JPS63501559A - 異常な正の部分分散のあ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】 異常な正の部分分散のある光学弗燐酸 塩ガラスおよびその製造方法 本発明は、メタ燐酸バリウム、弗化アルミニウムおよびアルカリ土類金属酸化物 を基礎とする異常な正の部分分散のある光学弗燐酸塩ガラス並びにその製造方法 に関する。

光学精密器具の品質に対する要求は絶えず高まっている。この場合、光学レンズ 系の没色の補正の改善が、常に重要な問題に成っている。このことがら、いわゆ る最高の光学的データを示す“データ（Ｔｈｅ　ｔａ）”−ガラスを開発するこ とという特殊ガラスの製造者への光学的な計算機の要求が結果として生じている 。

か−る一連の公知のガラスの最初のものは“ショート・フリント−ガラス（Ｋｕ ｒｚｆｌｉｎｔｅ）”である、このものは−３，７までのΔυ−値しか有してい ない。それ故にこのものでは未だ大きな成果を達成できていない、−７，３まで のΔυ−値を有する新しいショート・フリント−ガラス（“ショート・フリント −特殊ガラスＣＫｕｒｚｆ　１　ｉｎｔ−５ｏｎｄｅｒｇｌａｅｓｅｒ）　”が 更により良好な可能性を提供している。多大な努力にもかかわらず、従来には、 散光レンズに用いられるこの“マイナス°−ガラスを更に改善することに成功し ていない。

没色の顕微鏡用対物レンズ−ここでは少なくとも２〜３ＩＩＩｏ１のレンズ直径 が問題となる□の他にフォート光学の分野では長い焦点距離の場合には没色対物 レンズが常に必要とされる。これらの高解放望遠レンズの場合には部分的にはレ ンズ直径を＞２０　Ｃｍの範囲内にする必要がある。このことは、ガラス化学者 が、再現可能な光学的パラメータ□殊に、再現可能な屈折率□を有しそしてこれ らのパラメータが殊にガラスブロック全体積において一定である大きなガラスブ ロックを製造しなければならないことを意味している。

既に上に述べたように、従来には、散光レンズに用いられる“マイナス２−ガラ ス（ショート・フリント−ガラス）の範囲を広げることに未だ成功していない。

これに対して光学計算機については、近年、集光レンズ用の“プラス”−ガラス の分野において一連の新たな開発がなされ、その結果古典的な蛍石（ＣａＦ　２ ）を類似の光学特性を有する安定な゛′テデー”−ガラスに替えることができる 。

ドイツ特許出願公開第３，２０１．３７０号明細書に類似の光学的状態のガラス が記載されている。しかしこのものは、ガラス質形成体として多量のメタ燐酸ア ルミニウム（１３〜３９重量％）の他に原則としてメタ燐酸カルシウム（１〜２ ０重量％）も含有ｔ７でいる。弗化物成分は１９〜４７重量％であり、そして酸 化バリウムの竹衣Ｉｌ！胚３−５０１５５９　（３）他に酸化イトリウムおよび ／または酸化イトリビウムも１．５〜１２重量％の量で含有している。ドイツ特 許出願公開第３，２０１．３７０号明細書に記載された実施例の後溶融は、約５ ０ｇの最も少ない溶融混合物の場合ですらゆっくりとした撹拌下で濁りを回避す ることができないことおよびユニの実施例の溶融物はそれどころか再結晶したこ とを明らかにしている。

本発明の課題は、屈折率が弗化カルシウムのそれ（ｎ、　＝１．４３４９）より 大きく、同時に分散が低（保たれておりそしてそれにもかかわらず比較的に大き な正のΔυｅが保持されている極めて光学的な状態の光学ガラスを提供すること 並びにか−るガラスを条痕無に非常に均一に溶融する方法を見出すことである。

この課題は、本発明により、特許請求の範囲第１項の特徴部分および、また、方 法特許請求の範囲第４あるいは７項の特徴部分によって解決される。本発明の実 施形態は特許請求の範囲第２項および第３項並びに□あるいは□方法の従属特許 請求の範囲から明らかである。

