CN101238074B - 光学玻璃的制造方法 - Google Patents
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Abstract
光学玻璃的制造方法,其包括如下工序:在包括从流出口使熔融玻璃流出的连续熔融方式的玻璃熔融装置中,投入预先调节的原料,以使流出的熔融玻璃的特性在所期望的范围内。在前述光学玻璃的制造方法中,被调节的熔融玻璃的特性为折射率。
Description
技术领域
本发明涉及成分挥发导致的折射率变动大的光学玻璃的制造方法,特别涉及具有低玻璃化转变温度(Tg)的适于精密压模成型的光学玻璃的制造方法。
背景技术
通常,在光学玻璃的制造方法中,有间歇熔融方式和连续熔融方式。根据光学玻璃的生产量等,决定任一方式进行制造,但从高生产率和低成本的观点考虑,连续熔融方式比间歇熔融方式更优异。连续熔融方式通常由熔融部、澄清部、搅拌部的构成组成,将所流出的玻璃成型为板状,由此得到光学玻璃产品。
所得到的板状成型品或由板状成型品加工得到的再热压制品等通过退火处理,消除应力和调整折射率。退火工序由如下工序组成,1)升温至设定的温度的工序、2)在设定的温度下保持一定时间的工序、3)以一定速度降温的工序。折射率由2)和3)工序被决定。球面透镜的情况下,在退火工序后的工序中,没有升温到玻璃化转变温度(Tg)左右的温度的工序,因此,折射率没有变化。因此,板状成型品的阶段,即使偏离所期望的折射率范围,也可在退火工序中使其符合所期望的折射率。
近年来,用于非球面透镜等中的精密压制成型用光学玻璃,在屈服点(At)~软化点(Sp)附近的温度下被精密压制成型,用作光学元件。精密压制成型后,进行上述退火处理的情况下,可调整折射率,因此,精密压制成型用预成型坯的折射率从所期望的范围有些偏离也不会特别成为问题。但是,精密压制成型后的透镜直接用作光学元件的情况下,精密压制成型用预成型坯的折射率需要在所期望的范围内。透镜的折射率由压制温度和精密压制成型后的降温速度确定,由于降温条件固定,因此,预成型坯本身的折射率直接反映于透镜的折射率。
因此,以上述连续熔融方式制得的光学玻璃的折射率变动需要在规定的范围内。通常的光学玻璃的折射率的公差为±0.00050,具有包含易挥发成分的组成的光学玻璃中,稳定地制造公差内的光学玻璃是非常困难的。易挥发成分是指例如氟、锂、硼、锑、碲、铊、铅、铋、铯。
调整光学玻璃的各种物性、例如折射率的方法,公知是混合具有多种折射率的原料(例如,日本特开平11-258401),但即使使用该方法,也会由于玻璃的成分,其值随时间变动较大。
发明内容
本发明的目的在于解决前述背景技术中记载的光学玻璃的制造方法所揭示的缺点,提供一种成分挥发导致的各特性、特别是折射率变动大的光学玻璃的制造方法,特别是提供具有低的玻璃化转变温度(Tg)的适于精密压模成型的光学玻璃的制造方法。
本发明人为了解决上述课题,反复进行了深入试验研究,结果,通过在连续熔融方式的玻璃熔融装置中,将所流出的玻璃的折射率、比重等各特性反映到投入原料、例如分批原料或碎玻璃中,从而稳定地制造前述各特性在所期望的公差内的光学玻璃。
本发明的第1方案是光学玻璃的制造方法,其包括如下工序:在包括从流出口使熔融玻璃流出的玻璃熔融装置中,投入预先调节的原料,以使流出的熔融玻璃的特性在所期望的范围内。
本发明的第2方案是根据前述方案1的光学玻璃的制造方法,其中,被调节的熔融玻璃的特性为折射率。
本发明的第3方案是根据前述方案2所述的光学玻璃的制造方法,在从流出口使玻璃流出之前的工序中,包括如下工序:被投入的原料的折射率通过从成型玻璃所要求的折射率值中减去在玻璃熔融工序中所产生的玻璃的折射率变化部分而被决定。
本发明的第4方案是根据前述方案2和3所述的光学玻璃的制造方法,测定从流出口流出的玻璃的折射率,对应于该折射率测定值与成型玻璃所要求的折射率的差,连续或断续地调整所投入的原料的折射率,使其变化。
