光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具有期望的高穩(wěn)定性及高色散（低阿貝數(shù)）的光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法。所述光學(xué)玻璃相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾%計(jì)，含有20%以上且45%以下的P2O5成分、15%以上且60%以下的Nb2O5成分、總量為5%以上且50%以下ZnO成分和MgO成分，該光學(xué)玻璃的折射率為1.75以上，阿貝數(shù)為10以上且35以下。該光學(xué)玻璃優(yōu)選以摩爾%計(jì)含有總量為0.1%以上且20%以下的SiO2成分及Al2O3成分中的一種或兩種成分。
【專利說明】光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，使用光學(xué)系統(tǒng)的儀器的數(shù)字化及高清晰化急速發(fā)展，對(duì)于在以數(shù)碼相機(jī)及攝像機(jī)等攝影儀器為代表的各種光學(xué)儀器中使用的透鏡等光學(xué)元件的高精度化、輕量及小型化的要求越發(fā)強(qiáng)烈。
[0003]在制作光學(xué)元件的光學(xué)玻璃中，尤其是可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件的輕量化及小型化的、具有高折射率(nd)和低阿貝數(shù)(vd)的高折射率玻璃的需求非常高。作為這樣的高折射率玻璃，例如，專利文獻(xiàn)I中記載的光學(xué)玻璃具有21以上且低于31的阿貝數(shù)，專利文獻(xiàn)2中記載的光學(xué)玻璃具有 22以上且低于25的阿貝數(shù)。
_4] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平8-157231號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2001-58845號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:日本特開2003-238197號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:日本特開2003-321245號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)5:日本特開2003-335549號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)6:日本特開2005-154248號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)7:日本特開2009-143801號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)8:日本特開2010-83701號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)9:日本特開2011-57509號(hào)公報(bào)
[0015]專利文獻(xiàn)10:中國(guó)專利公開101134641號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]然而，對(duì)專利文獻(xiàn)I~專利文獻(xiàn)10所記載的光學(xué)玻璃而言，雖然阿貝數(shù)低，但是穩(wěn)定性難以稱之為高，有可能發(fā)生失透等。
[0018]因此，本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供具有期望的高穩(wěn)定性及高色散(低阿貝數(shù))的光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法。
[0019]用于解決問題的方案
[0020]本發(fā)明人為了解決上述問題進(jìn)行了深入的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過以規(guī)定的平衡保持并含有規(guī)定量的P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及MgO成分，可提高穩(wěn)定性、提高色散，從而完成了本發(fā)明。具體而言，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案。
[0021](I) 一種光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有20%以上且45%以下的P2O5成分、15%以上且60%以下的Nb2O5成分、總量為5%以上且50%以下的ZnO成分和MgO成分，所述光學(xué)玻璃的折射率為1.75以上，阿貝數(shù)為10以上且35以下。
[0022](2)根據(jù)(I)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有總量為0.1%以上且20%以下的SiO2成分及Al2O3成分中的一種或兩種成分。
[0023](3)根據(jù)(I)或(2)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有0%以上且40%以下的TiO2成分。
[0024](4)根據(jù)(I)~(3)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有0%以上且25%以下的R2O成分，R2O/ (ZnO + MgO)為2.0以下。
[0025]其中，R為選自由L1、Na及K組成的組中的一種以上元素。
[0026](5)根據(jù)(I)~(4)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有0%以上且25%以下的MO成分，MO/ (ZnO + MgO)為0.5以下。
