專(zhuān)利名稱(chēng)：：磷酸鹽光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及能精密加壓成形的、特別是化學(xué)耐久性?xún)?yōu)異的磷酸鹽光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
：以往，作為具有高色散性的光學(xué)玻璃，己知有以&05為基本成分的磷酸鹽光學(xué)玻璃。但以往的磷酸鹽光學(xué)玻璃的耐久性、特別是化學(xué)耐久性差，在光學(xué)玻璃的研磨工序、清洗工序或作為透鏡長(zhǎng)期使用過(guò)程中存在其表面容易因?yàn)樽茻蝻L(fēng)化作用而引起腐蝕的問(wèn)題。特別是在精密加壓成形的光學(xué)玻璃中，為了易于成形而含有堿金屬，堿土類(lèi)金屬元素，使化學(xué)耐久性問(wèn)題更突出。作為用以提高磷酸鹽光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的技術(shù)方案，專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提出了含有特定量的八1203的組成，但在化學(xué)耐久性方面并不令人滿(mǎn)意。此外，作為精密加壓成形用的磷酸鹽光學(xué)玻璃，專(zhuān)利文獻(xiàn)2等中公開(kāi)了組成，但其涵蓋阿貝數(shù)為2342的色散性低的范圍，而不涵蓋阿貝數(shù)為65以上的高色散性的范圍。專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本專(zhuān)利特開(kāi)昭57-118045號(hào)公報(bào)(發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容)專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)2003-238197號(hào)公報(bào)(發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容)發(fā)明的揭示本發(fā)明的目的在于提供具有1.451.65的折射率、65以上阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)且化學(xué)耐久性?xún)?yōu)異的光學(xué)玻璃。本發(fā)明者為達(dá)到上述目的進(jìn)行了潛心研究，從而完成了本發(fā)明。艮P，本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容如下所述。(1)磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有？205:7385、A203:1426、K20+Li20:112、Si02:012、B203:0~12、Na20:012、Y203:012、La203:012、MgO+CaO+SrO+BaO:012、Zr02+Ti02+Gd203:010、Ta205+Ge02+Ga203+Nb205+W03+Te02:010、Sb203:02、ZnO+PbO:012的玻璃成分。(2)上述(1)所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有P205:7480、A1203:1525、K20+Li20:18的成分。(3)上述(1)或(2)所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，含有l(wèi)4質(zhì)量％1^20。(4)上述(1)(3)任一項(xiàng)所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，折射率(nd)為1.451.65，且阿貝數(shù)(Vd)為6580。(5)上述(1)(4)任一項(xiàng)所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，玻璃化溫度(Tg)為60(TC以下。本發(fā)明的磷酸鹽光學(xué)玻璃具有1.451.65的折射率、65以上阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)，并具有以往產(chǎn)品未能達(dá)到的優(yōu)異的化學(xué)耐久性。而且，它是易熔解、不易失透的光學(xué)玻璃，玻璃化溫度低，適于加壓成形。此外，不以原料價(jià)格高的0&203、Ge02、Ta205成分為必須成分，因此是在原料價(jià)格方面也有利的光學(xué)玻璃。實(shí)施發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的磷酸鹽光學(xué)玻璃(以下稱(chēng)本玻璃)的特征在于，至少含有(1)P205、(2)A1203、(3)Li20和/或K20。