本发明的第5方案是根据前述方案2~4任一项所述的方法,所述被投入的原料为碎玻璃,并且,碎玻璃的折射率通过混合具有比碎玻璃所要求的折射率的值更高的折射率的碎玻璃和具有比碎玻璃所要求的折射率的值更低的折射率的碎玻璃进行调整而被决定。
本发明的第6方案是根据前述方案1所述的光学玻璃的制造方法,被调节的熔融玻璃的特性为比重。
本发明的第7方案是根据前述方案6所述的光学玻璃的制造方法,在从流出口使玻璃流出之前的工序中,包括如下工序:被投入的原料的比重通过从成型玻璃所要求的比重值中减去在玻璃熔融工序中所产生的玻璃的比重变化部分而被决定。
本发明的第8方案是根据前述方案6和7所述的光学玻璃的制造方法,测定从流出口流出的玻璃的比重,对应于该比重测定值与成型玻璃所要求的比重的差,连续或断续地调整所投入的原料的比重,使其变化。
本发明的第9方案是根据前述方案6~8任一项所述的制造方法,所述被投入的原料为碎玻璃,并且,碎玻璃的比重通过混合具有比碎玻璃所要求的比重的值更高的比重的碎玻璃和具有比碎玻璃所要求的比重的值更低的比重的碎玻璃进行调整而被决定。
本发明的第10方案是根据前述方案1~4和6~8任一项所述的光学玻璃的制造方法,被投入的原料为碎玻璃。
本发明的第11方案是根据前述方案1~10任一项所述的制造方法,其特征在于,熔融玻璃成分中包含氟、锂、硼、锑、碲、铊、铅、铋、铯中的一种或两种以上。
本发明的第12方案是根据前述方案1~11任一项所述的制造方法,其特征在于,光学玻璃具有折射率(nd)超过1.80、阿贝数(vd)为35以上的范围的光学常数,作为必要成分含有SiO2和B2O3中的任一方或双方、及La2O3和Gd2O3中的任一方或双方、以及Ta2O5和Li2O,基本上不含砷成分,玻璃化转变温度(Tg)为630℃以下。
本发明的第13方案是根据前述方案11和12所述的制造方法,其特征在于,以基于氧化物的质量%计,所述光学玻璃含有如下成分作为必要成分,
SiO2 0.1~8%、
B2O3 5~不足20%、
La2O3 15~50%、
Gd2O3 0.1~30%、
Ta2O5 超过10%至25%、以及
Li2O 超过0.5%不足3%,
还含有如下成分作为任意成分,
GeO2 0~10%、和/或
Yb2O3 0~5%、和/或
TiO2 0~1%、和/或
ZrO2 0~10%、和/或
Nb2O5 0~8%、和/或
WO3 0~10%、和/或
ZnO 0~15%、和/或
RO 0~10%
其中,RO为选自MgO、CaO、SrO和BaO中的1种或2种以上、和/或
Sb2O3 0~1%
以及将上述各金属元素的1种或2种以上的氧化物的一部分或全部取代成氟化物的以F计的总量为0~6%的范围的各成分。
本发明的第14方案是精密压制成型用预成型坯,其是由通过前述方案1~13任一项所述的制造方法制得的光学玻璃形成的。
本发明的第15方案是光学元件,其是对通过前述方案1~13所述的制造方法制得的光学玻璃进行成型而形成的。
根据本发明的制造方法,在成分挥发导致的折射率变动大的光学玻璃的制造中,特别是可稳定地制造具有低的玻璃化转变温度(Tg)的适于精密压模成型的光学玻璃。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的玻璃熔解工序的整体图。
图2是不使用本发明的制造方法时的熔解时间和折射率变化的图表。
图3是使用本发明的制造方法时的熔解时间和折射率变化的图表。
具体实施方式
以下,使用具体例子说明本发明的实施方式。
图1是用于熔解光学玻璃的连续熔融炉的一个例子。用于熔解光学玻璃的连续熔融炉通常是包括原料投入部1、熔融部2、澄清部3、搅拌部4的构成。原料从原料投入部1被投入到熔融部2而变成熔融玻璃,在澄清部3被脱泡,在搅拌部4被脱泡和均质化,通过从搅拌部4出来的流出管5而流出。所流出的玻璃被成型为板状、或通过滴液成型为块状等,但成型形状和成型方法并不限定于此。
接着,对于光学玻璃的各特性的调节进行说明。在本发明中,从原料投入部1被投入的玻璃原料是主要由粉末组成的所谓配合原料(以下,简称为配合料)、或将该分批原料玻璃化而得到的碎玻璃(玻璃屑)、或者这些的混合物中的任一个。
