本申請是申請日為2010年4月30日(進(jìn)入中國國家階段日為2011年3月15日)，國家階段申請?zhí)枮?01080002608.8，發(fā)明名稱為“光學(xué)玻璃、光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品”的分案申請。
本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃、光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
背景技術(shù)：
近年來，隨著使用光學(xué)系統(tǒng)的儀器向數(shù)字化和高精細(xì)化的急速發(fā)展，以數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等攝影器材為代表的、對用于光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡等光學(xué)元件的高精度化、輕量化及小型化的要求越來越高。
在制作光學(xué)元件的光學(xué)玻璃中，特別是對能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)元件的輕量化及小型化、具有1.70以上2.20以下的高折射率(nd)、具有10以上25以下的阿貝數(shù)(vd)、具有高折射率和高色散的玻璃的要求非常高。作為這種高折射率高色散玻璃，例如作為折射率(nd)為1.91以上、具有21以下的阿貝數(shù)的光學(xué)玻璃，已知專利文獻(xiàn)1所代表的玻璃。并且，作為折射率(nd)為1.65以上、具有17.2以上33.1以下的阿貝數(shù)的光學(xué)玻璃，已知專利文獻(xiàn)2所代表的玻璃。
專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-206433號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2：日本特開平06-345481號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
使用這種玻璃制作光學(xué)元件時(shí)，可使用以下方法：加熱軟化玻璃材料并進(jìn)行加壓成形(再加熱加壓成形)來得到玻璃成形品(成形玻璃)，再對該玻璃成形品進(jìn)行研削和研磨的方法；加熱軟化預(yù)成形材料，并在具有高精密度成形面的模具中對該預(yù)成形材料進(jìn)行加壓成形的方法(精密加壓成形)，上述預(yù)成形材料可為對切斷的玻璃料滴(gob)或玻璃塊(block)進(jìn)行研削和研磨而得到的預(yù)成形材料、或者為通過公知的浮上成形等進(jìn)行成形的預(yù)成形材料。
然而，專利文獻(xiàn)1所公開的玻璃，其阿貝數(shù)(vd)越低則對可見光的透明性越低(λ70的值大)，并且阿貝數(shù)(vd)低的玻璃會著色成黃色或橙色。因此，即使專利文獻(xiàn)1所公開的玻璃具有期望的高色散，也無法實(shí)現(xiàn)使可見光透射的用途。
并且，專利文獻(xiàn)1和2所公開的玻璃具有在制造玻璃時(shí)容易發(fā)生失透的問題。而且，在制造玻璃時(shí)沒有發(fā)生失透的玻璃具有以下問題：對通過再加熱加壓而加壓成形的玻璃進(jìn)行研磨加工時(shí)、或者對玻璃進(jìn)行研磨加工來制作預(yù)成形材料時(shí)，容易產(chǎn)生渾濁。特別是，一旦發(fā)生了失透或渾濁的玻璃，則難以由其制作能夠控制可見光的光學(xué)元件。
此外，專利文獻(xiàn)1和2所公開的玻璃，多數(shù)為難以進(jìn)行研磨加工和加壓成形的玻璃。具體而言，對加壓成形后的玻璃成形品進(jìn)行研磨加工來得到光學(xué)元件時(shí)、或者對玻璃料滴或玻璃塊進(jìn)行研磨加工時(shí)，容易損傷玻璃。并且，在模具內(nèi)加熱玻璃并對其進(jìn)行加壓成形來使玻璃成為光學(xué)元件或其預(yù)成形品的形狀時(shí)，多數(shù)情況下，玻璃中會發(fā)生壓痕或裂縫。
此外，專利文獻(xiàn)1和2所公開的玻璃中，多數(shù)為玻璃化點(diǎn)(tg)高的玻璃，因而即使對這些玻璃進(jìn)行加熱也不易使其軟化。因此，如果由專利文獻(xiàn)1的玻璃制成預(yù)成形材料，并對預(yù)成形材料進(jìn)行加熱軟化和加壓成形來制造光學(xué)元件時(shí)，則需要升高對預(yù)成形材料進(jìn)行加熱軟化和加壓成形的溫度，因此會導(dǎo)致用于加壓成形的模具與預(yù)成形材料發(fā)生熔融粘著，或者會對光學(xué)元件的光學(xué)特性產(chǎn)生影響。
此外，專利文獻(xiàn)1和2所公開的玻璃具有以下問題：例如對通過再加熱加壓而加壓成形的玻璃進(jìn)行研磨加工后再對玻璃進(jìn)行洗滌時(shí)、或者對玻璃進(jìn)行研磨加工后再對其進(jìn)行洗滌來制造預(yù)成形材料時(shí)，容易產(chǎn)生渾濁。特別是，一旦發(fā)生了失透或渾濁的玻璃，則難以由其制作能夠控制可見光的光學(xué)元件。
本發(fā)明是鑒于上述問題點(diǎn)而完成的，目的在于提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)、并且對可見光的透明性高的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
此外，本發(fā)明的目的還在于提供具有上述折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性，同時(shí)在制造和加工玻璃時(shí)難以發(fā)生失透或渾濁、并且容易通過研磨加工進(jìn)行預(yù)成形材料和光學(xué)元件的制造的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
此外，本發(fā)明的目的還在于提供具有上述折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性、并且易進(jìn)行研磨加工和加壓成形的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
此外，本發(fā)明的目的還在于提供具有上述折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性、并且易進(jìn)行低溫軟化的光學(xué)玻璃、光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
本發(fā)明的目的還在于提供具有上述折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性、并且在制作預(yù)成形材料和光學(xué)元件時(shí)易進(jìn)行洗滌的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
發(fā)明人為了解決上述課題，進(jìn)行了反復(fù)深入的試驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過含有特定量的p2o5成分和nb2o5成分，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散而得到低阿貝數(shù)，并且可提高玻璃對可見光的透明性，從而完成本發(fā)明。
并且，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過含有特定量的p2o5成分和nb2o5成分，可以提高折射率(nd)、色散和對可見光的透明性，同時(shí)玻璃的液相溫度降低，并且可提高耐酸性。
此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過含有特定量的p2o5成分和nb2o5成分，可以提高折射率(nd)、色散和對可見光的透明性，同時(shí)可以賦予合適的磨損度，并且平均線膨脹系數(shù)(α)變小。
此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分、nb2o5成分和tio2成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以提高折射率(nd)、色散和對可見光的透明性，同時(shí)玻璃化點(diǎn)(tg)降低。
此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、k2o成分中的至少一種作為必要成分，可以提高折射率(nd)、色散和對可見光的透明性，同時(shí)玻璃化點(diǎn)(tg)變低。
此外，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)通過含有特定量的p2o5成分和nb2o5成分，可以提高折射率(nd)、色散和對可見光的透明性，同時(shí)可提高液相溫度，并且可提高玻璃的耐洗滌劑性。具體而言本發(fā)明提供以下內(nèi)容。
(1)一種光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，其含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分。
(2)如(1)所述的光學(xué)玻璃，其光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)為500nm以下，具有500℃以上1200℃以下的液相溫度。
(3)如(1)所述的光學(xué)玻璃，其具有100以上400以下的磨損度。
(4)如(1)所述的光學(xué)玻璃，其通過iso試驗(yàn)法得出的耐洗滌劑性(pr)為1～3級。
(5)如(1)所述的光學(xué)玻璃，其含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、k2o成分中的至少任一種作為必要成分，具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。
(6)如(1)至(5)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，tio2成分的含量為30.0％以下。
(7)如(6)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，tio2成分的含量為12.0％以下。
(8)如(6)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，tio2成分的含量不足10.0％。
(9)如(1)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，tio2成分的含量不足10.0％，具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。
(10)如(1)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有10.0％以上30.0％以下的tio2成分，具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。
(11)如(1)至(10)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
wo3成分0～20.0％和/或
bao成分0～30.0％和/或
sio2成分0～10.0％。
(12)如(11)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
wo3成分大于0％且為20.0％以下，及
bao成分大于0％且為30.0％以下。
(13)如(11)或(12)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，bao成分的含量為13.0％以下。
(14)如(11)或(12)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，bao成分的含量不足7.0％。
(15)如(11)或(12)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，bao成分的含量為4.5％以下。
(16)如(11)或(12)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，bao成分的含量為1.0％以上且不足17.0％。
(17)如(11)或(12)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，bao成分的含量為2.0％以上15.0％以下。
(18)如(11)或(12)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，bao成分的含量大于7.0％且為30.0％以下。
