專利名稱：模壓用光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)參數(shù)折射率(nd)為1.55～1.63，阿貝數(shù)(vd)為55～63，具有由于轉(zhuǎn)化溫度低的特性而造成的低溫軟化性，以及具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性的SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-BaO-Li2O系模壓用光學(xué)玻璃。
對于現(xiàn)有的具有上述光學(xué)參數(shù)的光學(xué)玻璃，已知的有各種鋇黃系或者無鉛系玻璃。例如，在“ガラス組成デ-タブツク·1991年(日本硝子制備工業(yè)會發(fā)行)”中，對于無鉛類玻璃，記載了許多SK(シヨツト社カタ口グ名稱)典型的玻璃。
但是，這些玻璃一般的轉(zhuǎn)化溫度(Tg℃)高，它們大多的轉(zhuǎn)化溫度高于550℃，因此提高了成形溫度，不合適作為在壓制成形后無需磨削或研磨而直接形成光學(xué)元件的模壓用玻璃。在模壓工藝中，由于玻璃的成形溫度增高會產(chǎn)生型材穩(wěn)定性等問題，就希望盡可能地降低玻璃的轉(zhuǎn)化溫度。作為解決這些問題的方法，種種方案是往玻璃組分中加入大量的堿金屬氧化物。例如，在特開平4-292435號公報中公開的是由于往現(xiàn)有的SiO2-B2O3-BaO系的組分中只加入堿金屬氧化物，使化學(xué)穩(wěn)定性變差，所以將TeO2作為必要組分。而在特開昭60-122747號公報中公開的SiO2-B2O3-CaO-Li2O系玻璃與上述玻璃同樣，在耐酸性差的玻璃表面上容易產(chǎn)生斑瑯(ャケ)，因此不適于用作模壓用玻璃。另外，在美國專利2702749號公報中，公開了往SiO2-(B2O3+ZnO)-(BaO+Al2O3)體系中加入碘化鉀或溴化鉀來澄清玻璃的方法，但是沒有作為模壓用光學(xué)玻璃的記載。
本發(fā)明的目的是提供一種模壓用光學(xué)玻璃，其光學(xué)參數(shù)折射率(nd)為1.55～1.63，阿貝數(shù)(vd)為55～63，具有適合于模壓的低轉(zhuǎn)化溫度(Tg℃)，以及與型材良好的脫模性，同時具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的發(fā)明者們經(jīng)過大量的試驗研究，得到了在現(xiàn)有技術(shù)中沒有具體記載的模壓用光學(xué)玻璃，它是特定范圍內(nèi)的SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-BaO-Li2O類玻璃，具有上述給定的光學(xué)參數(shù)和適于模壓的特性，也就是說轉(zhuǎn)化溫度低，具有與型材良好的脫模性，而且具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明涉及的模壓用光學(xué)玻璃的特征在于，以重量百分?jǐn)?shù)計SiO245.0～50.0％、B2O37.0～12.0％、Al2O31.5～5.5％、TiO20～1.0％、ZnO2.0～7.0％、BaO24.0～30.0％、Li2O4.0～8.0％、Na2O0～5.0％、K2O0～5.0％、但是Li2O+Na2O+K2O5.0～12.0％、Sb2O30～1.0％的各種組分組成，其具有光學(xué)參數(shù)折射率(nd)為1.55～1.63，阿貝數(shù)(vd)為55～63的特征。
下面說明限定上述各組分的理由。
二氧化硅作為形成玻璃的氧化物是必需的組分，但是如果低于45.0％，玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性差，如果大于50.0％，就不能保證具有適合于進(jìn)行模壓的低轉(zhuǎn)化溫度的特性。
B2O3作為形成玻璃的氧化物也是主要組分，是使玻璃具有低轉(zhuǎn)化溫度特性的必需組分，低于7.0％，會降低耐失透性，大于12.0％，化學(xué)穩(wěn)定性變差。
Al2O3是提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的有效組分，低于1.5％，其效果不足，如果大于5.5％，耐失透性變差。
TiO2是為防止玻璃的日曬而添加的，其量可以低于1.0％。
ZnO是提高化學(xué)穩(wěn)定性的必需組分，但是低于2.0％，沒有效果，如果大于7.0％，耐失透性變差。
BaO是為了保持光學(xué)參數(shù)在所給定的范圍內(nèi)，通過與在本發(fā)明中規(guī)定的特定范圍的B2O3共存，可保持轉(zhuǎn)化溫度低的特性，是顯示優(yōu)良穩(wěn)定性的重要組分，但是低于24.0％，其效果不足，如果大于30.0％，不能夠維持給定的光學(xué)參數(shù)。
