一種紫外線截止玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種紫外線截止玻璃及其制造方法，所述紫外線截止玻璃不含鉛、鎘、砷，且以重量百分比含有以下化合物：SiO2：40～55％；B2O3：21～32％；Al2O3：1～7％；∑R2O：5～15％，其中R為Na+或K+；Nd2O3：2～9％；CuO：0.1～1％；Ni2O3：0.05～0.8％；RX：0.5～5％，其中R為Na+或K+，X為F-、Cl-、Br-或I-；Fe：0.1～1％；Sb2O3：0～0.5％，以上各組分之和大于99.5％。所述紫外線截止玻璃在其樣品厚度為1mm的測試條件下，410nm以下的透過率皆為0，在450nm處的透過率T450＞70％，在585nm處的透過率T585＜30％，并且在450nm、500nm和540nm處的透過率滿足T540＞T500＞T450，可見光透過率在70％以上，且玻璃顏色為暗棕色，能夠?qū)崿F(xiàn)全面防護(hù)紫外線輻射。
【專利說明】一種紫外線截止玻璃

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紫外線截止玻璃及其制造方法，還涉及由其制造的光學(xué)玻璃鏡片 及光學(xué)原件。

【背景技術(shù)】
[0002] 紫外線輻射是指波長在200nm?400nm之間的太陽光輻射，通常包括以下三類： UV-A 波長為 315nm ?380nm，UV-B 波長為 280nm ?315nm，UV-C 波長 200nm ?280nm。到 達(dá)地球表面的太陽光線（290nm?2000nm)中紫外線約占13%，其中UV-A占97%，UV-B占 3%，UV-C接近于0。紫外線對(duì)人體的有害影響不可忽視，紫外線輻射能引起灼傷，其中， UV-A段稱為曬黑段，它對(duì)皮膚的傷害是日積月累造成的；UV-B段稱為曬紅段，穿透力可達(dá) 表皮層，能使皮膚曬傷，臨床表現(xiàn)為皮膚潮紅、灼痛明顯，可出現(xiàn)小水泡，1周后開始脫皮，這 是人們防止曬傷的主要波段。隨著生活水平的提高，人們對(duì)形象和健康更加重視，防護(hù)紫外 線輻射、避免皮膚被曬黑甚至?xí)駛男枨笠苍絹碓綇?qiáng)烈。
[0003] 專利文獻(xiàn)CN103641309A中公開了一種玻璃，其含有含量大于60%的SiO2和小于 2 %的B2O3，這無疑會(huì)使玻璃熔化更難、增加耗電量，并且熔煉時(shí)坩堝壁上更容易出現(xiàn)不易熔 化的塊狀物，使進(jìn)入玻璃內(nèi)的組分不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性。該文獻(xiàn)還公開了截止紫外 線的關(guān)鍵物質(zhì)是CuO,其含量小于0. 06 %，從其實(shí)施例的透過曲線可以看出，0. 06%以下的 CuO含量不能使410nm以下的光譜透過率為0。另外，該文獻(xiàn)公開的玻璃中不含有Nd2O3和 Ni2O3成分，但引入了 CeO 2成分，導(dǎo)致其玻璃難以呈現(xiàn)暗棕色，并且因?yàn)槠涔_的玻璃中不 含有Nd2O 3成分，因而不能實(shí)現(xiàn)波長為585nm處的透過率T 585< 30%。
[0004] 除此之外，雖然 CN1128737A、CN1204306A、CN1249279A、CN1425621A、CN1810689A、 CN1603264A、CN101074146A、CN101155763A、CN 101624262A、CN101074146B 等專利文獻(xiàn)中所 公開的玻璃也屬于濾紫外線玻璃，但它們的濾光原理則是利用了 Ce02、V2O5和TiO 2對(duì)紫外 線的吸收作用，而Ce02、V2O5和TiO 2對(duì)紫外線的過濾作用不可能同時(shí)實(shí)現(xiàn)410nm下的透過 率皆為0和450nm下的T45(l> 70%的銳截止特征。這些專利文獻(xiàn)所公開的玻璃無論是在濾 光原理、玻璃組成、應(yīng)用領(lǐng)域與用途、透過性能和顏色等方面都與下面介紹的本發(fā)明的紫外 線截止玻璃有明顯區(qū)別。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明要解決的問題
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種紫外線截止玻璃，其能夠?qū)崿F(xiàn)全面防護(hù)紫外線輻射，并 且具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，可用于眼鏡片、窗玻璃和其它需要進(jìn)行紫外線防護(hù) 的環(huán)境中。另外，本發(fā)明還提供由該紫外線截止玻璃制造的光學(xué)玻璃鏡片及光學(xué)原件。
[0007] 用于解決問題的方案
