JPS62100452A - 異常な正の部分分散があり且つ改善された物理化学的性質を有する光学弗燐酸塩ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｂａ（ＰＯｉ）ｇ、ＡＩ　（ＰＯ３）　３、
アルカリ土類金属弗化物およびＡｌＦ３を基礎とし、１
．４８７〜１．４８８の屈折率ｎ、　、８４．１〜８１
．４のアツベ数υ■並びに１８．２〜２１．０のＩＥの
異常部分分散値（Δυ６−値を有し且つ改善された物理
化学的な性質を持っている光学弗燐酸塩ガラス並びにそ
の製造方法に関する。

正の異常部分分散のある弗燐酸塩ガラスは、久しい以前
から没色の顕微鏡用対物レンズの製造に用いられている
。近年にはフォート光学の分野、特に高解放望遠鏡用対
物レンズの分野でもか＼るガラスが多量に用いられてい
る。良好に補市された長い焦点距離の望遠鏡用対物レン
ズはこのガラスなしには製造できない。

しかし優れた光学的な性質を有する弗燐酸塩ガラスは、
通常の珪酸塩−および硼素珪酸塩ガラスに比較すると、
それの通例の物理的な性質、例えば線熱膨張係数、転移
温度およびクノープ硬度が最適でないという欠点を有し
ている。これによってレンズ加工の際に並びに後で用い
る際に困難が生じたりあるいは不評を買うことになる。

顕微鏡対物レンズで用いる場合−一この場合には２　・
３ｍ１１１のレンズ直径が問題となる□には、これらの
問題は比較的に容易に克服される。

これに対して、一部のものは２００１より大きいレンズ
直径を有する長い焦点距離の望遠鏡のレンズの製造の場
合にはそうではない。

それ故に本発明の課題は、最高の光学的データ（屈折率
、アソへ数、異常部分分散）を保ちながらガラスの物理
化学的な性質を改善することによって、本発明のガラス
から製造される光学装置構成部材（レンズ、プリズム等
）の製造が困難無く可能とし、この種のガラスの用途範
囲を拡張しそしてこの種のレンズの製造の際の費用の節
約を本質的に達成するこの種の光学ガラスを提供するこ
とである。更に、ガラスを大きな単位で条痕なしに溶融
する方法を提供することにも課題がある。

この課題は、本発明により、特許請求の範囲第１項の特
徴部分、また、特許請求の範■１第６項の特徴部分によ
って解決される。この発明の実施態様は特許請求の範囲
第２〜５項である。

以下の第１表に公知のガラスの光学的性質および物理化
学的性質、その他に本発明のガラスの同様な性質を対照
して示す。

一８＝ 第」−表 最初に挙げた四つのパラメータは光学的な性質を示して
おりそして以下の意味を有している：ｎ、・屈折率 ν０　、アツベ数（分散の逆数値） θ′９・（固有の）異常な部分分散 ｎＦＩ　−ｎ　ｃ 付記の指数は以下の意味を有する： 、−青色の水銀線（４３５，８４ｎｍ）Ｆ゛−青色のカ
ドミウム線（４７９，９９ｎｍ）Ｃ゛−赤色のカドミウ
ム線（６４３，８５ｒ＋ｍ）＋Δυｅ・例えばドイツ特
許第１　、４９６゜５６３号明細書の図面にグラフ化さ
れている如き、″基準線”の正の偏差（ｐｏｓｉｔｉｖ
ｅ　　Ａｈｗｅｌｃｈｎｕｎｇ）　＊この差の値が一一
−−一般的に通例であるように一一−異常な正の部分分
散値である。

