JPS5849502B2 - ボロシリケ−ト硝子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中程度の屈折率から高屈折率までの範囲の屈折
率と比較的少ないアッペ数を有する、ジルコニウムを多
量に含有する光学用ポロシリヶート硝子とその製造方法
に関する。

特殊な物理学的数値を有する光学硝子に対する要望は、
最近、光学設計者の為に次第に増大しつつある。

光学系統の新しい設計、特に顕微鏡および写真用対物レ
ンズの新しい設計のためには、高屈折率ｎ。

を有すると同時にできるだけ少ないアツベ数ν８を有す
る光学硝子がますます必要となり、これらの光学硝子は
他の決定的な物理的数値として、負数の異常部分分散値
−Ａν。

を有するものである。

このような特殊な硝子を導入することによって、光学系
統の結像収差を除去又は対物レンズの収差補正状態を改
良することが光学設計者にとって非常にうまく行くので
ある。

異常部分分散値はこの際重要な役割を演ずる。

ドイツ国特許第１４９６５６３号明細書に、異常部分分
散値を有する光学硝子の重要性、応用および名称が記載
されている。

新らしい光学硝子に要求される上記の如き純粋な物理学
的性質のほかに、硝子の専門家はまた化学的・生産技術
的な要望を顧慮しなければならない。

即ち光学硝子はできるだけ大量生産技術的に製造されな
げればならずそして該光学硝子は著しい結晶傾向を有す
ることは許されない。

経済的な生産方式のためには余りに高温度の熔融温度を
必要としないこと。

最后にこの種類の光学硝子を選択しそして使用した場合
の加工技術上の要素が重要な役割を演ずること等を顧慮
しなげればならない。

本質的に珪酸（ＳｉＯ２）、硼酸（Ｂ２０３）、酸化ジ
ルコニウム（ Ｚｒ０２ ）および土類金属酸化物から
戒り立っている硝子の組成がすでに公知となっている。

しかしこの硝子は実際に使用する場合において適当なも
のでないことが判っている。

何故ならばこの硝子は著しい結晶傾向をもっているため
僅かな少量づつ、従って不経済的な単位量だけ熔融する
ことが可能となっているからである。

この硝子と比較できるような硝子を製造しようとして、
アルカリ金属の酸化物の代りにアルカリ土類金属酸化物
を含有する硝子を製造すれば、いわゆる正常分散を示す
直線からの負数の嬬差、即ち（＠Ａν８値は本質的に僅
少なものが得られる。

ドイツ国特許第６９１３５６号明細書によれば、高屈折
率と僅かな分散を有する光学硝子を製造する方法が公知
となっており、該明細書中には、特にチタン、イットリ
ウム、ジルコニウム、ニオビウム、ランタン、タンタル
およびタングステンの酸化物の一種又は数種が含有され
ていることが記載されている。

その他の添加物としてはトリウムおよびハフニウムが挙
げられる。

この公知となっている光学硝子はそれのｎｅ／ν８ の
数値が他と非常に異なった値を有している。

また部分分散値において要望されている異常分散につい
て何等の特記すべきことがない。

本発明の目的は上記した如き公知の光学硝子の欠点を除
去し、そして該光学硝子において決定されたｎ。

／ν８の値の他に付加的に負の異常部分分散を有し、光
学結像系統の２次スペクトルの補正を可能にする如き光
学硝子を創成することである。

本発明の別の目的は上記の如き光学硝子の製造方法を提
供することである。

上記の目的は本発明により次に記載する組成と製造過程
とによって得られる光学硝子によって達或される。

屈折率〜が１． ５ ５ ＜ ｎ， ＜ １． ７ ２
の範囲にあり、アツベ数ν が５０＞ν。

〉３４の範囲にあｅ り、負数の異常部分分散値Ａν８が−３．０と一７．７
の間にあるジルコニウムを含有する本発明のポロシリケ
ート硝子は次の重量パーセントによって示された組或を
有する。