[0008] 本發(fā)明提供一種紫外線截止玻璃，其特征在于：所述紫外線截止玻璃不含鉛、鎘、 砷，且以重量百分比含有以下化合物：Si0 2:40?55% ;Β 203:21?32% ;A1 203:1?7% ; Σ R2O :5 ?15%，其中 R 為 Na+或 K+;Nd 203:2 ?9%;CuO :0· 1 ?l%;Ni 203:0· 05 ?0· 8%; RX :0· 5 ?5%，其中 R 為 Na+或 Κ+，Χ 為 F'Cl'Bf 或廠;Fe :0· 1 ?1% ;Sb 203:0 ?0· 5%， 以上各組分之和大于99. 5%。
[0009] 上述本發(fā)明的紫外線截止玻璃，其特征還在于：在所述紫外線截止玻璃的樣品厚 度為Imm的測試條件下，410nm以下的透過率皆為0,在450nm處的透過率T45(l> 70%，在 585nm處的透過率Τ585< 30%，并且在450nm、500nm和540nm處的透過率滿足T 54Q> T 5。。> T450。
[0010] 上述本發(fā)明的紫外線截止玻璃，其特征還在于：在所述紫外線截止玻璃的樣品厚 度為Imm的測試條件下，可見光透過率在70%以上。
[0011] 上述本發(fā)明的紫外線截止玻璃，其特征還在于：所述紫外線截止玻璃為暗棕色。
[0012] 本發(fā)明還提供一種光學(xué)玻璃鏡片，其由上述本發(fā)明的紫外線截止玻璃制成。
[0013] 本發(fā)明還提供一種光學(xué)原件，其由上述本發(fā)明的紫外線截止玻璃制成。
[0014] 發(fā)明的效果
[0015] 本發(fā)明通過將玻璃的組成和含量調(diào)整在特定范圍內(nèi)，使所得的紫外線截止玻璃在 樣品厚度為Imm的測試條件下，在410nm以下的光譜透過率皆為0,在450nm處的光譜透過 率T 45(l> 70 %，在585nm處的透過率T 585< 30 %，并且在450nm、500nm和540nm處的透過率 滿足T54(l> T 5Μ> T 45(|，可見光透過率在70%以上，且玻璃為暗棕色，從而實(shí)現(xiàn)全面防護(hù)紫外 線輻射。此外，本發(fā)明的紫外線截止玻璃還具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1?3的紫外線截止玻璃的光譜透過率曲線圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施例4?6的紫外線截止玻璃的光譜透過率曲線圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明的對(duì)比例A?D的玻璃的光譜透過率曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 為詳細(xì)說明上述本發(fā)明的紫外線截止玻璃及其制造方法，本申請?zhí)峁┤缦戮唧w實(shí) 施方案，但本發(fā)明不限于此。
[0020] 在制造本發(fā)明的紫外線截止玻璃的過程中，基于下列因素選擇玻璃的組分和含 量。
[0021] SiO2是玻璃的網(wǎng)絡(luò)生成體，是保持玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的必需成分。若SiO 2含量少于 40%，則玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性變差，在所制造的型件的使用和長期保存的過程中容易留下水 侵蝕痕跡。但是，若其含量大于55%，則使玻璃熔化更難、增加耗電量，并且熔煉時(shí)坩堝壁 上更容易出現(xiàn)不易熔化的塊狀物，使進(jìn)入玻璃內(nèi)的組分不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性。所以， SiO2組分的含量限定在40?55 %，優(yōu)選在45?53 %。
[0022] B2O3也是玻璃網(wǎng)絡(luò)生成體，若B2O3含量少于21%，會(huì)使制得的玻璃軟化溫度（T f) 變高，增大后續(xù)壓型工藝的難度。但是，若B2O3含量大于32%，則受其揮發(fā)性影響而增大制 備均質(zhì)玻璃的難度，并且玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性變差。所以，B 2O3組分的含量限定在21?32%， 優(yōu)選在22?29%。
[0023] Al2O3是提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的有效成分，如果其含量低于1 %，則不能發(fā)揮穩(wěn)定 性作用，但如果其含量高于7%，則使玻璃的高溫粘度逐漸變大，玻璃的軟化溫度（Tf)也逐 漸變高，從而增大后續(xù)壓型工藝的難度。所以，Al2O3組分的含量限定在1?7%，優(yōu)選在2?
