CN100337955C - 模压成形用光学玻璃 - Google Patents

模压成形用光学玻璃 Download PDF

Info

Publication number
CN100337955C
CN100337955C CNB031526896A CN03152689A CN100337955C CN 100337955 C CN100337955 C CN 100337955C CN B031526896 A CNB031526896 A CN B031526896A CN 03152689 A CN03152689 A CN 03152689A CN 100337955 C CN100337955 C CN 100337955C
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
opticglass
die forming
composition
mould
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB031526896A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1510002A (zh
Inventor
佐藤史雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2002373735A external-priority patent/JP4305940B2/ja
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Publication of CN1510002A publication Critical patent/CN1510002A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100337955C publication Critical patent/CN100337955C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
    • C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
    • C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
    • 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
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/12—Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/14—Silica-free oxide glass compositions containing boron
    • C03C3/15—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths
    • C03C3/155—Silica-free oxide glass compositions containing boron containing rare earths containing zirconium, titanium, tantalum or niobium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及折射率(nd)为1.75-1.85、阿贝数(νd)在35以上、软化点在700℃以下，同时不含铅的模压成形用光学玻璃。ΔT＝{成形温度(在100.8泊下的温度)-液相温度}为20℃以上，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐水性中的重量减少不足0.10%，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐酸性中的重量减少不足0.35%，400nm波长的内部透射比(t＝10mm)在90.0%以上。玻璃的碱度在11以下。短波长的透射比高，而且失透性得到改善。