另外，本說(shuō)明書(shū)中只要無(wú)特殊說(shuō)明，"%"意味著"質(zhì)量％"。本玻璃中P20s是形成光學(xué)玻璃的主要成分(玻璃形成氧化物)，含有7385%。若P205不足73%，則難以得到所需的光學(xué)常數(shù)，另一方面當(dāng)P205超過(guò)85%時(shí)，化學(xué)耐久性有可能下降。作為P20s的上限，優(yōu)選為80%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為78%以下。本玻璃中若P20s為74%以上，則光學(xué)常數(shù)和化學(xué)耐久性之間達(dá)到良好的平衡，因而成為優(yōu)選，P20s進(jìn)一步優(yōu)選為75%以上，P205特別優(yōu)選為76%以上。本玻璃中，從化學(xué)耐久性的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)八1203為必須成分，含有1426%。若A1203不足14%,則有可能無(wú)法得到充分的化學(xué)耐久性，而當(dāng)A1203超過(guò)26%時(shí)，熔解性下降，有可能無(wú)法得到所需的光學(xué)常數(shù)。本玻璃中八1203的下限優(yōu)選為15%以上，八1203進(jìn)一步優(yōu)選為16%以上。同樣，本玻璃中八1203的上限優(yōu)選為25%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為23%以下。本玻璃中，Li20和/或K20是使玻璃化溫度降至適合加壓成形的溫度時(shí)的必須成分，含有112%、優(yōu)選18%。若Li20和/或K20不足1%，則玻璃化溫度提高，加壓成形性下降。若Li20和/或K20超過(guò)12%，則化學(xué)耐久性下降，有可能無(wú)法得到所需的光學(xué)常數(shù)。本玻璃中若含有14%的Li20，則低溫成形性和化學(xué)耐久性提高，因而優(yōu)選。當(dāng)本玻璃中不含Li20而只含K20時(shí)，若含有16%的&20，則低溫成形性和化學(xué)耐久性提高，因而優(yōu)選。可以將本玻璃中Li20和/或K20的一部分用Na20置換，但當(dāng)Na20量增多時(shí)，化學(xué)耐久性下降，因此優(yōu)選盡量降低Na20含量。本玻璃中Si02雖不是必須成分，但具有維持低色散性(提高阿貝數(shù))的同時(shí)提高化學(xué)耐久性的效果。不過(guò)，當(dāng)添加量多時(shí)，難以得到所需的光學(xué)特性，且玻璃化溫度上升，結(jié)果導(dǎo)致加壓成形時(shí)的成形溫度上升、生產(chǎn)率等下降。因此，在本玻璃中添加Si02時(shí)，優(yōu)選為012%，進(jìn)一步優(yōu)選為07%。作為本玻璃中添加Si02時(shí)的下限，優(yōu)選為1%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為3%以上，特別優(yōu)選為5%以上。本玻璃中13203雖不是必須成分，但具有維持低色散性的效果。另一方面，當(dāng)添加量增多時(shí)，難以得到所需的光學(xué)特性，因此添加B203時(shí)優(yōu)選為012%，進(jìn)一步優(yōu)選為09%，特別優(yōu)選為06%。作為本玻璃中添加B203時(shí)的下限，優(yōu)選為2%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為3%以上，特別優(yōu)選為4%以上。本玻璃中Y203雖不是必須成分，但能在維持低色散性的同時(shí)增加折射率，還具有提髙化學(xué)耐久性的效果。不過(guò)當(dāng)添加量過(guò)多時(shí)，熔解溫度上升、熔解性下降，因此添加￥203時(shí)優(yōu)選為012%，進(jìn)一步優(yōu)選為07%。作為本玻璃中添加￥203時(shí)的下限，優(yōu)選為2%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為4%以上，特別優(yōu)選為6%以上。本玻璃中La203也具有與Y203相同的效果，所以添加La203時(shí)優(yōu)選012%，進(jìn)一步優(yōu)選為07%。作為本玻璃中添加1^203時(shí)的下限，優(yōu)選為2%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為4%以上，特別優(yōu)選為6%以上。本玻璃中MgO、CaO、SrO或BaO中的任1種以上雖不是必須成分，但添加后折射率提高。不過(guò)當(dāng)其添加量過(guò)多時(shí)，難以得到所需的光學(xué)常數(shù)，因此在本玻璃中的添加量?jī)?yōu)選為012%，進(jìn)一步優(yōu)選為011%，其添加量特別優(yōu)選為08%。