ガラス質形成体としては、アルカリ土類金属メタ燐酸塩Ｍｇ　（ＰＯ３）　ｚお よびＢａ（ＰＯｉ）ｚ並びにメタ燐酸アルミニウム（ＡＩ　（ＰＯ３）　３）を 全部で４３．２〜４３．９重Ｍχ□あるいはＢａ　（ＰＯｓ）　ｔだけを６２． ３重量％□の量で原料混合物中に添加する。弗化物成分としてはアルカリ土類金 属弗化物並びに弗化アルミニウム（ＡＩＦｓ）を全部で１７．１〜１８．５重Ｎ Ｚ□あるいはカルシウム、ストロンチウムおよびアルミニウムの弗化物を全部で １１．４重量％−の量で原料混合物中に添加する。酸化物成分としてはストロン チウム、バリウムおよびアルミニウムの酸化物を全部で３８．３〜３９．１重量 ％の量で□あるいはこれらの酸化物成分に追加的に酸化マグネシウム（ＭｇＯ） を加えて全部で３６．３重量％の量で□原料混合物中に添加する。

“原料混合物”と称するこの混合物は白金坩堝中で溶解するのが有利である。以 下に１０Ｋｇの秤量物の溶融の実施例を記す。

特許請求の範囲第５項に記載されていような非常に良好に混合した混合物を、約 １１００〜１１５０°Ｃの温度である白金坩堝中に回分的に導入する。全体量の 導入は約９０分に渡って行う。全秤量物が溶融した場合に、温度を連続的に約１ ２５０°Ｃに高めそして特別に製造された白金製撹拌手段にてこの温度のもとて 約２０分間に渡って継続的に撹拌する。撹拌速度は例えば１２０回転／分である 。次いで１１５０°Ｃの温度に戻し、間隔をおいた撹拌をしながら清澄にする。

溶融物が気泡を含有しなくなるやいなや、撹拌速度を約８０回転／分に下げ、約 ９００°Ｃの注ぎ出し温度まで下げる。

次いでスケールの出ない日鉄製の約５５０°Ｃに予め加熱されている型中に注ぎ 出す。プログラム的にコントロールされた強化用炉（Ｔｅｍｐｅｒｏｆｅｎ）中 で冷却する。

こうして製造した無色で且つ条痕のない力１ラスプロッタを、次いで注意深い冷 却に委ねる。得られるガラスは特許請求の範囲第１〜３項に記載の原子組成（原 子χ）を示す。この冷却の後には、ガラスは次の光学的データを有している： ｎ、＝１．５９８４ ν。＝　６７．０４ θ’、　−０，４８２２ Δυｅ　＝　＋７．３に れらの記号は以下の意味を有する： ｎ０・屈折率 ν、・アツベ数（分散の逆数値） θ゛、・（固有の）異常な部分分散 下付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（４７９，９ ９ｎｏ＋）ｃ’＝赤色のカドミウム線（６４３，８５ｎｍ）＋Δυｅ＝例えばド イツ特許第１．４９６．５６３号明細書あるいは相応する米国特許第３，４５１ ゜８２９号明細書の図面にグラフ化されそして詳細に説明されている如き、“基 準線”の正の偏差。この差の値は“異常な正の部分分散値”と称されている。

