DE10126554A1

DE10126554A1 - Optisches Glas und Verfahren zur Herstellung optischer Produkte

Info

Publication number: DE10126554A1
Application number: DE10126554A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Tachiwama
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: DE10126554B4; US7501369B2; TW550244B; US20020006857A1; US20050085371A1; US6818578B2; JP3750984B2; CN101492247B; CN1326904A; US20070262480A1; JP2001348244A; CN101492247A

Abstract

Offenbart wird ein optisches Glas mit hohem Brechnungsindex und niedriger Dispersion, das eine niedrige Glasübergangstemperatur aufweist, so dass ein Wärmebehandlungsofen über einen langen Zeitraum betrieben werden kann. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein optisches Glas mit einem Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875, einer Abbe-Zahl (vd) von mindestens 39,5 und einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 700 DEG oder darunter bereitgestellt, ein optisches Glas, das ein Borsilicatglas darstellt, und mindestens eines, ausgewählt aus La¶2¶O¶3¶, Gd¶2¶O¶3¶, Y¶2¶O¶3¶ oder Yb¶2¶O¶3¶ und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO¶2¶, Ta¶2¶O¶5¶ oder Nb¶2¶O¶5¶ umfasst, worin das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des Gesamtgehalts an La¶2¶O¶3¶, Gd¶2¶O¶3¶, Y¶2¶O¶3¶ und Yb¶2¶O¶3¶ zum Gesamtgehalt an SiO¶2¶ und B¶2¶O¶3¶ 3, 2-5 und das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des Gesamtgehalts an ZrO¶2¶, Ta¶2¶O¶5¶ und Nb¶2¶O¶5¶ zum Gesamtgehalt an SiO¶2¶ und B¶2¶O¶3¶ 1,1-1,5 beträgt, und das einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (vd) von mindestens 39,5 aufweist.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Glas, eine daraus hergestellte Glasvorform, ein optisches Produkt und ein Verfahren zur Herstellung des optischen Produkts. Genauer betrifft sie ein optisches Glas mit den optischen Eigenschaften eines hohen Brechungsindexes und einer niedrigen Dispersion, das eine niedrige Glasübergangstemperatur aufweist und den stabilen Betrieb eines Wärmebehandlungsofens für einen langen Zeitraum erlaubt, sowie eine Glasvorform, die aus dem obigen optischen Glas hergestellt ist und die zur Ausbildung verschiedener optischer Produkte geeignet ist, ein optisches Produkt aus dem obigen optischen Glas, und ein Verfahren zur Herstellung des obigen optischen Produkts.

2. Darlegung des Standes der Technik

Üblicherweise enthält ein optisches Glas mit hoher Lichtbrechung und niedriger Dispersion eine grosse Menge an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃, Ta₂O₃, ZrO₂ usw. zur Erzielung eines hohen Brechungsindexes und einer geringen Dispersion, wie beispielsweise in JP-A-54-90218 und JP-B-54-6042 gezeigt, und Glasnetzwerk-ausbildende Komponenten, wie B₂O₃ und SiO₂, sind in einer geringen Menge enthalten, so dass das obige optische Glas extrem stark zur Kristallisation neigt. Da ein Glas, das stabil hergestellt werden kann, hinsichtlich des Zusammensetzungsbereichs beschränkt ist, haben kommerziell erhältliche optische Gläser mit hohem Brechungsindex und niedriger Dispersion einen Glasübergangspunkt (Tg) von oberhalb 720°C. Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften von hochbrechenden optischen Gläsern mit niedriger Dispersion, wie sie in Broschüren angegeben sind, die von Herstellern optischer Gläser bereitgestellt werden.

Tabelle 1

Herkömmliche hochbrechende Gläser mit niedriger Dispersion haben eine sehr hohe Temperatur des viskosen Flusses, die typischerweise durch Glasübergangstemperaturen (Tg) angegeben wird, und beispielsweise erfordert deren Temperungsbehandlung eine Temperatur von 710°C oder höher.

Üblicherweise sind die meisten Öfen für die Glastemperung aus einer rostfreien Stahlplatte hergestellt und dieses Material weist eine Deformationstemperatur im Bereich von 700°C auf. Wenn die Temperung bei einer Temperatur oberhalb von 710°C durchgeführt wird, wird folglich das Problem hervorgerufen, dass die obige rostfreie Stahlplatte verformt wird, so dass es schwierig ist, den Ofen über einen langen Zeitraum zu betreiben.

Ferner erfordert die Herstellung eines Linsenmaterials durch Wiederaufwärmungspressen eine sehr hohe Temperatur, wodurch der Wärmebehandlungsofen schneller verschlechtert und eine stabile Produktion verhindert wird.

Wenn ein Glas andererseits eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder darunter aufweist, wird eine stabile Produktion erzielt, ohne dass eine besondere Belastung im Betrieb der Einrichtungen auftritt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Unter diesen Umständen ist es ein erstes erfindungsgemässes Ziel, ein hochbrechendes optisches Glas mit niedriger Dispersion und niedriger Glasübergangstemperatur bereitzustellen, das den stabilen Betrieb eines Wärmebehandlungsofens über einen langen Zeitraum ermöglicht.

Ein weiteres erfindungsgemässes Ziel ist die Bereitstellung einer Glasvorform, die aus dem obigen optischen Glas hergestellt ist und die geeignet ist zur Ausbildung verschiedener optischer Produkte sowie ein aus dem obigen optischen Glas hergestelltes optisches Produkt.

Ein drittes erfindungsgemässes Ziel ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur effizienten Herstellung eines aus dem obigen optischen Glas hergestellten optischen Produkts.