作為堿金屬氧化物的Li2O、Na2O和K2O是使玻璃具有低的轉(zhuǎn)化溫度并提高熔融性效果的重要組分。在這些組分中，特別是Li2O，它使玻璃具有低轉(zhuǎn)化溫度的效果特別顯著而且是非常重要的組分，但是為了維持玻璃的耐失透性并發(fā)揮其效果，4.0～8.0％的范圍是適合的，更理想的是5.0～7.0％。
Na2O和K2O是為提高玻璃的熔融性而根據(jù)需要添加的，但是為了保持耐失透性和化學(xué)穩(wěn)定性，它們的量分別低于5.0％。更理想的范圍是分別為0.5～4.0％。但是，如果Li2O、Na2O和K2O中的一種或者兩種以上的總量大于12.0％，化學(xué)穩(wěn)定性就變差。而且，為了使轉(zhuǎn)化溫度(Tg℃)保持低于500℃，這三個組分中的一種或兩種以上的總量必需保持在5.0％以上。
Sb2O3作為玻璃熔融時的澄清劑可任意添加的，其量可低于1.0％。在本發(fā)明的玻璃中，除上述組分之外的組分，可根據(jù)需要添加例如CaO、MgO和SrO的總量可達(dá)3.0％，以調(diào)整光學(xué)參數(shù)，改善玻璃的熔融性和耐失透性。
下面說明本發(fā)明的模壓用光學(xué)玻璃的實施例。
將從本發(fā)明的模壓用光學(xué)玻璃的組成實施例(1～6)和上述現(xiàn)有光學(xué)玻璃的組成比較例(A和B)分別得到的玻璃折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、轉(zhuǎn)化溫度(Tg℃)、軟化點(At℃)和表示化學(xué)穩(wěn)定性的SR值列于表1。上述SR值表示的是根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)ISO8424:1987(E)的測定方法處理測定得到的結(jié)果。在此，SR值根據(jù)在給定的酸處理溶液中，玻璃物料受到0.1微米腐蝕所需的時間(小時)分成等級。在表1中，SR值等于4和5時，采用pH為0.3的硝酸溶液，其分別為0.1～1小時和小于0.1小時。而當(dāng)SR值等于51和53時，采用pH為4.6的醋酸緩沖溶液，其分別為1～10小時和低于0.1小時，SR值越小，玻璃物料的化學(xué)穩(wěn)定性就越好。
本發(fā)明組成實施例的玻璃，按如下操作很容易地獲得，即將氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽和氫氧化物等常規(guī)玻璃所用的原料以給定的比例稱量混合之后，加入到白金坩堝等中，根據(jù)組分造成的熔融難易程度，在1150～1350℃的溫度下熔融約2～4小時，攪拌均勻后，澆鑄到模具中，使其慢慢冷卻。
由表1可以看出，本發(fā)明的組成實施例的玻璃中，任意一個都具有給定的光學(xué)參數(shù)和低的轉(zhuǎn)化溫度(Tg℃)以及低的軟化點(At℃)，并且化學(xué)穩(wěn)定性較現(xiàn)有的公知組成比較例的玻璃有了一定程度的改善。而且，這些玻璃的耐失透性優(yōu)良，容易均勻化。雖然在表1中沒有表示出，上述組成實施例的玻璃在模壓工藝中和現(xiàn)有光學(xué)玻璃相比與型材的脫模性良好。
根據(jù)以上描述，本發(fā)明的模壓光學(xué)用玻璃是具有SiO2-B2O3-Al2O3-ZnO-BaO-Li2O體系的特定組成的玻璃，因此其光學(xué)參數(shù)折射率(nd)為1.55～1.63，阿貝數(shù)(vd)為55～63并具有低的轉(zhuǎn)化溫度，與型材的脫模性良好，并且，與現(xiàn)有的光學(xué)玻璃相比化學(xué)穩(wěn)定性得到一定程度的提高。而且容易制造，適用于作為模壓用材料。表1(重量％)
權(quán)利要求
1．一種模壓用光學(xué)玻璃，其特征在于含有以重量百分?jǐn)?shù)計為SiO245.0～50.0％、B2O37.0～12.0％、Al2O31.5～5.5％、TiO20～1.0％、ZnO2.0～7.0％、BaO24.0～30.0％、Li2O4.0～8.0％、Na2O0～5.0％、K2O0～5.0％，而Li2O+Na2O+K2O應(yīng)為5.0～12.0％、Sb2O30～1.0％的各種組分組成，而且其光學(xué)參數(shù)折射率(nd)為1.55～1.63，阿貝數(shù)(vd)為55～63。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模壓用光學(xué)玻璃,其光學(xué)參數(shù)折射率(nd)為1.55～1.63,阿貝數(shù)(vd)為55～63,具有適用于模壓的低轉(zhuǎn)化溫度(Tg℃),與型材的脫模性良好,并具有化學(xué)穩(wěn)定性。其特征在于由以重量百分?jǐn)?shù)計、SiO
文檔編號C03C3/076GK1215032SQ9810662
公開日1999年4月28日 申請日期1998年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月17日
發(fā)明者森克夫 申請人:株式會社小原