得られるガラスは次の透過特性を有している：１０１４．０　０．９９９　０． ９９８７００．０　０．９９７　０．９９５ ６６０．０　０．９９７　０．９８３ ６２０．０　０．９９６　０．９７８ ５８０．０　０．９９６　０．９８０ ５４６．１　０．９９６　０．９８０ ５００．０　０．９９４　０．９７０ ４６０．０　０．９９０　０．９５１ ４３５．８　０．９８６　０．９３２ ４２０．０　０．９８６　０．９３４ ４０４．７　０．９８２　０．９１５ ４００．０　０．９７９　０．９０１ ３９０．０　０．９６４　０．８３５ ３Ｂ０．０　０．９３７　０．７２１ ３７０．０　０．８８１　０．５３１ ３６５．０　０．８３９　０．４１７ ３５０．０　０．６３０　０．１００ ３３４．１　０．３０６　０．００３ ３２０．０　０．０９６ ３１０．０　０．０４５ 表中の記号は以下の意味を有する： λ：　用いた測定波長〔ｎ１１〕 ｒ　ｉ　（５ｍｍ）　：５＋ａａ＋の厚さのガラス板の純透過度τ６　（２５ｍ ｍ）　：２５ｍｍの厚さのガラス板の純透過度得られたガラスの別の物理化学的 な性質を以下に示す： 線熱膨張係数 αｇｏ／３００゜ｃ＝　１３．０　［１０−６−１だＣ］転移温度Ｔ９・５８０ °Ｃ 密度ρ＝　３．９８ｇ／ｃｍ’ クノープ硬度（Ｋｎｏｏｐ−）１ａｅｒｔｅ：ＨＫ）　＝　４２３゜このガラス は蛍光が無く、大きい直径のプレス加工物に加工できる。元素、成分あるいは成 分群□例えばアルカリ土類あるいは弗化物あるいは酸化物□の量的割合が僅かに 変動したものも、本発明の対象の範囲内にある。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の７第１項）の差出書昭和６ ２年　５月２９日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、国際出願番号　〆／−、？アｔζ３８ＰＣＴ／ＤＥ　８６１００４１７ ２、発明の名称 異常な正の部分分散のある光学弗燐酸塩ガラスおよびその製造方法 ３、特許出願人 住　所　ドイツ連邦共和国　Ｄ−６３３０ヴエツラ−１ポストフアツハ　２０２ ｏ　エルンスト・ライク・シュトラーセ 名　称　エルンスト　ライク　ヴエツラー　ゲゼルシャフトミット　ベシュレン クテル　ハフラング代表者　シュターマー　ハラルト 国　籍　ドイツ連邦共和国 ４、代理人 住　所　東京都港区西新橋２丁目３２番４号１９８７年　３月２３日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の写しく翻訳文）　１通 補正された請求の範囲 １）　Ｂａ（ＰＯｓ）ｚ、ＡＩＦｚおよびアルカリ土類金属酸化物を基礎とし１ ．５９〜１．６０の屈折率ｎ、　、６６〜６８のアツベ数υ、および＋６〜＋８ の＋Δυ、−値を持ち異常な正の部分分散のある光学弗燐酸塩ガラスにおいて、 （ａ）以下に記載の原子組成（原子χ）：Ｍｇ　３〜４ Ｂａ　３７〜３９ （ｂ）以下の物理的な性質： 線熱膨張係数 ガラス転移温度　Ｔ、　：５８０°Ｃ 密度　ρ　：　３．９８３ん２ クノ一プ高度　）ＩＫ　：　４２３ を有することを特徴とする、上記光学弗燐酸塩ガラス。

国際調査報告 Ａ、ＮＮＥＸ　Ｔｏ　τＦ、Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ！　 ＲＥＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎ ｏ、　ＰＣＴ／ＤＥ　８６１００４１７　（ＳＡ　１４８３５）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｂａ（ＰＯ３）２、ＡｌＦ３およびアルカリ土類金属酸化物を基礎とし１． ５９〜１．６０の屈折率ｎｅ、６６〜６８のアッベ数υｅおよび＋６〜＋８の＋ Δυｅ−値を持ち異常な正の部分分散のある光学弗燐酸塩ガラスにおいて、以下 に記載の原子組成（原子％）： Ｍｇ　３〜４ Ｂａ　３７〜３９ Ｓｒ　８〜９ Ｃａ　０〜１ Ａｌ　３〜４ Ｐ　　１３〜１４ Ｆ　　７〜８ Ｏ　　２５〜２６ を有し、その際Ｆ／Ｐ−比が０．４〜０．７でありそしてアルカリ土類金属の合 計が４８〜５２であることを特徴とする、上記光学弗燐酸塩ガラス。 ２）以下に記載の原子組成（原子％）：Ｍｇ　３．１〜３．４ Ｂａ　３７．３〜３８．５ Ｓｒ　８．２〜９．０ Ｃａ　０〜０．３ Ａｌ　３．７〜３．９ Ｐ　　１３．０〜１３．３ Ｆ　　７．３〜８．０ Ｏ　　２５．２〜２５．７ を有し、その際Ｆ／Ｐ−比が０．５〜０．６でありそしてアルカリ土類金属の合 計が４９．８〜５０．３である、請求の範囲第１項記載のガラス。 ３）屈折率ｎｅ＝１．５９８、アツパ数υｅ＝６７、Δυｅ値＝＋７．４および 以下の原子組成（原子％）：Ｍｇ　３．３ Ｂａ　３８．３ Ｓｒ　８．４ Ａｌ　３．８ Ｐ　　１３．３ Ｆ　　７．３ Ｏ　　２５．６ を持つ請求の範囲第１項または第２項記載のガラス。 ４）上記の各請求の範囲の一つの光学弗燐酸塩ガラスを製造する方法において、 次の原料組成（重量％）：Ｍｇ（ＰＯ３）２　２１．０〜２１．３Ｂａ（ＰＯ３ ）２　１２．６〜１３．３Ａｌ（ＰＯ３）３　９．２〜９．７ ＭｇＦ２　　　　　１．２〜１．４ ＣａＦ２　　　　　０〜１．０ ＳｒＦ２　　　　　８．５〜９．３ ＢａＦ２　　　　　１．９〜２．１ ＡｌＦ３　　　　　５．１〜５．６ ＳｒＯ　　　　　　２．７〜３．１ ＢａＯ　　　３３．２〜３４．２ Ａｌ２Ｏ３　１．９〜２．３ を有する混合物を溶融することを特徴とする、上記方法。 ５）混合物（重量％）が Ｍｇ（ＰＯ３）２　２１．０ Ｂａ（ＰＯ３）２　１３．２ Ａｌ（ＰＯ３）３　９．６ ＭｇＦ２　　　　　１．３ ＳｒＦ２　　　　　８．６ ＢａＦ２　　　　　２．０ ＡｌＦ３　　　　　５．２ ＳｒＯ　　　　　　２．８ ＢａＯ　　　　　　３４．１ Ａｌ２Ｏ３　　　　２．２ より成る請求の範囲第４項に記載の方法。 ６）混合物（重量％）が Ｈｇ（Ｐ０３）２　２１．３ Ｂａ（Ｐ０３）２　１２．７ Ａｌ（Ｐ０３）３　９．３ ＨｇＦ２　　　　　１．２ ＣａＦ２　　　　　０．５ ＳｒＦ２　　　　　９．２ ＢａＦ２　　　　　２．０ ＡｌＦ３　　　　　５．５ ＳｒＯ　　　　　　３．０ ＢａＯ　　　　　　３３．３ Ａｌ２Ｏ３　　　　２．０ より成る請求の範囲第４項記載の方法。 ７）混合物（重量％）が Ｂａ（Ｐ０３）２　６２．３ ＣａＦ２　　　　　０．５ ＳｒＦ２　　　　　０．１ ＡｌＦ３　　　　　１０．８ ＭｇＯ　　　　　　５．３ ＳｒＯ　　　　　　９．７ ＢａＯ　　　　　　１０．７ Ａｌ２Ｏ３　　　　０．６ より成る請求の範囲第１〜３項の光学弗燐酸塩ガラスの製造方法。 ８）ａ）溶融用坩堝に混合成分を入れた後に原料を１１００〜１１５０℃に加熱 し、 ｂ）溶融温度を１２３０〜１２７０℃に高めそして１５〜３０分間に渡って同時 に溶融物の撹拌下にこの温度のもとに放置し、 ｃ）次いで溶融物が気泡を含まなくなるまで、１１３０〜１１７０℃の温度のも とで清澄にし、 ｄ）その後に溶融物温度を８８０〜９２０℃に下げ、ｅ）次いでその溶融物を５ ３０〜５７０℃に予め加熱された型中に注ぎ込み、 ｆ）最後に炉中で冷却する 請求の範囲第４〜７項の一つに記載の方法。 ９）ａ）混合物を１１２０℃の温度で加熱し、ｂ）溶融温度を、同時に溶融物を 撹拌しながら２０分間の間に１２５０℃に高め、 ｃ）次いで１１５０℃の温度のもとで清澄にし、ｄ）その次に溶融物温度を９０ ０℃に下げ、ｅ）次いでその溶融物を、５５０℃に予め加熱された型中に９００ ℃のもとで注ぎ込み、 ｆ）最後に強化用炉中で冷却する 請求の範囲第８項記載の方法。