Zur Entwicklung optischer Gläser mit den obigen wünschenswerten Eigenschaften haben die hiesigen Erfinder sorgfältige Untersuchungen im Hinblick auf die Effekte der Zusammensetzungen der glasbildenden Komponenten auf optische Eigenschaften, thermische Eigenschaften und Devitrifikationsbeständigkeit durchgeführt. Als Ergebnis wurde gefunden, dass ein hochbrechendes optisches Glas mit niedriger Dispersion und einer Glasübergangstemperatur von 700°C oder darunter erhalten werden kann durch Steuerung des Verhältnisses des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃, und des Verhältnisses des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ in einer solchen Weise, dass die obigen Verhältnisse innerhalb bestimmter Bereiche liegen oder durch Ausbildung eines Glases mit einer bestimmten Glaszusammensetzung, und dass dementsprechend das erste erfindungsgemässe Ziel erreicht werden kann.

Ferner wurde gefunden, dass das obige, zweite erfindungsgemässe Ziel durch eine Glasvorform und ein optisches Produkt, die/das jeweils aus dem obigen optischen Glas hergestellt ist, erreicht werden kann.

Ferner wurde gefunden, dass ein aus dem obigen optischen Glas hergestelltes optisches Produkt in wirksamer Weise unter Anwendung eines spezifischen Schritts hergestellt werden kann und dass das obige, dritte erfindungsgemässe Ziel dementsprechend erreicht werden kann.

Die Erfindung wurde auf Grundlage der obigen Befunde erhalten. Daher wird erfindungsgemäss folgendes bereitgestellt:

1. ein optisches Glas mit einem Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875, einer Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 und einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder darunter (nachfolgend als "erfindungsgemässes optisches Glas I" bezeichnet),
2. ein optisches Glas, das ein Borsilicatglas darstellt, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅ umfasst, worin das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ im Bereich von 3,2-5 und das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ im Bereich von 1,1-1,5 liegt, und das einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (vd) von mindestens 39,5 aufweist (nachfolgend als "erfindungsgemässes optisches Glas II" bezeichnet),
3. ein optisches Glas, das ein Borsilicatglas darstellt, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅, und ZnO umfasst, worin das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ im Bereich von 2-5, das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ im Bereich von 0,5-3 liegt, und das Verhältnis (Gewichtsverhältnis) von ZnO zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ mindestens 0,14 beträgt, und das einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 aufweist (nachfolgend als "erfindungsgemässes optisches Glas III" bezeichnet),
4. ein optisches Glas mit einer Glaszusammensetzung, die, in Gew.-%, folgendes umfasst:
3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 30-60% La₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅, worin der Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ 14-20% beträgt, und der Gesamtgehalt der obigen Komponenten beträgt mindestens 95% (nachfolgend als "erfindungsgemässes optisches Glas IV" bezeichnet),
5. eine Glasvorform, die aus einem beliebigen der obigen Gläser I bis IV hergestellt ist,
6. ein optisches Produkt, das aus einem beliebigen der obigen Gläser I bis IV hergestellt ist,
7. ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Produkts, das aus einem beliebigen der obigen optischen Gläser I bis IV hergestellt ist, das die Schritte des Aufschmelzens der Rohmaterialien für das Glas und des direkten Pressschmelzens des geschmolzenen Glases umfasst, und
8. ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Produkts, das die Schritte des Erweichens einer Glasvorform aus einem beliebigen der obigen optischen Gläser I bis IV unter Wärme und Pressformen der unter Wärme erweichten Glasvorform umfasst.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN

Das erfindungsgemässe optische Glas schliesst vier Ausführungsformen ein, d. h. die vier optischen Gläser I bis IV.

Zuerst ist das optische Glas I ein hochbrechendes optisches Glas mit niedriger Dispersion und einer niedrigen Glasübergangstemperatur und weist einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875, eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 und eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder niedriger auf.

Das obige optische Glas I schliesst vorzugsweise ein Borsilicatglas ein, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅, enthält, worin das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ im Bereich von 2-4 liegt, und das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ ist im Bereich von 1-2.

Bezüglich der Zusammensetzung des obigen optischen Glases I ist es schwierig, ein optisches Glas mit hohem Brechungsindex und hoher Abbe-Zahl zu erhalten, wie es eines der erfindungsgemässen Ziele darstellt, wenn das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [(La₂O₃ + Gd₂O₃ + Y₂O₃ + Yb₂O₃)/(SiO₂ + B₂O₃)] weniger als 2 beträgt. Der Gehalt an ZnO, der die Dispersion im Vergleich zu La₂O₃ und GdO₃ verbessert, ist beschränkt, und im Ergebnis ist es schwierig, ein optisches Glas mit einer für die Massenherstellung ausreichenden Glasübergangstemperatur zu erhalten. Wenn das obige Gewichtsverhältnis andererseits 4 übersteigt, ist die Denitrifikationsbeständigkeit schlecht, so dass es schwierig ist, ein stabil massenproduzierbares Glas zu erhalten. Daher liegt das Gewichtsverhältnis der Gesamtmenge an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ vorzugsweise im Bereich von 2-4, weiter bevorzugt 3-4, noch weiter bevorzugt 3,1-3,7.

Ferner ist es schwierig, ein optisches Glas mit dem erfindungsgemäss beabsichtigten hohen Brechungsindex und einer für die Massenherstellung ausreichenden Stabilität zu erhalten, wenn das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [(ZrO₂ + Ta₂O₅ + Nb₂O₅)/(SiO₂ + B₂O₃)] weniger als 1 beträgt. Wenn es andererseits 2 übersteigt, nimmt die Abbe-Zahl (νd) ab und es ist schwierig, ein optisches Glas mit niedriger Dispersion, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Daher liegt das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ vorzugsweise im Bereich von 1-2, weiter bevorzugt 1,1-1,5, noch weiter bevorzugt 1,2-1,4.

Das obige optische Glas I kann ferner ZnO enthalten. Das Gewichtsverhältnis des ZnO-Gehalts zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [ZnO/(SiO₂ + B₂O₃)] beträgt vorzugsweise mehr als 0 aber nicht mehr als 2, weiter bevorzugt mehr als 0, aber nicht mehr als 1, besonders bevorzugt 0,1-0,5. Wenn das Gewichtsverhältnis [ZnO/(SiO₂ + B₂O₃)] im obigen Bereich liegt, können dem Glas die Eigenschaften eines hohen Brechungsindex und einer niedrigen Dispersion (geringe Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge) vermittelt werden, und ferner kann das Glas hinsichtlich der Denitrifikationsbeständigkeit verbessert und die Temperatur für dessen viskosen Fluss gesenkt werden.

