるガラスの
透過性を著しく改善するため、光学分野における応用に
は不可欠である。したがって、ガラス中には最小量のフ
ッ素が必要である。
つ/もしくはAl2O5含量およびSiO□含量が高い
場合には軟化点を低く維持するために必要なものである
。、さらに、プラチナ溶融装置中で調製されるガラスの
透過性を著しく改善するため、光学分野における応用に
は不可欠である。したがって、ガラス中には最小量のフ
ッ素が必要である。
一方ではガラスの屈折率および分散に対する影響、他方
では粘性に対する影響が知られているフッ素およびpb
O以外では、以下に記述するようにAl2O3がこの系
におけるもう1つの必須成分である。
では粘性に対する影響が知られているフッ素およびpb
O以外では、以下に記述するようにAl2O3がこの系
におけるもう1つの必須成分である。
公知のSiO□−B203−pbo三成分系によるガラ
スのTLは450℃以下である(このため「成形性」の
点で興味深いものとなる)。しかしながら、屈折率が非
常に高く(約185以上)、鉛含量が75重量%全超え
るため、プラチナ溶融装置中で調製する際にガラスが濃
黄色となる。
スのTLは450℃以下である(このため「成形性」の
点で興味深いものとなる)。しかしながら、屈折率が非
常に高く(約185以上)、鉛含量が75重量%全超え
るため、プラチナ溶融装置中で調製する際にガラスが濃
黄色となる。
TLが450°〜500℃であるこの系のガラスはB2
O3含量が高い(この場合、大気中での腐食全受けやす
い)か、あるいはシリカ含量が高い(この場合、B、、
03の代わりにアルカリが用いられる古典的ないわゆる
「持重」フリントと同等のものとなる)。
O3含量が高い(この場合、大気中での腐食全受けやす
い)か、あるいはシリカ含量が高い(この場合、B、、
03の代わりにアルカリが用いられる古典的ないわゆる
「持重」フリントと同等のものとなる)。
上記の三成分系にフッ素を加える(バッチ量において1
2重量係のオーダーとし、最終ガラスにおける含量全2
〜7%とする少ことにより、以下のような好ましい結果
: 透過率が改善されるが、波長400 nmおよび厚さ1
.Om、においては60%を超えることはないこと; TL f 50°〜1oo0c低下させるとと;状況に
応じて屈折率を4000〜6ooo×10−5低下させ
ること(ただしホウ素含量の高い場合はフッ素の効果が
相殺されるため、除外する);および 融点’t200〜300℃低下させるとと;を招く。
2重量係のオーダーとし、最終ガラスにおける含量全2
〜7%とする少ことにより、以下のような好ましい結果
: 透過率が改善されるが、波長400 nmおよび厚さ1
.Om、においては60%を超えることはないこと; TL f 50°〜1oo0c低下させるとと;状況に
応じて屈折率を4000〜6ooo×10−5低下させ
ること(ただしホウ素含量の高い場合はフッ素の効果が
相殺されるため、除外する);および 融点’t200〜300℃低下させるとと;を招く。
しかしながら、これらのガラスには制限があり、光学分
野における応用および工業的な製造においてはこれらの
制限を減少させることが必要である。特に、この系(5
in2− B20.−pbo−p)VCおけるガラスの
多くは失透もしくは乳白化に対する安定性が並であり、
最も安定性のあるガラスは鉛含量が高いために透過が制
限され、光学特性の範囲が限られるようになる(通常、
屈折率は1.80より犬である)。
野における応用および工業的な製造においてはこれらの
制限を減少させることが必要である。特に、この系(5
in2− B20.−pbo−p)VCおけるガラスの
多くは失透もしくは乳白化に対する安定性が並であり、
最も安定性のあるガラスは鉛含量が高いために透過が制
限され、光学特性の範囲が限られるようになる(通常、
屈折率は1.80より犬である)。
さらに、U風化」っまジ長期間にわたる大気中の作用物
質への暴露による腐食に対しては良好な耐性を示すが、
試験では開始時に素早く腐食される。
質への暴露による腐食に対しては良好な耐性を示すが、
試験では開始時に素早く腐食される。
本発明の知見によれば、Al2O3の導入により、ガラ
スの失透および乳白化に対する安定性と「風化」に対す
る耐性を改善することが可能となった。安定性の改善に
より、pbo含量全かなり低減することが可能となり、
その結果、光学特性の範囲が拡大され、また可視スペク
トルにおける透過が増大する。
スの失透および乳白化に対する安定性と「風化」に対す
る耐性を改善することが可能となった。安定性の改善に
より、pbo含量全かなり低減することが可能となり、
その結果、光学特性の範囲が拡大され、また可視スペク
トルにおける透過が増大する。
以下の3つの比較例はk120sの安定作用を示すもの
である。
である。
AI!20s k含まず、バッチ化した重量%で示さレ
ル、’ 1 % ノSin、、18%(7)B203.