[0024] Na2O和K2O作為堿金屬氧化物，在玻璃制造中有相似作用，其主要作用是作為助溶 劑降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)和軟化溫度（T f)，并且是調(diào)整玻璃膨脹系數(shù)不可缺少的成分。 此外，Na2C^PK2O在一定范圍內(nèi)可以互相置換。Na 2C^PK2O的總含量Σ R2O低于5%時(shí)，其 助熔效果不佳，但當(dāng)Na2O和K2O的總含量Σ R2O高于15%時(shí)，玻璃的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性 變差。所以，ER2O在5?15%為宜，優(yōu)選在8?13%。
[0025] Nd2O3是本發(fā)明玻璃的不可缺少的必需組分。Nd 203在585nm和530nm處具有強(qiáng)吸 收峰，本發(fā)明的玻璃因?yàn)镹d2O 3的引入而使T 585< 30%。研宄發(fā)現(xiàn)，Nd3+在585nm處的吸收 峰強(qiáng)而陡，該吸收帶有效地吸收位于紅光和綠光主波帶中間的黃色光，可以改善紅、綠、藍(lán) 三主色的色彩對(duì)比度，減少眩光、緩解視覺疲勞，而Nd 3+的另一個(gè)吸收峰530nm也具有類似 的作用。當(dāng)Nd2O3的含量低于2%時(shí)，其不能較好的發(fā)揮上述作用，但含量高于9%時(shí)，則會(huì) 降低玻璃的可見光透過率。所以，Nd 2O3組分的含量限定在2?9%，優(yōu)選在3?7%。
[0026] CuO和RX(R為Na+或K+，X為F'Cl'BrUO是實(shí)現(xiàn)410nm以下的光譜透過率皆 為0的關(guān)鍵成分，在二者均勻進(jìn)入玻璃的條件下，經(jīng)過后期二次熱處理，玻璃中會(huì)形成Cu mXn 微結(jié)晶體，該微結(jié)晶體的直線尺寸在410nm左右，由此可阻擋或截止波長遠(yuǎn)小于410nm的光 波通過，但不會(huì)影響波長遠(yuǎn)大于410nm的光波通過。當(dāng)CuO含量小于0. 1 %、RX含量小于 0. 5%時(shí)不能較好地發(fā)揮上述作用，但當(dāng)CuO含量大于1 %、RX含量大于5%時(shí)，玻璃的析晶 傾向逐漸加重。因此，CuO組分的含量限定在0. 1?1 %，優(yōu)選在0. 2?0. 7%，RX組分的含 量限定在0. 5?5%，優(yōu)選在1?4%。
[0027] Ni2O3是為了調(diào)整玻璃顏色而引入的組分，其含量可控制在0. 05?0. 8%范圍內(nèi)， 優(yōu)選在0.05?0.4%范圍內(nèi)。
[0028] Fe的作用是在玻璃中制造還原氣氛，生產(chǎn)中以粉末狀態(tài)引入，其提供的還原氣氛 可以將玻璃中部分Cu2+還原為Cu +，而Cu+是確保后期二次熱處理后在玻璃中形成Cu mXn微 結(jié)晶體數(shù)量和種類的必要成分。當(dāng)Fe含量小于0. 1 %時(shí)不能較好地發(fā)揮上述作用，但當(dāng)Fe 含量大于1 %時(shí)則使玻璃中Cu+含量過多，導(dǎo)致玻璃紅色過重，并且會(huì)降低玻璃的可見光透 過率。所以，F(xiàn)e組分的含量限定在0. 1?1%，優(yōu)選在0.2?0.5%。
[0029] Sb2O3是作為除泡劑而添加的組分，其含量在0.5%以下可發(fā)揮作用。因此，Sb2O 3 組分的含量限定在0?0. 5%，優(yōu)選在0?0. 2%。
[0030] 為保證本發(fā)明的光譜透過率性能，本發(fā)明提供的光學(xué)玻璃不人為引入除以上組分 以外的其它可以著色的元素，例如以^〇、(：1^11、(：〇和48。同時(shí)，也不人為引入含有以下有 害元素的化合物，例如：Th、CcU Tl、0s、Be和Se。