Gemäss einer bevorzugten Zusammensetzung weist das erfindungsgemässe optische Glas I eine Glaszusammensetzung (a) auf, die, in Gew.-%, 3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 0-5% GeO₂, 0-15% ZnO, 30-60% La₂O₃, 0-30% Gd₂O₃, 0-10% Y₂O₃, 0-5% Yb₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ 14-20 Gew.-%, der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO mindestens 9 Gew.-% und der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ 50-60 Gew.-% beträgt, und worin ferner der Gesamtgehalt der obigen Komponenten 95 Gew.-% übersteigt und die Zusammensetzung 0-1 Gew.-% Li₂O und 0-3% Nb₂O₅ enthält.

In der obigen Glaszusammensetzung ist SiO₂ eine glasnetzwerkbildende Komponente, die zur Ausbildung der Denitrifikationsbeständigkeit wesentlich ist, und dessen Gehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 3-10 Gew.-%. Wenn der obige Gehalt weniger als 3 Gew.-% beträgt, ist die Devitrifikationsbeständigkeit unzureichend. Wenn er 10 Gew.-% übersteigt, nimmt der Brechungsindex ab. Es ist daher schwierig, ein hochbrechendes optisches Glas, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Im Hinblick auf die Denitrifikationsbeständigkeit und den Brechungsindex liegt der Gehalt an SiO₂ vorzugsweise im Bereich von 6-9 Gew.-%, weiter bevorzugt 6,5-8,5 Gew.-%.

B₂O₃ ist eine Komponente, die eine Wirkung als netzwerkbildendes Oxid oder eine Wirkung auf die Schmelzbarkeit des Glases und eine Absenkung der Temperatur des viskosen Flusses ausübt, und dessen Gehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 7-15 Gew.-%. Wenn der Gehalt an B₂O₃ weniger als 7 Gew.-% beträgt, ist die Wirkung auf die Schmelzbarkeit des Glases und die Absenkung der Temperatur des viskosen Flusses nicht ausreichend. Wenn er 15 Gew.-% übersteigt, nimmt der Brechungsindex des Glases ab. Es ist daher schwierig, ein hochbrechendes Glas, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Im Hinblick auf die Wirkung auf die Schmelzbarkeit des Glases und die Absenkung der Temperatur des viskosen Flusses und den Brechungsindex ist der Gehalt an B₂O₃ weiter bevorzugt im Bereich von 9-12 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 9,5-11 Gew.-%.

GeO₂ hat die gleiche Wirkung wie das oben genannte SiO₂ und kann in einer Menge im Bereich von 0 bis 5 Gew.-% zugegeben werden. Wenn der Gehalt 5 Gew.-% übersteigt, neigt die Denitrifikationsbeständigkeit dazu, abzunehmen.

Der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ liegt vorzugsweise im Bereich von 14-20 Gew.-%. Wenn der obige Gesamtgehalt weniger als 14 Gew.-% beträgt, nimmt die Kristallisationsneigung zu, so dass es schwierig ist, ein optisches Glas zu erhalten, das stabil hergestellt werden kann. Wenn er 20 Gew.-% übersteigt, nimmt der Brechungsindex ab, sodass es schwierig ist, ein hochbrechendes optisches Glas, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Im Hinblick auf die Kristallisationsneigung und den Brechungsindex ist der obige Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ weiter bevorzugt im Bereich von 16-19 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 16-18 Gew.-%.

ZnO bewirkt, dass dem Glas ein hoher Brechungsindex und eine geringe Dispersion (geringe Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge) vermittelt wird, und ferner bewirkt es die Verbesserung der Devitrifikationsbeständigkeit des Glases und die Abnahme der Temperatur des viskosen Flusses. ZnO ist daher eine Komponente, die nach Bedarf zugegeben wird, nachdem dessen Menge insbesondere unter Berücksichtigung der Menge an B₂O₃ eingestellt wurde. Insbesondere (SiO₂ + B₂O₃) : ZnO : (La₂O₃ + Gd₂O₃ + Y₂O₃ + Yb₂O₃). (Nb₂O₅ + ZrO₂ + Ta₂O₅) wird so eingestellt, dass das Glas mit einem Brechungsindex (nd) von 1,875 und einer Abbe-Zahl (vd) von mindestens 39,5 und ferner mit einer für die Glasherstellung geeigneten Devitrifikationsbeständigkeit ausgestattet wird, und der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO wird vorzugsweise auf mindestens 9 Gew.-% eingestellt, weiter bevorzugt auf mindestens 12 Gew.-%, wodurch die Temperatur des viskosen Flusses abgesenkt werden kann (Tg beträgt 700°C oder weniger). Der Gehalt an ZnO liegt vorteilhafterweise im Bereich von 0-15 Gew.-%. Wenn der Gehalt an ZnO 15 Gew.-% übersteigt, kann die Devitrifikationsbeständigkeit bei dem Versuch, einen Brechungsindex im vorgesehenen Bereich zu erzielen, unzureichend sein. Wenn andererseits der Versuch unternommen wird, die Devitrifikationsbeständigkeit in einem für eine stabile Herstellung geeigneten Bereich zu halten, nimmt der Brechungsindex ab. Daher ist es schwierig, ein hochbrechendes optisches Glas, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Der Gehalt an ZnO ist weiter bevorzugt im Bereich von 1-7 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 3-5 Gew.-%.

La₂O₃ ist eine wesentliche Komponente zur Erzielung eines hochbrechenden optischen Glases mit niedriger Dispersion, und dessen Gehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 30-60 Gew.-%. Wenn der obige Gehalt weniger als 30 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, das angestrebte hochbrechende, optische Glas mit niedriger Dispersion zu erhalten, und wenn er 60 Gew.-% übersteigt, nimmt die Devitrifikationsbeständigkeit ab, so dass es schwierig ist, ein Glas zu erhalten, das stabil hergestellt werden kann. Der obige Gehalt liegt weiter bevorzugt im Bereich von 37-48 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 40-45 Gew.-%.