Description

模压成形用光学玻璃
技术领域
本发明是涉及模压成形用光学玻璃。
背景技术
作为在所谓CD、MD、DVD及其它各种光盘系统的光拾波器透镜、视频摄像机和一般的照相机摄影用透镜的光学透镜中使用的玻璃的光学特性，大多数要求更高的折射率、低分散。而且在这些用途中原先一直使用折射率(nd)为1.75-1.85、阿贝数(νd)为35以上的B2O3-La2O3体系玻璃。
作为光拾波器透镜和摄影用透镜的制作方法，已知的是先将熔融玻璃成形为坯料、然后将截为适当大小的玻璃毛坯磨削后进行模压成形的方法，和从喷嘴顶端滴下熔融玻璃形成为液滴状、即将所谓通过液滴成形而形成的玻璃毛坯进行磨削或者不磨削而模压的方法。
相关技术记载在例如日本国特开平8-26765号公报及特开平8-26766号公报中。
但是，由于B2O3-La2O3体系玻璃失透倾向强，所以将熔融玻璃淬火铸造来制作坯料时，其批量生产性差。另外，在液滴成形中，从喷嘴顶端使熔融玻璃滴下，可形成液滴的玻璃的成形粘度下限为约100.8泊，如果在该粘度以下滴下，则液滴不能形成，而会形成丝状。因此，具有高的失透倾向、也就是说在100.8泊以下的低粘度下失透的B2O3-La2O3体系玻璃不适合液滴成形。由B2O3-La2O3-Y2O3体系组成的玻璃的耐失透性得到改善，但是在该体系中折射率又会降低。
另外B2O3-La2O3体系玻璃通常软化点(Ts)高，超过700℃。在模压成形法中，为了将玻璃毛坯加热到软化点(Ts)附近使之变为软化状态成形，将冲压模具升温到Ts的温度附近。玻璃毛坯的Ts高时，模具也变为高温，促进了模具的氧化等劣化，成为了导致批量生产性降低的原因。为了降低Ts，还提出了在B2O3-La2O3体系玻璃中加入R’2O(Li2O+Na2O+K2O)的方法，大量地含有R’2O会使失透性增大。另外还产生了易与模具粘模的问题。
另外，近年来，通常使用蓝色激光等短波长(390-440nm)的激光作为光拾波用的激光，对于透镜也要求提高在短波长的透射比。
发明内容
本发明的目的是提供折射率(nd)为1.75-1.85、阿贝数(νd)为35以上，在短波长的透射比高，而且失透性得到改善的模压成形用光学玻璃。
本发明的模压成形用光学玻璃是折射率(nd)为1.75-1.85、阿贝数(νd)为35以上、软化点为700℃以下的、不含铅的模压成形用光学玻璃，特征在于，ΔT＝{成形温度(在1000.8泊下的温度)-液相温度}为20℃以上，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐水性中的重量减少不足0.10％，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐酸性中的重量减少不足0.35％，400nm波长的内部透射比(t＝10mm)是90.0％以上，玻璃的碱度为11以下。
另外本发明的模压成形用光学玻璃的特征在于具有以质量％计，5-25％B2O3、15-35％La2O3、10-30％ZnO、15.5-25％Ta2O5、0-3.5％Li2O、0-10％Na2O、0-9％K2O、0-10％Li2O+Na2O+K2O、0-10％SiO2、0-15％Al2O3、0-10％MgO、0-7％CaO、0-12％BaO、0-5％SrO、0-15％MgO+CaO+BaO+SrO、0-10％ZrO2、0-20％Gd2O3、0-5％Bi2O3、0-1％Sb2O3、0-0.5％TiO2、0-0.3％Nb2O5的组成。
本发明的模压成形用光学玻璃是折射率(nd)为1.75-1.85、阿贝数(νd)为35以上的玻璃。另外软化点是在700℃以下，玻璃成分难以挥发。另外，由于操作温度范围(ΔT＝{成形温度(在1000.8泊下的温度)-液相温度})为20℃以上，在玻璃毛坯的熔融和成形工序中不产生失透麻点和条纹的问题，可以通过液滴成形大量生产。并且，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐水性中的重量减少不足0.10％，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐酸性中的重量减少不足0.35％，具有高的耐风化性。400nm波长的内部透射比(t＝10mm)在90.0％以上，短波长的吸收小。而且碱度为11以下(优选9.5以下)，在模压成形时可以防止玻璃和冲压模具的粘模。
具体实施方式
在本发明中，所谓碱度定义为(氧原子的摩尔数的总和/阳离子的场强度(Field Strength)的总和)×100。式中的场强度(Field Strength)(以下标记为F.S.)可由下式求出。
F.S.＝Z/r2
Z表示离子价数，r表示离子半径。本发明中的Z、r的数值参照《化学便览基础编改订2版(1975年丸善株式会社发行)》。根据本发明人的见解，碱度越低，越难以与模具粘模。下面对于玻璃的碱度控制粘模的机理进行说明。