(19)如(11)至(18)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，sio2成分的含量為2.0％以下。
(20)如(11)至(18)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有大于2.0％的sio2成分。
(21)如(11)至(20)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，wo3成分的含量為10.0％以下。
(22)如(1)至(21)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
li2o成分0～20.0％和/或
na2o成分0～35.0％和/或
k2o成分0～20.0％。
(23)如(22)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
li2o成分0～10.0％和/或
na2o成分0～15.0％和/或
k2o成分不足0～10.0％。
(24)如(22)或(23)所述的光學(xué)玻璃，其含有l(wèi)i2o成分作為必要成分。
(25)如(22)至(24)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，k2o成分的含量為0.1％以上。
(26)如(22)至(25)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o為35.0％以下。
(27)如(22)至(26)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o為5.0％以上35.0％以下。
(28)如(22)至(27)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o大于7.0％且為35.0％以下。
(29)如(22)至(28)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o大于8.0％。
(30)如(22)至(29)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o大于10.0％。
(31)如(22)至(30)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o為15.0％以下。
(32)如(22)至(31)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有15.0％以上的bao成分，質(zhì)量和li2o+na2o+k2o大于10.0％。
(33)如(22)至(32)所述的光學(xué)玻璃，其含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、和k2o成分中的2種以上成分。
(34)如(1)至(33)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
mgo成分0～5.0％和/或
cao成分0～10.0％和/或
sro成分0～10.0％。
(35)如(34)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和mgo+cao+sro+bao為30.0％以下。
(36)如(1)至(35)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
y2o3成分0～10.0％和/或
la2o3成分0～10.0％和/或
gd2o3成分0～10.0％。
(37)如(36)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，質(zhì)量和y2o3+la2o3+gd2o3為20.0％以下。
(38)如(1)至(37)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)為：
(39)如(1)至(38)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其具有1.70以上2.20以下的折射率(nd)，具有10以上25以下的阿貝數(shù)(vd)。
(40)如(1)至(39)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其通過粉末法得出的化學(xué)耐久性(耐酸性)為1～5等級。
(41)如(1)至(40)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)為500nm以下。
(42)如(1)至(41)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其-30～+70℃時(shí)的平均線膨脹系數(shù)(α)為150×10-7k-1以下。
(43)一種光學(xué)元件，其由(1)至(42)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃制成。
(44)一種精密加壓成形用預(yù)成形品，其由(1)至(42)中任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃制成。
(45)一種光學(xué)元件，其是對(44)所述的精密加壓成形用預(yù)成形品進(jìn)行精密加壓成形而得。
根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可以提高玻璃的色散，提高玻璃對可見光的透明性。因此可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)的、并且對可見光的透明性高的光學(xué)玻璃、以及光學(xué)元件。
特別地，根據(jù)本發(fā)明，通過含有特定量的p2o5成分和nb2o5成分，可提供具有期望的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性的、同時(shí)在制作和加工玻璃時(shí)難以發(fā)生失透或渾濁、并且容易通過研磨加工而進(jìn)行預(yù)成形材料和光學(xué)元件的制造的光學(xué)玻璃、以及光學(xué)元件。
并且，根據(jù)本發(fā)明，通過含有特定量的p2o5成分及nb2o5成分，可提供具有期望的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性的、易進(jìn)行研磨加工和加壓成形的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分、nb2o5成分和tio2成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可提供具有期望的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性的、同時(shí)容易進(jìn)行低溫軟化的光學(xué)玻璃、使用該光學(xué)玻璃的光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、k2o成分中的至少一種作為必要成分，可提供具有期望的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性的、同時(shí)容易進(jìn)行低溫軟化的光學(xué)玻璃、使用該光學(xué)玻璃的光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
此外，根據(jù)本發(fā)明，通過含有特定量的p2o5成分和nb2o5成分，可提供具有期望的折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)和對可見光的透明性的、同時(shí)在制作預(yù)成形材料和光學(xué)元件時(shí)易進(jìn)行洗滌的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的光學(xué)玻璃，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分。通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分和nb2o5成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散，并且可以提高玻璃對可見光的透明性。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)的、并且對可見光的透明性高的光學(xué)玻璃、以及光學(xué)元件。
在此，本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分，其光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)為500nm以下，并且具有500℃以上1200℃以下的液相溫度。通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分和nb2o5成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化且可提高色散，可提高玻璃對可見光的透明性，降低玻璃的液相溫度，并且可以提高玻璃的耐酸性從而即使玻璃與研磨液或洗滌液接觸也不易損傷玻璃。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)，同時(shí)具有低阿貝數(shù)(vd)的、對可見光的透明性高且在制作和加工玻璃時(shí)難以發(fā)生失透或渾濁、并且容易通過研磨加工而進(jìn)行預(yù)成形材料和光學(xué)元件的制作的光學(xué)玻璃、以及光學(xué)元件。
此外，本發(fā)明第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分，具有100以上400以下的磨損度。通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分和nb2o5成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散而得到低阿貝數(shù)，可提高玻璃對可見光的透明性，可賦予合適的磨損度，并且平均線膨脹系數(shù)(α)減小。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)，同時(shí)具有高色散(低阿貝數(shù))的、對可見光的透明性高的、易進(jìn)行研磨加工且可減少加壓成形對透鏡造成的壓痕(凹陷)和裂縫的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
此外，本發(fā)明第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分，并且tio2成分的含量不足10.0％，具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分、nb2o5成分以及tio2成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散而得到低阿貝數(shù)，可提高玻璃對可見光的透明性，并且玻璃化點(diǎn)(tg)降低。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)、對可見光的透明性高、并且易進(jìn)行低溫軟化而易進(jìn)行加壓成形的光學(xué)玻璃、和使用該光學(xué)玻璃的光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
此外，本發(fā)明第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分，通過iso試驗(yàn)法得出的耐洗滌劑性(pr)為1～3級。通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且將p2o5成分和nb2o5成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散，可提高玻璃對可見光的透明性，并且可以提高玻璃的耐洗滌劑性從而即使玻璃與研磨液或洗滌液接觸也不易損傷玻璃。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)、對可見光的透明性高、并且在對研磨加工后的玻璃進(jìn)行洗滌時(shí)不易發(fā)生渾濁、在制造預(yù)成形材料或光學(xué)元件時(shí)容易進(jìn)行洗滌的光學(xué)玻璃以及光學(xué)元件。