Gd₂O₃ kann in einer Menge von 0-30 Gew.-% als Ersatz für La₂O₃ zugegeben werden. Wenn der obige Gehalt 30 Gew.-% übersteigt, nimmt die Devitrifikationsbeständigkeit ab, so dass es schwierig ist, ein Glas zu erhalten, das stabil hergestellt werden kann. Der obige Gehalt liegt weiter bevorzugt im Bereich von 0-18 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 5-15 Gew.-%.

Y₂O₃ und Yb₂O₃ können ebenfalls in einem Mengenbereich von 0-10 Gew.-% bzw. 0-5 Gew.-% als Ersatz für La₂O₃ hinzugegeben werden. Wenn der Gehalt an Y₂O₃ 10 Gew.-% übersteigt oder wenn der Gehalt an Yb₂O₃ 5 Gew.-% übersteigt, nimmt die Devitrifikationsbeständigkeit ab, so dass es schwierig ist, ein Glas zu erhalten, das stabil hergestellt werden kann. Der Gehalt an Y₂O₃ ist weiter bevorzugt im Bereich von 0-6 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 3-6 Gew.-%. Ferner ist der Gehalt an Yb₂O₃ weiter bevorzugt im Bereich von 0-5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0-2 Gew.-%.

La₂O₃ und Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ haben ähnliche Wirkungen auf die optischen Eigenschaften und vorzugsweise ist der Gesamtgehalt dieser Komponenten im Bereich von 50-60 Gew.-%. Wenn der obige Gesamtgehalt weniger als 50 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, ein hochbrechendes optisches Glas mit niedriger Dispersion, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Wenn er 60 Gew.-% übersteigt, nimmt die Devitrifikationsbeständigkeit ab, so dass es schwierig ist, ein Glas zu erhalten, das stabil hergestellt werden kann. Der obige Gesamtgehalt liegt weiter bevorzugt im Bereich von 51-58 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 54-56 Gew.-%.

ZrO₂ ist eine Komponente zur Erzielung eines hohen Brechungsindex und es zeigt eine Wirkung auf die Verbesserung der Devitrifikationsbeständigkeit, wenn es in einer geringen Menge zugegeben wird. Dessen Gehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 2-8 Gew.-%. Wenn der obige Gehalt weniger als 2 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, ein hochbrechendes optisches Glas zu erhalten, und es ZrO₂ kann möglicherweise die vollständige Wirkung der Verbesserung der Devitrifikationsbeständigkeit nicht zeigen. Wenn der obige Gehalt 8 Gew.-% übersteigt, nimmt die Devitrifikationsbeständigkeit eher ab, und die Glasübergangstemperatur kann zunehmen, so dass es schwierig sein kann, das erfindungsgemässe Ziel zu erreichen. Der obige Gehalt liegt weiter bevorzugt im Bereich von 4-8 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 4-6 Gew.-%.

Ta₂O₅ ist eine wesentliche Komponente zur Erzielung des hohen Brechungsindex, und dessen Gehalt liegt vorzugsweise im Bereich von 13-19 Gew.-%. Wenn der obige Gehalt weniger als 13 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, ein hochbrechendes optisches Glas, das ein erfindungsgemässes Endprodukt darstellt, zu erhalten. Wenn er 19 Gew.-% übersteigt, kann nicht nur die Devitrifikationsbeständigkeit abnehmen, sondern auch das Transmissionsabsorptionsende kann zu längeren Wellenlängen verschoben werden. Der obige Gehalt liegt weiter bevorzugt im Bereich von 13-17 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 14-17 Gew.-%.

In dem erfindungsgemässen optischen Glas I ist der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃, GeO₂, ZnO, La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃, Yb₂O₃, ZrO₂ und Ta₂O₅ vorzugsweise höher als 95 Gew.-%. Wenn der obige Gehalt weniger als 95 Gew.-% beträgt, ist es schwierig, ein optisches Glas zu erhalten, das alle optischen Eigenschaften, die Abnahme der Temperatur des viskosen Flusses und die Devitrifikationsbeständigkeit, wie sie erfindungsgemäss beabsichtigt sind, erfüllt. Der obige Gehalt ist weiter bevorzugt mindestens 96 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens 98 Gew.-%.

Zusätzlich zu den obigen Komponenten kann das erfindungsgemässe optische Glas I nach Bedarf Nb₂O₃, WO₃, Al₂O₃, Bi₂O₃, Ga₂O₃, BaO, SrO, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Li₂O und Sb₂O₃ enthalten.

Nb₂O₃ und WO₃ sind Komponenten zur Verbesserung der Devitrifikationsbeständigkeit, wenn sie in einer geringen Menge zugegeben werden. Jede dieser Komponenten kann in einer Menge von 0-3 Gew.-% zugegeben werden. Wenn der Gehalt an Nb₂O₃ 3 Gew.-% übersteigt, oder wenn der Gehalt an WO₃ 3 Gew.-% übersteigt, nimmt die Absorption des Glases im kürzeren Wellenlängenbereich zu, wodurch das Glas gefärbt wird. Der Gehalt an Nb₂O₃ ist weiter bevorzugt im Bereich von 0-1,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0,5-1,5 Gew.-%. Ferner liegt der Gehalt an WO₃ weiter bevorzugt im Bereich von 0-2 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0-1 Gew.-%.

Bi₂O₃ ist eine Komponente, die einen Effekt auf die Abnahme von Tg aufweist, wenn sie in einer geringen Menge zugegeben wird, und sie kann in einem Mengenbereich von 0-3 Gew.-% zugegeben werden. Wenn der Gehalt an Bi₂O₃ 3 Gew.-% übersteigt, verringert es die Devitrifikationsbeständigkeit oder bewirkt eine Einfärbung des Glases. Der Gehalt ist weiter bevorzugt im Bereich von 0-2 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0-1 Gew.-%.