（ａ） ８．４乃至４５．５８ｉ０２、０．９乃至３
３０Ｂ２０３、この際（ Ｓｉ０２＋Ｂ２０３）は３１
．６と４６．４の間にあること、 （ｂ） １３．５乃至１８．９Ｚｒ０２、この際（Ｓ
ｉＯ２＋Ｂ２ ０３ ＋Ｚ ｒ０２ ）は４６．１と６
４．４の間にあること、 （ｃ）０乃至５．０Ｌｉ２０，Ｏ乃至２ ２．３Ｎａ２
０， ０乃至１０．０Ｋ２０，Ｏ乃至２４．ＯＮａＦ，
この際アルカリ金属酸化物の和： （Ｌｉ２０＋Ｎａ２
０＋Ｋ，０） はＯと２１．８の間にありそして（ア
ルカリ金属酸化物＋ＮａＦ） の和は８．０と２４．
０の間にあること、 （ｄ）０乃至２．ＯＢａＯ，０乃至２． ３ Ｚ ｎＯ
、０乃至０．５ＣｄＯ，Ｏ乃至５．ＯＰｂＯ、この際２
価元素の酸化物の和： （ＢａＯ＋ＺｎＯ＋ＣｄＯ＋Ｐ
ｂＯ）はＯと５．５の間にあること、 （ｅ） ０乃至９．９Ａ１２０３、Ｏ乃至２４．８Ｌ
ａ２０３、Ｏ乃至２３．ＩＳｂ２０３、Ｏ乃至４．ＯＹ
２０３、この際３価元素の酸化物の和：（Ａｌ２０３＋
Ｌａ２０３＋Ｓｂ２０３ ＋Ｙ２０３）はＯと２６．９
の間にあること、 （ｆ） Ｏ乃至５． Ｏ Ｇｅ０ ２、Ｏ乃至１．０
Ｔｉ０２、この際４価元素の酸化物の和：（Ｚｒ０２＋
Ｇｅ０２＋Ｔｉ０２）は１３．５と２０．６の間にある
こと、（ｇ） Ｏ乃至５．ＯＮｂ２０５、Ｏ乃至３３
．ＩＴａ２０５、この際５価元素の酸化物の和：（Ｎｂ
２０５＋Ｔａ２０５）はＯと３６、１の間にあること、
（ｈ）０乃至２．１■０３． および上記硝子は上記組戒以外に、修正のための添加物
の少くとも１つ：Ｓｎ０２および／またはＰ２０５を重
量パーセント３％までを含有することができる。

上記の組戒な有する光学硝子の製造過程は次の段階に従
って行われる。

（ａ） 混合物の加熱は白金るつぼの中で１３４５℃
乃至１４００℃の温度で行われる。

（ｂ） 熔融体を１３８５゜Ｃと１４５０℃の間の温
度で７乃至１５分間清澄にする。

（ｃ） １３６０’Ｃと１４００゜Ｃの間の温度で８
０乃至１２０分間、絶えず攪拌することによって均質化
する。

（ｄ）３乃至８分間の間に１１３５゜Ｃから１１８５゜
Ｃの間の鋳込み温度に下るまでの間攪拌を続ける。

（ｅ） 予備加熱されている型容器の中に注入する。

本発明による光学硝子は、比較的低い鋳込み温度になる
まで結晶が発生することなく攪拌することができるとい
う別の特徴を有している。

このことが可能であることによってのみ筋や折出物のな
い光学硝子を大量に得ることができる。

添付した第１乃至７表には本発明の実施例（７４例）が
示されている。

組成はすべて重量％で示されている。

表には個々の成分のほかに戒分の群の和も示され、この
群は複雑な多くの無機化合物の相似的な作用のためまと
めて表現されているものである。

表の下部には物理的な数値が示されており、それは Ａν８二ドイツ国特許第１４９６５６３号明細書の添付
図に示された如き通常分散を示す直線から負（マイナス
）方向に偏差した値である。

第１表には硝子を形成する主要成分である珪酸（Ｓ１０
２）および硼酸（Ｂ２０３）並びに重要な成分２酸化ジ
ルコニウム（ｚｒＯ２）のほかに、ナトリウム化合物並
びにタンタルおよびタングステン酸化物が示されている
。

この際ナトリウム弗化物（ＮａＦ） は一部をナ｝
ＩＪウム酸化物で置き換えられる。

この表の実施例はＳｉ０２とＢ２０８とは相互に可成り
の量を交換できることを示している。

第２表にはアルカリ金属の成分の変化のほかに酸化アン
チモン（Ｓｂ２０３）が物理的性質に及ぼす影響を示す
実施例が示されている。

第３乃至第７表には更に多価元素酸化物、例えば酸化ゲ
ルマニウム（Ｇｅ０２）、２酸化チタン（Ｔｉ０２）、
酸化ランタン（Ｌａ２０３）、酸化イットリウム（Ｙ２
０３）、５酸化ニオビウム（Ｎｂ２０，）、が挙げられ
ている。

