JPS63501560A

JPS63501560A - 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

Info

Publication number: JPS63501560A
Application number: JP61505534A
Authority: JP
Inventors: ブレーマー　ハインツ; フーバー　ヴェルナー; マイナート　ノルベルト
Original assignee: ライカ　インドゥストリー　フェルヴァルツング　ゲゼルシャフト　ミット　ベシュレンクテル　ハフツング
Priority date: 1985-10-19
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-06-16
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: US4857487A; DE3634676A1; WO1987002350A1; EP0245297B1; EP0245297A1; DE3675769D1; US4915721A; JPH07115882B2

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本発明は、燐酸バリウム、メタ燐酸アルミニウム、アルカリ土類金属弗化物および弗化アルミニウムを基礎とする、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。しかし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。良好に補正された長い焦点距離の望遠鏡用対物レンズはこれら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−この場合には２〜３　ｓｕｍ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。これに対し特表昭６３−５０１５６０　（３）て、一部のものは２００ｍｍ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、アツベ数、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）の加工を困難無く可能とし、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木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、請求の範囲第１項の特徴部分、また、請求の範囲第５項の特徴部分によって解決される。別の実施態様は別の従属項から明らかである。

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（ガラスＮｏ、　１）の同様な性質を対照して示す。

第」１゜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、・屈折率シ、＝アツベ数（分散の逆数値） θ′、・（固有の）異常な部分分散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（６４３，８５ｎｍ）＋Δυｅ−例えばドイツ特許第１，４９６．５６３号明細書あるいはこれに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ている如き、“基準線”の正の偏差（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ａｂｗｅｉｃｈｕｎｇ）。この差の値が“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理化学的性質、即ちＴ、・転移温度（°Ｃ） ρ　＝密度（ｇ／ｃｍ″）ＨＫ　、クノープ硬度（Ｋｎｏｏｐ　Ｈａｅｒｔｅ）本発明のガラスＮｏ、１は以下の透過特性を有している： λ（ｎ−）　τ＝　（５ｍｍ）　τｔ　（２５ｍｍ）１０１４．０　０．９９８　０．９９０７００．０　０．９９９　．０．９９３６６０．０　０．９９８　０．９９０６２０．０　０．９９７　０．９８８５８０．０　０．９９７　０．９８５５４６．１．　０．９９７　０．９８５５００．０　０．９９５　０．９７８４６０．０　０．９９３　、　０．９６５４３５．８　０．９９０　’：　０．９５３４２０．０　０．９９２　０．９６１４０４．７　０．９９１　０．９５８４００．０　０．９９１　０．９５８ λ　（ｎ、）　τ＝　（５ｍｍ）　τ＝　（２５＋ｍ５）３９０．０　０．９８５　０．９２７３８０．０　０．９８０　０．９０５３７０．０　０．９７５　０．８８２３６５．０　０．９７２　０．８６６３５０．０　０．９４１　０．７３７３３４．１　０．８７５　０．５１２３２０．０　０．７５２　０．２４０３１０．０　０．６０７　０．０８２３００．０　０．４２９　０．０１５２９０．０　０．２５３　０．００１２８０．０　０．１２７表中の記号は以下の意味を有する： λ：　用いた測定波長〔ｎＩｌ〕 τ！（５ｆｆｌＩｍ）＝５１１Ｉ１１の厚さのガラス板の純透過度τ！　（２５ｎｕｗ）　：２５ｍｍ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、このものは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態（ガラスＮｏ、２）と対照して示しである。

第２表Ｎ００２のガラスの透過特性を以下の表に示す。

λ（ｎｍ）　Ｔ　ｔ　（５１１１１１１）　Ｔ　＝　（２５＋ｍ）１０１４．０　０．９９９　０．９９５７００．０　０．９９９　０．９９５６６０．０　０．９９Ｂ　０．９９３６２０．０　０．９９８　０．９９０５８０．０　０．９９７　０．９８Ｂ５４６．１　０．９９７　０．９８８５００．０　０．９９５　０．９７８４６０．０　０．９９３　０．９６５４３５．８　０．９９１　０．９５６４２０．０　０．９９１　０．９５８４０４．７　０．９９１　０．９５８ λ　（ｎ−）　τ＝　（５ａ＋ｍ）　ｒ　ｔ　（２５ｍｍ）４００．０　０．９９１　０．９５６３９０．０　０．９８３　０．９１９３８０．０　０．９７２　０．８６６３７０．０　０．９６６　０．８４１３６５．０　０．９５８　０．８０７３５０．０　０．９０１　０．５９５３３４．１　０．７６０　０．０４０３１０．０　０．３２５　０．００４３００．０　０．１５１２９０．０　０．０５４このガラスも無色であり、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０例えば線熱膨張係数は８．１あるいは８゜７χの程度減少し得る。転移温度は、Ｎ００１のガラスの場合には１８．５χ程、そしてＮＯ１２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プ硬度は６．９χおよび８．３χ程増加する。これらの工業的性質および材料特有の性質の改善が第−義的に重要な光学的状態パラメータ（ｎｌ、υ１、Δｔｈｅ）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百分率（モルχ）および重量百分率（重量％）で示す、更に、元素割合を原子百分率（原子２）で示す０例えば１９．７重量％存在するＢａ（ＰＯｓ）２の場合には、９．２原子χのバリウム、４．１原子χのリンおよび６．４原子χ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（原子χ）：Ｍｇ　１．０９Ｃａ　９．８０Ｓｒ　１９．０２Ｂａ　１０．００ＡＩ　８．４４Ｐ　６．１００　９．４３Ｆ　３６．１２ Σ＝　１００．００同様にして以下の第４表にＮｏ、２のガラスについて原料組成（モルχおよび重量％）並びに相応する原子割合を原子χで記す。