66俤のpbo、および9%のF′?f:含有し、ルツ
ボ中で600°G(粘度約200ポイズンにおいて1.
5時間保持した際に結晶化するガラス。
ル、’ 1 % ノSin、、18%(7)B203.
66俤のpbo、および9%のF′?f:含有し、ルツ
ボ中で600°G(粘度約200ポイズンにおいて1.
5時間保持した際に結晶化するガラス。
これに対して、54%のk120. ’i加え(すなわ
ち、陽イオンパーセント換算で3%の5in2.3%の
BO3,□、および4%のpbOを10係のAI!03
/2で置き換える)、バッチ化した重量%で表わされる
、10.2チの5in2.17,7%のB2O3,61
,5%のpbo、 5.4%のAl2O5、および9係
のFから成る組成を得ると安定性が増大し、ガラスを6
00°C(粘度420ポイズ)において3時間保持して
も結晶は形成しない。
ち、陽イオンパーセント換算で3%の5in2.3%の
BO3,□、および4%のpbOを10係のAI!03
/2で置き換える)、バッチ化した重量%で表わされる
、10.2チの5in2.17,7%のB2O3,61
,5%のpbo、 5.4%のAl2O5、および9係
のFから成る組成を得ると安定性が増大し、ガラスを6
00°C(粘度420ポイズ)において3時間保持して
も結晶は形成しない。
同様に、16.4係の5IO2,9,5チのB2O3,
、63,1チのpbo、 7.5%のAIJ!20s、
および6チのFから成る組成は650℃(粘度340ポ
イズ)において3時間保持しても結晶化しない。
、63,1チのpbo、 7.5%のAIJ!20s、
および6チのFから成る組成は650℃(粘度340ポ
イズ)において3時間保持しても結晶化しない。
後の2組成は本発明の好ましい態様を構成しており、本
発明による15例のバッチ組成の重量%に示す以下の表
■において、それぞれ例10および14として示される
。また表■は各側についてリトルトン点(TL)、ガラ
ス質転移温度(Tg)、25〜300℃の範囲において
X 10−7/’Cの単位で表わされる熱膨張係数(α
)、アツベ数(Vd)、4001mにおける10mm厚
のガラスの透過(Trans )および、最後に「風化
」耐性つまり大気腐食に対する耐性の程度(W) ’2
も報告するものである。
発明による15例のバッチ組成の重量%に示す以下の表
■において、それぞれ例10および14として示される
。また表■は各側についてリトルトン点(TL)、ガラ
ス質転移温度(Tg)、25〜300℃の範囲において
X 10−7/’Cの単位で表わされる熱膨張係数(α
)、アツベ数(Vd)、4001mにおける10mm厚
のガラスの透過(Trans )および、最後に「風化
」耐性つまり大気腐食に対する耐性の程度(W) ’2
も報告するものである。
ガラスの軟化点は研究室で開発された方法で測定された
もので、従来のIJ )ルトン点よりも10°〜25°
C高い温度である。この方法は32mm径、4mm厚の
ディスクを炉中において60℃/時の速度で加熱して変
形させることから成る。軟化点の近似値は、ガラスが十
分に変形し、試験サンプルを保持する支持体の底部に位
置する通気孔が閉鎖される際に読み取られる。この方法
はいわゆる「成形可能な」ガラスを良好に選択するため
に適当なものである。
もので、従来のIJ )ルトン点よりも10°〜25°
C高い温度である。この方法は32mm径、4mm厚の
ディスクを炉中において60℃/時の速度で加熱して変
形させることから成る。軟化点の近似値は、ガラスが十
分に変形し、試験サンプルを保持する支持体の底部に位
置する通気孔が閉鎖される際に読み取られる。この方法
はいわゆる「成形可能な」ガラスを良好に選択するため
に適当なものである。
ガラスのガラス質転移温度は、ガラスの膨張曲線から決
定された。
定された。
ガラスの風化耐性の評価は、研摩したサンプル全温度5
0℃、相対湿度98%の大気を包含する閉鎖容器に配置
して行なった。サンプルは強い光線の下もしくは通常の
周光の下で、様々な暴露時間の後(表■に日数金示す)
に肉眼で透過光中において観察される。