玻璃的碱度为表示玻璃中氧的电子被玻璃中的阳离子有多大程度吸引的指标。在碱度高的玻璃中，玻璃中的阳离子对氧的电子吸引弱。因此，碱度高的玻璃在与需求电子倾向强的阳离子(模具成分)接触时，与碱度低的玻璃相比，容易引起阳离子由模具向玻璃中的侵入。如果作为模具成分的阳离子侵入(扩散)到玻璃中，则界面附近的玻璃相中的模具成分浓度增加。由此玻璃相和模具相的组成差异减少，所以两者间的亲和性增大，玻璃变得容易润湿模具。可以认为根据这样的机理，玻璃和模具粘模。因此碱度越低，模具成分越难以侵入到玻璃中，玻璃和模具越不粘模。
具体地讲，可以认为如果玻璃的碱度是11以下，优选9.5以下，则不引起粘模。如果玻璃的碱度超过9.5，则显现出与模具进行粘模的倾向，如果超过11，则由于玻璃和模具进行粘模，损害了产品的表面精度，批量生产性显著恶化。
作为具有上述特性的玻璃的具体的组成体系，合适的是B2O3-La2O3-ZnO-Ta2O5体系玻璃。更加具体地讲，优选由具有以质量％计，5-25％B2O3、15-35％La2O3、10-30％ZnO、15.5-25％Ta2O5的基本组成的玻璃组成。通常在B2O3-La2O3体系玻璃中，为了得到高折射率，使其含有大量La2O3，这是该体系玻璃容易失透的原因。因此在本发明的玻璃中，用Ta2O5替换部分的La2O3，同时通过将B2O3和ZnO量最优化，可维持高的折射率，同时改善失透性。另外通过改善失透性，可以加入需要量的使软化点降低的成分R’2O。
叙述如上所述限定各成分范围的理由。
B2O3是玻璃的骨架成分，具有提高耐失透性的效果。另外是提高阿贝数的成分，可以使软化点降低。B2O3也具有降低玻璃碱度的作用，也具有防止模压成形中的玻璃和模具粘模的效果。其含有量为5-25％，优选10-21.5％，更优选10-20％，特别是15-20％。如果B2O3超过25％，则在玻璃熔融时由B2O3-R’2O形成的挥发物变多，助长了条纹的生长。另外在模成形时也产生挥发而污染了模具，大大缩短了模具的寿命。且耐风化性显著恶化。如果比5％小，则耐失透性降低，不能充分确保操作温度范围。
La2O3是为了确保足够的操作温度范围的成分，另外具有不使阿贝数降低并提高折射率的效果。并且也具有抑制软化点的上升，以及提高耐风化性的效果。但是如果为了得到高的折射率而大量加入，则失透性增大，所以有必要使用Ta2O5等将其一部分替换。La2O3的含有量是15-35％，优选15-29.5％，更优选18-29.5％。如果La2O3超过35％，则失透性变高，液相温度上升，所以操作性大幅地降低。如果比15％小，则折射率降低，另外耐风化性也恶化。
ZnO具有提高折射率，同时抑制B2O3-La2O3体系玻璃高的失透性的效果。其含有量是10-30％，优选15-25％。如果ZnO超过30％，则玻璃的分相倾向变强，难以得到均匀的玻璃。如果比10％小，则折射率降低，另外不能获得抑制失透效果，液相温度上升，不能充分确保操作温度范围。
Ta2O5具有不使阿贝数降低且提高折射率的效果。因此通过与La2O3的替换可以改善耐失透性。另外，通过适量加入，具有抑制在B2O3-La2O3-ZnO体系玻璃中容易发生分相的效果。并且由于在紫外区域的吸收少，即使大量含有，也几乎不会减小透射比，即使用于短波长激光用的透镜中也不会引起问题。其含有量优选为15.5-25％，特别是15.5-20％。如果Ta2O5超过25％，则失透性变高，操作温度范围变窄。如果比15.5％小，则折射率降低，同时玻璃的分相倾向变强，难以得到均匀的玻璃。
为了使软化点降低，本发明的玻璃可以含有R’2O(Li2O+Na2O+K2O)。在本发明中，由于可通过用Ta2O3替换部分的La2O3来改善失透性，所以即使大量地含有R’2O也难以失透。
R’2O是为了使软化点降低的成分，其总量是0-15％，优选0-10％，更优选0.1-5％。如果R’2O超过15％，则液相温度显著上升，操作温度范围变窄，给批量生产性带来不良影响。另外耐风化性也显著恶化。
在R’2O中Li2O使软化点降低的效果最大。其含有量是0-3.5％，优选0-3％，更优选0.1-3％。但是Li2O具有失透性高、液相温度变高、操作性恶化的倾向，另外F.S.降低，提高了玻璃的碱度，在冲压成形时引起与模具的粘模，所以限制在3.5％以下。
Na2O、K2O具有使软化点降低的效果，但是如果大量地含有，则在熔融时由B2O3-R’2O形成的挥发物变多，助长了条纹的生成。另外在模成形时也产生挥发而污染了模具，大大缩短了模具的寿命。因此，Na2O的含有量被限制为0-10％，优选0-5％，更优选0-3％。同样地K2O的含有量被限制为0-9％，优选0-5％，更优选0-3％。
另外本发明的玻璃可以含有SiO2、Al2O3、MgO、CaO、BaO、SrO、ZrO2、Gd2O3、Bi2O3、Sb2O3、TiO2、Nb2O5等。
下面对上述成分进行详细说明。
SiO2是构成玻璃骨架的成分，具有提高耐失透性、扩大操作范围的效果。另外也具有提高耐风化性的效果。其含有量是0-10％，优选0.5-8％，更优选3-6.5％。如果SiO2超过10％，则折射率显著降低，软化点可能会超过700℃。
