光学玻璃和光学产品的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种光学玻璃，它具有高折射性和低色散光学特性并且具有低的玻璃转变点，使得热处理窑炉可长期运行。本发明专利技术提供了一种光学玻璃，这种玻璃具有的折射指数ｎｄ至少为１．８７５，阿贝值νｄ至少为３９．５，玻璃转变点Ｔｇ为７００℃或７００℃以下，一种硼硅酸盐光学玻璃，含有至少一种选自Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｇｄ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｙｂ↓［２］Ｏ↓［３］和至少一种选自ＺｒＯ↓［２］、Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］和Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］的组分，其中Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｇｄ↓［２］Ｏ↓［３］、Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｙｂ↓［２］Ｏ↓［３］总量与ＳｉＯ↓［２］和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］总量的重量比为３．２－５，ＺｒＯ↓［２］、Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］和Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］总量与ＳｉＯ↓［２］和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］总量的重量比为１．１－１．５，并且具有的折射指数ｎｄ至少为１．８７５，阿贝值νｄ至少为３９．５等光学玻璃。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

Method for producing optical glass and optical product

The invention discloses an optical glass, which has high refractive index and low astigmatism, and has low glass transition point, so that the heat treatment furnace can be operated for a long time. The present invention provides an optical glass, the glass has a refractive index nd of at least 1.875, Abbe value V D of at least 39.5, the glass transition point Tg is 700 DEG C or below 700 DEG C, a borosilicate glass, containing at least one selected from the group consisting of La: 2 O: 3, Gd 2: O: 3, Y: 2 O: 3 and Yb: 2 O: 3 and at least one selected from the group consisting of ZrO: 2, Ta: 2 O: 5 and Nb: 2 O: 5. Component, La: 2 O: 3, Gd: 2 O: 3, Y: 2 O: 3 and Yb: 2 O: 3 and SiO: 2 total: 2 O and B: 3 the total weight ratio. 3.2 - 5, ZrO - 2, Ta: 2: O: 5 and Nb: 2 O: 5 and 2 of total SiO down and B down 2 O: 3 of the total weight ratio of 1.1 to 1.5, and the refractive index is nd at least 1.875, Abbe value of at least 39.5 V D optical glass.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学玻璃、由该玻璃制成的玻璃预成形体、一种光学产品和光学产品的生产方法。更具体地说，本专利技术涉及这样的一种玻璃，它具有高折射性和低色散光学特性、具有低玻璃转变点和使热处理炉长期稳定运行，涉及由上述光学玻璃制成并适合于形成各种光学产品的玻璃预成形体、由上述光学玻璃制成的光学产品，和上述光学产品的生产方法。一般来说，具有高折射性和低色散光学特性的光学玻璃含有大量的La2O3、Gd2O3、Y2O3、Ta2O5、ZrO2等，为的是获得高折射指数和低色散特性，例如，正如在JP-A-54-90218和JP-B-54-6042中描述的，玻璃网络形成组分例如B2O3和SiO2含量较少，便于上述光学玻璃很容易发生结晶化。由于能稳定生产的玻璃的组成范围受到限制，市售的具有高折射指数和低色散的光学玻璃的玻璃转变点Tg高于720℃。表1列出了高折射性低色散光学玻璃的特性，示于由光学玻璃制造商提供的小册子中。表1 常规的高折射低色散玻璃具有极高的粘滞流动温度，正如典型的由玻璃转变点Tg所示的，例如，其退火处理的温度要求达到710℃或更高。大部分用于玻璃退火的窑炉通常是由不锈钢板制成的，这种材料的变形温度大约为700℃。因此，若在高于710℃的温度下进行退火时，所带来的问题是上述不锈钢板发生变形，使得窑炉难以长时间运行。此外，通过预热压生产透镜材料也要求温度很高，导致热处理窑炉不久变形，阻碍了稳定的生产。同时，当玻璃的转变点Tg为700℃或低于700℃时，可以实现稳定地生产，而不会对便利的运行造成任何特别的负担。在这种情况下，本专利技术的第一个目的是提供一种具有高折射低色散光学特性、低玻璃转变点和使热处理窑炉长期稳定运行的光学玻璃。