此外，本發(fā)明第五實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分、以及10.0％以上30.0％以下的tio2成分，具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。通過并用p2o5成分、nb2o5成分和tio2成分，并且將p2o5成分、nb2o5成分和tio2成分的含有率控制在特定范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散而得到低阿貝數(shù)，可提高玻璃對可見光的透明性，并且玻璃化點(diǎn)(tg)降低。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)、對可見光的透明性高、并且易進(jìn)行低溫軟化而易進(jìn)行加壓成形的光學(xué)玻璃、使用該光學(xué)玻璃的光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
此外，本發(fā)明第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃，其中，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有5.0％以上40.0％以下的p2o5成分、10.0％以上60.0％以下的nb2o5成分，并且含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、k2o成分中的至少一種作為必要成分，具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。通過并用p2o5成分和nb2o5成分，并且含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、k2o成分中的至少一種作為必要成分，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高折射率化，同時(shí)可提高色散而得到低阿貝數(shù)，可提高玻璃對可見光的透明性，并且玻璃化點(diǎn)(tg)降低。因此，可提供折射率(nd)處于期望范圍內(nèi)且具有低阿貝數(shù)(vd)、對可見光的透明性高、并且易進(jìn)行低溫軟化而易進(jìn)行加壓成形的光學(xué)玻璃、使用該光學(xué)玻璃的光學(xué)元件以及精密加壓成形用預(yù)成形品。
以下，對本發(fā)明光學(xué)玻璃的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明不受以下實(shí)施方式的任何限定，可以在本發(fā)明目的的范圍內(nèi)加以進(jìn)行適當(dāng)改變進(jìn)行實(shí)施。另外，對于重復(fù)說明之處，有時(shí)適當(dāng)省略說明，但本發(fā)明的主旨不受限制。
[玻璃成分]
構(gòu)成本發(fā)明光學(xué)玻璃各成分的組成范圍如下所述。本說明書中只要沒有特別說明，各成分的含有率全部用相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì)量％來表示。其中，“氧化物換算組成”是指，在假設(shè)作為本發(fā)明玻璃組成成分的原料而使用的氧化物、復(fù)合鹽和金屬氟化物等在熔融時(shí)全部分解轉(zhuǎn)化成氧化物的情況下，以該生成氧化物的總質(zhì)量為100質(zhì)量％，玻璃中所含的各成分的組成。
＜關(guān)于必要成分、任選成分＞
p2o5成分是玻璃形成成分，是使玻璃的熔解溫度降低的成分。特別地，通過使p2o5成分的含有率為5.0％以上，可提高玻璃在可見光區(qū)域的透射率，同時(shí)不易將玻璃的磨損度上升至特定范圍以上，從而能夠降低研磨加工所造成的損傷。另一方面，通過使p2o5成分的含有率為40.0％以下，可以得到期望的高折射率，同時(shí)不易將玻璃的磨損度降低至特定范圍以上，從而能夠提高研磨加工的加工效率。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，p2o5成分含有率的下限值優(yōu)選為5.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為10.0％，上限值優(yōu)選為40.0％、更優(yōu)選為35.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為33.0％、最優(yōu)選為30.0％。可使用例如al(po3)3、ca(po3)2、ba(po3)2、bpo4、h3po4等作為原料，使玻璃內(nèi)含有p2o5成分。
nb2o5成分是提高玻璃的折射率和色散的成分。特別地，通過使nb2o5成分的含有率為10.0％以上，可以得到期望的高折射率和高色散。另一方面，通過使nb2o5成分的含有率為60.0％以下，可抑制玻璃的液相溫度的上升來提高玻璃的穩(wěn)定性，因而能夠提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，nb2o5成分含有率的下限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為20.0％、最優(yōu)選為30.0％，上限值優(yōu)選為60.0％、更優(yōu)選為58.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為57.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為56.0％、最優(yōu)選為55.0％。特別是第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述nb2o5成分含有率的上限值優(yōu)選為60.0％、更優(yōu)選為50.0％、最優(yōu)選為45.0％?？墒褂美鏽b2o5等作為原料，使玻璃內(nèi)含有nb2o5成分。
tio2成分是提高玻璃的折射率和色散的成分，是提高玻璃的化學(xué)耐久性、特別是耐洗滌劑性和耐酸性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使tio2成分的含有率為30.0％以下，可以得到高折射率和高色散，同時(shí)可抑制玻璃液相溫度的上升來提高玻璃的穩(wěn)定性，因而能夠提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，tio2成分含有率的上限值優(yōu)選為30.0％、更優(yōu)選為28.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為20.0％。其中，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，通過使tio2成分的含有率為12.0％以下，可以得到高折射率和色散，尤其可提高玻璃對可見光的透明性。此時(shí)，上述tio2成分含有率的上限值優(yōu)選為12.0％、更優(yōu)選為11.0％，最優(yōu)選為不足10.0％。并且，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，通過使tio2成分的含有率不足10.0％，可以得到高折射率和高色散，并且可提高玻璃對可見光的透明性。此時(shí)，上述tio2成分含有率的上限值優(yōu)選為不足10.0％、更優(yōu)選為9.8％、最優(yōu)選為9.5％。本發(fā)明光學(xué)玻璃中，特別是為了得到對可見光的透明性高的玻璃，也可以使tio2成分的含有率不足5.0％。另一方面，第五實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，通過使tio2成分的含有率為10.0％以上，可進(jìn)一步提高玻璃的色散。因此，在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)玻璃的高色散化的情況下，上述tio2成分含有率的下限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為12.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為13.0％、最優(yōu)選為14.0％。
另外，即使不含有tio2成分也能夠得到具有期望特性的光學(xué)玻璃，但通過含有0.1％以上的tio2成分，可以提高玻璃的耐酸性，因而可減少玻璃在加工時(shí)發(fā)生變色。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)tio2成分含有率的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為1.0％、最優(yōu)選為2.0％。在此，在實(shí)現(xiàn)更高的耐酸性的情況下，上述tio2成分含有率的下限值優(yōu)選為5.0％、更優(yōu)選為11.0％、最優(yōu)選為12.0％?？墒褂美鐃io2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有tio2成分。
bao成分是提高玻璃的折射率的成分，并且是通過降低玻璃的液相溫度來提高耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。其中，通過使bao成分的含有率為30.0％以下，可以容易得到期望的高折射率，同時(shí)可抑制耐失透性的降低，并且能夠抑制耐酸性等化學(xué)耐久性的降低。特別地，通過使bao成分的含有率為20.0％以下，可以抑制玻璃的平均線膨脹系數(shù)(α)的增加。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，bao成分含有率的上限值優(yōu)選為30.0％、更優(yōu)選為28.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為20.0％。其中，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為18.0％、最優(yōu)選為15.0％。并且，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為19.0％、最優(yōu)選為18.0％。
其中，特別是從可以得到色散大的(阿貝數(shù)小的)玻璃的方面考慮，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，bao成分含有率的上限值優(yōu)選為不足17.0％，更優(yōu)選為13.0％，最優(yōu)選為4.5％。其中，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的上限值優(yōu)選為13.0％、更優(yōu)選為不足10.0％、最優(yōu)選為4.5％。并且，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分的含有率優(yōu)選為不足17.0％、更優(yōu)選為不足15.0％、最優(yōu)選為不足13.0％。此外，第五實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的上限值優(yōu)選為15.0％、更優(yōu)選為13.0％、最優(yōu)選為不足10.0％。并且，第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率優(yōu)選為不足7.0％、更優(yōu)選為不足5.0％、最優(yōu)選為不足4.0％。
另外，即使不含有bao成分也可能得到具有期望的高色散和高透射率的光學(xué)玻璃，但通過含有大于0％的bao成分，可以降低玻璃的液相溫度，因而可得到耐失透性高且易穩(wěn)定制造的玻璃。因此，在得到耐失透性高的玻璃的情況下，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，bao成分含有率的下限值優(yōu)選為大于0％、更優(yōu)選為1.0％、最優(yōu)選為3.0％。其中，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的下限值優(yōu)選為1.0％、更優(yōu)選為3.0％、最優(yōu)選為4.5％。并且，第五實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的下限值優(yōu)選為大于0％、更優(yōu)選為1.0％、最優(yōu)選為2.0％。此外，第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述bao成分含有率的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為0.5％、最優(yōu)選為1.0％。另一方面，通過含有大于7.0％的bao成分，可降低玻璃的液相溫度，并且可提高玻璃的耐洗滌劑性。因此，在得到耐洗滌劑性高的玻璃的情況下，上述bao成分含有率的下限值優(yōu)選為7.0％、更優(yōu)選為10.0％、最優(yōu)選為15.0％。可使用例如baco3、ba(no3)2、baf2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有bao成分。