第４表の原子割合を示す（原子χ）：Ｎａ　Ｏ，３６Ｋ　Ｌ、８５Ｍｇ　２．１ＢＣａ　９．１９Ｓｒ　１３．１ＢＢａ　１０．７Ｂ特表昭６３−５０１５６０　（５）ＡＩ　８．２２０　１０．９５Ｆ　３６．０６ Σ　＝　１００．００以下に１０ｋｇ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、約８５０°Ｃ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、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約９０分間続分の撹拌速度で実施する。約２５分の撹拌時間の後に温度を約９００°Ｃに戻す。この場合撹拌速度は約９０分間続分である。

溶融物が気泡を含まない場合には、撹拌速度を再び下げ□然も、約８０回転ノ分に下げ□そして約７１０°Ｃの流し出し温度に戻す、流し出し物を、約５００℃ に予め加熱されているアルミニウム製鋳造型中に注ぎ込む、冷却は、設定コントロールされた強化用炉において行う。

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６２年　５月２９日特許庁長官　黒　１）明　雄　殿ＰＣＴ／ＤＥ８６１００４１３２、発明の名称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　２０２０　エルンスト・ライノ・シュトラーセ名　称　エルンスト　ライノ　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１８日６、添付書類の目録（１）補正書の写しく翻訳文）　１通桶正１柱請求の範囲１）　Ｂａ　（Ｐｏｔ）　ｔ、ＡＩ（ＰＯｉ）ｓ、アルカリ土類金属弗化物およびＡｌＦ３を基礎とし、１．４７〜１．５０の屈折率ｎ、　、８５〜８０のアツベ数υ、並びに１７〜２２の正の異常部分分散値＋Δυｅ−値を有している光学弗燐酸塩ガラスにおいて、（ａ）以下の元素組成（原子χ）：Ｍｇ　０．５〜３．０Ｃａ　３　〜１０Ｓｒ　１２　〜２０（ハ）以下の物理的な性質ニガラス転移温度　Ｔ、　＝　４７２〜４８０　”ｃ密度　ρ　：　３．５１〜３．６１　ｇ／ｃｍ″クノープ硬度　ＨＫ　：　３８５〜３９０を有することを特徴とする、上記光学弗燐酸塩ガラス。

２）以下の元素組成（原子χ）：Ｍｇ　１．０〜２．２Ｃａ　９．１〜９．８Ｓｒ　１３．１〜１９．０Ｂａ　１０．Ｏ〜１０．８ＡＩ　８．２〜８．５Ｔｉ　Ｏ〜０．２Ｎａ　Ｏ〜０．４０　９．４〜１１．０Ｆ　３６．０〜３６．２ＨＯ〜０．１より成る、１．４８〜１．４９の屈折率ｎ、　、８４．１〜８１．４のアツベ数 υ、並びに１８．２〜２１．０の正の異常部分分散値＋Δυ。−値を有している請求の範囲第１項のガラス。

３）　（ａ）以下の元素組成（重量％）：Ｓｒ　１９．ＯＢａ　１０．０ｉｌｌ　８．５Ｐ　６．１（ｂ）以下の物理的な性質ニガラス転移温度　Ｔ９　：　４８０°Ｃ密度　ρ　：　３．６１　ｇ／ｃ＋ｎ３クノープ硬度　１（Ｋ　：　３８５を有し、１．４８の屈折率ｎｏ　、８４．１のアツベ数υ、並びに２１の正の異常部分分散値＋Δυ１−値を有している上記各請求の範囲の一つのガラス。

４）　（ａ）以下の元素組成物（原子ｚ）：Ｂａ　１０．７８ＡＩ　８．２２Ｔｉ　Ｏ，１２Ｎａ　Ｏ，３６０１０，９５Ｆ　３６．０６ＨＯ，０４（ロ）以下の物理的な性質ニガラス転移温度　？、　：４７２°Ｃ密度　ρ　：　３．５１　ｇ／ｃｎ＋３クノープ高度　ＨＫ　：　３９０を有し、より成る１、４８７の屈折率ｎ、　、８１．４のアツベ数υ、並びに１８．２の正の異常部分分散値＋Δυ。