本专利技术的第二个目的是提供一种用上述光学玻璃制备并且适合于制成各种光学产品的玻璃预成形体，和一种由上述光学玻璃制备的光学产品。本专利技术的第三个目的是提供一种用上述光学玻璃有效生产光学产品的方法。为了开发具有上述特性的光学玻璃，本专利技术人对构成玻璃组分的组成对光学特性、热性能和抗失透性(devitrification resistance)的影响进行了深入的研究。结果发现通过控制La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3总量与SiO2和B2O3总量的比例和ZrO2、Ta2O5和Nb2O5总量与SiO2和B2O3总量的比例，使得该比值限定在具体的范围内，或通过形成具有具体玻璃组成的玻璃，就可以获得具有高折射性和低色散光学特性和玻璃转变点达700℃或700℃以下的光学玻璃，从而实现本专利技术的第一个目的。此外，还发现本专利技术的上述第二个目的可通过玻璃预成形体和一种由上述光学玻璃制备的光学产品实现。进一步地发现由上述光学玻璃制备的光学产品可采用具体的步骤有效地生产，从而可实现本专利技术的上述第三个目的。基于上述发现完成了本专利技术。即本专利技术包括(1)一种折射指数nd至少为1.875，阿贝值vd至少为39.5和玻璃转变点Tg达700℃或700℃以下的光学玻璃(下文也称为“本专利技术的光学玻璃I”)，(2)一种是硼硅酸盐玻璃的光学玻璃，含有至少一种选自La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3和至少一种选自ZrO2、Ta2O5和Nb2O5的组分，其中La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3总量与SiO2和B2O3总量的比例(重量比)为3.2—5，ZrO2、Ta2O5和Nb2O5总量与SiO2和B2O3总量的比例(重量比)为1.1—1.5，并且具有的折射指数nd至少为1.875，阿贝值vd至少为39.5(下文也称为“本专利技术的光学玻璃II”)，(3)一种是硼硅酸盐玻璃的光学玻璃，含有至少一种选自La2O3、Gd2O3、Y2O3或Yb2O3和至少一种选自ZrO2、Ta2O5或Nb2O5和ZnO的组分，其中La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3总量与SiO2和B2O3总量的比例(重量比)为2—5，ZrO2、Ta2O5和Nb2O5总量与SiO2和B2O3总量的比例(重量比)为0.5—3，和ZnO与SiO2和B2O3总量的比例(重量比)至少为0.14，并且具有的折射指数nd至少为1.875，阿贝值vd至少为39.5(下文也称为“本专利技术的光学玻璃III”)，(4)一种光学玻璃，具有如下的玻璃组成(按重量％计)3—10％SiO2、7—15％B2O3、30—60％La2O3、2—8％ZrO2和13—19％Ta2O5，其中SiO2和B2O3的总量占14—20％，上述组分的总量至少为95％(下文也称为“本专利技术的光学玻璃IV”)，(5)由上述任一种玻璃I—IV制备的玻璃预成形体，(6)由上述任一种玻璃I—IV制备的光学产品，(7)由上述任一种光学玻璃I—IV制成的光学产品的生产方法，其中包括熔融玻璃原料和直接模压熔融玻璃的步骤，和(8)一种光学产品的生产方法，其中包括在加热下软化由上述任一种光学玻璃I—IV制成的玻璃预成形体并模压经加热软化的玻璃预成形体。本专利技术的光学玻璃包括4个实施方案，即四种光学玻璃I—IV。首先，光学玻璃I是一种高折射低色散的光学玻璃，具有较低的玻璃转变点和折射指数nd至少为1.875，阿贝值vd至少为39.5，玻璃转变点Tg达700℃或700℃以下。上述光学玻璃I优选包括一种硼硅酸盐玻璃，含有至少一种选自La2O3、Gd2O3、Y2O3或Yb2O3和至少一种选自ZrO2、Ta2O5和Nb2O5的组分，其中La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3总量与SiO2和B2O3总量的比例为2—4，ZrO2、Ta2O5和Nb2O5总量与SiO2和B2O3总量的比例为1—2。在上述光学玻璃I的组成中，当La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3总量与SiO2和B2O3总量的重量比小于2时，难以获得一种具有高折射指数和高阿贝值的光学玻璃，这是本专利技术的一个目的。与La2O3和Gd2O3相比，改善分散性的ZnO的含量受到了限制，结果，难以获得具有足以大批量生产的玻璃转变点的光学玻璃。另一方面，如果上述重量比高于4，那么抗失透性差，难以获得稳定的大批量生产的玻璃。因此，La2O3、Gd2O3、Y2O3和Yb2O3总量与SiO2和B2O3总量的重量比优选在2—4的范围内，更优选在3—4的范围内，特别优选在3.1—3.7的范围内。此外，如果ZrO2、Ta2O5和Nb2O5总量与SiO2和B2O3总量的比例小于1，那么难以获得在本专利技术中所期望具有的高折射指数和大批生产的稳定性的光学玻璃。另一方面，如果该值高于2，那么阿贝值vd降低，就难以获得一种低色散的光学玻璃，这种玻璃是本专利技术的最终产品。因此，ZrO2、Ta2O5和Nb2O5总量与SiO2和B2O3总量的重量比优选在1—2的范围内，优选在1.1—1.5的范围内，更优选在1.2—1.4的范围内。上述光学玻璃I还可含有ZnO。ZnO与SiO2和B2O3总量的重量比例优选大于0，但不大于2，更优选大于0但不大于1，特别优选在0.1—0.5之间。如果重量比落在上述围内，那么玻璃就具有高折射性和低色散性(折射指数对波长的依赖性小)，另外，会改善玻璃的抗失透性和降低玻璃的粘滞流动温度。对于优选的组成，本专利技术的光学玻璃I具有的玻璃组成(a)含有(按重量％计)3—10％SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学玻璃，具有的折射指数ｎｄ至少为１．８７５，阿贝值ｖｄ至少为３９．５，玻璃转变点Ｔｇ为７００℃或７００℃以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：立和名一雄，
申请(专利权)人：保谷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]