下側に記載した四つのパラメータは物即化学Ｔ、・転移
温度（℃） ρ　　−密度（ｇ／ｃｍ”） ＨＫ　　−クノーブ硬度（Ｋｎｏｏｐ−ｈａｒｄｎｅｓ
ｓ）本発明のガラスＮｏｌは以ドの透過特性を有し７′
ζいる： １０１４．０　　　　０．９９８　　　　０．９９０７
００、０　　　　　０．９９９　　　　　０．９９３６
６０．０　　　　　０．９９８　　　　　０．９９０６
２０．０　　　　　０．９９７　　　　　０．９８８５
８０．０　　　　　０．９９７　　　　　０．９８５５
４６、１　　　　　０．９９７　　　　　０．９８５５
００．０　　　　　０．９９５　　　　　０．９７８４
６０．０　　　　　０．９９３　　　　　０．９６５４
３５．８　　　　　０．９９０　　　　　０．９５３４
２０．０　　　　　０．９９２　　　　　０．９６１４
０４．７　　　　　０．９９１　　　　　０．９５８４
００．０　　　　　０．９９１　　　　　０．９５８３
９０．０　　　　　０．９８５　　　　　０．９２７３
８０．０　　　　　０．９８０　　　　　０．９０５３
７０．０　　　　　０．９７５　　　　　０．８８２３
６５、０　　　　　０．９７２　　　　　０．８６６３
５０．０　　　　　０．９４１　　　　　０．７３７λ
　（ｎｍ）　　　　　　τｒ　　（５ｍｍ）　　　　　
　ｒ　直　（２５ｍｍ）３３４、１　　　　　　　（１
，８７５０，５１２３２０，００，７５２０，２４０ ３１０，００，６０７０，０８２ ３００，００，４２９０，０１５ ２９０，００，２５３０，００１ ２８０，００，１２７ 表中の記号は以下の意味を有する： λ　：　用いた測定波長（ｎｍ） τｈ　（５＋＋ｎ１）　：５ｍｖａの厚さのガラス板の
純透過度τｔ　（２５ｍｍ）　：２５の厚さのガラス板
の純透過度得られたガラスは蛍光が無く、大きい直径の
レンズ未加工品に加工できる。更に、条痕を有していな
い。

以下の第２表に、別の市販のガラスを別の本発明の実施
形Ｂ（ガラスＮｏ、２）と対照し７て示しである。

第一（表 １０１４．０　　　　　０．９９９　　　　　０．９９
５７００．０　　　　０．９９９　　　　０．９９５６
６０．０　　　　　０．９９Ｂ　　　　　　０．９９３
６２０．０　　　　　０．９９Ｂ　　　　　　０．９９
０５８０．０　　　　　０．９９７　　　　　０．９８
８５４６、１　　　　　０．９９７　　　　　０．９８
８λ　（ｎＩｍ）　　　　　τｔ　　（５ｎｕａ）　　
　　　τｒ　　（２５ｍｍ）５００．０　　　　　　０
．９９５　　　　　　０．９７８４６０．０　　　　　
　０．９９３　　　　　　０．９６５４３５．８　　　
　　　　０．９９１　　　　　　　０．９５６４２０゜
０　　　　　　　０．９９１　　　　　　　０．９５８
４０４．７　　　　　　０．９９１　　　　　　　０．
９５８４００．０　　　　　　　０．９９１　　　　　
　　０．９５６３９０．０　　　　　　　０．９８３　
　　　　　　０．９１９３Ｂ０．０　　　　　　　０．
９７２　　　　　　　０．８６６３７０．０　　　　　
　　０．９６６　　　　　　　０．８４１３６５．０　
　　　　　　０．９５ＦＩ　　　　　　　　Ｏ，８０７
３５０，００，９０１０，５９５ ３３４，１０，７６００，２５３ ３２０，００，５２７０，０４０ ３１０，００，３２５０，００４ ３００，００，１５＋ ２９０．０　　　　　　　０．０５４ このガラスも無色であ、条痕もまた気泡も有していない
。更に、このものは蛍光を有さず且つ大きな直径のレン
ズ未加工品にプレス成形できる。第１および２表から物
理化学的な性質が著しく改善できたことが判る。例えば
線熱膨張係数は８．１あるいは８．７の程度減少し得る
。転移温度は、Ｎｏ、１のガラスの場合には１８．５χ
程、そしてＮｏ、２のガラスの場合には８．８χ程増加
する。密度は３．２χおよび３．６χ程減少しそしてク
ノーブ硬度は６．９χおよび８．３χ程増加する。これ
らの］−業的外質の改善が第−義的に重要な光学的状態
パラメータ（ｎいυ■、Δυｅ）を保持しながら達成で
きることを強調する。

以下の第３表に、Ｎｏ、１のガラスの原料組成について
化学的成分をモルχおよび重量％で示す。

更に、それぞれの化合物の個々の元素に計算上割り当て
ることによって得られる重量割合を示す９例えば１９．
７重量％存在するＢａ（ＰＯ３）ｚの場合には、９．２
重置χのバリウム、４．１重量％のリンおよび６，４１
重量％の酸素に分けられる。