0℃、相対湿度98%の大気を包含する閉鎖容器に配置
して行なった。サンプルは強い光線の下もしくは通常の
周光の下で、様々な暴露時間の後(表■に日数金示す)
に肉眼で透過光中において観察される。
サンプル表面の腐食の程度に対応して5つの特性段階が
定義される: A段階(優秀) 強い光線の下で観察しても点食および/もしくは曇りが
認められない。
定義される: A段階(優秀) 強い光線の下で観察しても点食および/もしくは曇りが
認められない。
B段階(良好)
上述の観察条件において若干のビットおよび/もしくは
わずかな曇りが認められる。
わずかな曇りが認められる。
C段階(普通)
上述の観察条件において多くのピットおよび/もしくは
かなりの曇りが認められる。
かなりの曇りが認められる。
D段階(並 )
通常の周光の下でビットオよび/もしくは曇りが観察さ
れる。
れる。
E段階(不可)
通常の周光の下で腐食産物のかなりの集積が認められる
。
。
要約すれば、本発明は酸化物換算の重量係で表わされる
化学分析値が一般に以下のような範囲にある組成全包含
する。なおりツコ内の値はバッチ組成全表わす。
化学分析値が一般に以下のような範囲にある組成全包含
する。なおりツコ内の値はバッチ組成全表わす。
S 1028〜20 (8〜20)82035〜2
0 (8〜23) pbo 50〜70 (45〜68)A1
2031〜11 (2〜12)F 2〜7
(2,5〜12)本発明の組成に適合する成分の
量は各基本成分に関する以下の考察より導かれる。
0 (8〜23) pbo 50〜70 (45〜68)A1
2031〜11 (2〜12)F 2〜7
(2,5〜12)本発明の組成に適合する成分の
量は各基本成分に関する以下の考察より導かれる。
(Ij 5in2: 分析値8〜20重量%(分析
値およびバッチ量の差は非常に小さい)。大気腐食に対
する良好な耐性を得るためには8重量%以上が必要とさ
れるが、以下に定義される溶融条件下で結晶のないガラ
スを得るためには20重量襲以下とする。
値およびバッチ量の差は非常に小さい)。大気腐食に対
する良好な耐性を得るためには8重量%以上が必要とさ
れるが、以下に定義される溶融条件下で結晶のないガラ
スを得るためには20重量襲以下とする。
(2)13203: 分析値5〜20重量%()くツ
チ量8〜23重量%)。光の拡散もしくは乳白化の問題
を生ずることなく容易にガラスを得るためには5重量%
以上が必要とされるが、大気腐食VC対する良好な耐性
を得るためには20重量%以下としなければならない。
チ量8〜23重量%)。光の拡散もしくは乳白化の問題
を生ずることなく容易にガラスを得るためには5重量%
以上が必要とされるが、大気腐食VC対する良好な耐性
を得るためには20重量%以下としなければならない。
(3) pbo :分析値50〜70重量%()(ツ
チ量45〜68重量%)b、7J’i+?:5008C
以下としTgi4.30℃以下とするためには50重量
%以」二が必要とされるが、十分な安定性および400
0mにおける良好な透過ならびに大気腐食に対する良好
な耐性全維持するためには70%以下とする。
チ量45〜68重量%)b、7J’i+?:5008C
以下としTgi4.30℃以下とするためには50重量
%以」二が必要とされるが、十分な安定性および400
0mにおける良好な透過ならびに大気腐食に対する良好
な耐性全維持するためには70%以下とする。
(4) Al320s :分析値1〜11重量係()
くツチ量2〜12重量%)。Al! 20s 、に含有
しないガラスと比較して大気腐食に対する耐性を改善す
るためには1重量%以上が必要とされ、ガラスの安定性
に対して明確な影響を与えるためには4重量多以上とす
ることが好ましく、光を拡散しないガラスを得るために
は11重量−以下とする。
くツチ量2〜12重量%)。Al! 20s 、に含有
しないガラスと比較して大気腐食に対する耐性を改善す
るためには1重量%以上が必要とされ、ガラスの安定性
に対して明確な影響を与えるためには4重量多以上とす
ることが好ましく、光を拡散しないガラスを得るために
は11重量−以下とする。