使用碎玻璃作为投入原料的情况下,为了调节折射率、比重等目标特性,优选使用具有规定的特性值的碎玻璃,更优选使用混合特性值不同的碎玻璃,并使其成为规定的特性值。例如,期望具有规定的折射率的熔融玻璃的情况下,优选分别至少使用1种以上的具有比前述规定的折射率更低的折射率的碎玻璃和具有更高的折射率的碎玻璃,将它们混合投入。
所投入的碎玻璃为2个水平时,准备折射率相对于所期望的折射率低的碎玻璃和高的碎玻璃,按照下式求出质量比例,决定所投入的各个碎玻璃的重量。
n=n1×x+n2×(1-x)
n:所期望的折射率
n1:比所期望的折射率更高的碎玻璃的折射率
n2:比所期望的折射率更低的碎玻璃的折射率
x:比所期望的折射率更高的碎玻璃的质量比例
1-x:比所期望的折射率更低的碎玻璃的质量比例
使用配合料作为投入的原料的情况下,以比所期望的折射率更高的折射率或更低的折射率的组成混合配合料,为了获得所期望的折射率,连续或断续地加入有助于赋予高折射率的成分或有助于赋予低折射率的成分,从而调节到所期望的折射率。另外,可分别混合1种以上的使该配合料熔融并玻璃化时预计的折射率等比最终的玻璃所要求的折射率等更高和更低的物质。
另外,本发明的制造方法中被调节的各特性并不限定于折射率、比重,还意味着阿贝数、热膨胀系数、透射率、粘度、化学耐久性、液相温度等或它们的组合。
这里,折射率优选是He的d射线(波长587.56nm)或Hg的e射线(波长546.07nm)下的折射率。其中,可以是Hg的i射线(波长365.015nm)、Hg的h射线(波长404.656nm)、Hg的g射线(波长435.835nm)、He-Cd激光(波长441.57nm)、Cd的F’射线(波长479.99nm)、H的F射线(波长486.13nm)、Na的D射线(波长589.29nm)、He-Ne激光(波长632.8nm)、Cd的C’射线(波长643.85nm)、H的C射线(波长656.27nm)、He的r射线(波长706.52nm)、K的A’射线(波长768.19nm)、Cs的s射线(波长852.11nm)、Hg的t射线(波长1013.98nm)、Hg(波长1128.64nm)、Hg(波长1529.58nm)、Hg(波长1970.09nm)、Hg(波长2325.42nm)的各个谱线下的折射率,也可以是其他波长下的折射率。总之,只要是能够迅速测定折射率的光源即可。
在这样的连续熔融炉中,对包含容易发生玻璃中的成分挥发的成分例如氟、铅等的玻璃进行熔解的情况下,由于特定成分的挥发,流出玻璃的特性会随时间变化较大,难以维持稳定的前述各特性。因此,在经验上预先认知或预测这样的事态的情况下,加上在玻璃的熔融工序中产生的变化部分,从成型玻璃所要求的各特性的值中减去,从而决定所投入的原料的目标的各特性。
另外,在玻璃熔融工序中产生的前述各特性的变化,大多连续产生而不仅是在玻璃熔融阶段的初期产生。在该情况下,为了使前述各特性的变化部分处于可允许的范围内,优选测定从流出口流出的玻璃的前述各特性,使前述各特性的变化部分与该各特性测定值和成型玻璃所要求的各特性之差相对应,连续或断续地调整被投入的原料中被调节的各特性,使其变化。
本发明的制造方法对于在熔融玻璃成分中包含氟、锂、硼、锑、碲、铊、铅、铋、铯中的1种或2种以上的光学玻璃有效。更优选的是对于包含氟、锂、硼、锑、碲、铅、铋中的1种或2种以上的光学玻璃有效,特别优选对于包含氟、锑、铊、铋中的1种或2种以上的光学玻璃有效。
本发明的方法并不是对原本光学玻璃所要求的特性、例如光学特性进行限制,但已确认特别是在高折射率、低分散光学玻璃的制造中有效的方法。特别是,光学玻璃具有折射率(nd)超过1.80、阿贝数(vd)为35以上的范围的光学常数,含有SiO2和B2O3中的任一方或双方、及La2O3和Gd2O3中的任一方或双方、以及Ta2O5和Li2O作为必要成分,基本上不含砷成分,玻璃化转变温度(Tg)为630℃以下,在这样的玻璃中,其效果被确认。