Al2O3是与SiO2一起构成玻璃骨架的成分，具有提高耐风化性的效果。优选其含有量是0-15％，特别是0-10％，进一步为0-5％，0-3％是最适合的范围。Al2O3具有使失透倾向增大的倾向，但是如果是在15％以下，则难以失透，另外由于熔融性没有恶化，所以条纹和气泡不会残留在玻璃中，可以满足作为透镜用玻璃的要求等级。
RO(MgO+CaO+BaO+SrO)作为熔剂使用，同时在B2O3-La2O3-ZnO-Ta2O5体系玻璃中，具有不使阿贝数降低而提高折射率的效果。其总量是0-15％，优选0-10％。如果RO总量超过15％，则在预成形玻璃的熔融、成形工序中容易析出失透麻点，液相温度升高，操作温度范围变窄，批量生产变得困难。并且由玻璃向磨削洗涤水和各种洗涤溶液中的溶出变得剧烈，另外在高温多湿状态下玻璃表面的变质变得显著，耐风化性显著恶化。
MgO是提高折射率的成分，为了加强玻璃的分相倾向，优选其含有量限制为10％以下，特别是5％以下，进一步为0-2％。
CaO是提高折射率的成分，与MgO同样，为了加强玻璃的分相倾向，优选其含有量限制为7％以下，特别是6％以下，进一步为5％以下，0-3％是最适合的范围。
BaO是提高折射率的成分，另外在该玻璃体系中还具有使液相温度降低、提高操作性的效果。但是，由于在高温多湿状态下由玻璃表面的析出量比其它的RO成分显著增多，所以如果使其大量含有，则会明显损害最终产品的耐风化性。因此，优选其含有量为0-12％，特别是0-11％，进一步为0-10％，0-3％是最适合的范围。
SrO是提高折射率的成分，与其它的RO成分相比，具有降低液相温度的效果，因此可以扩大操作温度范围。另外与BaO相比较，在高温多湿状态下由玻璃表面的析出程度小，可以获得耐风化性优良的产品。但是SrO与MgO和CaO同样，如果大量地含有，则玻璃的分相倾向变强，难以得到均匀的玻璃。优选SrO的含有量为0-5％，特别是0-4.5％，进一步为0-2％。
ZrO2是提高折射率、提高耐风化性的成分。另外，由于作为中间氧化物形成玻璃，所以也具有提高耐失透性的效果。但是如果ZrO2的含有量变多，则软化点上升，冲压成形性恶化。ZrO2的含有量为0-10％，优选0-9.5％，更优选0.1-9％，1-4％是最适合的范围。
Gd2O3是提高折射率、提高耐风化性的成分。另外与ZrO2同样，是具有提高耐失透性的效果、可以扩大操作温度范围的成分，但是如果大量地含有，则玻璃的分相倾向变强，难以得到均匀的玻璃。Gd2O3的含有量为0-20％，优选5-15％，更优选7-13％。
Bi2O3是提高折射率的成分，在模压成形中，具有防止玻璃和模具粘模的效果，但是成形时的加热使玻璃着色的倾向变强，因此优选其含有量是5％以下，特别是3％以下，进一步为3％以下。
还可以加入Sb2O3作为澄清剂。为了避免对玻璃的过度着色，Sb2O3的含有量为1％以下。
TiO2作为光学常数的调节成分可以含有0-0.5％。如果TiO2超过0.5％，则将导致阿贝数降低，同时失透性变高，液相温度上升，操作性降低。另外，由于在紫外区域的吸收大，所以在390nm-440nm的透射比减小，会妨碍作为短波长用透镜的使用。因此，在本发明中优选尽量不含有。
Nb2O5作为光学常数的调节成分可以含有0-0.3％，优选0-0.2％。如果Nb2O5超过0.3％，则失透性变高，液相温度上升，操作性显著降低。另外，与TiO2同样，在紫外区域的吸收大，如果超过0.3％，则短波长的透射比降低。因此，在本发明中与TiO2同样，优选尽量不含有。
除了上述以外，在不损害本发明特征的范围内也可以加入WO3、P2O5等其它成分。
由于WO3作为中间氧化物形成玻璃，具有提高耐失透性的效果，另外，也是提高折射率的成分。其含有量是0-10％，优选0-8％，更优选0.1-5％。
P2O5在模压成形中具有防止玻璃和模具粘模和降低液相温度的效果，但是由于玻璃的分相倾向变强，具有耐水性降低的倾向，所以优选限制为5％以下，特别是3％以下。
PbO和As2O3在环保方面并不优选，另外Ag和卤素类为光可逆变色载体，所以在本发明中最好不使用。加入Y2O3，则失透性变高，液相温度上升，操作性降低，所以在本发明中最好不含有。大量含有TeO2，则吸收蓝色激光等短波长光的倾向变强，透射比降低，所以优选其含有量限制在5％以下。Lu2O3与Y2O3同样，增强了玻璃的失透倾向。另外由于价格非常高，不适合工业上实际使用。因此在本发明中最好不含有。
下面说明使用本发明的模压成形用光学玻璃来制作光拾波器透镜、摄影用透镜等的方法。
首先将按希望的组成混合的玻璃原料进行熔融，制成熔融玻璃。接着由喷嘴顶端滴下熔融玻璃而成形为液滴状(液滴成形)来得到玻璃毛坯。再将成形的玻璃毛坯磨削，或者不进行磨削而进行模压，得到规定形状的透镜。
也可以采用将熔融玻璃成形为坯料，然后将截为适当大小的玻璃毛坯磨削后进行模压的方法代替进行液滴成形。
下面，根据实施例说明本发明。
表1-3表示本发明的实施例(试样No.1-13)，表4分别表示比较例(试样No.14、15)。