sio2成分是減少著色、提高對短波長可見光的透射率，同時(shí)促進(jìn)形成穩(wěn)定玻璃且提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使sio2成分的含有率為10.0％以下，能夠抑制sio2成分導(dǎo)致的折射率的降低，因而可以容易得到期望的高折射率。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，sio2成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為6.0％、最優(yōu)選為5.0％。其中，特別是從可容易得到色散大的(阿貝數(shù)小的)玻璃的方面考慮，上述sio2成分含有率的上限值優(yōu)選為2.0％、更優(yōu)選為1.5％、最優(yōu)選為1.0％。
因此，即使減少sio2成分的含量或者不含有sio2成分，也有可能得到具有期望的高色散和高透射率的光學(xué)玻璃。另一方面，特別是第2的光學(xué)玻璃中，通過含有大于2.0％的sio2成分，可以提高玻璃的磨損度，因而可得到易通過研磨加工來進(jìn)行成形的玻璃。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)sio2成分含有率的下限值優(yōu)選為大于2.0％、更優(yōu)選為3.0％、最優(yōu)選為4.0％?？墒褂美鐂io2、k2sif6、na2sif6等作為原料，使玻璃內(nèi)含有sio2成分。
wo3成分是提高玻璃折射率且提高玻璃色散的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使wo3成分的含有率為20.0％以下，可以提高玻璃的耐失透性，并可降低玻璃化點(diǎn)(tg)，同時(shí)可抑制玻璃對短波長可見光的透射率。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，wo3成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為17.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為15.0％、最優(yōu)選為10.0％。其中，特別是從可容易得到具有期望的高色散且具有低玻璃化點(diǎn)(tg)的玻璃方面考慮，wo3成分的含有率優(yōu)選為10.0％以下。因此，此時(shí)上述wo3成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為7.0％、最優(yōu)選為5.0％。
另外，即使不含有wo3成分也能夠得到具有期望的高色散和高透射率的光學(xué)玻璃，但通過含有大于0％的wo3成分，可以提高玻璃的色散，因而容易使玻璃兼具高色散和對可見光的透明性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)wo3成分含有率的下限值優(yōu)選為大于0％、更優(yōu)選為1.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為3.0％、最優(yōu)選為4.0％?？墒褂美鐆o3等作為原料，使玻璃內(nèi)含有wo3成分。
li2o成分是降低玻璃的熔解溫度和玻璃化點(diǎn)(tg)的成分，并且是提高玻璃形成時(shí)的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。其中，通過使li2o成分的含有率為20.0％以下，可以容易得到期望的高折射率，同時(shí)可降低玻璃的液相溫度而提高玻璃的穩(wěn)定性，因而能夠減少玻璃發(fā)生失透等。特別地，通過使li2o成分的含有率為10.0％以下，可以抑制玻璃的平均線膨脹系數(shù)(α)的增加。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，li2o成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為10.0％、最優(yōu)選為5.0％。特別地，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述li2o成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％。并且，第三和第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述li2o成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為15.0％、最優(yōu)選為10.0％。此外，第五和第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述li2o成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為18.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為15.0％、最優(yōu)選為10.0％。
另外，即使不含有l(wèi)i2o成分也可能得到具有期望的高色散和高透射率的光學(xué)玻璃，但通過含有大于0％的li2o成分，可以降低玻璃化點(diǎn)(tg)，因而可得到具有高色散且易進(jìn)行低溫軟化的玻璃。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)li2o成分含有率的下限值優(yōu)選為大于0％、更優(yōu)選為大于0.3％、最優(yōu)選為0.5％?？墒褂美鏻i2co3、lino3、lif等作為原料，使玻璃內(nèi)含有l(wèi)i2o成分。
na2o成分是降低玻璃的熔解溫度和玻璃化點(diǎn)(tg)的成分，并且是提高玻璃形成時(shí)的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使na2o成分的含有率為35.0％以下，可以容易得到期望的高折射率，可降低玻璃的液相溫度從而提高玻璃的穩(wěn)定性，減少玻璃發(fā)生失透等。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，na2o成分含有率的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為15.0％。特別地，第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述na2o成分含有率的上限值優(yōu)選為15.0％、更優(yōu)選為12.0％、最優(yōu)選為10.0％。并且，第2的光學(xué)玻璃中，上述na2o成分含有率的上限值優(yōu)選為15.0％、更優(yōu)選為13.0％、最優(yōu)選為12.0％。并且，第三和第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述na2o成分含有率的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為30.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為15.0％。并且，第五和第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述na2o成分含有率的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為30.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為20.0％。
另外，即使不含有na2o成分也能夠得到具有期望特性的光學(xué)玻璃，但通過含有0.1％以上的na2o成分，可以提高玻璃的液相溫度，因而可進(jìn)一步提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)na2o成分含有率的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為0.5％、進(jìn)一步優(yōu)選為1.0％、最優(yōu)選為2.0％?？墒褂美鏽a2co3、nano3、naf、na2sif6等作為原料，使玻璃內(nèi)含有na2o成分。
k2o成分是降低玻璃的熔解溫度和玻璃化點(diǎn)(tg)的成分，同時(shí)是提高玻璃形成時(shí)的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使k2o成分的含有率為20.0％以下，可以容易得到期望的高折射率，可降低玻璃的液相溫度從而提高玻璃的穩(wěn)定性，因而減少玻璃發(fā)生失透等。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，k2o成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為15.0％、最優(yōu)選為不足10.0％。特別地，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述k2o成分含有率的上限值優(yōu)選為不足10.0％、更優(yōu)選為8.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為6.0％、最優(yōu)選為5.0％。并且，第三和第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述k2o成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為15.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為12.0％、最優(yōu)選為10.0％。此外，第五和第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述k2o成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為15.0％、最優(yōu)選為10.0％。
另外，即使不含有k2o成分也能夠得到具有期望特性的光學(xué)玻璃，但通過含有0.1％以上的k2o成分，可以提高玻璃的液相溫度，因而可提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)k2o成分含有率的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為0.15％、進(jìn)一步優(yōu)選為0.2％、進(jìn)一步優(yōu)選為0.5％、最優(yōu)選為1.0％?？墒褂胟2co3、kno3、kf、khf2、k2sif6等作為原料，使玻璃內(nèi)含有k2o成分。
其中，第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、和k2o成分中的至少一種作為必要成分。由此，由于光學(xué)玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)降低，因而可以降低加壓成形時(shí)的成形溫度，并且可進(jìn)一步減少加壓成形后表面出現(xiàn)凹凸或渾濁。并且，由于可提高光學(xué)玻璃的耐失透性，因而可以更穩(wěn)定地制作具有期望的光學(xué)特性的光學(xué)玻璃。