(5)F:分析値2〜7重量%()(ツチ量2.5〜1
2重量係)。TLを500’C未満、Tgを430°C
未満、4001mにおける透過’i60係より犬とする
ためには2重量係以」二が必要とされる。12重量%よ
り多くのFがノ(ソチ化されるとフッ素の保持率(分析
値/バッチ量)が非常に低くなるため、一方ではガラス
特性に極わずかな補足的な変化が起こり、他方ではガラ
スの溶融において困難(特に汚染)が生ずる。
2重量係)。TLを500’C未満、Tgを430°C
未満、4001mにおける透過’i60係より犬とする
ためには2重量係以」二が必要とされる。12重量%よ
り多くのFがノ(ソチ化されるとフッ素の保持率(分析
値/バッチ量)が非常に低くなるため、一方ではガラス
特性に極わずかな補足的な変化が起こり、他方ではガラ
スの溶融において困難(特に汚染)が生ずる。
力えられたバッチ化重量百分率において、Sが酸化物の
合計、Xがフッ素の重量百分率を表わすとすれば、S+
Xの合計は100より犬となるが、これはガラス中にお
いて酸化物中の酸素の一部がフッ素によって置き換えら
れているからである。SおよびXは以下の等式: %式% (式中(0,421X)はフッ素X%に対応する酸素重
量である)を満足する。
合計、Xがフッ素の重量百分率を表わすとすれば、S+
Xの合計は100より犬となるが、これはガラス中にお
いて酸化物中の酸素の一部がフッ素によって置き換えら
れているからである。SおよびXは以下の等式: %式% (式中(0,421X)はフッ素X%に対応する酸素重
量である)を満足する。
このため、表Iにおいてフッ素含量を除いてはほぼ同様
である例9〜12を比較することにより明らかなように
、与えられた陽イオン組成から成るガラスを得るだめの
酸化物に関するバッチ化した重量百分率はフッ素含量に
依存する。
である例9〜12を比較することにより明らかなように
、与えられた陽イオン組成から成るガラスを得るだめの
酸化物に関するバッチ化した重量百分率はフッ素含量に
依存する。
上記の一般に使用できる組成の範囲内において好ましい
ガラスの分析値全重量%で以下に示す。バッチ組成の範
囲はカッコ内に示す。
ガラスの分析値全重量%で以下に示す。バッチ組成の範
囲はカッコ内に示す。
5i028〜18 (8〜18)
B20s 5〜17 (8〜20〕pbo
60〜70 (55〜68)A1203 4〜8
(4,5〜 9)F 4〜7 (4,5
〜12)これらの制限範囲は以下の特徴: TLが470℃未満; Tgが420℃未満; 厚さ10朋および波長4 Q Q nmにおける透過率
が70%よV犬; 湿気中における優れた腐食耐性;および顕著な安定性; を有する極めて有用なガラス群を構成する。
60〜70 (55〜68)A1203 4〜8
(4,5〜 9)F 4〜7 (4,5
〜12)これらの制限範囲は以下の特徴: TLが470℃未満; Tgが420℃未満; 厚さ10朋および波長4 Q Q nmにおける透過率
が70%よV犬; 湿気中における優れた腐食耐性;および顕著な安定性; を有する極めて有用なガラス群を構成する。
表■において、好ましい範囲に属するガラスは例1,5
,6,9,10,11,13.、および14である。こ
の中で、例10および14は最も有利な特性を示してお
り、特に例14は例10よりもTLおよびTgが低く、
B2O3含量が低いためにフッ素保持率が高い一方、安
定性および大気腐食に対する耐性が例10と同等である
ため好ましい。
,6,9,10,11,13.、および14である。こ
の中で、例10および14は最も有利な特性を示してお
り、特に例14は例10よりもTLおよびTgが低く、
B2O3含量が低いためにフッ素保持率が高い一方、安
定性および大気腐食に対する耐性が例10と同等である
ため好ましい。
表■は例10および14の分析値をバッチ化した量と比
較して示すものである。
較して示すものである。
表■には螢光X線による例9〜15の分析値を示す。
ある種の酸化物を任意にガラス中に加えることもできる
。例えば、特殊な物理特性(膨張率、光学特性、他)を
得るために5重量%のTi02i加えることができる。