[0031] 以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例1-6和對(duì)比例A-D以進(jìn)一步描述本發(fā)明，但本發(fā)明 不限于此。
[0032] 實(shí)施例1-6
[0033] 按表1和表2中所示的重量配比稱量并混合各化合物，并將由此得到的配合料投 入熔煉裝置中，在1150°C?1380°C下采取適當(dāng)?shù)臄嚢?、澄清、降溫工藝進(jìn)行熔煉后，將熔煉 獲得的玻璃液澆注或漏注在成型模具中，由此得到本發(fā)明的紫外線截止玻璃。
[0034] 對(duì)比例A-D
[0035] 除了使用表2所示的對(duì)比例A-D的各組分及重量配比代替實(shí)施例1-6的組分及重 量配比以外，以與實(shí)施例1-6相同的方式制造玻璃。
[0036] 采用北京普析通用公司生產(chǎn)的TU-1900型紫外分光光度計(jì)分別測量上述實(shí)施例 與對(duì)比例的玻璃在410nm、450nm、500nm、540nm、585nm下的透過率，測試時(shí)先對(duì)紫外分光光 度計(jì)通電預(yù)熱，待其自檢完畢后，將加工成Imm厚的樣品卡放在紫外分光光度計(jì)的樣品槽 內(nèi)并關(guān)閉艙門，再使用設(shè)備自帶的軟件設(shè)置測試波長段并進(jìn)行掃描，完成自動(dòng)測量，測試結(jié) 果以曲線和數(shù)值兩種方式輸出?？梢姽馔高^率的測試采用華中光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的TQY-2型 球形光度計(jì)進(jìn)行，測試時(shí)將加工成Imm厚的樣品卡放在球形光度計(jì)樣品槽內(nèi)并關(guān)閉艙門， 在顯示屏上讀取測試結(jié)果。測量結(jié)果如表1和表2所示。
[0037] 表 1
[0038]

【權(quán)利要求】
1. 一種紫外線截止玻璃，其特征在于：所述紫外線截止玻璃不含鉛、鎘、砷，且以重量 百分比含有以下化合物：Si02:40 ?55%;B 203:21 ?32%;A1 203:1 ?7%;E R20 :5 ?15%， 其中 R 為 Na+或 K+;Nd 203:2 ?9% ;CuO :0? 1 ?1% ;Ni 203:0. 05 ?0? 8% ;RX :0? 5 ?5%， 其中R為Na+或K+，X為Cl\ 或廠;Fe :0? 1?1% ;Sb 203:0?0? 5%，以上各組分之 和大于99. 5%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線截止玻璃，其特征在于：在所述紫外線截止玻璃的樣 品厚度為1mm的測試條件下，410nm以下的透過率皆為0,在450nm處的透過率T45(l> 70%， 在585nm處的透過率T585< 30%，并且在450nm、500nm和540nm處的透過率滿足T 54Q> T 5QQ> T450〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紫外線截止玻璃，其特征在于：在所述紫外線截止玻璃 的樣品厚度為1mm的測試條件下，可見光透過率在70%以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的紫外線截止玻璃，其特征在于：所述紫外線截止 玻璃為暗棕色。
5. -種光學(xué)玻璃鏡片，其由權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的紫外線截止玻璃制成。
6. -種光學(xué)原件，其由權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的紫外線截止玻璃制成。
【文檔編號(hào)】C03C4/08GK104445927SQ201410634544
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】霍金龍, 徐華峰, 楊愛清, 戎俊華, 胡向平 申請人:湖北新華光信息材料有限公司