                                            表1
  1   2   3   4   5
  玻璃组成(质量％)B2O3La2O3ZnOTa2O5Li2ONa2OK2OSiO2Al2O3MgOCaOBaOSrOZrO2Gd2O3Bi2O3Sb2O3WO3∑R’2O∑RO 11.723.022.517.41.0--5.91.0-1.21.7-1.812.8---1.02.9 13.622.822.717.71.8--5.9---1.0-2.112.4---1.81.0 16.821.019.818.00.52.2-4.22.5--0.71.51.29.80.50.11.22.72.2 17.221.420.117.50.8-1.53.6-0.72.2--1.610.91.5-1.02.32.9 17.722.421.518.81.9--6.11.6--1.2-1.67.2---1.91.2
  折射率nd   1.8315   1.8147   1.7795   1.7760   1.7755
  阿贝数νd   41.3   42.1   43.8   44.7   43.8
  软化点Ts(℃)   645   634   663   667   632
  成形温度Tw(℃)   1075   1055   1075   1082   1050
  液相温度TL(℃)   1043   1028   972   962   992
  操作温度范围ΔT(℃) 32 27 103 120 58
  耐水性(％)   0.06   0.06   0.07   0.08   0.07
  耐酸性(％)   0.12   0.11   0.17   0.16   0.17
  内部透射比(％)   91.1   92.2   91.5   91.7   92.5
  碱度   10.97   10.32   9.48   9.49   9.21
                                             表2
  6   7   8   9   10
  玻璃组成(质量％)B2O3La2O3ZnOTa2O5Li2ONa2OK2OSiO2Al2O3MgOCaOBaOSrOZrO2Gd2O3Bi2O3Sb2O3WO3∑R’2O∑RO 18.021.221.017.71.30.80.64.3-1.2--1.01.211.7---2.72.2 18.223.317.918.02.3--4.7-----3.810.3--1.52.3- 18.228.416.417.22.2--4.7-----1.47.8--3.72.2- 18.526.217.216.91.0--4.9-----3.011.3--1.01.0- 18.721.921.018.22.3--5.0-----1.411.5---2.3-
  折射率nd   1.7798   1.8014   1.7994   1.8072   1.7855
  阿贝数νd   44.2   42.5   42.4   43.0   43.5
  软化点Ts(℃)   646   621   619   652   614
  成形温度Tw(℃)   1063   1030   1033   1080   1028
  液相温度TL(℃)   1011   974   962   934   1006
  操作温度范围ΔT(℃) 52 56 71 146 22
  耐水性(％)   0.07   0.06   0.07   0.05   0.06
  耐酸性(％)   0.17   0.16   0.17   0.13   0.18
  内部透射比(％)   92.0   92.3   92.2   91.4   92.4
  碱度   9.27   9.21   9.21   9.01   9.06
                             表3
  11   12   13
  玻璃组成(质量％)B2O3La2O3ZnOTa2O5Li2ONa2OK2OSiO2Al2O3MgOCaOBaOSrOZrO2Gd2O3Bi2O3Sb2O3WO3∑R’2O∑RO 18.827.616.317.01.2--5.1-----2.811.2---1.2- 18.922.024.115.92.2--4.2-----1.511.2---2.2- 19.218.523.719.72.0--4.5-----1.710.7---2.0-
  折射率nd   1.8032   1.7849   1.7853
  阿贝数νd   43.6   43.6   42.9
  软化点Ts(℃)   650   599   618
  成形温度Tw(℃)   1071   1038   1040
  液相温度TL(℃)   946   1017   983
  操作温度范围ΔT(℃) 125 21 57