。例えば、特殊な物理特性(膨張率、光学特性、他)を
得るために5重量%のTi02i加えることができる。
同じ理由で12重量%以下のZnOもしくは5b2o3
’1同様に加えることが可能である。
’1同様に加えることが可能である。
本発明のガラスと主な先行技術による組成の相違を以下
に示す。
に示す。
米国特許第2,393,448号は、軟化点が最低50
0℃であり、主として、重量係で表わされる10〜50
%のSin、 5〜65%のB2O3,20〜40%の
pbo、 5〜15チのAl2O3、および少量のFか
ら成り、10%のpbF2の有用性が特記されるガラス
を開示している。ここではpbO含量は本発明のガラス
において要求される量よりも少ない。
0℃であり、主として、重量係で表わされる10〜50
%のSin、 5〜65%のB2O3,20〜40%の
pbo、 5〜15チのAl2O3、および少量のFか
ら成り、10%のpbF2の有用性が特記されるガラス
を開示している。ここではpbO含量は本発明のガラス
において要求される量よりも少ない。
米国特許第2,461,878号は主として、重量係で
表わされる1〜16%の5in2.5.1〜11.4%
の8203.72.6〜87.5%のpbO,および少
量のFから成り、5チのpbF2の有用性が特記される
ガラスを記載している。ここではAA’203の記述が
なく、pbo含量が高過ぎる。
表わされる1〜16%の5in2.5.1〜11.4%
の8203.72.6〜87.5%のpbO,および少
量のFから成り、5チのpbF2の有用性が特記される
ガラスを記載している。ここではAA’203の記述が
なく、pbo含量が高過ぎる。
米国特許第2,642,633号は、主として、重量%
で表わされる0〜20%のSiO,、o〜40係のB2
O3,60〜85%のpbo、5〜15%のAl120
s、および少量のFから成ジ、28%のpbF2の有用
性が特記される軟らかく、好ましくはアルカリ金属を含
まないガラスに関するものである。ここでは5成分系、
すなわちpbo −A1203−820.−5in2−
F領域中の組成を有すること、および各成分が制限さ
れた範囲の値にあらねばならないことについての教示が
ない。
で表わされる0〜20%のSiO,、o〜40係のB2
O3,60〜85%のpbo、5〜15%のAl120
s、および少量のFから成ジ、28%のpbF2の有用
性が特記される軟らかく、好ましくはアルカリ金属を含
まないガラスに関するものである。ここでは5成分系、
すなわちpbo −A1203−820.−5in2−
F領域中の組成を有すること、および各成分が制限さ
れた範囲の値にあらねばならないことについての教示が
ない。
米国特許第4,109,054号は、主として、重量%
で表わされる2〜8%の5in2.0〜6%のB2O3
,75〜90%のpbo、および0〜10%のFから成
る軟らかい封着ガラスを記載している。そのpbO量は
高過ぎ、B2O3およびFは任意であって必須成分では
なく、Al2O3は組成に含量れない。
で表わされる2〜8%の5in2.0〜6%のB2O3
,75〜90%のpbo、および0〜10%のFから成
る軟らかい封着ガラスを記載している。そのpbO量は
高過ぎ、B2O3およびFは任意であって必須成分では
なく、Al2O3は組成に含量れない。
米国特許第4,123,731号は、主として、重量%
で表わされる27〜42チの5iQ2.、 Q〜9チの
B20s152〜71%のpbO)0〜5%のA120
3)および1〜10%のFから成り、pbF’、 Ba
F2、KHF2、Na28iF’6の有用性が特記され
る軟らかい低融点ガラスに関するものである。そのS1
0.含量は高過ぎ、A40sおよびB2O3は共に任意
の成分に過ぎない1、 米国特許第4,285,730号、4.:348,48
4号、および4,362,819号は成形に適し、軟化
点および転移点が低いが、それぞれかなりの割合のアル
カリ金属酸化物全含有するガラスを対象と1−るもので
ある。
で表わされる27〜42チの5iQ2.、 Q〜9チの
B20s152〜71%のpbO)0〜5%のA120