−値を有している請求の範囲第１項または第２項記載のガラス。

（請求の範囲第５項〜第１０項は変更なし）国際諜査鵠失ＡＮＮＥＸτ０τＦ、Ｅ　ＩＮＴＥＲ）ＩＡ、τ１０）！Ａ！＋Ｓ三入ＲＣＨ：（Ｅ：’ＣＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＤＥ　８６１００４１３　（ＳＡ　１４８３４）−ｍ−・−昏 −―−−−−・・―・−一一働一一一一一−・−―−―＋―・・――・−呻−― −−−――−一・−暑−−一嘩

Claims

【特許請求の範囲】１）Ｂａ（ＰＯ３）２、Ａｌ（ＰＯ３）３、アルカリ土類金属弗化物およびＡｌＦ３を基礎とし、１．４７〜１．５０の屈折率ｎｅ、８５〜８０のアッベ数υｅ並びに１７〜２２の正の異常部分分散値＋Δυｅ−値を有している光学弗燐酸塩ガラスにおいて、以下の元素組成（原子％）：Ｍｇ　０．５〜３．０Ｃａ　８〜１０Ｓｒ　１２〜２０Ｂａ　９〜１２Ａｌ　７〜９Ｔｉ　０〜１Ｎａ　０〜１Ｋ　　０〜３Ｐ　　５〜９Ｏ　　８〜１２Ｆ　　３５〜３８Ｈ　　０〜０．５を有することを特徴とする、上記光学弗燐酸塩ガラス。２）以下の元素組成（原子％）：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、１．４８〜１．４９の屈折率ｎｅ、８４．１〜８１．４のアッベ数υ ｅ並びに１８．２〜２１．０の正の異常部分分散値＋Δυｅ−値を有している請求の範囲第１項のガラス。３）以下の元素組成（重量％）：Ｈｇ　１．１Ｃａ　９．８Ｓｒ　１９．０Ｂａ　１０．０Ａｌ　８．５Ｐ　　６．１Ｏ　　９．４Ｆ　　３６．１を有し、１．４８の屈折率ｎｅ、８４．１のアッベ数υｅ並びに２１の正の異常部分分散値＋Δυｅ−値を有している上記各請求の範囲の一つのガラス。）以下の元素組成物（原子％）：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を有し、１．４８７の屈折率ｎｅ、８１．４のアッベ数υｅ並びに１８．３の正の異常部分分散値＋Δυｅ−値を有している請求の範囲第１項または第２項記載のガラス。５）以下の組成（重量％）：Ｂａ（ＰＯ３）２　１８〜２０Ａｌ（ＰＯ３）３　４〜７ＭｇＦ２　　　　　１．５〜４ＣａＦ２　　　　　１８〜２０ＳｒＦ２　　　　　２５〜２９ＢａＦ２　　　　　０．５〜２ＡｌＦ３　　　　　２２〜２６を有する混合物を溶融することを特徴とする、上記各請求の範囲の何れか一つに記載のガラスの製造方法。６）混合物が以下の組成（重量％）：Ｂａ（ＰＯ３）２　１９．７Ａｌ（ＰＯ３）３　３５．６ＭｇＦ２　　　　　２．８ＣａＦ２　　　　　１９．１ＳｒＦ２　　　　　２７．３ＢａＦ２　　　　　１．０ＡｌＦ３　　　　　２４．５を有する請求の範囲第５項記載の方法。７）以下の記載の組成（重量％）：ＮａＰＯ３　　　　１〜３Ｂａ（ＰＯ３）２　４〜６Ａｌ（ＰＯ３）３　１４〜１７ＨｇＦ２　　　　　４〜７ＣａＦ２　　　　　１６〜１９ＳｒＦ２　　　　　１７〜２０ＢａＦ２　　　　　９〜１２ＡｌＦ３　　　　　１９〜２２ＫＨＦ２　　　　　２〜５Ｋ２ＴｉＦ６　　　０．５〜１を有する混合物を溶融することを特徴とする、請求の範囲第１〜４項の何れか一つに記載のガラスの製造方法。８）混合物が以下の組成：ＮａＰＯ３　　　　１．６Ｂａ（ＰＯ３）２　５．０Ａｌ（ＰＯ３）３　１５．７ＭｇＦ２　　　　　５．６ＣａＦ２　　　　　１７．９ＳｒＦ２　　　　　１８．９ＢａＦ２　　　　　１０．８ＡｌＦ３　　　　　２０．６ＫＨＦ２　　　　　３．３Ｋ２ＴｉＦ６　　　０．６を有する請求の範囲第７項記載の方法。９）次の段階：ａ）約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分までの間に１０５０〜１１００℃の溶融温度に加熱し、ｃ）間隔を置いた撹拌を約１５０回転／分の撹拌速度で２５分までの時間の間に行い、ｄ）８８５〜９２０℃に温度を下げそして撹拌速度を約１２０回転／分に下げ、ｅ）溶融物に気泡がなくなるまで、温度を６９５〜７２５℃に並びに撹拌速度を約８０回転／分に更に下げ、ｆ）約５００℃に予め加熱されたアルミニウム製型中に注ぎ込み、ｇ）強化用炉中で冷却するに従って進める請求の範囲第５〜８項の何れか一つに記載の方法。１０）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、ｇ）強化用炉中で冷却するに従って進める請求の範囲第９項記載の方法。