  耐水性(％)   0.05   0.06   0.07
  耐酸性(％)   0.15   0.17   0.20
  内部透射比(％)   91.6   91.7   92.2
  碱度   8.94   9.08   9.98
                   表4
  14   15
  玻璃组成(质量％)B2O3La2O3ZnOTa2O5Li2ONa2OK2OSiO2Al2O3MgOCaOBaOSrOZrO2Gd2O3Bi2O3Sb2O3WO3Yb2O3As2O3∑R’2O∑RO 15.937.515.716.32.1--2.9-----1.28.4-----2.1- 26.022.55.713.31.9------1.1-6.820.6---2.00.21.91.1
  折射率nd   1.8279   1.7948
  阿贝数νd   43.2   45.3
  软化点Ts(℃)   621   650
  成形温度Tw(℃)   ＜1100   ＜1070
  液相温度TL(℃)   1100   1070
  操作温度范围ΔT(℃)   ×   ×
  耐水性(％)   0.04   0.09
  耐酸性(％)   0.10   0.30
  内部透射比(％)   90.3   91.2
  碱度   9.90   7.92
各试样如下进行配制。首先如表中所示的组成，将玻璃原料混合，使用白金坩锅在1400℃下熔融3小时。熔融后，使熔液在碳板上流动，再在退火后，制作适合各测定的试样。
对于得到的试样，测定折射率(nd)、阿贝数(νd)、软化点(Ts)、成形温度(Tw)、液相温度(TL)、操作温度范围(ΔT)、耐水性和耐酸性、在波长400nm下的内部透射比(t＝10mm)。另外算出碱度。各表中表示出了这些结果。
从表中可见，本发明的实施例即No.1-13各试样的折射率是1.7755-1.8315，阿贝数在41.3以上，软化点在667℃以下。另外操作温度范围在21℃以上，操作性优良。而且耐水性中的重量减少为0.08％以下，耐酸性中的重量减少为0.20％以下，耐风化性良好。对于波长400nm的内部透射比(t＝10mm)也在91％以上，对于短波长光的透过优良。另外碱度在10.97以下，可以认为难以引起与模具粘模。
与此相反，比较例即No.14、15不能确保操作温度范围。
折射率(nd)用对氦灯的d线(587.6nm)的测定值表示。
阿贝数(νd)使用上述d线的折射率和氢灯的F线(486.1nm)、相同氢灯的C线(656.3nm)的折射率的值，由阿贝数(νd)＝{(nd-l)/(nF-nC)}式算出。
软化点TS通过根据日本工业规格R-3104的拉丝法测定。
操作温度范围ΔT如下所示求出。首先通过拉球法测定成形温度TW，求出相当于100.8泊的温度。另外液相温度TL通过将试样粉碎为297-500μm的粉末状，筛粒之后装入白金制的舟皿中，在具有温度梯度的电炉中保持24小时后，在空气中冷却，使用光学显微镜求出失透的析出位置进行测定。把这样得到的成形温度TW和液相温度TL的差作为操作温度范围ΔT。
耐水性和耐酸性是根据日本光学硝子工业会规格06-1975，将玻璃试样粉碎为粒度420-590μm，称量其比重克并装入白金笼中，将其放入装有试剂的烧瓶中并在沸腾水浴中处理60分钟，算出处理后的粉末玻璃的质量减少(重量％)。在耐水性评价中使用的试剂是pH调节至6.5-7.5的纯水，在耐酸性评价中使用的试剂是调节至0.01N的硝酸水溶液。
玻璃的透射比以不含反射损失的内部透射比表示。内部透射比由包含厚度t＝3mm和10mm的试样的反射损失的透射比，使用下式算出。
内部透射比＝EXP[(1nT3mm-1nT10mm)/Δt×L]
T3mm∶t＝3mm的试样的透射比(包含反射损失)
T10mm∶t＝10mm的试样的透射比(包含反射损失)
Δt：试样的厚度差(mm)
L：10mm
测定是将玻璃试样加工为30×30×3mm和30×30×10mm的两种厚度，分别将透过光线的射入面和射出面进行镜面磨削。
碱度是根据(氧原子的摩尔数的总和/阳离子的场强度(FieldStrength)的总和)×100的式算出的。式中的场强度(Field Strength)(以下标记为F.S.)由下式求出。
F.S.＝Z/r2
Z表示离子价数，r表示离子半径。而且本发明中的Z、r的数值参照《化学便览基础编改订2版(1975年丸善株式会社发行)》。
如上所述，本发明的光学玻璃具有用于CD、MD、DVD及其它各种光盘系统的光拾波器透镜、视频摄像机和一般的照相机摄影用透镜等光学透镜的1.75-1.85的折射率(nd)、35以上的阿贝数(νd)。另外软化点低，玻璃成分难以挥发，所以不会发生成形精度降低以及模具的劣化和污染。而且操作温度范围广，预成形玻璃的批量生产性优良，同时耐风化性良好，所以在制造工序和产品的使用中不会发生物性劣化和表面变质。另外由于在紫外区域的吸收少，所以短波长的透射比优良。并且由于碱度低，在冲压时与模具不粘模，批量生产性非常好。因此适合作为模压成形用光学玻璃。