その際実施例５７以后には、上記のほかに２価金属酸化
物、例えば酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ
）、および酸化カドミウム（ＣｄＯ）が加えられている
。

本発明による硝子を製造する方法は、次に述べる熔融実
施例で詳細に説明される。

即ち から成り立っている秤量された物質５ｋｇをよく混合し
、１３８０゜Ｃに加熱された白金るつぼの中に少量宛挿
入する。

混合物が熔融した后で１４３０℃で１０分間清澄にされ
、引続いて１３８５℃で約１００分間絶えず攪拌して均
一にされる。

それから数分間の間に１１５０℃の鋳込み温度になるま
で攪拌しながら下げられそして予備加熱された型に注入
される。

上記の方法によって熔融された硝子の物理学的数字は精
密焼鈍后に ｎｅ−１．６ ４ １ ３ ２３ ν。

＝４２．２３＆ｇ＝０．４ ９ ７ ０ ｊν８＝＝−７．０２ である。

当然選択された秤量混合物によって適用される熔融条件
（温度、時間）は変化する。

しかしその変化は前記した本発明の硝子を製造する場合
の製造過程の段階において述べた範囲を超えることはな
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 屈折率ｎｅが１．５５＜〜＜１．７２の範囲にあり
   、アツベ数ν８が５０＞ν８〉３４の範囲にあり、負数
   の異常部分分散値Ａν８が−３．０と−７．７の間にあ
   るジルコニウムを含有するポロシリケート硝子において
   、次の（ａ）〜（ｉ）に示す重量パーセント成分から戒
   り立っていることを特徴とするジルコニウムを含有する
   ポロシリケート硝子。 ？ａ） ８．４乃至４５．５８ｉ０２、０．９乃至３
   ３．０Ｂ２０３、この際（Ｓｉ０２＋８２０３）は３１
   ．６と４６．４の間にあること、 （ｂ）１３．５乃至１８．９２ｒ０２、この際（ＳｉＯ
   ２＋Ｂ２０３＋ＺｒＯ２）は４６．１と６４．４の間に
   あること、 （ｃ）０乃至５．０Ｌｉ２０，０乃至２２．３Ｎａ２０
   ，０乃至１０．０Ｋ２０，Ｏ乃至２ ４． Ｏ ＮａＦ
   ，この際アルカリ金属酸化物の和：（Ｌｉ２０＋Ｎａ
   ２０＋Ｋ２０）はＯと２２．３の間にありそして総和（
   アルカリ金属酸化物＋ＮａＦ） は８．０と２４．０
   の間にあること、 （ｄ） Ｏ乃至２．ＯＢａｄ，０乃至２．３ＺｎＯ，
   Ｏ乃至０． ５ ＣｄＯ，．Ｏ乃至５．ＯＰｂＯ，この
   際２価元素の酸化物の和： （ Ｂ ａＯ ＋Ｚ ｎＯ
   ＋ＣｄＯ ＋ＰｂＯ ）はＯと５．５の間にあること
   、 （ｅ） Ｏ乃至９．９Ａ１０３、Ｏ乃至２ ４． ８
   Ｌ ａ２ ０ｇ、０乃至２３．ＩＳｂ２０３、０乃至
   ４．ＯＹ２０３、この際３価元素の酸化物和：（Ａｌ２
   ０３＋Ｌａ２０３＋Ｓｂ２０３＋Ｙ２０３）は０と２６
   ．９の間にあること、 （ｆ） Ｏ乃至５．ＯＧｅ０２、０乃至１．ＯＴｉ０
   ２、この際４価元素の酸化物の和： （Ｚｒ０２＋Ｇｅ
   ０２＋Ｔｉ０２）は１３．５と２０．６の間にあること
   、（ｇ） Ｏ乃至５． Ｏ Ｎｂ２ ｏ，、Ｏ乃至３
   ３． Ｉ Ｔａ２０５、この際５価元素の酸化物の和
   ：（Ｎｂ２０，＋’Ｉ’ａ２０５）は０と３６．１の間
   にあること、（ｈ）０乃至２．１ＷＯ３、 （ｉ） Ｏ乃至３．ＯＳｎ０２、０乃至３．ＯＰ２０
   ，、この際（Ｓｎ０２＋Ｐ２０５）は０と３．０の間に
   あること。