作為本玻璃中添加MgO、CaO、SrO或BaO中的任1種以上時(shí)的下限，優(yōu)選為1%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2%以上，特別優(yōu)選為3。/。以上。本玻璃中從Zr02、Ti02及Gd203中選擇的任1種以上雖不是必須成分，但添加后化學(xué)耐久性提高、耐失透性提高。不過(guò)當(dāng)添加量過(guò)多時(shí)，阿貝數(shù)下降。因此，其添加量?jī)?yōu)選為010%，進(jìn)一步優(yōu)選為05%。作為本玻璃中添加Zr02、Ti02及Gd203中的任1種以上時(shí)的下限，優(yōu)選為1%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2%以上，特別優(yōu)選為3%以上。本玻璃中從丁&205、Ge02、Ga203、Nb205、Te02以及W03中選擇的任l種以上雖不是必須成分，但添加后折射率提高。不過(guò)當(dāng)其添加量過(guò)多時(shí)，阿貝數(shù)下降，因此其添加量?jī)?yōu)選為010%，進(jìn)一步優(yōu)選為05%。另外，由于形成上述成分的原料的價(jià)格高，因此在注重原料價(jià)格方面時(shí)，優(yōu)選盡量減少添加量。作為本玻璃中添加選自Ta205、Ge02、Ga203、Nb205、Te02以及W03的任1種以上時(shí)的下限，優(yōu)選為1%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為2%以上，特別優(yōu)選為3%以上。本玻璃中Sb203雖不是必須成分，但可作為玻璃熔融時(shí)的澄清劑而添加。其添加量?jī)?yōu)選為2%以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1%以下。作為本玻璃中添加Sb203時(shí)的下限，優(yōu)選為0.01%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為0.1%以上，特別優(yōu)選為0.2%以上。若在本玻璃中添加ZnO和/或PbO，則具有降低熔融溫度的效果。ZnO和/或PbO的添加量?jī)?yōu)選為012%，進(jìn)一步優(yōu)選為07%，但考慮到對(duì)環(huán)境方面的影響等時(shí)，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含有。作為本玻璃中添加ZnO和/或PbO時(shí)的下限，優(yōu)選為1%以上，進(jìn)一步優(yōu)選為3%以上，特別優(yōu)選為5%以上。另外，對(duì)于本玻璃，Ag、Cu或Fe各元素的離子導(dǎo)致著色，因此優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含有。關(guān)于本玻璃的光學(xué)特性，折射率(nd)優(yōu)選為1.451.65。折射率(nd)進(jìn)一步優(yōu)選為1.50以上，折射率(nd)特別優(yōu)選為1.53以上。本玻璃的阿貝數(shù)(Vd)優(yōu)選為6580。阿貝數(shù)(vd)進(jìn)一步優(yōu)選為67以上，阿貝數(shù)(vd)特別優(yōu)選為70以上。本玻璃的玻璃化溫度(Tg)優(yōu)選為60(TC以下，玻璃化溫度特別優(yōu)選為55(TC以下。作為本玻璃的光學(xué)特性，折射率(nd)為1.451.65，優(yōu)選為1.501.55，且阿貝數(shù)(vd)以6580為宜，優(yōu)選6872。本玻璃的制造方法不受特殊限制。例如可以將氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽等通常的光學(xué)玻璃中使用的原料稱(chēng)量，混合，裝入鉑坩堝內(nèi)，在約12001300。C下熔融26小時(shí)，澄清、攪拌后，鑄入預(yù)熱至約500。C的模中等，然后退火來(lái)制造。實(shí)施例下面，列舉實(shí)施例等更具體地說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的解釋不限于以下實(shí)施例。另外，例1例3是本發(fā)明的比較例，例4例13是本發(fā)明的實(shí)施例。按表l、表2所示的化學(xué)組成(％)稱(chēng)量原料。關(guān)于各玻璃的原料，分別為P205使用H3P04、K20使用KN03、Li20使用Li2C03、CaO使用CaC03、8203使用H3B03、Al203使用氧化物。將稱(chēng)取的原料用混合器干式混合30分鐘，裝入內(nèi)容積約300cmS的鉑坩堝內(nèi)，在1200130(TC下熔融26小時(shí)，澄清、攪拌后，鑄入預(yù)熱至約50(TC的長(zhǎng)15mmX寬50mm的長(zhǎng)方形模中，然后以約rc/分鐘的速度退火，制得樣品。