Al₂O₃ und Ga₂O₃ können in einigen Fällen, wenn sie in geringen Mengen zugegeben werden, eine Verbesserung der Devitrifikationsbeständigkeit bewirken. Sie bewirken jedoch auch eine Abnahme des Brechungsindex. Der Gehalt jeder dieser Komponenten liegt vorzugsweise im Bereich von 0-3 Gew.-%. Der Gehalt an Al₂O₃ liegt weiter bevorzugt im Bereich von 0-2,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt bei 0-0,5 Gew.-%.

BaO, SrO, CaO und MgO haben den Effekt der Unterstützung des Entschäumens, wenn sie in Form von Carbonaten oder Nitraten als Materialien für das Glas verwendet werden. Wenn der Gesamtgehalt dieser Komponenten jedoch 3 Gew.-% übersteigt, nimmt die Devitrifikationsbeständigkeit ab, so dass es schwierig ist, ein optisches Glas zu erhalten, das stabil hergestellt werden kann. Der Gesamtgehalt an BaO, SrO, CaO und MgO ist daher vorzugsweise im Bereich von 0-3 Gew.-%. Der Gehalt an BaO ist weiter bevorzugt im Bereich von 0-2 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0-1 Gew.-%. Der Gehalt an SrO ist weiter bevorzugt im Bereich von 0-2 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0-1 Gew.-%.

Na₂O, K₂O und Li₂O haben einen Effekt der Verringerung der Glasübergangstemperatur (Tg), und insbesondere Li₂O zeigt hier eine besonders hohe Wirkung. Diese Komponenten fungieren jedoch als starker Faktor bei der Verringerung der Devitrifikationsbeständigkeit und des Brechungsindex. Der Gesamtgehalt an Na₂O, K₂O und Li₂O liegt vorzugsweise im Bereich von 0-1 Gew.-%. Der Gehalt an Li₂O liegt weiter bevorzugt im Bereich von 0-0,5 Gew.-%.

Sb₂O₃ als Läuterungsmittel kann in einer Menge im Bereich von 0-1 Gew.-% zugegeben werden. Das obige Läuterungsmittel Sb₂O₃ kann durch andere Läuterungsmittel, wie beispielsweise SnO₂, ersetzt werden. Der Gehalt an Sb₂O₃ liegt vorzugsweise im Bereich von 0-0,5 Gew.-%.

Als weitere bevorzugte Zusammensetzung hat das erfindungsgemässe optische Glas I die Glaszusammensetzung (b), die, in Gew.-%, 5-10% SiO₂, 7-13% B₂O₃, 0-5% GeO₂, 0-15% ZnO, 30-60% La₂O₃, 0-30% Gd₂O₃, 0-5% Y₂O₃, 0-5% Yb₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ 14-20 Gew.-%, der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO mindestens 9 Gew.-%, und der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ 50-60 Gew.-% beträgt, und worin ferner der Gesamtgehalt der obigen Komponenten 95 Gew.-% übersteigt, und die Zusammensetzung ferner, in Gew.-%, 0-3% Nb₂O₃, 0-3% WO₃, 0-3% Al₂O₃, 0-3% Bi₂O₃, 0-3% Ga₂O₃ und 0-1% Sb₂O₃ enthält, der Gesamtgehalt an BaO, SrO, K₂O und MgO ist 0-3 Gew.-%, und der Gesamtgehalt an Na₂O, K₂O und Li₂O ist 0-1 Gew.-%.

Das erfindungsgemässe optische Glas II ist ein Borsilicatglas, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃, und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅, umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ im Bereich von 3,2-5 liegt, und das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ liegt im Bereich von 1,1-1,5, das Borsilicatglas weist einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 auf.

Das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [(La₂O₃ + Gd₂O₃ + Y₂O₃ + Yb₂O₃)/(SiO₂ + B₂O₃)] beträgt 3,2-5, vorzugsweise 3,2-4,5, weiter bevorzugt 3,2-4, noch weiter bevorzugt 3,2-3,5.

Ferner liegt das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [(ZrO₂ + Ta₂O₅ + Nb₂O₅)/(SiO₂ + B₂O₃)] im Bereich von 1,1-1,5, vorzugsweise 1,2-1,3.

Während das obige optische Glas II einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 aufweist, kann es eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder darunter aufweisen.

Das erfindungsgemässe optische Glas III ist ein Borsilicatglas, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅, umfasst und ZnO enthält, worin das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ 2-5 beträgt, das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ beträgt 0,5-3, und das Gewichtsverhältnis von ZnO zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ beträgt mindestens 0,14, das Borsilicatglas weist einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 auf.

In dem optischen Glas III ist das Gewichtsverhältnis von ZnO zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [ZnO/(SiO₂ + B₂O₃)] mindestens 0,14, vorzugsweise 0,14-2, weiter bevorzugt 0,18-1,5, noch weiter bevorzugt 0,2-1. Ferner ist das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts von La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [(La₂O₃ + Gd₂O₃ + Y₂O₃ + Yb₂O₃)/(SiO₂ + B₂O₃)] 2-5, vorzugsweise 2,5-4, 5, weiter bevorzugt 3-3,5.

Ferner ist das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ [(ZrO₂ + Ta₂O₅ + Nb₂O₅)/(SiO₂ + B₂O₃)] 0,5-3, vorzugsweise 0,8-2, weiter bevorzugt 1-1,5.

Während das obige optische Glas III einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 aufweist, kann es eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder darunter aufweisen.

Als bevorzugte Glaszusammensetzung haben die obigen Gläser II und III eine Glaszusammensetzung, die, in Gew.-%, 3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 0-5% GeO₂, 0-15% ZnO, 30-60% La₂O₃, 0-30% Gd₂O₃, 0-10% Y₂O₃, 0-5% Yb₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₃ umfassen, worin der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ 14-20 Gew.-%, der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO mindestens 9 Gew.-% und der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ 50-60 Gew.-% beträgt, und worin ferner der Gesamtgehalt der obigen Komponenten 95 Gew.-% übersteigt, und die Glaszusammensetzung 0-1% Li₂O und 0-3 Gew.-% Nb₂O₅ enthält.