[0027]其中，M為選自由Ca、Sr及Ba組成的組中的一種以上元素。
[0028](6) 一種光學(xué)元件，其由(I)~(5)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成。
[0029](7) 一種玻璃成型體的制造方法，其使用(I)~(6)中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，在模具內(nèi)對(duì)軟化過的前述光學(xué)玻璃進(jìn)行壓制成型。
[0030]發(fā)明的效果
[0031]根據(jù)本發(fā)明，可以提供通過以規(guī)定的平衡保持并含有規(guī)定量的P2O5成分、Nb2O5成分、ZnO成分及MgO成分而具有期望的高穩(wěn)定性及高色散的光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1為表示實(shí)施例1的光學(xué)玻璃的透射率特性的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明的光學(xué)玻璃相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)含有20%以上且45%以下的P2O5成分、15%以上且60%以下的Nb2O5成分、總量為5%以上且50%以下的ZnO成分和MgO成分，所述光學(xué)玻璃的折射率為1.75以上，阿貝數(shù)為10以上且35以下。通過含有規(guī)定量的P2O5成分、Nb2O5成分及TiO2成分，光學(xué)玻璃的對(duì)可見光的透射率的降低被抑制、色散得到提高。此外，通過減少光學(xué)玻璃中含有的Sb2O3成分，對(duì)環(huán)境的影響減輕、在玻璃表面的凹凸及霧濁減少。因此，可以提供具有期望的高透射率及高色散且能夠減少表面的凹凸及霧濁的光學(xué)玻璃、光學(xué)元件及玻璃成型體的制造方法。
[0034]以下，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明，但本發(fā)明不受以下實(shí)施方式的任何限定，可在本發(fā)明的目的范圍內(nèi)加以適當(dāng)變更來實(shí)施。需要說明的是，關(guān)于說明重復(fù)的地方，有時(shí)會(huì)適當(dāng)省略說明，但是并非限定發(fā)明的主旨。
[0035]玻璃成分
[0036]以下敘述構(gòu)成本發(fā)明的光學(xué)玻璃的各成分的組成范圍。在本說明書中，在沒有特別限定的情況下，各成分的含有率全部用相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量的摩爾％來表示。此處，“以氧化物換算的組成”是指:假定作為本發(fā)明的玻璃構(gòu)成成分的原料而使用的氧化物、復(fù)合鹽及金屬氟化物等在熔融時(shí)全部分解而向氧化物轉(zhuǎn)變的情況下，以該生成氧化物的總物質(zhì)的量作為100摩爾％來表示玻璃中所含有的各成分的組成。
[0037]關(guān)于必需成分、任意成分
[0038]接著，對(duì)作為本發(fā)明的光學(xué)玻璃而優(yōu)選使用的、玻璃的必需成分及任意成分進(jìn)行說明。
[0039]P2O5成分是玻璃形成成分，并且是降低玻璃的熔解溫度的必需成分。特別是，通過使P2O5成分的含有率為20%以上，耐失透性上升，可以容易地得到穩(wěn)定性高的玻璃。另一方面，通過使P2O5成分的含有率為45%以下，可以得到高折射率。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，P2O5成分的含有率優(yōu)選以20%為下限、更優(yōu)選以22%為下限、最優(yōu)選以24%為下限，優(yōu)選以45%為上限、更優(yōu)選以35%為上限、最優(yōu)選以32%為上限。P2O5成分可以通過使用例如Al (PO3) 3、Ca (PO3) 2、Ba (PO3) 2、BP04、H3PO4等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0040]Nb2O5成分是提高玻璃的折射率及色散的必需成分。特別是，通過使Nb2O5成分的含有率為15%以上，可以得到高折射率，并且可以得到期望的高色散。另一方面，通過使Nb2O5成分的含有率為60%以下，可以提高玻璃的穩(wěn)定性、可以提高耐失透性。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Nb2O5成分的含有率優(yōu)選以15%為下限、更優(yōu)選以20%為下限、最優(yōu)選以23%為下限，優(yōu)選以60%為上限、更優(yōu)選以50%為上限、最優(yōu)選以40%為上限。Nb2O5成分可以通過使用例如Nb2O5等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0041]SiO2成分在玻璃的熔融性、穩(wěn)定性及化學(xué)耐久性的提高上是有效的，因此是可以任意添加的成分。通過使其含量、特別是SiO2成分的含有率大于0%，可以提高玻璃的耐失透性。另一方面，通過使SiO2成分的含有率為15%以下，由SiO2成分導(dǎo)致的穩(wěn)定性的降低被抑制、可以容易地得到高折射率。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，SiO2成分的含有率優(yōu)選以15%為上限、更優(yōu)選以12%為上限、最優(yōu)選以10%為上限。SiO2成分可以通過使用例如Si02、K2SiF6、Na2SiF6等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0042]GeO2成分具有與上述的SiO2成分同樣的作用，因此是可以任意添加的成分。通過使GeO2成分的含有率為10%以下，可以減少材料成本。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，GeO2成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以5%為上限、最優(yōu)選以1%為上限。