具体来说,本发明的制造方法中所使用的玻璃,优选其特征在于,以基于氧化物的质量%计,含有如下成分作为必要成分,
SiO2 0.1~8%、
B2O3 5~不足20%、
La2O3 15~50%、
Gd2O3 0.1~30%、
Ta2O5 超过10%至25%、以及
Li2O 超过0.5%不足3%,
还含有如下成分作为任意成分,
GeO2 0~10%、和/或
Yb2O3 0~5%、和/或
TiO2 0~1%、和/或
ZrO2 0~10%、和/或
Nb2O5 0~8%、和/或
WO3 0~10%、和/或
ZnO 0~15%、和/或
RO 0~10%
其中,RO为选自MgO、CaO、SrO和B aO中的1种或2种以上、和/或
Sb2O3 0~1%
以及将上述各金属元素的1种或2种以上的氧化物的一部分或全部取代成氟化物的以F计的总量为0~6%的范围的各成分。
另外,在本说明书中,“基于氧化物”是假定用作本发明的玻璃构成成分的原料的氧化物、复合盐、金属氟化物等在熔融时全部分解并转化成氧化物时的情况下,将该生成氧化物的质量的总和作为100质量%来表示玻璃中所含有的各个成分的组成,本发明的玻璃组合物的氟含量为:以100质量%前述基于氧化物的玻璃组成作为基准,以F原子计算可在本发明的玻璃组合物中存在的氟的含有率时的质量%所表示的含量。
SiO2成分是在适于本发明的制造方法的光学玻璃中,对提高玻璃的粘度、提高耐失透性有效的成分,但若过量含有时,转变温度(Tg)变高,故不优选。因此,以优选0.1%、更优选为0.5%、最优选1%为下限地含有,以优选8%、更优选6%为上限,最优选含有不足5.5%。
B2O3成分是在适于本发明的制造方法的光学玻璃中,作为玻璃形成氧化物成分不可缺少的成分。但是,如果过少的话,耐失透性变得不充分,如果过多的话,化学耐久性变差。因此,以优选5%、更优选6%、最优选8%为下限地含有,以优选不足20%、更优选19.5%、最优选19%为上限地含有。
La2O3成分对于提高玻璃的折射率、使其低分散化有效,且为具有高折射率低分散性的本发明的玻璃所不可欠缺的成分,其量过少时,难以将玻璃的光学常数的值维持在前述特定范围内。但是,过量含有时,使耐失透性恶化。因此,以优选15%、更优选18%、最优选20%为下限地含有,以优选50%、更优选不足47%、最优选45%为上限地含有。
Gd2O3成分对于提高玻璃的折射率、使其低分散化有效,但其量过少时,上述效果不充分,过量含有时,相反地耐失透性变差。因此,以优选0.1%、更优选0.5%、最优选1%为下限地含有,以优选30%、更优选不足28%、最优选25%为上限地含有。
Nb2O5成分具有提高折射率、改善化学耐久性和耐失透性的效果,但过量添加时,相反地耐失透性会变差。因此,以优选8%、更优选7%、最优选6%为上限地含有。
GeO2成分是具有提高折射率、提高耐失透性的效果的成分,原料是非常昂贵的,其量以优选10%、更优选8%、最优选6%为上限地含有。
Yb2O3成分对提高玻璃的折射率、使其低分散化有效。但过量添加时,耐失透性会变差。因此,在本发明的光学玻璃中,以优选5%、更优选4%、最优选3.5%为上限地含有。
TiO2成分具有调整光学常数、改善耐失透性的效果。但过量添加时,耐失透性反而变差,因此,在本发明的光学玻璃中,以优选1%、更优选0.8%、最优选0.5%为上限地含有。
ZrO2成分具有调整光学常数、改善耐失透性、提高化学耐久性的效果,但过量添加时,相反地耐失透性会变差,并且,变得难以将转变温度(Tg)维持在期望的低值。因此,在本发明的光学玻璃中,以优选10%、更优选8%、最优选7.5%为上限地含有。
Ta2O5成分具有提高折射率、改善化学耐久性和耐失透性的效果,但其量过少时,不能表现显著的效果,但超过25%时,相反地耐失透性会变差。因此,优选超过10%、更优选为14%以上、最优选其量超过19%。另外,以优选25%、更优选24%、最优选23%为上限地含有。
WO3成分具有调整光学常数、改善耐失透性的效果,但过量含有时,相反地耐失透性和可见光区域的短波长区域的光线透过率会变差。因此,在本发明的光学玻璃中,以优选10%、更优选8%、最优选6%为上限地含有。
ZnO成分是降低转变温度(Tg)的效果大的成分,但过量含有时,耐失透性会变差。因此,在本发明中,以优选15%、更优选13%、最优选10%为上限地含有。
选自CaO、SrO和BaO成分中的1种或2种以上的成分的RO成分对光学常数的调整有效,但当其量、即CaO、SrO和BaO成分的总量超过5%时,耐失透性变差。因此,在本发明的光学玻璃中,CaO、SrO和BaO成分的总量以优选10%、更优选4%、最优选3%为上限地含有。
Li2O成分具有大幅降低转变温度(Tg)、并且促进所混合的玻璃原料的熔融的效果,但其量过少时,这些效果不充分,过量含有时,相反地耐失透性急剧恶化。因此,优选含有不足3%,以更优选2.5%、最优选2%为上限地含有。另外,优选超过0.5%地含有。
Sb2O3成分可在玻璃熔融时脱泡添加,其量可以以优选1%、更优选0.8%、最优选0.5%为上限地含有。
在本发明的组成体系中,微量添加Lu2O3成分,从而可提高耐失透性。Lu2O3成分的原料价格及其昂贵,因此,过量添加时,生产成本变高,并不实用,另外存在使耐失透性恶化的不利。因此,优选含有不足0.5%,更优选以0.45%、最优选0.4%为上限地含有。
F成分虽然对降低玻璃的分散、并降低转变温度(Tg)、提高耐失透性有效,但存在诱发熔融工序中的折射率变动的不利。根据本发明的制造方法,克服该不利,即使含有到达某种程度的量,也不易产生成品率等不利。对于可应用于本发明的制造方法的F成分,将上述各个金属元素的1种或2种以上的氧化物的一部分或全部取代成氟化物的以F计的总量以优选6%、更优选5.5%、最优选5%为上限地含有。
如前述那样,本发明的制造方法在光学玻璃用于精密压制成型的情况下,特别有用于折射率的调节。在以往的光学玻璃中,以研削研磨最后加工成最终透镜,因此,可在压制成型品等的透镜预成型坯的阶段决定折射率。即,通过在退火工序中调节缓冷速度,可调节折射率。但是,精密压制成型由于在将透镜预成型坯进行压模成型的过程中加热,因此,透镜预成型坯的折射率被作废,由压模成型中的降温速度决定折射率。因此,折射率在流出的玻璃的阶段必须在设定的公差范围内。
另一方面,所流出的玻璃的相对于时间轴的折射率变化大时,将偏离该公差,成品率大幅降低,不能安全生产。因此,本发明的折射率的调节对安全生产和成品率的提高非常有效。
实施例
以下,对于本发明的1个实施方式进行说明。
在制作含有SiO2、B2O3、La2O3、Gd2O3、Ta2O5和Li2O、含有玻璃组合物整体的1~2质量%的F成分作为挥发成分的光学玻璃的工序中,测定熔融玻璃的折射率的变化。
结果示于图2。
图2中,纵轴表示折射率Δnd、横轴表示从流出开始起的时间推移。Δnd表示中心的折射率的小数点第5位为0时的折射率差。当中心的折射率是1.84000的情况下,公差优选为1.83950~1.84050,将1.84000表示为0、1.83950表示为-50、1.84050表示为50。在图2中,将投入碎玻璃固定为-70。
在图2中,可知在0~5h时折射率成为公差范围外。在5~20h时,成分挥发量变为稳定状态,因此,折射率的变化量变小,但由于成分挥发的影响,与碎玻璃的折射率差变为70。在0~5h时,具有初期投入碎玻璃移动到熔融部、澄清部、搅拌部的过程和直到各个部变为一定量的熔融玻璃的时间推移,氟成分的挥发量变多,折射率上升到160。氟成分为低折射率,因此,发生挥发时,玻璃的折射率上升。另外,在21~24h时,碎玻璃投入终止,各个部的玻璃量变少,氟成分的挥发量变多,折射率急剧上升(未图示)。
为了消除此问题,在本发明中调节投入碎玻璃,使流出玻璃的折射率在公差范围内。图3示出与图2的熔融条件等完全相同、仅改变投入碎玻璃的折射率的结果。基于图2的结果,初期投入碎玻璃为-270,与流出同时将投入碎玻璃变更为-220,从流出起4小时后,将投入碎玻璃变更为-70,进而,从流出起18小时后,变更为-270。可知在0~20h时,流出玻璃的折射率被调整到公差内。因此,本发明的制造方法对连续熔解方式的折射率调整非常有效。