Jede Komponente der obigen Glaszusammensetzung verhält sich wie im Zusammenhang mit der Glaszusammensetzung (a) des obigen optischen Glases I erläutert.

Ferner ist das erfindungsgemässe optische Glas IV ein optisches Glas mit einer Zusammensetzung, die, in Gew.-%, 3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 30-60% La₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ 14-20 Gew.-%, und der Gesamtgehalt der obigen Komponenten mindestens 95 Gew.-% beträgt.

In dem obigen optischen Glas IV ist vorzugsweise ein Teil des La₂O₃ durch Ga₂O₃ und/oder Y₂O₃ ersetzt, der Gehalt an Gd₂O₃ beträgt 0-30 Gew.-%, der Gehalt an Y₂O₃ beträgt 0-10 Gew.-%, und das Glas weist eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder weniger auf.

In dem optischen Glas IV ist ZnO in einer Menge von 0 bis 15 Gew.-% enthalten, und der Gesamtgehalt an ZnO und B₂O₃ beträgt mindestens 9 Gew.-%. In dem optischen Glas IV ist besonders bevorzugt ein Teil des La₂O₃ durch Gd₂O₃ und/oder Y₂O₃ ersetzt, der Gehalt an Gd₂O₃ beträgt 0-30 Gew.-%, der Gehalt an Y₂O₃ beträgt 0-10 Gew.-%, der Gehalt an ZnO beträgt 0-15 Gew.-%, der Gehalt an Nb₂O₅ beträgt 0-3 Gew.-%, der Gehalt an Li₂O beträgt 0-1 Gew.-%, und das Glas weist eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder weniger auf. In dem optischen Glas IV ist der Grund für die Beschränkung der Mengenbereiche jeder Komponente und für die bevorzugten Mengenbereiche jeder Komponente wie für die Glaszusammensetzung (a) in dem obigen optischen Glas I erläutert.

Erfindungsgemäss wird ferner eine Vorform, die aus einem beliebigen der obigen optischen Gläser I bis IV hergestellt ist, bereitgestellt, und ferner wird ein optisches Produkt bereitgestellt, das aus einem beliebigen der optischen Gläser I bis IV hergestellt ist.

Die obige Glasvorform kann hergestellt werden durch Aufschmelzen der Rohmaterialien für ein beliebiges der obigen optischen Gläser I bis IV und Vorformen des geschmolzenen Glases durch Kalt- oder Heissverarbeitung.

Das obige optische Produkt kann hergestellt werden durch ein Verfahren, das die Schritte des Aufschmelzens der Rohmaterialien für ein beliebiges der obigen optischen Gläser I bis IV und die direkte Pressformung des geschmolzenen Glases umfasst. Alternativ dazu kann das obige optische Produkt nach einem Verfahren hergestellt werden, das die Schritte des Wiederaufwärmens der obigen Glasvorform auf eine für die Pressformung geeignete Temperatur (Temperatur zur Erzielung einer Viskosität von 10⁴ bis 10⁷ Pa.s), z. B. ungefähr 850°C, wodurch die Vorform erweicht, und Pressformung der Vorform umfasst.

Die obigen Verfahren können den Schritt des Temperns des pressgeformten Artikels aus dem Glas nach dem Schritt der direkten Pressformung des geschmolzenen Glases oder nach dem Schritt des Pressformens der Glasvorform einschliessen. Die obige Temperung des aus dem Glas geformten Artikels kann bei einer Temperatur in der Umgebung von dessen Glasübergangstemperatur durchgeführt werden, vorzugsweise in einem Temperaturbereich innerhalb von ± 20°C um die Glasübergangstemperatur.

Erfindungsgemäss kann die Temperatur für die Temperung auf 720°C oder darunter eingestellt werden, und sie kann für einige Glaszusammensetzungen auf 700°C oder darunter eingestellt werden.

In der obigen Weise können optische Produkte, wie beispielsweise eine Linse und ein Prisma, in effizienter Weise hergestellt werden.

Das erfindungsgemässe optische Glas ist ein hochbrechendes Glas mit niedriger Dispersion, das eine niedrige Temperatur des viskosen Flusses im Vergleich zu einem herkömmlichen optischen Glas aufweist. Daher wird mit dem erfindungsgemässen optischen Glas eine Temperung oder Wiedererwärmungspressformung bei besonders hoher Temperatur vermieden, so dass das optische Glas stabil hergestellt werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird detaillierter unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht als durch irgendwelche dieser Beispiele beschränkt anzusehen.

BEISPIELE 1 BIS 10 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1 UND 2

Pulverförmige Rohmaterialien in Form von Carbonat, Nitrat Hydroxid, Oxid und dergleichen, wurden zur Ausbildung einer Glaszusammensetzung, wie sie für jedes Beispiel in den Tabellen 2 bis 4 angegeben sind, bereitgestellt, und die Rohmaterialien wurden vollständig miteinander vermischt. Dann wurde die Mischung in einen Platintiegel gegeben, in einem auf 1400°C eingestellten Ofen geschmolzen, gerührt und geläutert, und das geschmolzene Glas wurde in einen auf eine geeignete Temperatur vorgeheizten Eisenrahmen gegossen, bei einer Temperatur um Tg für 2 Stunden gehalten und dann langsam abgekühlt, wodurch ein optisches Glas erhalten wurde.

Die so erhaltenen optischen Gläser wurden hinsichtlich ihrer Eigenschaften nach den folgenden Verfahren untersucht. Die Tabellen 2 bis 4 zeigen die Ergebnisse.

(1) Brechungsindex (nd) und Abbe-Zahl (νd)

Durch Abkühlung des geschmolzenen Glases bei einer Temperaturabsenkgeschwindigkeit von 30°C/std. wurde ein optisches Glas hergestellt und gemessen.

(2) Glasübergangstemperatur (Tg)

Das optische Glas wurde mit einem thermomechanischen Analysator bei einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 4°C/min. untersucht.

(3) Liquidustemperatur (L.T.)