Claims (7)

1、模压成形用光学玻璃，其是折射率nd为1.75-1.85、阿贝数νd为35以上、软化点为700℃以下的、不含铅的模压成形用光学玻璃，特征在于，ΔT＝{在100.8泊下的成形温度-液相温度}为20℃以上，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐水性中的重量减少不足0.10％，根据日本光学硝子工业会规格JOGIS的粉末法耐酸性中的重量减少不足0.35％，在玻璃厚度t为10mm时400nm波长的内部透射比在90.0％以上，玻璃的碱度在11以下，所述模压成形用光学玻璃具有以质量％计，5-25％B2O3、15-35％La2O3、10-30％ZnO、15.5-25％Ta2O5的组成。
2.模压成形用光学玻璃，特征在于，在权利要求1的模压成形用光学玻璃中，还具有以质量％计，0-10％Li2O+Na2O+K2O的组成。
3.模压成形用光学玻璃，特征在于，在权利要求1的模压成形用光学玻璃中，还具有以质量％计，0-3.5％Li2O、0-10％Na2O、0-9％K2O、0-10％Li2O+Na2O+K2O的组成。
4.模压成形用光学玻璃，特征在于，在权利要求1的模压成形用光学玻璃中，还具有以质量％计，0-10％SiO2、0-15％Al2O3、0-10％MgO、0-7％CaO、0-12％BaO、0-5％SrO、0-15％MgO+CaO+BaO+SrO、0-10％ZrO2、0-20％Gd2O3、0-5％Bi2O3、0-1％Sb2O3的组成。
5.模压成形用光学玻璃，特征在于，在权利要求1的模压成形用光学玻璃中，还具有以质量％计，0-15％MgO+CaO+BaO+SrO的组成。
6.模压成形用光学玻璃，特征在于，在权利要求1的模压成形用光学玻璃中，还具有以质量％计，0-0.5％TiO2、0-0.3％Nb2O5的组成。
7.模压成形用光学玻璃，特征在于，具有以质量％计，5-25％B2O3、15-35％La2O3、10-30％ZnO、15.5-25％Ta2O5、0-3.5％Li2O、0-10％Na2O、0-9％K2O、0-10％Li2O+Na2O+K2O、0-10％SiO2、0-15％Al2O3、0-10％MgO、0-7％CaO、0-12％BaO、0-5％SrO、0-15％MgO+CaO+BaO+SrO、0-10％ZrO2、0-20％Gd2O3、0-5％Bi2O3、0-1％Sb2O3、0-0.5％TiO2、0-0.3％Nb2O5的组成。
CNB031526896A 2002-12-25 2003-06-27 模压成形用光学玻璃 Expired - Fee Related CN100337955C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002373735A JP4305940B2 (ja) 2001-12-27 2002-12-25 モールドプレス成形用光学ガラス
JP373735/2002 2002-12-25
JP373735/02 2002-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1510002A CN1510002A (zh) 2004-07-07
CN100337955C true CN100337955C (zh) 2007-09-19