在本发明中,适当变更所投入的碎玻璃的折射率,因此,组成并不限定于一个。因此,表1示出基本的组成例。上述实施方式的基本的组成相当于组成例2。为了微调整碎玻璃的折射率,微量增减La2O3、B2O3、SiO2的含量是有效的。
成分(质量%) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
SiO<sub>2</sub> | 5.39 | 5.39 | 3.36 | 4.38 | 5.39 |
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 12.28 | 15.34 | 15.34 | 16.36 | 12.28 |
La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 37.89 | 34.84 | 35.86 | 33.83 | 35.91 |
Gd<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 8.65 | 8.65 | 9.67 | 6.62 | 10.69 |
ZrO<sub>2</sub> | 6.11 | 6.11 | 6.62 | 5.09 | 4.07 |
Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 1.02 | 1.02 | 0.51 | 2.04 | 1.02 |
Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> | 19.85 | 19.85 | 18.83 | 20.87 | 18.83 |
WO<sub>3</sub> | 0.00 | 0.00 | 1.02 | 2.04 | 1.02 |
ZnO | 5.60 | 5.60 | 6.62 | 4.58 | 8.65 |
Li<sub>2</sub>O | 1.02 | 1.02 | 0.81 | 1.22 | 1.02 |
Sb<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.10 |
Lu<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.05 | 0.05 | 0.10 | 0.00 | 0.00 |
GeO<sub>2</sub> | 2.04 | 2.04 | 1.17 | 2.89 | 1.02 |
F | 1.78 | 1.78 | 1.78 | 1.78 | 1.78 |
总计(除F) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
nd | 1.864 | 1.840 | 1.856 | 1.845 | 1.863 |
vd | 40.6 | 40.8 | 40.7 | 40.3 | 40.5 |
图2、图3中,未进行炉操作条件、即熔解条件、流出量的变更等,因此,几乎没有稳定状态下的折射率变化,特别是不需要进行折射率的调整。但是,在变更炉操作条件的情况、流出从数日至数周的情况下,成分挥发量容易改变,因此,即使是稳定状态也需要调整折射率。在这种情况下,使在流出口取出的玻璃迅速退火,将其结果反馈到投入碎玻璃即可。例如,在流出口取得的玻璃的折射率变为-20的情况下,将投入碎玻璃的折射率提高该差值部分即提高20左右而投入即可。
通过以上这样的制造方法,可将折射率稳定地维持在公差范围内,因此,可以防止折射率在公差范围外所导致的成品率降低,而稳定生产。
另外,在例示的图中表示折射率是退火的降低速度为-50℃/h的情况下的值。但是,为了使流出玻璃的折射率反映到投入碎玻璃,退火工序越是被缩短,折射率越易维持在一定值,因此,退火的降低速度可进一步缩短。