3)および1〜10%のFから成り、pbF’、 Ba
F2、KHF2、Na28iF’6の有用性が特記され
る軟らかい低融点ガラスに関するものである。そのS1
0.含量は高過ぎ、A40sおよびB2O3は共に任意
の成分に過ぎない1、 米国特許第4,285,730号、4.:348,48
4号、および4,362,819号は成形に適し、軟化
点および転移点が低いが、それぞれかなりの割合のアル
カリ金属酸化物全含有するガラスを対象と1−るもので
ある。
以下、好ましい態様により本発明?詳細する。
表1はバッチから計算された酸化物換算の重量%により
、必要な化学および物理特性を示すガラス群の組成全示
す。実際のバッチ成分は酸化物あるいは他の化合物等、
いかなる物質でも良いが、混合して溶融した際に適当な
割合で必要な酸化物に転化するようにする。
、必要な化学および物理特性を示すガラス群の組成全示
す。実際のバッチ成分は酸化物あるいは他の化合物等、
いかなる物質でも良いが、混合して溶融した際に適当な
割合で必要な酸化物に転化するようにする。
フッ素はどの陽イオンと結合するのか知られていないた
め、一般的なガラス分析法に従って、単にFとして報告
されている。フッ素による酸素の一部の置換に関する上
述の説明を考慮して、酸素−フッ素修正項が加えられて
いる。
め、一般的なガラス分析法に従って、単にFとして報告
されている。フッ素による酸素の一部の置換に関する上
述の説明を考慮して、酸素−フッ素修正項が加えられて
いる。
バッチは調合され、完全に混合され、1リツトル容量の
プラチナルツボ中に注入され、850°〜1100’C
の間の温度、通常は900°Cで溶融された。(酸化物
組成が同様であるがフッ素を含有しないガラスの溶融に
は1100’〜1300°Cの間の温度が必要である。
プラチナルツボ中に注入され、850°〜1100’C
の間の温度、通常は900°Cで溶融された。(酸化物
組成が同様であるがフッ素を含有しないガラスの溶融に
は1100’〜1300°Cの間の温度が必要である。
)溶融物は20〜200ボイズの粘度で緩慢に注入され
て棒状に成形され、光学特性を得るために制御された方
法で冷却された。
て棒状に成形され、光学特性を得るために制御された方
法で冷却された。
使用された成分は以下の通pである:
5in2およびB20.はそれぞれ石英および無水ホウ
酸の形態で加えられ; pbOは必要とされるフッ素含緻に対応してpbF2も
しくはpb、04の形態で加えられ;Al2O3は純粋
な酸化物の形態で、あるいはA40sの溶融によりAT
oO3含量の高いある種の組成に問題の生ずる場合には
AlF3の形態で加えられ; フッ素は曇りのないガラス乞得るために、好筐しくばp
bF2の形態で加えられる。(AlFsの使用が必要で
ある場合に、光学的な品質のガラスを得るためには、こ
の化合物に由来するフッ素の重量はバッチ化されたフッ
素総重敏の50%以下としなければならない。)なお、
上記の組成および加工工程は例示的なものに過ぎず、特
に技術的に等価なもので置き換えることにより、本発明
の範囲を逸脱することなく、変更することが可能である
。
酸の形態で加えられ; pbOは必要とされるフッ素含緻に対応してpbF2も
しくはpb、04の形態で加えられ;Al2O3は純粋
な酸化物の形態で、あるいはA40sの溶融によりAT
oO3含量の高いある種の組成に問題の生ずる場合には
AlF3の形態で加えられ; フッ素は曇りのないガラス乞得るために、好筐しくばp
bF2の形態で加えられる。(AlFsの使用が必要で
ある場合に、光学的な品質のガラスを得るためには、こ
の化合物に由来するフッ素の重量はバッチ化されたフッ
素総重敏の50%以下としなければならない。)なお、
上記の組成および加工工程は例示的なものに過ぎず、特
に技術的に等価なもので置き換えることにより、本発明
の範囲を逸脱することなく、変更することが可能である
。
表 1
1 2 3’ 4
5SiO□ 9.5 9.7
16.2 ]−3,19,6B20a
8.5 13,1 21.5 9.2
11.1pb0 66.5 67.9
45.9 6]、、4 67.2AI!
203 8.9 2.7 9.8
9.7 5.4F 114.
11,4 11,4 11.4 11.
40ヨ■い −4,8−4,8−4,8−4,8−
4,8’II”L(’C) 423 403
500 448 414’1”g(’C)
367 356 430 400 35
6α 107 87 67
87 100n、 ]、、72
77 1.8202 1.6536 1.7022 1
.7743Vd32.6 27.9 38,5
34.3 30.4W(口径) B (7)
B (3) C(3) B (3)
B (2)C(15) C(10) C(4
υ C’(1o)c (6)C(44) D(4
1) −D(4])6 7
8 9 10Sin211.
7 17,4 18,1 10,0
10.2B203 18.1 10.1
8.1 17.4 17.7pbQ
ss、o 55.4 65,4 60.
6 61.5A12035.5 10.5
1.8 5.3 5.4F 11
,4 11.4 11,4 11.4
9.00三F −4,8−4,8−4,8−4
,8−3,8Tt、(℃) 458 476
417 447 460Tg(’C)
395 420 355 380 402α
81 − 99 9
4 79nd 1.7276 1.679
0 1.7743 1.736 1.7312Vd3
3.3 35.9 29.4 −
33.4W(日後)B(2) −B(2)
−B(3)C(13) −C(3) −
C(10)D(41) −D(34) −
−Trans、 −72% 70%1! 坪
リ リ リ5i02 10.4
10,6 16.1 16.4 16.
7B20318.0 18.4 9.3
9.5 9.7pbQ 62,6
63,7 62.0 63.1 64.
3A1203 5.5 5.6 7.
3. 7.5 7.6F 6.0
3.0 9.0 6.0
3.00壬F −2,5−1,3−3,8−2,
5−1,3T1.(℃) 456 472
443 445 473Tg(℃) 4
05 415 335 395 408α
82 66 86 80
70nd 1.7263 1.7427
1.7097 1.7]、35 1.7369vd3
3.8 32,6 32.4 33,8
30.3W(日後)B(3) B/C(3)
B(3) B(3) B(3)C(I Q)
−C(10) C(10) C(10)
Trans、 6g% 70% 77%
76% 71%表 ■ B20317.7 15.5
10pbo 61.5 65.5 11Al・
0・ 545・0 □2F
9.0 5.2 3 〇三F −3,8−2,2 4 例 14 バッチ量 分析値 15Sin2
16,4 16.1 B、、039.5 9.4 pbo 63,163.1例 A12037.5 8.2 91”
6.0 5.0
0 〇二F −2,5−2,11 AloOsは原子吸光による。 1
4pbOは電解重量分析による。 1
5フツ素はピロ加水分解および比色定量による。
5SiO□ 9.5 9.7
16.2 ]−3,19,6B20a
8.5 13,1 21.5 9.2
11.1pb0 66.5 67.9
45.9 6]、、4 67.2AI!
203 8.9 2.7 9.8
9.7 5.4F 114.
11,4 11,4 11.4 11.
40ヨ■い −4,8−4,8−4,8−4,8−
4,8’II”L(’C) 423 403
500 448 414’1”g(’C)
367 356 430 400 35
6α 107 87 67
87 100n、 ]、、72
77 1.8202 1.6536 1.7022 1
.7743Vd32.6 27.9 38,5
34.3 30.4W(口径) B (7)
B (3) C(3) B (3)
B (2)C(15) C(10) C(4
υ C’(1o)c (6)C(44) D(4
1) −D(4])6 7
8 9 10Sin211.
7 17,4 18,1 10,0
10.2B203 18.1 10.1
8.1 17.4 17.7pbQ
ss、o 55.4 65,4 60.
6 61.5A12035.5 10.5
1.8 5.3 5.4F 11
,4 11.4 11,4 11.4
9.00三F −4,8−4,8−4,8−4
,8−3,8Tt、(℃) 458 476
417 447 460Tg(’C)
395 420 355 380 402α
81 − 99 9
4 79nd 1.7276 1.679
0 1.7743 1.736 1.7312Vd3
3.3 35.9 29.4 −
33.4W(日後)B(2) −B(2)
−B(3)C(13) −C(3) −
C(10)D(41) −D(34) −
−Trans、 −72% 70%1! 坪
リ リ リ5i02 10.4
10,6 16.1 16.4 16.
7B20318.0 18.4 9.3
9.5 9.7pbQ 62,6
63,7 62.0 63.1 64.
3A1203 5.5 5.6 7.
3. 7.5 7.6F 6.0
3.0 9.0 6.0
3.00壬F −2,5−1,3−3,8−2,
5−1,3T1.(℃) 456 472
443 445 473Tg(℃) 4
05 415 335 395 408α
82 66 86 80
70nd 1.7263 1.7427
1.7097 1.7]、35 1.7369vd3
3.8 32,6 32.4 33,8
30.3W(日後)B(3) B/C(3)
B(3) B(3) B(3)C(I Q)
−C(10) C(10) C(10)
Trans、 6g% 70% 77%
76% 71%表 ■ B20317.7 15.5
10pbo 61.5 65.5 11Al・
0・ 545・0 □2F
9.0 5.2 3 〇三F −3,8−2,2 4 例 14 バッチ量 分析値 15Sin2
16,4 16.1 B、、039.5 9.4 pbo 63,163.1例 A12037.5 8.2 91”
6.0 5.0
0 〇二F −2,5−2,11 AloOsは原子吸光による。 1
4pbOは電解重量分析による。 1
5フツ素はピロ加水分解および比色定量による。
表■
10.0 10.3 17.4−60.6 65
,810.2 10.5 17.7 15.5
61.5 65.510.4 11,1
18.0 62.6 65.010.6
11,3 18.4 − 63.7
64.916.1 15.3 9.3
62.0 62.916.4 16.1
9.5 9.4 63,1 63.116
.7 16.0 9.7 、 − 64
.3 63.25.3 5.2 11.4 5.5
−4.8 −5.4 5,0 9 5
.2 −3.8 −225.5 5.0 6 4.
6 −2.5 −5.6 5.2 3 2.5 −1.
3 −7.3 7,8 9 6.0 −3.8 −7.
5 8,2 6 5.0 −2.5
−2.17.6 8,4 3 2.5 −1.3 −
ガラス10および14は表■と同様に完全に分析された
。
,810.2 10.5 17.7 15.5
61.5 65.510.4 11,1
18.0 62.6 65.010.6
11,3 18.4 − 63.7
64.916.1 15.3 9.3
62.0 62.916.4 16.1
9.5 9.4 63,1 63.116
.7 16.0 9.7 、 − 64
.3 63.25.3 5.2 11.4 5.5
−4.8 −5.4 5,0 9 5
.2 −3.8 −225.5 5.0 6 4.
6 −2.5 −5.6 5.2 3 2.5 −1.
3 −7.3 7,8 9 6.0 −3.8 −7.
5 8,2 6 5.0 −2.5
−2.17.6 8,4 3 2.5 −1.3 −
ガラス10および14は表■と同様に完全に分析された
。
ガラス9,11、および12は例10全対照として使用
し、螢光X線分析された。
し、螢光X線分析された。
ガラス13および15は例14全対照とし、同様の方法
で分析された。
で分析された。
386−
Claims (2)
- (1)屈折率が約1.65〜1.82 、アツベ数が約
27〜39、軟化点が500℃以下であり、湿気のある
雰囲気中において良好な化学耐性を示し、安定性が高く
、主として、酸化物換算の重量%で表わされる以下の成
分; 5i028〜20 B2035〜2゜ p bo 5 Q〜70 AIJ20s 1〜11 F 2〜7 から成るアルミノフルオロホウケイ酸鉛系の成形用光学
ガラス。 - (2)主として、酸化物換算の重量%で表わされる以下
の成分; 5i028〜18 B20,5〜17 pbo 60〜70 Az20. 4〜8 F 4〜7 から成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
アルミノフルオロホウケイ酸鉛系の成形用光学ガラス。
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