第３表 第３表の得られる全ての元素割り当ての合計は次の構成
となる（重量％）： Ｍｇ　　　　　　　１．０９ Ｃａ　　　　　　　９．８０ Ｓｒ　　　　　　１９．０２ Ｂａ　　　　　　１０．００ ＾１　　　　　　８．４４ Ｐ　　　　　　　６．１０ ｏ　　　　　　　９．４３ Ｆ　　　　　　　３６．１２ Σ　　　　　１０（１，００χ −１７−＋＋＋ 同様にして以下の第４表にＮ０８２のガラスについて原
料組成（モルχおよび重ｉｔχ）並びに用いるそれぞれ
の化合物の個々の元素について計算上の割り当てを示す
。

第４表の算出された元素割り当ての合計は次の構成とな
る（重量％）ニ Ｎａ　　　　　　　　　　０．３６ Ｋ　　　　　　　　　　　１．８５ Ｍ８　　　　　　　　２．１８ Ｃａ　　　　　　　　　　９．１９ Ｓｒ　　　　　　　　　１３．１８ Ｂａ　　　　　　　　　１０．７８ Ａｌ　　　　　　　　　　　８．２２ Ｔｉ　　　　　　　　　　０．１２ Ｐ　　　　　　　　　　７．０７ ０　　　　　　　　　　１０．９５ Ｆ　　　　　　　　　　３６．０６ Σ　　　　　　　　　　　１００．００％以下に１０ｋ
ｇの溶融物の実施例を記す：好ましくはマツシュ状に混
合した秤量物１０にｇを白金坩堝中に少量ずつ回分的に
導入する。その白金坩堝の温度は、全部の秤量物が溶融
されるまでの間、８５０℃に一定に保持する。この導入
は約９０分間続ける。次いで温度を１５分間に１０８０
℃に連続的に高める。この温度に達したら、撹拌機を用
い、好ましくは三対の羽根を持つ撹拌手段を用い、いわ
ゆる間隔をおいた撹拌を１５０回転／分の撹拌速度で実
施する。２５分の撹拌時間の後に温度を９００℃に戻す
。この場合撹拌速度番Ｊ’：１２０回転／分である。