以上,关于连续熔融炉进行了记载,但若连续投入碎玻璃,或即使是断续投入只要是在炉内残留熔融玻璃的状态下投入,则实质上都是连续熔融方式。另外,这里记载的装置构成为代表例,并不限定于此。
产业上的可利用性
如以上所述,本发明的光学玻璃的制造方法适于成分挥发导致的折射率变动大的光学玻璃的制造方法、特别适于具有低玻璃化转变温度(Tg)的精密压模成型中的光学玻璃的制造方法,在产业上非常有用。
Claims (12)
1.光学玻璃的制造方法,其包括如下工序:在包括从流出口使熔融玻璃流出的玻璃熔融装置中,投入预先调节的原料,以使流出的熔融玻璃的特性在所期望的范围内,被调节的熔融玻璃的特性为折射率,测定从流出口流出的玻璃的折射率,对应于该折射率测定值与成型玻璃所要求的折射率的差,连续或断续地调整所投入的原料的折射率,使其变化。
2.根据权利要求1所述的光学玻璃的制造方法,在从流出口使玻璃流出之前的工序中,包括如下工序:被投入的原料的折射率通过从成型玻璃所要求的折射率值中减去在玻璃熔融工序中所产生的玻璃的折射率变化部分而被决定。
3.根据权利要求1或2所述的方法,所述被投入的原料为碎玻璃,并且,碎玻璃的折射率通过混合具有比碎玻璃所要求的折射率的值更高的折射率的碎玻璃和具有比碎玻璃所要求的折射率的值更低的折射率的碎玻璃进行调整而被决定。
4.光学玻璃的制造方法,其包括如下工序:在包括从流出口使熔融玻璃流出的玻璃熔融装置中,投入预先调节的原料,以使流出的熔融玻璃的特性在所期望的范围内,被调节的熔融玻璃的特性为比重,测定从流出口流出的玻璃的比重,对应于该比重测定值与成型玻璃所要求的比重的差,连续或断续地调整所投入的原料的比重,使其变化。
5.根据权利要求4所述的光学玻璃的制造方法,在从流出口使玻璃流出之前的工序中,包括如下工序:被投入的原料的比重通过从成型玻璃所要求的比重的值中减去在玻璃熔融工序中所产生的玻璃的比重变化部分而被决定。
6.根据权利要求4或5所述的方法,所述被投入的原料为碎玻璃,并且,碎玻璃的比重通过混合具有比碎玻璃所要求的比重的值更高的比重的碎玻璃和具有比碎玻璃所要求的比重的值更低的比重的碎玻璃进行调整而被决定。
7.根据权利要求1或4所述的光学玻璃的制造方法,被投入的原料为碎玻璃。
8.根据权利要求1或4所述的制造方法,其特征在于,熔融玻璃成分中包含氟、锂、硼、锑、碲、铊、铅、铋、铯中的一种或两种以上。
9.根据权利要求1或4所述的制造方法,其特征在于,光学玻璃具有折射率nd超过1.80、阿贝数vd为35以上的范围的光学常数,作为必要成分含有SiO2和B2O3中的任一方或双方、及La2O3和Gd2O3中的任一方或双方、以及Ta2O5和Li2O,基本上不含砷成分,玻璃化转变温度Tg为630℃以下。
10.根据权利要求1或4所述的制造方法,其特征在于,以基于氧化物的质量%计,所述光学玻璃含有如下成分作为必要成分,
SiO2 0.1~8%、
B2O3 5~不足20%、
La2O3 15~50%、
Gd2O3 0.1~30%、
Ta2O5 超过10%至25%、以及
Li2O 超过0.5%不足3%,
还含有如下成分作为任意成分,
GeO2 0~10%、和/或
Yb2O3 0~5%、和/或
TiO2 0~1%、和/或
ZrO2 0~10%、和/或
Nb2O5 0~8%、和/或
WO3 0~10%、和/或
ZnO 0~15%、和/或
RO 0~10%
其中,RO为选自MgO、CaO、SrO和BaO中的1种或2种以上、和/或
Sb2O3 0~1%
以及将上述各金属元素的1种或2种以上的氧化物的一部分或全部取代成氟化物的以F计的总量为0~6%的范围的各成分。
11.精密压制成型用预成型坯,其是由通过权利要求1或4所述的制造方法制得的光学玻璃形成的。
12.光学元件,其是将通过权利要求1或4所述的制造方法制得的光学玻璃进行成型而形成的。
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