本發(fā)明光學(xué)玻璃中，rn2o成分(式中，rn為選自li、na、k中的1種以上)含有率的質(zhì)量和優(yōu)選為35.0％以下。由此，由于可以抑制玻璃的折射率的降低，因而可容易得到期望的高折射率。并且，通過降低玻璃的液相溫度，可提高玻璃的穩(wěn)定性，因而可提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，rn2o成分含有率的質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為15.0％。特別地，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，上述質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為15.0％、更優(yōu)選為13.0％、最優(yōu)選為12.0％。其中，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為32.0％、最優(yōu)選為30.0％。并且，第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為20.0％。此外，第五和第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為35.0％、更優(yōu)選為30.0％、最優(yōu)選為25.0％。
另外，即使均不含有rn2o成分也能夠得到具有期望特性的光學(xué)玻璃，但通過含有0.1％以上的rn2o成分的至少一種，可以提高玻璃的液相溫度，因而可進(jìn)一步提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)rn2o成分含有率的質(zhì)量和的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為1.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為2.0％、最優(yōu)選為3.0％。
此外，通過使rn2o成分含有率的質(zhì)量和為5.0％以上，可以實(shí)現(xiàn)玻璃的高色散化、降低玻璃化點(diǎn)(tg)、并且可以提高玻璃的耐水性和耐洗滌劑性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，rn2o成分含有率的質(zhì)量和的下限值優(yōu)選為5.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為10.0％。其中，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的下限值優(yōu)選為大于7.0％、更優(yōu)選為9.0％、最優(yōu)選為10.0％。并且，上述第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和優(yōu)選為大于8.0％、更優(yōu)選為大于9.0％、最優(yōu)選為大于10.0％。并且，第五實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的下限值優(yōu)選為5.0％、更優(yōu)選為6.0％、最優(yōu)選為7.0％。此外，第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的下限值優(yōu)選為5.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為10.0％。
特別地，本發(fā)明第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，特別優(yōu)選的是，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，以質(zhì)量％計(jì)，含有15.0％以上的bao成分，并且以總量計(jì)，含有大于10.0％的rn2o成分。由此，可以特別提高玻璃的耐洗滌劑性，因而即使玻璃與研磨液或洗滌液接觸，也可以減少玻璃發(fā)生渾濁。
本發(fā)明光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有l(wèi)i2o成分、na2o成分、以及k2o成分中的2種以上成分。由此，可降低光學(xué)玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)，可降低加壓成形時(shí)的成形溫度，可以進(jìn)一步減少在加壓成形后表面產(chǎn)生凹凸和渾濁。并且，可提高光學(xué)玻璃的耐失透性，因而能夠更穩(wěn)定地制造具有期望的光學(xué)特性的光學(xué)玻璃。
mgo成分是降低玻璃的液相溫度、提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使mgo成分含有率為5.0％以下，可以容易得到期望的高折射率和高色散。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，mgo成分含有率的上限值優(yōu)選為5.0％、更優(yōu)選為4.0％、最優(yōu)選為3.0％?？墒褂美鏼gco3、mgf2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有mgo成分。
cao成分是降低玻璃的液相溫度、提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使cao成分的含有率為10.0％以下，可以容易得到期望的高折射率和高色散，并且可抑制耐失透性和化學(xué)耐久性的降低。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，cao成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為6.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鏲aco3、caf2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有cao成分。
sro成分是降低玻璃的液相溫度、提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使sro成分的含有率為10.0％以下，可以容易得到期望的高折射率和高色散，并且能夠抑制耐失透性和化學(xué)耐久性的降低。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，sro成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鐂r(no3)2、srf2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有sro成分。
本發(fā)明光學(xué)玻璃中，ro成分(式中，r為mg、ca、sr、ba中的一種以上)含有率的質(zhì)量和優(yōu)選為30.0％以下。由此，可以抑制ro成分導(dǎo)致的折射率和色散的降低，因而可以容易得到期望的高折射率和高色散。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，ro成分含有率的質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為30.0％、更優(yōu)選為20.0％、最優(yōu)選為10.0％。特別地，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為17.0％、更優(yōu)選為15.0％、最優(yōu)選為10.0％。此外，第三和第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為30.0％、更優(yōu)選為28.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為27.0％、最優(yōu)選為25.0％。并且，第五和第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，該質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為30.0％、更優(yōu)選為25.0％、最優(yōu)選為20.0％。
另外，即使均不含有ro成分也能夠得到具有期望特性的光學(xué)玻璃，但通過添加0.1％以上的ro成分的至少一種，可以提高玻璃的液相溫度，因而可進(jìn)一步提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)ro成分含有率的質(zhì)量和的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為0.5％、進(jìn)一步優(yōu)選為1.0％、最優(yōu)選為3.0％。
y2o3成分是提高玻璃折射率、同時(shí)提高玻璃的化學(xué)耐久性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使y2o3成分的含有率為10.0％以下，可以容易得到期望的高色散，并且可提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，y2o3成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鐈2o3、yf3等作為原料，使玻璃內(nèi)含有y2o3成分。
la2o3成分是提高玻璃折射率、同時(shí)提高玻璃的化學(xué)耐久性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使la2o3成分的含有率為10.0％以下，可以容易得到期望的高色散，并且可提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，la2o3成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鏻a2o3、la(no3)3·xh2o(x為任意整數(shù))等作為原料，使玻璃內(nèi)含有l(wèi)a2o3成分。
gd2o3成分是提高玻璃折射率、同時(shí)提高玻璃的化學(xué)耐久性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使gd2o3成分的含有率為10.0％以下，可以容易得到期望的高色散，并且可提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，gd2o3成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鏶d2o3、gdf3等作為原料，使玻璃內(nèi)含有g(shù)d2o3成分。
本發(fā)明光學(xué)玻璃中，ln2o3成分(式中，ln為選自y、la、gd中的1種以上)含有率的質(zhì)量和優(yōu)選為20.0％以下。通過使該質(zhì)量和為20.0％以下，可以抑制ln2o3成分導(dǎo)致的阿貝數(shù)的升高，因而容易得到期望的高色散。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，ln2o3成分含有率的質(zhì)量和的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為18.0％、最優(yōu)選為15.0％。
b2o3成分是促進(jìn)形成穩(wěn)定玻璃、提高耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使b2o3成分的含有率為10.0％以下，可以抑制b2o3成分導(dǎo)致的折射率的降低，因而容易得到期望的高折射率。并且，由此可抑制玻璃平均線膨脹系數(shù)(α)的增加。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，b2o3成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為6.0％、最優(yōu)選為5.0％。此外，即使不含有b2o3成分也可以得到具有期望特性的光學(xué)玻璃，但通過含有0.1％以上的b2o3成分，可以提高玻璃的液相溫度，因而可進(jìn)一步提高玻璃的耐失透性。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，此時(shí)b2o3成分含有率的下限值優(yōu)選為0.1％、更優(yōu)選為0.2％、進(jìn)一步優(yōu)選為0.3％、最優(yōu)選為0.5％?？墒褂美鏷3bo3、na2b4o7、na2b4o7·10h2o、bpo4等作為原料，使玻璃內(nèi)含有b2o3成分。
geo2成分是提高玻璃的折射率、同時(shí)促進(jìn)形成穩(wěn)定玻璃并提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使geo2成分的含有率為10.0％以下，可以降低玻璃的材料成本。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，geo2成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鏶eo2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有g(shù)eo2成分。
bi2o3成分是提高玻璃的折射率、提高玻璃的色散的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使bi2o3成分的含有率為20.0％以下，可以提高玻璃的穩(wěn)定性而抑制耐失透性的降低，可以抑制玻璃的透射率的降低。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，bi2o3成分含有率的上限值優(yōu)選為20.0％、更優(yōu)選為15.0％、進(jìn)一步優(yōu)選為不足10.0％、最優(yōu)選為不足5.0％。
zro2成分是減少著色而提高對短波長可見光的透射率、同時(shí)促進(jìn)形成穩(wěn)定玻璃而提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使zro2成分的含有率為10.0％以下，可以抑制zro2成分導(dǎo)致的折射率的降低，可以容易得到期望的高折射率。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，zro2成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％。可使用例如zro2、zrf4等作為原料，使玻璃內(nèi)含有zro2成分。
zno成分是降低玻璃的液相溫度、并且提高玻璃的耐失透性的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使zno成分的含有率為10.0％以下，可以容易得到期望的高折射率和高色散。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，zno成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鐉no、znf2等作為原料，使玻璃內(nèi)含有zno成分。
al2o3成分是提高玻璃的化學(xué)耐久性、并且提高玻璃熔融時(shí)的粘度的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使al2o3成分的含有率為10.0％以下，可以提高玻璃的熔融性，并且減弱玻璃的失透傾向。并且，可以抑制平均線膨脹系數(shù)(α)的增加。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，al2o3成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為5.0％?？墒褂美鏰l2o3、al(oh)3、alf3等作為原料，使玻璃內(nèi)含有al2o3成分。
ta2o5成分是提高玻璃的折射率的成分，是本發(fā)明光學(xué)玻璃中的任選成分。特別地，通過使ta2o5成分的含有率為10.0％以下，可使玻璃難以失透。因此，相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量，ta2o5成分含有率的上限值優(yōu)選為10.0％、更優(yōu)選為8.0％、最優(yōu)選為4.0％?？墒褂美鐃a2o5等作為原料，使玻璃內(nèi)含有ta2o5成分。
sb2o3成分是提高玻璃對短波長可見光的透射率的成分，同時(shí)是在熔融玻璃時(shí)具有脫泡效果的成分。特別地，通過使sb2o3成分的含量為1.0％以下，sb2o3成分難以與熔解設(shè)備(特別是pt等貴金屬)發(fā)生合金化，減少模具上附著雜質(zhì)，因而能夠減少玻璃成形體的表面產(chǎn)生凹凸或渾濁。因此，相對于氧化物基準(zhǔn)的總質(zhì)量，sb2o3成分含量的上限值優(yōu)選為1.0％、更優(yōu)選為0.8％、最優(yōu)選為0.5％?？墒褂美鐂b2o3、sb2o5、na2h2sb2o7·5h2o等作為原料，使玻璃內(nèi)含有sb2o3成分。
應(yīng)予說明，使玻璃澄清、脫泡的成分不限于上述sb2o3成分，可以使用玻璃制造領(lǐng)域中公知的澄清劑、脫泡劑或者它們的組合。
＜關(guān)于不應(yīng)該含有的成分＞
接著，對本發(fā)明光學(xué)玻璃中不應(yīng)該含有的成分、以及不優(yōu)選含有的成分進(jìn)行說明。
在不損害本發(fā)明的玻璃特性的范圍內(nèi)，可以根據(jù)需要向本發(fā)明的光學(xué)玻璃添加其它成分。
并且，除了ti、zr、nb、w、la、gd、y、yb、lu以外的v、cr、mn、fe、co、ni、cu、ag及mo等各過渡金屬成分，無論在分別單獨(dú)含有或復(fù)合含有少量的情況下，均會使玻璃著色，具有在可見區(qū)域的特定波長產(chǎn)生吸收的性質(zhì)，因此特別是在使用可見區(qū)域波長的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含有上述金屬成分。
此外，由于pbo等鉛化合物、以及th、cd、tl、os、be、se各成分，近年來作為有害化學(xué)物質(zhì)而傾向于控制其使用，不僅在玻璃的制造工序中，甚至加工工序和產(chǎn)品化后的處理中都需要在環(huán)境對策方面采取措施。因此，在重視環(huán)境方面的影響的情況下，除不可避免的混入，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含這些成分。由此，可以使光學(xué)玻璃中實(shí)質(zhì)上不含污染環(huán)境的物質(zhì)。因此，即使不在環(huán)境對策方面采取特殊措施，也可以制造、加工和廢棄該光學(xué)玻璃。
本發(fā)明的玻璃組合物，其組成用相對于氧化物換算組成的玻璃總質(zhì)量的質(zhì)量％來表示，而不是直接用摩爾％來表示，但滿足本發(fā)明所要求的各種特性的玻璃組合物中存在的各成分，其用摩爾％表示的組成，以氧化物換算組成計(jì)大致為以下值。
其中，第一和第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，其用摩爾％表示的各成分組成，以氧化物換算組成計(jì)大致為以下值。
此外，第三實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，其用摩爾％表示的各成分組成，以氧化物換算組成計(jì)大致為以下值。
此外，第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，其用摩爾％表示的各成分組成，以氧化物換算組成計(jì)大致為以下值。
此外，第五實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，其用摩爾％表示的各成分組成，以氧化物換算組成計(jì)大致為以下值。
此外，第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃中，其用摩爾％表示的各成分組成，以氧化物換算組成計(jì)大致為以下值。
[制造方法]
本發(fā)明的光學(xué)玻璃例如可采用以下方式制作。即，將上述原料混合均勻使各成分的含量達(dá)到特定范圍內(nèi)，將制成的混合物放入石英坩堝或鋁坩堝內(nèi)粗熔融后，再放入鉑坩堝、鉑合金坩堝或銥坩堝中在1000～1300℃的溫度范圍內(nèi)熔融2～10小時(shí)，攪拌均質(zhì)化并進(jìn)行除泡等后，降溫至1250℃以下再進(jìn)行精攪拌(仕上げ攪拌)來除去脈紋，鑄入模具中緩慢冷卻。
[物性]
本發(fā)明的光學(xué)玻璃需要既具有高折射率(nd)也具有高色散。特別地，本發(fā)明光學(xué)玻璃的折射率(nd)的下限值優(yōu)選為1.70、更優(yōu)選為1.75、進(jìn)一步優(yōu)選為1.80、最優(yōu)選為1.90，上限值優(yōu)選為2.20、更優(yōu)選為2.15、最優(yōu)選為2.10。并且，本發(fā)明光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)的上限值優(yōu)選為25、更優(yōu)選為22、進(jìn)一步優(yōu)選為20、最優(yōu)選為19。由此，可以增加光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度，并且即使將元件變薄也可以得到很大的光折射量。應(yīng)予說明，本發(fā)明光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)的下限值沒有特別限定，多數(shù)情況下，根據(jù)本發(fā)明而得的玻璃的阿貝數(shù)(vd)大概為10以上、具體為12以上、更具體為15以上。
并且，本發(fā)明的光學(xué)玻璃優(yōu)選著色少。特別地，如果用玻璃的透射比來表示著色，則本發(fā)明的光學(xué)玻璃厚度為10mm的樣品中光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)為500nm以下、更優(yōu)選為480nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為460nm以下、最優(yōu)選為450nm以下。由此，使玻璃的吸收端位于紫外區(qū)域附近，可以提高玻璃在可見光區(qū)域的透明性，因而可使用該光學(xué)玻璃作為透鏡等光學(xué)元件的材料。
特別地，本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選耐失透性高。特別地，本發(fā)明光學(xué)玻璃優(yōu)選具有1200℃以下的低液相溫度。更具體而言，本發(fā)明光學(xué)玻璃的液相溫度的上限值優(yōu)選為1200℃、更優(yōu)選為1150℃、最優(yōu)選為1100℃。由此，即使在更低溫度下流出熔融玻璃，也可以減少制成的玻璃發(fā)生晶化，因而可以提高從熔融狀態(tài)到形成玻璃時(shí)的耐失透性，可以降低對使用玻璃的光學(xué)元件的光學(xué)特性的影響。另一方面，本發(fā)明光學(xué)玻璃的液相溫度的下限值沒有特別限定，但根據(jù)本發(fā)明而得的玻璃的液相溫度，多數(shù)情況下，大概為500℃以上、具體為550℃以上、更具體為600℃以上。應(yīng)予說明，本說明書中的“液相溫度”是指，將粉碎成直徑為2mm左右的粒狀玻璃試樣放在鉑板上，將該玻璃試樣放在具有800℃至1220℃傾斜溫度(溫度傾斜)的爐內(nèi)30分鐘，取出冷卻后通過用倍率為80倍的顯微鏡觀察玻璃中有無結(jié)晶，來測定玻璃中沒有發(fā)生結(jié)晶和失透的最低溫度。
此外，本發(fā)明第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選具有高耐酸性。特別地，按照jogis06-1999的玻璃粉末法測定的化學(xué)耐久性(耐酸性)優(yōu)選為1～5等級、更優(yōu)選為1～4等級、最優(yōu)選為1～3等級。由此，在對光學(xué)玻璃進(jìn)行研磨加工時(shí)，可以減少酸性研磨液及洗滌液導(dǎo)致的玻璃的渾濁，因而可以更容易進(jìn)行研磨加工。其中，“耐酸性”是指玻璃對酸侵蝕的耐久性，該耐酸性可按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會規(guī)格《光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法》jogis06-1999來測定。并且，“粉末法測定的化學(xué)耐久性(耐酸性)為1～5等級”是指，以測定前后試樣質(zhì)量的失重率(減量率)計(jì)，按照jogis06-1999而測定的化學(xué)耐久性(耐酸性)不足2.20質(zhì)量％。應(yīng)予說明，化學(xué)耐久性(耐酸性)的“1等級”是指測定前后試樣質(zhì)量的失重率不足0.20質(zhì)量％，“2等級”是指測定前后試樣質(zhì)量的失重率為0.20質(zhì)量％以上且不足0.35質(zhì)量％、“3等級”是指測定前后試樣質(zhì)量的失重率為0.35質(zhì)量％以上且不足0.65質(zhì)量％，“4等級”是指測定前后試樣質(zhì)量的失重率為0.65質(zhì)量％以上且不足1.20質(zhì)量％，“5等級”是指測定前后試樣質(zhì)量的失重率為1.20質(zhì)量％以上且不足2.20質(zhì)量％，“6等級”是指測定前后試樣質(zhì)量的失重率為2.20質(zhì)量％以上。
另一方面，本發(fā)明第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有特定的磨損度。特別地，按照《jogis10-1994光學(xué)玻璃的磨損度的測定方法》的測定方法測定的磨損度的下限值優(yōu)選為100、更優(yōu)選為150、最優(yōu)選為200，上限值優(yōu)選為400、更優(yōu)選為350、最優(yōu)選為300。通過使磨損度為100以上，可以在進(jìn)行研磨加工時(shí)容易對玻璃進(jìn)行研磨，因而可以提高研磨加工的加工效率，易進(jìn)行研磨加工。另一方面，通過使磨損度為400以下，可以減少光學(xué)玻璃產(chǎn)生不必要的損耗和損傷，因而可使對光學(xué)玻璃進(jìn)行研磨加工的操作容易化，從而容易進(jìn)行研磨加工。
此外，本發(fā)明第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選平均線膨脹系數(shù)(α)小。特別地，本發(fā)明光學(xué)玻璃優(yōu)選具有低液相溫度，該液相溫度優(yōu)選為150×10-7k-1以下、更優(yōu)選為120×10-7k-1以下、最優(yōu)選為100×10-7k-1以下。由此，在使用模具對光學(xué)玻璃進(jìn)行加壓成形時(shí)，可以減少因溫度變化而導(dǎo)致成形后的透鏡和預(yù)成形品膨脹或收縮。因此，特別是在成形后進(jìn)行冷卻時(shí)，可以減小從透鏡內(nèi)部至外部發(fā)生溫度梯度而導(dǎo)致透鏡發(fā)生壓痕(凹陷)或裂縫。
另一方面，本發(fā)明第三、第五和第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃具有700℃以下的玻璃化點(diǎn)(tg)。由此，玻璃在更低溫度下軟化，因而可以用更低的溫度對玻璃進(jìn)行加壓成形。并且，也可減少用于精密加壓成形的模具發(fā)生酸化，從而延長模具的使用壽命。因此，本發(fā)明光學(xué)玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)的上限值優(yōu)選為700℃、更優(yōu)選為680℃、更優(yōu)選為670℃、最優(yōu)選為650℃。應(yīng)予說明，本發(fā)明光學(xué)玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)的下限如沒有特別限定，則根據(jù)本發(fā)明而得的玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)，多數(shù)情況下，大概為100℃以上、具體為150℃以上、更具體為200℃以上。
另一方面，本發(fā)明第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃優(yōu)選具有高耐洗滌劑性。特別地，按照iso試驗(yàn)法耐洗滌劑性(iso9689：1990(e))進(jìn)行測定的耐洗滌劑性(pr)優(yōu)選為1～3級、更優(yōu)選為1～2級、最優(yōu)選為1級。由此，在研磨加工后對光學(xué)玻璃進(jìn)行洗滌時(shí)，可以減少因水性洗滌液導(dǎo)致的玻璃渾濁，因此可以更容易對光學(xué)玻璃進(jìn)行洗滌。其中“耐洗滌劑性”是指，在成形前對透鏡預(yù)成形材料進(jìn)行洗滌的情況下，或者在對成形的透鏡進(jìn)行洗滌的情況下，與用于洗滌的藥品類等接觸一定時(shí)間時(shí)泛黃狀態(tài)的優(yōu)劣。該耐洗滌劑性可通過iso試驗(yàn)法耐洗滌劑性(iso9689：1990(e))來測定。并且，“耐洗滌劑性(pr)為1～3級”是指，按照iso試驗(yàn)法耐洗滌劑性(iso9689：1990(e))求出的耐洗滌劑性(pr)為，侵蝕0.1μm的玻璃層所需要的時(shí)間要長于15分鐘。
[預(yù)成形品和光學(xué)元件]
本發(fā)明光學(xué)玻璃可用于各種光學(xué)元件和光學(xué)設(shè)計(jì)，其中特別優(yōu)選使用由本發(fā)明光學(xué)玻璃進(jìn)行加壓成形(精密加壓成形等)的方法，來制作透鏡和棱鏡、反射鏡等光學(xué)元件。由此，在用于照相機(jī)、投影機(jī)等這種使可見光透射光學(xué)元件的光學(xué)儀器時(shí)，可實(shí)現(xiàn)高精細(xì)且高精度的成像特性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)這些光學(xué)儀器中光學(xué)系統(tǒng)的小型化。在此，制作由本發(fā)明的光學(xué)玻璃構(gòu)成的光學(xué)元件時(shí)，可以省略切削加工和研磨加工，因而優(yōu)選將熔融狀態(tài)的玻璃從鉑等流出管的流出口滴下制成球狀等精密加壓成形用預(yù)成形品，再對該精密加壓成形用預(yù)成形品進(jìn)行精密加壓成形。
[實(shí)施例]
表1表示本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)和比較例(no.a1)的玻璃組成、折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)、液相溫度、以及通過粉末法測定的化學(xué)耐久性(耐酸性)。并且，表2表示本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)和比較例(no.b1)的玻璃組成、折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)、磨損度、以及平均線膨脹系數(shù)。此外，表3表示本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5)和比較例(no.c1)的玻璃組成、折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)、以及玻璃化點(diǎn)(tg)。此外，表4表示本發(fā)明實(shí)施例(no.d1～no.d5)和比較例(no.d1)的玻璃組成、折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)、以及通過iso試驗(yàn)法得出的耐洗滌劑性(pr)。表5～表7表示本發(fā)明實(shí)施例(no.e1～no.e14)和比較例(no.e1)的玻璃組成、折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)、以及玻璃化點(diǎn)(tg)。此外，表8表示本發(fā)明實(shí)施例(no.f1～no.f5)和比較例(no.f1)的玻璃組成、折射率(nd)、阿貝數(shù)(vd)、光譜透射比顯示為70％時(shí)的波長(λ70)、以及玻璃化點(diǎn)(tg)。應(yīng)予說明，以下實(shí)施例是為了舉例說明，本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例。
本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7、no.b1～no.b5、no.c1～no.c5、no.d1～no.d5、no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃以及比較例(no.a1、no.b1、no.c1、no.d1、no.e1、no.f1)的玻璃，均選定分別與各成分原料相當(dāng)?shù)难趸?、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氫氧化物和偏磷酸化合物等常用于光學(xué)玻璃的高純度原料，按照表1～表8所示的各實(shí)施例和比較例的組成比例進(jìn)行稱量并混合均勻后，放入鉑坩堝中，根據(jù)玻璃組成的熔融難易度用電爐在1000～1300℃的溫度范圍內(nèi)熔融2～10小時(shí)，攪拌均質(zhì)化并進(jìn)行脫泡等后，降溫至1250℃以下，再攪拌均質(zhì)化澆鑄到模具中，緩慢冷卻而制成。
其中，實(shí)施例的光學(xué)玻璃和比較例的玻璃的折射率(nd)和阿貝數(shù)(vd)根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會規(guī)格jogis01―2003進(jìn)行測定。應(yīng)予說明，使用以-25℃/hr的緩慢冷卻速度作為退火條件來在退火爐中進(jìn)行處理的玻璃，作為本測定使用的玻璃。
并且，實(shí)施例的光學(xué)玻璃和比較例的玻璃的透射率根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會規(guī)格jogis02進(jìn)行測定。另外，本發(fā)明中通過測定玻璃的透射比來求出玻璃有無著色以及著色的程度。具體而言，按照jisz8722測定厚度為10±0.1mm的相對面平行研磨品在200～800nm波長下的光譜透射比，求出λ70(透射比為70％時(shí)的波長)。
其中，與第一實(shí)施方式的光學(xué)玻璃相當(dāng)?shù)摹?shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃和比較例(no.a1)的玻璃的液相溫度通過以下方法測定：將粉碎的玻璃試樣以10mm的間隔放在鉑板上，將其放在具有800℃至1220℃傾斜溫度的爐內(nèi)保持30分鐘，取出冷卻后通過用倍率為80倍的顯微鏡觀察玻璃試樣中有無結(jié)晶。此時(shí)，將光學(xué)玻璃粉碎成直徑2mm的粒狀作為樣品。
此外，實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃和比較例(no.a1)的玻璃的耐酸性根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會規(guī)格《光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測定方法》jogis06-1999進(jìn)行測定。即，將粉碎成粒度425～600μm的玻璃試樣裝入比重瓶，并放入鉑籠中。將鉑籠放入裝有0.01n硝酸水溶液的石英玻璃制圓底燒瓶中，在沸騰的水浴中處理60分鐘。算出處理后的玻璃試樣的失重率(質(zhì)量％)，該失重率(質(zhì)量％)不足0.20時(shí)為1等級、失重率不足0.20～0.35時(shí)為2等級、失重率不足0.35～0.65時(shí)為3等級、失重率不足0.65～1.20時(shí)為4等級、失重率不足1.20～2.20時(shí)為5等級、失重率為2.20以上時(shí)為6等級。此時(shí)，等級數(shù)越小則玻璃的耐酸性越優(yōu)異。
另一方面，與第二實(shí)施方式的光學(xué)玻璃相當(dāng)?shù)?、?shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃和比較例(no.b1)的玻璃的磨損度根據(jù)《jogis10-1994光學(xué)玻璃的磨損度的測定方法》進(jìn)行測定。即，將30×30×10mm大小的玻璃角板的試樣，放置在每分鐘水平旋轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)的鑄鐵制平皿(250mmφ)上距離平皿中心80mm的位置，一邊垂直施加9.8n(1kgf)的負(fù)荷，一邊同樣供給在水20ml中添加有10g#800(平均粒徑20μm)研磨材料(氧化鋁質(zhì)a磨粒)的研磨液5分鐘，使試樣與平皿進(jìn)行摩擦。對研磨前后的試樣質(zhì)量進(jìn)行測定，求出試樣的損耗質(zhì)量。按照同樣方法求出日本光學(xué)硝子工業(yè)會指定的標(biāo)準(zhǔn)試樣的損耗質(zhì)量，按照下式進(jìn)行計(jì)算：
磨損度＝{(試樣的磨損質(zhì)量/比重)/(標(biāo)準(zhǔn)試樣的磨損質(zhì)量/比重)}×100
此外，實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃及比較例(no.b1)的玻璃的平均線膨脹系數(shù)(α)根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會規(guī)格jogis08-2003《光學(xué)玻璃的熱膨脹的測定方法》求出-30～+70℃時(shí)的平均線膨脹系數(shù)。
另一方面，與第三、第五及第六實(shí)施方式的光學(xué)玻璃相當(dāng)?shù)?、?shí)施例(no.c1～no.c5、no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃和比較例(no.c1、no.e1、no.f1)的玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)通過使用橫型膨張測定器(橫型膨張測定器)進(jìn)行測定而求出。其中，進(jìn)行測定時(shí)的樣品使用
另一方面，與第四實(shí)施方式的光學(xué)玻璃相當(dāng)?shù)?、?shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃和比較例(no.d1)的玻璃的耐洗滌劑性(pr)根據(jù)iso試驗(yàn)法耐洗滌劑性(iso9689：1990(e))進(jìn)行測定。即，將作為試驗(yàn)片而研磨了6面且為30mm×30mm×2mm的玻璃試樣用鉑線吊著放入加熱至50℃且為0.01mol/l濃度的精制三聚磷酸鈉水溶液中，將其浸漬處理一定時(shí)間(15分鐘、1小時(shí)、4小時(shí)、16小時(shí))。浸漬處理后，稱量試樣的質(zhì)量減少量，根據(jù)下式計(jì)算侵蝕厚度為0.1μm的玻璃層所需要的時(shí)間。但是，該計(jì)算采用根據(jù)每個(gè)試樣的質(zhì)量減少量為1mg以上時(shí)的最短試驗(yàn)時(shí)間而得的值。而且，侵蝕0.1μm的玻璃層所需要的時(shí)間長于240分鐘時(shí)為1級，長于60分鐘且為240分鐘以下時(shí)為2級、15分鐘以上60分鐘以下時(shí)為3級、不足15分鐘時(shí)為4級。此時(shí)，級數(shù)越小則玻璃的耐洗滌劑性越優(yōu)異。
t0.1＝te·d·s/((m1-m2)·100)
t0.1：侵蝕0.1μm的玻璃層所需要的時(shí)間(分)
te：處理時(shí)間(分)
d：比重
s：試樣的表面積(cm2)
m1-m2：試樣的質(zhì)量減少量(mg)
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
如表1所示，本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)玻璃的液相溫度均為1200℃以下，更詳細(xì)而言為不足1120℃，并且該液相溫度為500℃以上。另一方面，比較例(no.a1)的玻璃的液相溫度為1120℃。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃與比較例(no.a1)的玻璃相比，液相溫度低且不易引起失透。
并且，如表2所示，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃的磨損度均為400以下，更詳細(xì)而言為不足300，并且該磨損度為100以上，更詳細(xì)而言為200以上。另一方面，比較例(no.b1)的玻璃的磨損度為300。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.b1)的玻璃相比，磨損度低。
此外，如表3及表5～表8所示，本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5、no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)均為700℃以下，更詳細(xì)而言為670℃以下。
特別地，本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)均為650℃以下。另一方面，比較例(no.c1、no.f1)的玻璃的玻璃化點(diǎn)(tg)高于650℃。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.c1、no.f1)的玻璃相比，具有低玻璃化點(diǎn)(tg)，并且容易在較低的加熱溫度下進(jìn)行軟化。
此外，如表4所示，本發(fā)明實(shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃通過iso試驗(yàn)法得出的耐洗滌劑性(pr)均為1～3級，更詳細(xì)而言為1級。另一方面，比較例(no.d1)的玻璃其通過iso試驗(yàn)法得出的耐洗滌劑性(pr)為3級。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.d1)的玻璃相比，耐洗滌劑性優(yōu)異。
此外，本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)玻璃的λ70(透射率70％時(shí)的波長)均為500nm以下，更詳細(xì)而言為492nm以下，處于期望的范圍內(nèi)。
特別地，本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃的λ70均為450nm以下。另一方面，比較例(no.a1)的玻璃的λ70大于450nm。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃與比較例(no.a1)的玻璃相比，難以著色。
并且，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃的λ70(透射率70％時(shí)的波長)均為480nm以下。另一方面，比較例(no.b1)的玻璃的λ70大于480nm。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.b1)的玻璃相比，難以著色。
此外，本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5、no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃的λ70(透射率70％時(shí)的波長)均為450nm以下。另一方面，比較例(no.d1)的玻璃的λ70為500nm。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.d1)的玻璃相比，難以著色。
此外，實(shí)施例(no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃的λ70(透射率70％時(shí)的波長)均為470nm以下。另一方面，比較例(no.f1)的玻璃的λ70大于470nm。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.f1)的玻璃相比，難以著色。
此外，本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)玻璃的折射率(nd)均為1.70以上，更詳細(xì)而言為1.80以上，同時(shí)該折射率(nd)為2.20以下，更詳細(xì)而言為2.10以下，處于期望的范圍內(nèi)。特別地，實(shí)施例(no.c1～no.c5)的光學(xué)玻璃的折射率(nd)為1.86以上。并且，實(shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃的折射率(nd)為1.84以上。此外，實(shí)施例(no.e1～no.e14)的光學(xué)玻璃的折射率(nd)為1.90以上。此外，實(shí)施例(no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃的折射率(nd)為1.92以上。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5、no.c1～no.c5、no.d1～no.d5、no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃的折射率(nd)均為2.00以下。
此外，本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)均為10以上，更詳細(xì)而言為15以上，同時(shí)其阿貝數(shù)(vd)為25以下，處于期望的范圍內(nèi)。特別地，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)均為17以上。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5、no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)均為23以下。并且，實(shí)施例(no.c1～no.c5)的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)為24以下。
特別地，實(shí)施例(no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(vd)為20以下。另一方面，比較例(no.e1、no.f1)的玻璃的阿貝數(shù)(vd)大于20。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.e1、no.f1)的玻璃相比，具有高色散、低阿貝數(shù)(vd)。
并且，本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃其通過粉末法測定的化學(xué)耐久性(耐酸性)均為1～5等級，更詳細(xì)而言為1～2等級。另一方面，比較例(no.a1)的玻璃，其根據(jù)粉末法測定的化學(xué)耐久性(耐酸性)為4等級。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃與比較例(no.a1)的玻璃相比，耐酸性優(yōu)異。
此外，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃的平均線膨脹系數(shù)(α)均為150×10-7k-1以下，更詳細(xì)而言為100×10-7k-1以下。另一方面，比較例(no.b1)的玻璃的平均線膨脹系數(shù)(α)大于100×10-7k-1以下。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃與比較例(no.b1)的玻璃相比，平均線膨脹系數(shù)(α)小。
而且，對本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃進(jìn)行切削和研磨來形成預(yù)成形品，一邊將該預(yù)成形品放入模具加熱軟化，一邊對其進(jìn)行加壓成形，并對得到的成形體進(jìn)行研磨加工，從而能夠穩(wěn)定地將光學(xué)玻璃加工成各種透鏡的形狀。
此外，將本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃放入模具，一邊加熱光學(xué)玻璃使其軟化，一邊對其進(jìn)行加壓成形，對得到的成形體進(jìn)行研磨加工，從而能夠穩(wěn)定的將光學(xué)玻璃加工成各種透鏡的形狀。
此外，使用本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5、no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃形成精密加壓成形用預(yù)成形品，對精密加壓成形用預(yù)成形品進(jìn)行精密加壓成形加工，從而能夠穩(wěn)定地將光學(xué)玻璃加工成各種透鏡的形狀。
此外，對本發(fā)明實(shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃進(jìn)行切削和研磨來形成預(yù)成形品，一邊將該預(yù)成形品放入模具加熱使其軟化，一邊對其進(jìn)行加壓成形，并對得到的成形體進(jìn)行研磨加工，洗滌研磨加工后的玻璃，從而能夠穩(wěn)定地將光學(xué)玻璃加工成各種透鏡的形狀。
由此可知，本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)玻璃的折射率(nd)處于期望的范圍內(nèi)，同時(shí)具有高色散(低阿貝數(shù)vd)，并且對可見光區(qū)域波長的光的透明性高。
特別地，可知本發(fā)明實(shí)施例(no.a1～no.a7)的光學(xué)玻璃在玻璃形成時(shí)的耐失透性高，并且由玻璃制成研磨棒時(shí)玻璃中不易發(fā)生渾濁。
此外，可知本發(fā)明實(shí)施例(no.b1～no.b5)的光學(xué)玻璃易進(jìn)行研磨加工，并且即使玻璃發(fā)生溫度變化也難以引起膨脹或收縮。
此外，可知本發(fā)明實(shí)施例(no.c1～no.c5、no.e1～no.e14、no.f1～no.f5)的光學(xué)玻璃容易進(jìn)行低溫軟化。
此外，可知本發(fā)明實(shí)施例(no.d1～no.d5)的光學(xué)玻璃在制作預(yù)成形材料或光學(xué)元件時(shí)容易進(jìn)行洗滌。
以上，以示例為目的對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本實(shí)施例僅以示例為目的，可以理解為本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不超出本發(fā)明的思想及范圍而進(jìn)行許多改變。