溶融物が気泡を含まなくなったら、撹拌速度を８０四転
／分に再び下げそして７１０℃の流し出し温度に戻す。

流し出し物を、５００℃に予め加熱されているアルミニ
うム製鋳造型中に注ぎ込む。冷却は、設定されコントロ
ールされた強化用炉（Ｔｅｍｐｅｒｏｆｅｎ）において
行う。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｂａ（ＰＯ＿３）＿２、Ａｌ（ＰＯ＿３）＿３、ア
   ルカリ土類金属弗化物およびＡｌＦ＿３を基礎とし、１
   ．４８７〜１．４８８の屈折率ｎ＿■、８４．１〜８１
   ．４のアッベ数υ＿■並びに１８．２〜２１．０の正の
   異常部分分散値＋Δυ＿■−値を有している光学弗燐酸
   塩ガラスにおいて、以下に記載の原料元素組成（重量％
   ）： Ｍｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０
   〜２．２Ｃａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　９．１〜９．８Ｓｒ　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　１３．１〜１９．０Ｂａ　　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　１０．０〜１０．８Ａｌ　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　８．２〜８．５Ｔｉ　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０〜０．
   ２Ｎａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   ０〜０．４Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　０〜１．９Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　　６．１〜７．１Ｏ　　　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　９．４〜１１．０Ｆ　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　３６．０〜３６．２Ｈ　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０〜０
   ．１より成ることを特徴とする、上記光学弗燐酸塩ガラ
   ス。 ２）１．４８７９の屈折率ｎ＿■、８４．０７のアッベ
   数υ＿■並びに２０．９７の正の異常部分分散値＋Δυ
   ＿■−値を有している光学弗燐酸塩ガラスにおいて、以
   下に記載の原料元素組成（重量％）： Ｍｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０
   ９Ｃａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９．
   ８０Ｓｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１９
   ．０２Ｂａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
   ０．００Ａｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　８．４４Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　６．１０Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　９．４３Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　３６．１２より成る特許請求の範囲第１項記載の
   光学弗燐酸塩ガラス。 ３）１．４８７４の屈折率ｎ＿■、８１．４４のアッベ
   数υ＿■並びに１８．２５の正の異常部分分散値＋Δυ
   ＿■−値を有している光学弗燐酸塩ガラスにおいて、以
   下に記載の原料元素組成（重量％）： Ｍｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．
   １８Ｃａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   ９．１９Ｓｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　１３．１８Ｂａ　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　１０．７８Ａｌ　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　　８．２２Ｔｉ　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　　　　０．１２Ｎａ　　　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　０．３６Ｋ　　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　１．８５Ｐ　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　７．０７Ｏ　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　１０．９５Ｆ　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　３６．０６Ｈ　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．０４よ
   り成る特許請求の範囲第１項記載の光学弗燐酸塩ガラス
   。 ４）ａ）以下に記載の原料組成（重量％）：ａ＿１）メ
   タ燐酸塩原料の転化物として： Ｂａ（ＰＯ＿３）＿２　　　　　　　　　　　　１９．
   ７Ａ１（ＰＯ＿３）＿３　　　　　　　　　　　　　５
   ．６ａ＿２）弗化物原料の転化物として： ＭｇＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．
   ８ＣａＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　１９
   ．１ＳｒＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　２
   ７．３ＢａＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　１．０ＡｌＦ＿３　　　　　　　　　　　　　　　　
   　２４．５ｂ）以下の物理化学的なパラメーターを有し
   ている： α＿２＿０＿／＿３＿０＿０＿℃　　　　　　＝１４．
   ７Ｔ＿９　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝４８
   ０℃ρ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝３
   ．６１ｇ／ｃｍ＾３クノープ高度（Ｈ）　　　　　　　
   　　　　　＝３８５特許請求の範囲第１〜３項の何れか
   一つに記載の光学弗燐酸塩ガラス。 ５）ａ）以下に記載の原料組成（重量％）：ａ＿１）メ
   タ燐酸塩原料の転化物として： ＮａＰＯ＿３　　　　　　　　　　　　　　　　　１．
   ６Ｂａ（ＰＯ＿３）＿２　　　　　　　　　　　　　５
   ．０Ａｌ（ＰＯ＿３）＿３　　　　　　　　　　　　１
   ５．７ａ＿２）弗化物原料の転化物として： ＭｇＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　　５．
   ６ＣａＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　１７
   ．９ＳｒＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　１
   ８．９ＢａＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　　　
   １０．８ＡｌＦ＿３　　　　　　　　　　　　　　　　
   　２０．６ＫＨＦ＿２　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　３．３Ｋ＿２ＴｉＦ＿６　　　　　　　　　　　
   　　　　０．６ｂ）以下の物理化学的なパラメーターを
   有している： α＿２＿０＿／＿３＿０＿０＿℃　　　　　　＝１４．
   ６Ｔ＿９　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝４７
   ２℃ρ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＝３
   ．５１ｇ／ｃｍ＾３クノープ高度（ＨＫ）　　　　　　
   　　　　　＝３９０特許請求の範囲第１〜３項の何れか
   一つに記載の光学弗燐酸塩ガラス。 ６）Ｂａ（ＰＯ＿３）＿２、Ａｌ（ＰＯ＿３）＿３、ア
   ルカリ土類金属弗化物およびＡｌＦ＿３を基礎とし、１
   ．４８７〜１．４８８の屈折率ｎ＿■、８４．１〜８１
   ．４のアッベ数υ＿■並びに１８．２〜２１．０の正の
   異常部分分散値＋Δυ＿■−値を有している光学弗燐酸
   塩ガラスであって、以下に記載の原料元素組成（重量％
   ）： Ｍｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０〜
   ２．２Ｃａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９
   ．１〜９．８Ｓｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　
   　１３．１〜１９．０Ｂａ　　　　　　　　　　　　　
   　　　　　１０．０〜１０．８Ａｌ　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　８．２〜８．５Ｔｉ　　　　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　０〜０．２Ｎａ　　　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　０〜０．４Ｋ　
   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０〜１．
   ９Ｐ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６．１
   〜７．１Ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
   ９．４〜１１．０Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　
   　　　３６．０〜３６．２Ｈ　　　　　　　　　　　　
   　　　　　　　　　　０〜０．１より成る上記光学弗燐
   酸塩ガラスを製造するに当たって、以下の段階： ａ）８５０℃に加熱された白金坩堝中に原料を９０分の
   間に回分的に導入し、 ｂ）１５分の間に１０８０℃の溶融温度に加熱し、ｃ）
   間隔を置いた撹拌を１５０回転／分の撹拌速度で２５分
   間に渡って行い、 ｄ）９００℃に温度を下げそして撹拌速度を１２０回転
   ／分に下げ、 ｅ）溶融物に気泡がなくなるまで、温度を７１０℃にそ
   して撹拌速度を８０回転／分に下げ、 ｆ）５００℃に予め加熱されたアルミニウム製型中に注
   ぎ込み、 ｆ）強化用炉中で冷却する ことを特徴とする、上記光学弗燐酸塩ガラスの製造方法
   。