Ein Glas wurde in einen Platintiegel mit einem Volumen von 50 ml gegeben, der Tiegel mit dem darin befindlichen Glas wurde abgedeckt und in einem Ofen bei einer vorherbestimmten Temperatur für 2 Stunden gehalten und dann abgekühlt. Dann wurde das Innere des Glases durch ein Mikroskop mit 100facher Vergrösserung beobachtet und die Liquidustemperatur des Glases wurde auf Basis des Befundes, ob Kristalle gebildet wurden, bestimmt. Die obige Temperatur wurde in Intervallen von 10°C bestimmt.

(4) λ80

Eine polierte Probe mit einer Dicke von 10 mm wurde hinsichtlich der Spektraldurchlässigkeit untersucht und die Wellenlänge (nm) bei einer Durchlässigkeit von 80% wurde bestimmt.

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Wie die Tabellen 2 bis 4 zeigen, haben die erfindungsgemässen Gläser einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5, und es ist ersichtlich, dass die Gläser der Beispiele 1 bis 6 eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder darunter und die Gläser der Beispiele 7 bis 10 eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 707 bis 713°C aufweisen.

In dem Glas des Vergleichsbeispiels 1 ist das Gewichtsverhältnis von (Nb₂O₅ + ZrO₂ + Ta₂O₅)/(SiO₂ + B₂O₃) 1,079 oder weniger als 1,2, und das Glas weist eine hohe Glasübergangstemperatur (Tg) von 735°C auf. In dem Glas aus Vergleichsbeispiel 2 ist das Gewichtsverhältnis (La₂O₃ + Gd₂O₃ + Y₂O₃ + Yb₂O₃)/(SiO₂ + B₂O₃) 1,967 oder weniger als 3,1, und das Glas weist einen Brechungsindex von 1,86 auf.

Wenn das optische Glas aus dem erfindungsgemässen Beispiel 6 bei 850°C für 5 Minuten in einem elektrischen Ofen gehalten wurde, war es ausreichend erweicht. Das in Vergleichsbeispiel 1 erhaltene optische Glas war schwer zu erweichen. Dieser Unterschied zeigt, dass das erfindungsgemässe optische Glas bei einer geringeren Temperatur wiedererwärmungsverpresst werden kann als ein herkömmliches optisches Glas.

BEISPIEL 11

Die Rohmaterialien zur Ausbildung der Glaszusammensetzung jedes der Beispiele 1 bis 10 wurden in einem Silicatiegel oder einem Platintiegel aufgeschmolzen und es wurden Gläser gebildet. Aus diesen Gläsern wurden Glasblöcke entnommen und unter Erhalt von Glasformmaterialien geschnitten.

Jedes Glasformmaterial wurde einzeln unter Hitzeeinwirkung erwärmt, bis es eine Viskosität von 10⁴ bis 10⁷ Pa.s aufwies, in eine Form mit einer Formoberfläche, die einer optischen funktionellen Oberfläche eines optischen Produkts als Endprodukt entsprach, eingeführt und pressgeformt, wodurch geformte Glasmaterialien erhalten wurden. Dann wurden die geformten Glasmaterialien jeweils bei der Glasübergangstemperatur (Tg) getempert, wodurch optische Produkte hergestellt wurden.

BEISPIEL 12

Die Rohmaterialien zur Ausbildung der Glaszusammensetzung jedes der Beispiele 1 bis 10 wurden in einem Silicatiegel oder einem Platintiegel aufgeschmolzen und es wurden Gläser gebildet. Jedes geschmolzene Glas wurde jeweils auf eine Viskosität von mindestens 0,3 Pa.s eingestellt und durch eine Zuführrichtung abfliessen gelassen, und eine vorherbestimmte Menge jedes abgeflossenen Glases wurde in eine Form gegossen und unter Erhalt eines geformten Glasmaterials pressgeformt. Dann wurden die geformten Glasmaterialien jeweils bei deren Glasübergangstemperatur (Tg) getempert, wodurch optische Produkte hergestellt wurden.

ERFINDUNGSGEMÄSSER EFFEKT

Das erfindungsgemässe optische Glas ist ein hochbrechendes Glas mit niedriger Dispersion, das eine niedrige Temperatur des viskosen Flusses aufweist, so dass es der Erzielung einer stabilen Herstellung optischer Produkte ohne Temperung oder Wiederaufwärmungsverpressung bei besonders hohen Temperaturen dient.

Claims

1. Optisches Glas mit einem Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875, einer Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39, 5 und einer Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder darunter.

2. Optisches Glas gemäss Anspruch 1, das ein Borsilicatglas darstellt, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅ umfasst, wobei das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃2-4 beträgt, und das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ beträgt 1-2.

3. Optisches Glas gemäss Anspruch 2, das ferner ZnO umfasst, dessen Gewichtsverhältnis zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ mehr als 0 aber nicht mehr als 2 beträgt.

4. Optisches Glas gemäss Anspruch 3, worin der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃2-4, das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃1-2, und das Gewichtsverhältnis von ZnO zum Gesamtgewicht an SiO₂ und B₂O₃0,1-0,5 beträgt.

5. Optisches Glas gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, das eine Glaszusammensetzung aufweist, die, in Gew.-%, 3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 0-5% GeO₂, 0-15% ZnO, 30-60% La₂O₃, 0-30% Gd₂O₃, 0-10% Y₂O₃, 0-5% Yb₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ 14-20 Gew.-%, der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO mindestens 9 Gew.-%, der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃50-60 Gew.-%, und der Gesamtgehalt der obigen Komponenten mindestens 95% beträgt, und worin die Zusammensetzung ferner, in Gew.-%, 0-1% Li₂O und 0-3% Nb₂O₅ enthält.

6. Optisches Glas gemäss Anspruch 5, das, in Gew.-%, 9-12% B₂O₃ und 1-7% ZnO enthält, und einen Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO von mindestens 12 Gew.-% aufweist.

7. Optisches Glas gemäss Anspruch 5 oder 6, das, in Gew.-%, 6-9% SiO₂, 9-12% B₂O₃ und 0-5% GeO₂ enthält und einen Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ von 16-19 Gew.-% aufweist.