折射率(nd)是相對(duì)于氦d線(xiàn)的折射率，阿貝數(shù)(Vd)由Vf(Ild-1)/(nF-nc)求得。這里，nF、nc分別是相對(duì)于氫F線(xiàn)和氫C線(xiàn)的折射率。另外，折射率用折射率計(jì)(卡魯尼光學(xué)工業(yè)公司(力》二二一光學(xué)工業(yè)社)制、商品名KRP-2)測(cè)定。用熱分析裝置(精工儀器公司(ir,〕一07、少/^社)制、商品名EXSTAR6000TG/DTA)通過(guò)差熱分析(DTA)來(lái)測(cè)定得到的各玻璃粉末的玻璃化溫度(Tg)。測(cè)定條件為以1(TC/分鐘升溫。關(guān)于化學(xué)耐久性，將樣品在高溫高濕下長(zhǎng)時(shí)間保持，用保持前后的透射率變化來(lái)評(píng)價(jià)。具體而言，將以15mmX15mm的面為兩面鏡面的15mmX15mmX10mm大小的平板狀樣品在溫度60°C、相對(duì)濕度90%下保持336小時(shí)，用分光裝置(日立制作所制、商品名U-3500)測(cè)定保持前后的透射率，算出透射率變化A(%)=透射率(高溫高濕保持后)-透射率(髙溫高濕保持前)的絕對(duì)值I△(%)I。透射率變化越小，化學(xué)耐久性越高。另外，例1例3以3次的平均值、例4例7以2次的平均值、例8例11以1次的測(cè)定值、例12和例13以2次的平均值分別表示。關(guān)于玻璃的熔解性等，上述樣品制作時(shí)肉眼觀(guān)察的結(jié)果表明例4例13的熔解性沒(méi)有問(wèn)題，得到的玻璃樣品中未發(fā)現(xiàn)氣泡、波筋。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的磷酸鹽光學(xué)玻璃是色散性低且折射率為所需數(shù)值的光學(xué)玻璃，化學(xué)耐久性?xún)?yōu)異，而且加壓成形性?xún)?yōu)異，因此可用作精密加壓成形用光學(xué)玻璃。另外，在此引用2005年10月26日提出申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2005-311293號(hào)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及摘要的全部?jī)?nèi)容，作為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的揭示。權(quán)利要求1.磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有P2O573～85、Al2O314～26、K2O+Li2O1～12、SiO20～12、B2O30～12、Na2O0～12、Y2O30～12、La2O30～12、MgO+CaO+SrO+BaO0～12、ZrO2+TiO2+Gd2O30～10、Ta2O5+GeO2+Ga2O3+Nb2O5+WO3+TeO20～10、Sb2O30～2、ZnO+PbO0～12的玻璃成分。2.如權(quán)利要求1所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有P205:7480、A1203:1525、K20+Li20:18的玻璃成分。3.如權(quán)利要求1或2所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，含有14質(zhì)量％的Li20。4.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，折射率(nd)為1.451.65，且阿貝數(shù)(vd)為6580。5.如權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征在于，玻璃化溫度(Tg)為60(TC以下。全文摘要本發(fā)明的目的在于提供具有1.45～1.65的折射率、65以上阿貝數(shù)的光學(xué)常數(shù)且化學(xué)耐久性?xún)?yōu)異的光學(xué)玻璃。本發(fā)明涉及的磷酸鹽光學(xué)玻璃的特征在于，按質(zhì)量％計(jì)含有P₂O₅73～85、Al₂O₃14～26、K₂O+Li₂O1～12、SiO₂0～12、B₂O₃0～12、Na₂O0～12、Y₂O₃0～12、La₂O₃0～12、MgO+CaO+SrO+BaO0～12、ZrO₂+TiO₂+Gd₂O₃0～10、Ta₂O₅+GeO₂+Ga₂O₃+Nb₂O₅+WO₃+TeO₂0～10、Sb₂O₃0～2、ZnO+PbO0～12的玻璃成分。文檔編號(hào)G02B1/00GK101300202SQ20068004041公開(kāi)日2008年11月5日申請(qǐng)日期2006年10月24日優(yōu)先權(quán)日2005年10月26日發(fā)明者大川博之,杉本直樹(shù)申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社