GeO2成分可以通過使用例如GeO2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0043]Al2O3成分在玻璃的熔融性、穩(wěn)定性及化學(xué)耐久性的提高上是有效的，因此可以任意添加。特別是，通過使Al2O3成分的含有率為15%以下，可以提高玻璃的熔融性并削弱玻璃的失透傾向。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Al2O3成分的含有率優(yōu)選超過0%，優(yōu)選以15%為上限、更優(yōu)選以10%為上限、最優(yōu)選以8%為上限。Al2O3成分可以通過使用例如A1203、A1 (OH) 3、A1F3等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0044]Ga2O3成分具有與上述的Al2O3成分同樣的效果，因此是可以任意添加的成分。通過使Ga2O3成分的含有率為10%以下，可以提高玻璃的耐失透性并降低材料成本。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Ga2O3成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以8%為上限、 最優(yōu)選以5%為上限。Ga2O3成分可以通過使用例如Ga203、GaF3等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0045]B2O3成分是提高玻璃的熔融性和耐失透性的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使B2O3成分的含有率低于10%，可以抑制由B2O3成分導(dǎo)致的玻璃穩(wěn)定性的降低。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，B2O3成分的含有率優(yōu)選設(shè)為低于10%,更優(yōu)選以5%為上限、最優(yōu)選以1%為上限。B2O3成分可以通過使用例如H3B03、Na2B4O7,Na2B4O7.10H20、BPO4等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0046]ZnO成分是降低玻璃的液相線溫度并提高玻璃的耐失透性的任意成分，并且是使對(duì)可見光的透射率難以降低的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使ZnO成分的含有率為50%以下，可以容易地得到高折射率及高色散。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，ZnO成分的含有率優(yōu)選以50為上限％、更優(yōu)選以45%為上限、最優(yōu)選以40%為上限。ZnO成分可以通過使用例如ZnO、ZnF2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0047]MgO成分是降低玻璃的液相線溫度并提高玻璃的耐失透性的任意成分，并且是使對(duì)可見光的透射率難以降低的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使MgO成分的含有率為45%以下，可以容易地得到高折射率及高色散。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，MgO成分的含有率優(yōu)選以50%為上限、更優(yōu)選以45%為上限、最優(yōu)選以40%為上限。MgO成分可以通過使用例如MgC03、MgF2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0048]CaO成分是 降低玻璃的液相線溫度并提高玻璃的耐失透性的任意成分，并且是使對(duì)可見光的透射率難以降低的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使CaO成分的含有率為25%以下，可以容易地得到高折射率及高色散，并且可以抑制玻璃的耐失透性及化學(xué)耐久性的降低。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，CaO成分的含有率優(yōu)選以25%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。CaO成分可以通過使用例如CaC03、CaF2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0049]SrO成分是降低玻璃的液相線溫度、提高玻璃的耐失透性的任意成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使SrO成分的含有率為25%以下，可以容易地得到高折射率及高色散，并且可以抑制玻璃的耐失透性及化學(xué)耐久性的降低。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，SrO成分的含有率優(yōu)選以25%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。SrO成分可以通過使用例如Sr (NO3) 2、SrF2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0050]BaO成分是提高玻璃的折射率并提高玻璃的耐失透性的任意成分，并且是使對(duì)可見光的透射率難以降低的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使BaO成分的含有率為25%以下，可以容易地得到高折射率及高色散，并且可以抑制耐失透性及化學(xué)耐久性的降低。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，BaO成分的含有率優(yōu)選以25%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。此處，特別是從能夠得到色散大(阿貝數(shù)小)的玻璃的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，BaO成分的含有率優(yōu)選為12.0%以下。BaO成分可以通過使用例如BaC03、Ba (NO3) 2、BaF2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0051]Li2O成分是提高玻璃的穩(wěn)定性和透明性并降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的任意成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使Li2O成分的含有率為25%以下，可以容易地得到高折射率，并且可以提高玻璃的穩(wěn)定性、減少失透等的發(fā)生。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Li2O成分的含有率優(yōu)選以25%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。Li2O成分可以通過使用例如Li2C03、LiN03、LiF等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0052]Na2O成分是提高玻璃的穩(wěn)定性和透明性并降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的任意成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使Na2O成分的含有率低于25%，可以容易地得到高折射率，并且可以提高玻璃的穩(wěn)定性、減少失透等的發(fā)生。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Na2O成分的含有率優(yōu)選設(shè)為低于25%，更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。Na2O成分可以通過使用例如Na2C03、NaNO3> NaF, Na2SiF6等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0053]K2O成分是提高玻璃的穩(wěn)定性和透明性并降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的任意成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使K2O成分的含有率為25%以下，可以容易地得到高折射率，并且可以提高玻璃的穩(wěn)定性、減少失透等的發(fā)生。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，K20成分的含有率優(yōu)選以25%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。K2O成分可以通過使用例如K2C03、KNO3> KF、KHF2, K2SiF6等作為原料而含于玻璃內(nèi)。 [0054]TiO2成分是提高玻璃的折射率及色散并提高玻璃的化學(xué)耐久性的任意成分。特別是，通過使TiO2成分的含有率為0%以上，可以得到高折射率，并且可以得到期望的高色散。另一方面，通過使TiO2成分的含有率為40%以下，可以提高玻璃的穩(wěn)定性和透明性。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，TiO2成分的含有率優(yōu)選以0%為下限、更優(yōu)選以1%為下限、進(jìn)一步優(yōu)選以3%為下限。另一方面，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，TiO2成分的含有率優(yōu)選以40%為上限、更優(yōu)選以35%為上限、最優(yōu)選以30%為上限。TiO2成分可以通過使用例如TiO2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0055]ZrO2成分是減少玻璃的著色、提高對(duì)短波長(zhǎng)的可見光的透射率并促進(jìn)穩(wěn)定的玻璃形成、提高玻璃的耐失透性的任意成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使ZrO2成分的含有率為10%以下，由于由ZrO2成分導(dǎo)致的折射率的降低被抑制，因此可以容易地得到期望的高折射率。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，ZrO2成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以8%為上限、最優(yōu)選以5%為上限。ZrO2成分可以通過使用例如ZrO2, ZrF4等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0056]Ta2O5成分是提高玻璃的折射率的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使Ta2O5成分的含有率為10%以下，可以使玻璃難以失透。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Ta2O5成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以8%為上限、最優(yōu)選以5%為上限。Ta2O5成分可以通過使用例如Ta2O5等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0057]WO3成分是提高玻璃的折射率、提高玻璃的色散的任意成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使WO3成分的含有率為10%以下，可以提高玻璃的耐失透性并抑制對(duì)短波長(zhǎng)的可見光的玻璃的透射率的降低。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，WO3成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以5%為上限、最優(yōu)選以1%為上限。WO3成分可以通過使用例如WO3等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0058]Y2O3成分是提高玻璃的折射率、對(duì)色散的調(diào)整具有巨大效果的成分，是本發(fā)明的光學(xué)玻璃中的任意成分。特別是，通過使Y2O3成分的含有率為10%以下，可以抑制玻璃的耐失透性的降低并抑制玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)的上升。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Y2O3成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以8%為上限、最優(yōu)選以5%為上限。Y2O3成分可以通過使用例如Y203、YF3等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0059]La2O3成分是提高玻璃的折射率、并且對(duì)色散的調(diào)整具有巨大的效果的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使La2O3成分的含有率為10%以下，可以增大玻璃的色散，并且可以提高玻璃的耐失透性。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，La2O3成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以8%為上限、最優(yōu)選以5%為上限。La2O3成分可以通過使用例如La203、La(N03)3.XH2O (X為任意整數(shù))等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0060]Gd2O3成分是提高玻璃的折射率、并且對(duì)色散的調(diào)整具有巨大的效果的成分，是玻璃中的任意成分。特別是，通過使Gd2O3成分的含有率為10%以下，可以增大玻璃的色散、并且可以提高玻璃的耐失透性。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Gd2O3成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以8%為上限、最優(yōu)選以5%為上限。Gd2O3成分可以通過使用例如Gd203、GdF3等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0061]Bi2O3成分是提高玻璃的折射率及色散的成分、是本發(fā)明的光學(xué)玻璃中的任意成分。特別是，通過使Bi2O3成分的含有率為10%以下，玻璃的穩(wěn)定性得到提高，因此可以抑制耐失透性的降低，并且可以抑制玻璃的透射率的降低。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，Bi2O3成分的含有率優(yōu)選以10%為上限、更優(yōu)選以5%為上限、最優(yōu)選設(shè)為低于1%。
[0062]TeO2成分是玻璃形成成分、是提高玻璃的折射率及色散并提高透射率的任意成分。特別是，通過使TeO2成分的含有率超過0%，玻璃的色散及折射率得到提高，因此可以得到期望的阿貝數(shù)(vd)及折射率。另一方面，通過使TeO2成分的含有率為30.0%以下，可以降低玻璃的液相線溫度、提高玻璃形成時(shí)的耐失透性。此外，若大量含有會(huì)使耐摩耗性惡化。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，TeO2成分的含有率優(yōu)選以0%為下限、更優(yōu)選以0.5 %為下限、最優(yōu)選以1%為下限。此外，該TeO2成分的含有率優(yōu)選以30%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以低于5%為上限。TeO2成分可以通過使用例如TeO2等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0063]SnO2成分是減少熔融玻璃的氧化而使熔融玻璃澄清、并且使對(duì)玻璃的光照射的透射率難以惡化的成分，是本發(fā)明的光學(xué)玻璃中的任意成分。特別是，通過使SnO2成分的含量為6%以下，可以使由熔融玻璃的還原導(dǎo)致的玻璃的著色、玻璃的失透難以產(chǎn)生。此外，由于SnO2成分與熔解設(shè)備(特別是Pt等貴金屬)的合金化減少，因此可以實(shí)現(xiàn)熔解設(shè)備的長(zhǎng)壽命化。因此，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，SnO2成分的含量?jī)?yōu)選以6%為上限、更優(yōu)選以5%為上限、最優(yōu)選以4%為上限。SnO2成分可以通過使用例如SnO、SnO2,SnF2, SnF4等作為原料而含于玻璃內(nèi)。
[0064]Sb2O3成分是提高對(duì)短波長(zhǎng)的可見光的玻璃的透射率的成分，并且是在熔融玻璃時(shí)具有脫泡效果的成分，是本發(fā)明的光學(xué)玻璃中的任意成分。此處，通過使Sb2O3成分的含量為1.0%以下，玻璃熔融時(shí)的過度的發(fā)泡難以產(chǎn)生，因此可以使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。因此，Sb2O3成分的含量?jī)?yōu)選以1.0%為上限、更優(yōu)選以
0.9%為上限、進(jìn)一步優(yōu)選以0.8%為上限。特別是，即便是在少量含有Sb2O3成分的情況下，Sb2O3成分也會(huì)從熔融玻璃揮發(fā)而以雜質(zhì)的形式附著于模具，因此會(huì)成為在玻璃成型體的表面上產(chǎn)生凹凸及霧濁的原因。所以，通過使Sb2O3成分的含量為0.7%以下，作為雜質(zhì)的主要成分的Sb成分被從玻璃中去除，由此附著于模具的雜質(zhì)減少，因此可減少在玻璃成型體的表面形成的凹凸及霧濁。因此，Sb2O3成分的含量?jī)?yōu)選以0.7%為上限、更優(yōu)選以0.6%為上限、進(jìn)一步優(yōu)選以0.5%為上限。對(duì)本發(fā)明而言，尤其是使用實(shí)質(zhì)上不含Sb成分的玻璃是最優(yōu)選的。在提高壓制成型溫度時(shí)，在模具上的雜質(zhì)的形成變得顯著，因此實(shí)質(zhì)上不含Sb成分所帶來的效果變得顯著。
[0065]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有總量為5%以上且50%以下的ZnO成分和MgO成分。
[0066]由此，具有玻璃的熔融性、穩(wěn)定性及透明性顯著地上升且容易得到期望的光學(xué)常數(shù)的效果。因此，ZnO成分和MgO成分以總量計(jì)優(yōu)選以5%為下限、更優(yōu)選以7%為下限、最優(yōu)選以9%為下限、優(yōu)選以50%為上限、更優(yōu)選以45%為上限、最優(yōu)選以40%為上限。
[0067]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有總量為0.1%以上且20%以下的SiO2成分及Al2O3成分中的一種或兩種成分。 [0068]由此，具有玻璃的熔融性、穩(wěn)定性及化學(xué)耐久性大幅提高的效果。因此，SiO2成分及Al2O3成分中的一種或兩種成分以總量計(jì)優(yōu)選以0.5%為下限、更優(yōu)選以1%為下限、最優(yōu)選以3%為下限，優(yōu)選以20%為上限、更優(yōu)選以15%為上限、最優(yōu)選以10%為上限。
[0069]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有0%以上且30%以下的R2O成分。此處，R為選自由L1、Na、及K組成的組中的一種以上元素。
[0070]由此，具有玻璃的熔融性、穩(wěn)定性及透明性上升且容易得到具有更低的Tg的玻璃的效果。因此，R2O成分以總量計(jì)優(yōu)選以30%為上限、更優(yōu)選以25%為上限、最優(yōu)選以20%為上限。
[0071]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，R2O/ (ZnO+ MgO)優(yōu)選為2.0以下。此處，R為選自由L1、Na、及K組成的組中的一種以上元素。
[0072]由此，可以制造穩(wěn)定性更高的光學(xué)玻璃。因此，R2O/ (ZnO + MgO)優(yōu)選以2.0%為上限、更優(yōu)選以1.5%為上限、最優(yōu)選以0.8%為上限。
[0073]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選含有0%以上且30%以下的MO成分。此處，M為選自由Ca、Sr、及Ba組成的組中的一種以上元素。
[0074]由此，可以制造穩(wěn)定性更高的光學(xué)玻璃。因此，MO成分優(yōu)選以30%為上限、更優(yōu)選以20%為上限、最優(yōu)選以15%為上限。
[0075]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，MO/(ZnO+ MgO)優(yōu)選為0.5以下。此處，M為選自由Ca、Sr、及Ba組成的組中的一種以上元素。
[0076]由此，可以制造穩(wěn)定性更高的光學(xué)玻璃。因此，MO/ (ZnO + MgO)優(yōu)選以0.5%為上限、更優(yōu)選以0.45%為上限、最優(yōu)選以0.4%為上限。
[0077]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選的是:(I)含有20%以上且45%以下的P2O5成分、15%以上且60%以下的Nb2O5成分、總量為5%以上且50%以下的ZnO成分和MgO成分，所述光學(xué)玻璃的折射率為1.75以上、阿貝數(shù)為10以上且35以下，(2)相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，SiO2成分及Al2O3成分中的一種或兩種的成分的總量為
0.1%以上且20%以下。
[0078]由此，可以制造穩(wěn)定性和透明性高的光學(xué)玻璃。
[0079]關(guān)于不應(yīng)含有的成分
[0080]接著，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃中不應(yīng)含有的成分、及不優(yōu)選含有的成分進(jìn)行說明。[0081]在本發(fā)明的光學(xué)玻璃中，可以在不損害本申請(qǐng)發(fā)明的玻璃的特性的范圍內(nèi)根據(jù)需要添加其它成分。
[0082]但是，對(duì)V、Cr、Mn、Fe、Co、N1、Cu、Ag及Mo等各過渡金屬成分而言，即便在分別單獨(dú)或復(fù)合地少量含有的情況下，也具有使玻璃著色、在可見光區(qū)的特定的波長(zhǎng)處產(chǎn)生吸收的性質(zhì)，因此特別是在使用可見光區(qū)域的波長(zhǎng)的光學(xué)玻璃中，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含有。
[0083]進(jìn)而，PbO等鉛化合物及As2O3等砷化合物、以及Th、Cd、Tl、Os、Be及Se的各成分近年來有作為有害的化學(xué)物質(zhì)而控制使用的傾向，不僅在玻璃的制造工序中，在加工工序乃至產(chǎn)品化后的處理中都需要環(huán)境對(duì)策上的措置。因此，在重視環(huán)境上的影響的情況下，除了不可避免的混入外，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含有這些成分。由此，光學(xué)玻璃中實(shí)質(zhì)上不含有污染環(huán)境的物質(zhì)。因此，即使不尋求特別的環(huán)境對(duì)策上的措置也可以對(duì)該光學(xué)玻璃進(jìn)行制造、加工及廢棄。
_4] 光學(xué)玻璃的物性
[0085]本發(fā)明的光學(xué)玻璃具有高折射率(nd)、并且具有規(guī)定的色散。特別是，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的折射率Ud)優(yōu)選以1.75為下限、更優(yōu)選以1.80為下限、最優(yōu)選以1.84為下限，優(yōu)選以2.20為上限、更優(yōu)選以2.10為上限、最優(yōu)選以2.02為上限。此外，本發(fā)明的光學(xué)玻璃的阿貝數(shù)(V d)優(yōu)選以10為下限、更優(yōu)選以13為下限、最優(yōu)選以17為下限、優(yōu)選以35為上限、更優(yōu)選以30為上限、最優(yōu)選以24為上限。由此，即便拓展光學(xué)設(shè)計(jì)的自由度、進(jìn)一步謀求元件的薄型化，也可以得到大的光的折射量。
[0086]此外，雖然為光學(xué)玻璃時(shí)需要著色少，但本發(fā)明的玻璃由于組成而存在成型時(shí)發(fā)生著色的情況。然而，其后通過在玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)附近的溫度下進(jìn)行4小時(shí)以上熱處理，該著色會(huì)消失，可以得到滿足應(yīng)用的透明的玻璃。特別是，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃而言，在以玻璃的透射率表示時(shí)，用厚度IOmm的樣品顯示分光透射率70%的波長(zhǎng)(λ 7(|)為500nm以下、更優(yōu)選為480nm以下、最優(yōu)選為450nm以下。由此，可見光區(qū)中的玻璃的透明性得到提高，因此可以將該光學(xué)玻璃作為透鏡等光學(xué)元件的材料使用。需要說明的是，在本發(fā)明中，雖然將玻璃材料熔融、緩慢冷卻之后進(jìn)行熱處理而得到的玻璃具有上述的透射率即可，但從不需要進(jìn)行熱處理來抑制玻璃的著色的觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行熱處理之前的玻璃的透射率具有上述的透射率是更優(yōu)選的。
[0087]玻璃成型體的制造方法
[0088]本發(fā)明的光學(xué)玻璃例如通過如下方式制作。即，以各成分在規(guī)定的含有率的范圍內(nèi)的方式均勻地混合上述原料，將制作的混合物投入到石英坩堝或氧化鋁坩堝中、進(jìn)行粗熔融之后，投入到金坩堝、鉬坩堝、鉬合金坩堝或銥坩堝中，在1250~1500°C的溫度范圍熔融，攪拌均化進(jìn)行消泡等，然后降低至適當(dāng)?shù)臏囟?，然后澆注到模具中，進(jìn)行緩慢冷卻，由此制作。
[0089]關(guān)于由這樣制作的光學(xué)玻璃制成光學(xué)元件的手段，可以使用在進(jìn)行再熱壓制之后進(jìn)行磨削及研磨的方法，或者制成預(yù)成型坯、進(jìn)行模壓的方法。
[0090]特別是，在進(jìn)行模壓時(shí)，通過將由本發(fā)明的光學(xué)玻璃形成的預(yù)成型坯在例如由包括上模、下模、套模的模具部件構(gòu)成的模具中進(jìn)行加熱，從而使其軟化、進(jìn)行壓制成型。此處，關(guān)于模具的母材材質(zhì)以及在模具的成型面形成的保護(hù)膜的材質(zhì)，只要為不在軟化的預(yù)成型坯中熔解的材質(zhì)就沒有特別限定，可使用公知的材質(zhì)。其中，模具的母材的材質(zhì)優(yōu)選為碳化鎢(WC)、碳化硅(SiC)或者不銹鋼合金等公知的模具材料，保護(hù)膜的材質(zhì)優(yōu)選最表面層包含選自由 Pt、Au、Ir、N1、Cr、Mo、Rh、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Re及C組成的元素組中的至少一種以上元素的材質(zhì)。通過由這樣的材料制作模具的母材，模具的母材變得難以變形，因此可以實(shí)現(xiàn)模具的長(zhǎng)壽命化。其中，從加工的容易性出發(fā)，可以在模具的母材中使用不銹鋼合金等金屬。此外，通過利用選自由Pt、Au、Ir、N1、Cr、Mo、Rh、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Re 及 C 組成的元素組中的至少一種以上的元素制作保護(hù)膜的最表面層，軟化的玻璃與保護(hù)膜的反應(yīng)被抑制，因此可進(jìn)一步減少雜質(zhì)向保護(hù)膜的附著。此外，預(yù)成型坯的軟化并不限定于利用在模具內(nèi)的加熱而進(jìn)行的方式。
[0091]壓制成型例如按照以下的步驟來進(jìn)行。在套模的貫通孔內(nèi)插入的下模的成型面的中心配置預(yù)成型坯之后，在套模的貫通孔內(nèi)插入上模。此時(shí)，下模的成型面和上模的成型面以相對(duì)的方式設(shè)置。接著，通過將預(yù)成型坯和模具一起加熱，構(gòu)成預(yù)成型坯的玻璃軟化，結(jié)果通過用上模和下模對(duì)預(yù)成型坯進(jìn)行加壓來進(jìn)行壓制。由此，預(yù)成型坯在由合模的上模、下模及套模圍成的模腔的內(nèi)部被擠壓延伸，因此可以將玻璃充填到模腔的內(nèi)部。即，可以將模腔的內(nèi)表面的形狀轉(zhuǎn)印到玻璃上。
[0092]此處，模具以模腔成為規(guī)定的形狀的方式精密地形成合模狀態(tài)中的上模、下模及套模的各成型面的相對(duì)位置、以及成型面的法線所呈的角度。此外，至利用模具進(jìn)行的壓制完成為止，以上模及下模的朝向?yàn)橄嗷ハ鄬?duì)、并且上模及下模的中心軸一致的方式精確地維持。由此，可制作光學(xué)功能面及位置決定基準(zhǔn)面相互以高精度的位置關(guān)系及角度形成的玻璃成型體。
[0093]光學(xué)元件的制作
[0094]本發(fā)明的光學(xué)玻璃在各種光學(xué)元件及光學(xué)設(shè)計(jì)中都是有用的，其中，特別優(yōu)選對(duì)本發(fā)明的光學(xué)玻璃進(jìn)行壓制成型來制作透鏡、棱鏡及鏡子等光學(xué)元件。由此，將所得到的光學(xué)元件用于如照相機(jī)及 投影儀等那樣的使可見光透過的光學(xué)儀器時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高清晰且高精度的成像特性，而且可以實(shí)現(xiàn)這些光學(xué)儀器中的光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
[0095]實(shí)施例
[0096]在表1~表3中示出本發(fā)明的實(shí)施例(N0.1~N0.32)的組成(摩爾％)、折射率(nd)、阿貝數(shù)(V d)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(°C)、變形點(diǎn)(At、°C)、及線膨脹系數(shù)(10_7/K)的測(cè)定結(jié)果。需要說明的是，以下的實(shí)施例僅用于例示，本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例。
[0097]本發(fā)明的實(shí)施例(N0.1~N0.32)的光學(xué)玻璃作為各成分的原料均選取了各自相應(yīng)的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氟化物、氫氧化物、偏磷酸化合物等通常的光學(xué)玻璃所使用的高純度原料，按照表1~表3中示出的各實(shí)施例的組成的比例進(jìn)行秤量并均勻地混合之后，投入到石英坩堝或鉬坩堝中，根據(jù)玻璃組成的熔融難易度用電爐于1300~1450°C的溫度范圍進(jìn)行熔融，攪拌均化之后澆注到模具中，制作試驗(yàn)片。
[0098]關(guān)于比較例的光學(xué)玻璃，其采用了相對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例(N0.1~N0.32)將ZnO成分和MgO成分設(shè)為0%的組成，但未玻璃化。
[0099]此處，實(shí)施例(N0.1~N0.32)的玻璃的折射率(nd)及阿貝數(shù)(vd)是按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)J0GIS01-2003測(cè)定的。需要說明的是，作為在本測(cè)定中使用的玻璃，使用了退火條件為將緩慢冷卻降溫速度設(shè)定為_25°C /小時(shí)、并在緩慢冷卻爐中進(jìn)行處理而的得到的玻璃。
[0100]此外，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(V )、變形點(diǎn)(At、V )是利用熱膨脹曲線求出的，所述熱膨脹曲線是按照日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)J0GIS08-2003“光學(xué)玻璃的熱膨脹的測(cè)定方法”、測(cè)定上述的溫度和試樣的伸長(zhǎng)率而得到的。
[0101]關(guān)于線膨脹系數(shù)(10_7/κ)，根據(jù)日本光學(xué)硝子工業(yè)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)J0GIS08-2003 “光學(xué)玻
璃的熱膨脹的測(cè)定方法”求出了 100~300°C下的平均線膨脹系數(shù)。復(fù)I
[0102]
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有20%以上且45%以下的P2O5成分、15%以上且60%以下的Nb2O5成分、總量為5%以上且50%以下的ZnO成分和MgO成分，所述光學(xué)玻璃的折射率為1.75以上，阿貝數(shù)為10以上且35以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有總量為0.1%以上且20%以下的SiO2成分及Al2O3成分中的一種或兩種成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的光學(xué)玻璃，其中，相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有0%以上且40%以下的TiO2成分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~權(quán)利要求3中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其中,相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有0%以上且25%以下的R2O成分，R2O/(ZnO + MgO)為 2.0 以下， 其中，R為選自由L1、Na及K組成的組中的一種以上元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~權(quán)利要求4中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃,其中,相對(duì)于以氧化物換算的組成的玻璃的總物質(zhì)的量，以摩爾％計(jì)，含有0%以上且25%以下的MO成分，MOAZnO +MgO)為0.5以下， 其中，M為選自由Ca、Sr、及Ba組成的組中的一種以上元素。
6.一種光學(xué)兀件，其由權(quán)利要求1~權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃形成。
7.—種玻璃成型體的制造方法,其使用權(quán)利要求1~權(quán)利要求6中的任一項(xiàng)所述的光學(xué)玻璃，在模具內(nèi)對(duì)軟化的所述光`學(xué)玻璃進(jìn)行壓制成型。
【文檔編號(hào)】C03C3/062GK103663961SQ201310389532
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月30日
【發(fā)明者】傅杰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原