8. Optisches Glas gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, das eine Glaszusammensetzung aufweist, die, in Gew.-%, 5-10% SiO₂, 7-13% B₂O₃, 0-5% GeO₂, 0-15% ZnO, 30-60% La₂O₃, 0-30% Gd₂O₃, 0-5% Y₂O₃, 0-5% Yb₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ 14-20 Gew.-%, der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO mindestens 9 Gew.-%, der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y2d3 und Yb₂O₃50-60 Gew.-% beträgt, und worin weiterhin der Gesamtgehalt der obigen Komponenten 95 Gew.-% übersteigt, die Zusammensetzung enthält ferner, in Gew.-%, 0-3% Nb₂O₃, 0-3% WO₃, 0-3% Al₂O₃, 0-3% Bi₂O₃, 0-3% Ga₂O₃ und 0-1% Sb₂O₃, der Gesamtgehalt an BaO, SrO und MgO beträgt 0-3 Gew.-% und der Gesamtgehalt an Na₂O, K₂O und Li₂O ist 0-1 Gew.-%.

9. Optisches Glas, das ein Borsilicatglas darstellt, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, und mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅, umfasst, worin das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ 3,2-5 und das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalt an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃1,1-1,5 beträgt, und das einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39, 5 aufweist.

10. Optisches Glas, das ein Borsilicatglas darstellt, das mindestens eines, ausgewählt aus La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ oder Yb₂O₃, mindestens eines, ausgewählt aus ZrO₂, Ta₂O₅ oder Nb₂O₅, und ZnO umfasst, worin das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃2-5, das Gewichtsverhältnis des Gesamtgehalts an ZrO₂, Ta₂O₅ und Nb₂O₅ zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ 0,5-3 und das Gewichtsverhältnis von ZnO zum Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ mindestens 0,14 beträgt, und das einen Brechungsindex (nd) von mindestens 1,875 und eine Abbe-Zahl (νd) von mindestens 39,5 aufweist.

11. Optisches Glas gemäss Anspruch 9 oder 10, das eine Glaszusammensetzung aufweist, die, in Gew.-%, 3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 0-5% GeO2, 0-15% ZnO, 30-60% La₂O₃, 0-30% Gd₂O₃, 0-10% Y₂O₃, 0-5% Yb₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂, 8₂O₃ und GeO₂14-20 Gew.-%, der Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO mindestes 9 Gew.-% und der Gesamtgehalt an La₂O₃, Gd₂O₃, Y₂O₃ und Yb₂O₃ 50-60 Gew.-% beträgt, und worin ferner der Gesamtgehalt der obigen Komponenten 95 Gew.-% übersteigt, und die Glaszusammensetzung 0-1 Gew.-% Li₂O und 0-3 Gew.-% Nb₂O₅ enthält.

12. Optisches Glas gemäss Anspruch 11, das, in Gew.-%, 9-12% B₂O₃ und 1-7% ZnO enthält und einen Gesamtgehalt an B₂O₃ und ZnO von mindestens 12 Gew.-% aufweist.

13. Optisches Glas gemäss Anspruch 11 oder 12, das, in Gew.-%, 6-9% SiO₂, 9-12% B₂O₃ und 0-5% GeO₂ enthält und einen Gesamtgehalt an SiO₂, B₂O₃ und GeO₂ von 16-19% aufweist.

14. Optisches Glas, das, in Gew.-%, 3-10% SiO₂, 7-15% B₂O₃, 30-60% La₂O₃, 2-8% ZrO₂ und 13-19% Ta₂O₅ umfasst, worin der Gesamtgehalt an SiO₂ und B₂O₃ 14-20 Gew.-% und der Gesamtgehalt der obigen Komponenten mindestens 95 Gew.-% beträgt.

15. Optisches Glas gemäss Anspruch 14, worin ein Teil des La₂O₃ durch Gd₂O₃ und/oder Y₂O₃ ersetzt ist, der Gehalt an Gd₂O₃ beträgt 0-30 Gew.-%, der Gehalt an Y₂O₃ beträgt 0-10 Gew.-%, das optische Glas enthält 0-15 Gew.-% ZnO und ferner beträgt der Gesamtgehalt an ZnO und B₂O₃ mindestens 9 Gew.-%, und das optische Glas weist eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder weniger auf.

16. Optisches Glas gemäss Anspruch 14 oder 15, worin ein Teil des La₂O₃ durch Gd₂O₃ und/oder Y₂O₃ ersetzt ist, der Gehalt an Gd₂O₃ beträgt 0-30 Gew.-%, der Gehalt an Y₂O₃ beträgt 0-10 Gew.-%, der Gehalt an ZnO beträgt 0-15 Gew.-%, der Gehalt an Nb₂O₅ beträgt 0-3 Gew.-% und der Gehalt an Li₂O beträgt 0-1 Gew.-%, und das optische Glas weist eine Glasübergangstemperatur (Tg) von 700°C oder weniger auf.

17. Glasvorform, die aus einem optischen Glas gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist.

18. Optisches Produkt, das aus einem optischen Glas gemäss mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16 hergestellt ist.

19. Verfahren zur Herstellung des optischen Produkts gemäss Anspruch 18, das die Schritte des Aufschmelzens der Rohmaterialien für das Glas und direkte Pressformung des geschmolzenen Glases umfasst.

20. Verfahren gemäss Anspruch 19, das ferner den Schritt der Temperung des geformten Glasmaterials, das durch die Pressformung erhalten wird, nach dem Schritt der direkten Pressformung des geschmolzenen Glases umfasst.

21. Verfahren zur Herstellung eines optischen Produkts, das die Schritte des Erwärmens der Glasvorform gemäss Anspruch 17 unter Wärmeeinwirkung und Pressformung der unter Wärmeeinwirkung erweichten Glasvorform umfasst.

22. Verfahren gemäss Anspruch 21, das ferner den Schritt der Temperung des geformten Glasmaterials, das durch die Pressformung erhalten wurde, nach dem Schritt der Pressformung der Glasvorform umfasst.