Family

ID=34260222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031526896A Expired - Fee Related CN100337955C (zh) 2002-12-25 2003-06-27 模压成形用光学玻璃

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100337955C (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006115183A1 (en) * 2005-04-22 2006-11-02 Ohara Inc. A glass composition
JP5660270B2 (ja) * 2008-10-21 2015-01-28 日本電気硝子株式会社 光学ガラス
TWI752046B (zh) * 2016-06-29 2022-01-11 日商小原股份有限公司 光學玻璃、預成形材以及光學元件
JP7305317B2 (ja) * 2018-08-16 2023-07-10 Hoya株式会社 光学ガラス、光学素子ブランクおよび光学素子

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86106629A (zh) * 1986-09-27 1988-04-06 中国科学院上海光学精密机械研究所 高折射率玻璃
EP1106586A1 (en) * 1999-12-01 2001-06-13 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Graded index lens
JP2002249337A (ja) * 2001-02-20 2002-09-06 Hoya Corp 光学ガラス、プレス成形予備体および光学部品

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86106629A (zh) * 1986-09-27 1988-04-06 中国科学院上海光学精密机械研究所 高折射率玻璃
EP1106586A1 (en) * 1999-12-01 2001-06-13 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Graded index lens
JP2002249337A (ja) * 2001-02-20 2002-09-06 Hoya Corp 光学ガラス、プレス成形予備体および光学部品

Also Published As

Publication number Publication date
CN1510002A (zh) 2004-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101041553A (zh) 硬火石位置的不含铅的光学玻璃
CN1990405A (zh) 光学玻璃
CN1200897C (zh) 光学玻璃
CN1590332A (zh) 精密压模预制体及其制备方法、光学元件及其制备方法
CN1967287A (zh) 模压成型用光学玻璃
CN112028475B (zh) 光学玻璃和光学元件
CN1445188A (zh) 精密加压成型用光学玻璃、精密加压成型用预制体及其制法
CN1792918A (zh) 光学玻璃，精密压模预制坯，所述预制坯的生产方法，光学元件和所述光学元件的生产方法
CN1927750A (zh) 光学玻璃
CN1204073C (zh) 光学玻璃
CN1663924A (zh) 特别用于精密压制光学元件的光学玻璃
CN1569708A (zh) 光学玻璃、模压成型用坯料和光学元件及它们的制造方法
JP7250106B2 (ja) ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランク、および光学素子
CN1522977A (zh) 玻璃转变温度小于等于500℃的优选无铅无砷的光学玻璃
CN1310844C (zh) 光学玻璃
JP4305940B2 (ja) モールドプレス成形用光学ガラス
JP2003089543A (ja) モールドプレス成形用光学ガラス
CN100337955C (zh) 模压成形用光学玻璃
CN1955128A (zh) 具有高折射率的不含铅和砷的光学玻璃
JP2005015302A (ja) モールドプレス成形用光学ガラス
CN1968904A (zh) 光学玻璃及透镜
JP2004002178A (ja) モールドプレス成形用光学ガラス
CN1281537C (zh) 一种具有特高折射率的光学玻璃及其熔制方法
WO2018155105A1 (ja) 光学ガラス
CN1874968A (zh) 光学玻璃及光学元件制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070919

Termination date: 20190627

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee