本發(fā)明涉及一種適合模壓成型的光學玻璃。本發(fā)明要求2014年9月5日申請的申請?zhí)?014-181697的日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，對于認可基于文獻參照方式的編入的指定國，通過參照方式將該申請記載的內(nèi)容編入本申請中。
背景技術(shù)：
：近年來，開發(fā)了各種攝像設(shè)備，同時對于構(gòu)成與其相對應(yīng)的透鏡的光學玻璃也進行了研究。其中，在以數(shù)碼相機為首的光學設(shè)備的小型/輕量化、低成本化的發(fā)展進程中，能夠以更少的枚數(shù)進行像差校正的非球面透鏡的重要性提高。但是，由于其復(fù)雜的形狀，非球面透鏡存在難以進行以往那樣的研磨加工的問題。因此，采用了被稱為模壓成型的加工方法，在模具中加入玻璃材料(預(yù)制件)并進行加熱，使其軟化后進行壓制。但是，在模壓成型中，使預(yù)制件軟化后進行處理，因此原料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)越高，其品質(zhì)管理、制造越難。具體而言，可以舉出模具的劣化、加工時間的延長等。此外，近年來，還采用了預(yù)制件的熱成型(通過用模具盛接熔融的玻璃而直接成型的技術(shù))。在這樣的熱成型中，玻璃的液相溫度(Tl)高時，成型中容易發(fā)生失透，難以制造預(yù)制件。因此，作為這樣的模壓成型用的光學玻璃，大多使用玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、液相溫度較低的玻璃。例如專利文獻1中記載了一種模壓成型用的光學玻璃。但是，在以往的光學玻璃中，為了降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度而含有大量的ZnO，因此在對于色像差校正重要的低分散性并不能說是充分的?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2000-072474號公報技術(shù)實現(xiàn)要素：發(fā)明所要解決的課題因此，本發(fā)明提供一種適合模壓成型的光學玻璃。用于解決課題的手段本發(fā)明的第一方式為一種光學玻璃，其以重量百分比計，含有下述各成分，B2O3：10～25％、P2O5：30～60％、Al2O3：0～5％、Li2O：0.1～10％、SrO：0～15％、BaO：10～50％、ZnO：0～12％、Y2O3：0～5％、Gd2O3：0～5％，且不含有La2O3。本發(fā)明的第二方式為一種使用有第一方式的光學玻璃的光學元件。本發(fā)明的第三方式為一種具備第二方式的光學元件的光學裝置。具體實施方式本實施方式為一種光學玻璃，其是磷酸鹽系玻璃，具有中等折射率/低分散的光學常數(shù)、適合模壓成型的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和液相溫度(Tl)，且耐失透性優(yōu)異。本實施方式中的玻璃的各成分的組成范圍和特性范圍如下所述。需要說明的是，在本說明書中，沒有特別聲明的情況下，各成分的含量均為氧化物換算組成相對于玻璃總重量的重量％。需要說明的是，對于此處所說的氧化物換算組成假設(shè)作為本發(fā)明的玻璃構(gòu)成成分的原料使用的氧化物、復(fù)合鹽等熔融時全部分解變化為氧化物，并將這些氧化物的總重量設(shè)為100重量％，氧化物換算組成是表示這種情況下的玻璃中含有的各成分的組成。B2O3作為玻璃形成氧化物是必須成分，其具有賦予低分散性、提高玻璃的熔融性的效果。B2O3為10％以下時，無法得到所期望的低分散性，玻璃的熔融性也差。另一方面，超過25％時，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上升，分散反而也會增大，因此優(yōu)選的范圍為10～25％。進一步優(yōu)選為10～20％，最優(yōu)選為10～15％。P2O5作為玻璃形成氧化物是必須成分，其具有降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、液相溫度、提供低分散性的效果。但是，P2O5小于30％時，難以得到穩(wěn)定的玻璃，P2O5為60％以上時，難以得到目標折射率。因此，優(yōu)選的范圍為30～60％。進一步優(yōu)選為35～50％，最優(yōu)選為40～47％。Al2O3是對提高化學耐久性有效的成分。但是，過量導(dǎo)入Al2O3時，不僅熔解性、耐失透性下降，而且低分散性也受損。因此，優(yōu)選的范圍為0～5％。進一步優(yōu)選為0～4％，最優(yōu)選為0～3％。Li2O是本實施方式的必須成分，對提高玻璃的熔解性、降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和液相溫度特別有效。但是，Li2O超過10％時，耐失透性下降，難以得到穩(wěn)定的玻璃，因此其導(dǎo)入量為0.1～10％。進一步優(yōu)選為1～8％，最優(yōu)選為2～6％。MgO和CaO是對折射率的調(diào)整有用的成分，其導(dǎo)入量多時，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度上升，因此期望各自為0～4％且其總量也為0～4％。SrO是用于提高玻璃的折射率的有效成分，但由于過量的導(dǎo)入會使液相溫度上升，因此其導(dǎo)入量設(shè)定為0～15％。進一步優(yōu)選為1～12％，最優(yōu)選為3～9％。BaO是本實施方式的必須成分，其是用于提高玻璃的折射率、降低液相溫度、提高耐失透性的重要成分。BaO為10％以下時，上述效果不充分，超過50％時，低分散性受損，此外玻璃化轉(zhuǎn)變溫度也有可能上升，因此適當?shù)姆秶鸀?0～50％。進一步優(yōu)選為15～40％，最優(yōu)選為20～35％。Na2O、K2O也賦予與Li2O同樣的效果，但由于使折射率下降，因此過量導(dǎo)入時，難以得到目標折射率。因此，對于Na2O、K2O，導(dǎo)入量分別設(shè)定為0～8％。進一步優(yōu)選為0～4％，最優(yōu)選為0～3％。ZnO具有提高折射率、降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的效果，但同時是會增大分散的成分，因此其添加量設(shè)定為0～12％。進一步優(yōu)選為0～5％，最優(yōu)選為0～3％。與SrO、BaO相比，Y2O3和Gd2O3提高折射率的效果高，但導(dǎo)入量多時，液相溫度急劇上升，玻璃容易發(fā)生失透，因此其導(dǎo)入量分別設(shè)定為0～5％，且其總量也設(shè)定為0～5％。分別或其總量進一步優(yōu)選為0～4％，特別優(yōu)選為0～3％。此外，La2O3具有與Y2O3、Gd2O3同樣地提高折射率的效果，但使液相溫度上升的效果特別大，因此期望不導(dǎo)入La2O3。需要說明的是，為了進行玻璃的脫泡，可以添加Sb2O3作為脫泡劑。其量可以為0～1％的范圍。此外，不限于上述成分，在能夠得到本實施方式的光學玻璃的效果的范圍，也可以添加其他成分。接著，對本實施方式的光學玻璃的物性值進行說明。從透鏡的薄型化的觀點出發(fā)，作為本實施方式的玻璃，期望具有高折射率(折射率(nd)大)。但是，通常若提高折射率，則阿貝數(shù)存在下降的趨勢。因此，在本實施方式的玻璃中，以1.56作為下限、1.61作為上限，折射率(nd)設(shè)定在1.56～1.61的范圍。從透鏡的色像差校正的觀點出發(fā)，作為本實施方式的玻璃，期望具有低分散性(阿貝數(shù)(νd)大)。但是，通常若阿貝數(shù)大，則折射率存在下降的趨勢。此外，為了得到具有超過70的阿貝數(shù)的玻璃，有時添加氟，但添加揮發(fā)性高的氟時，由于其揮發(fā)，組成容易產(chǎn)生變動，難以維持玻璃的品質(zhì)。因此，在本實施方式的玻璃中，以63作為下限、70作為上限，阿貝數(shù)(νd)設(shè)定在63～70的范圍。從模壓成型的觀點出發(fā)，作為本實施方式的玻璃，期望玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低。低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)帶來玻璃成型的容易性、模具的劣化抑制等效果。因此，在本實施方式的玻璃中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為530℃以下。另一方面，從熱預(yù)制件成型的觀點出發(fā)，作為本實施方式的玻璃，期望液相溫度(Tl)低。低的液相溫度(Tl)在從熔融玻璃直接成型出預(yù)制件時，不易產(chǎn)生玻璃的失透，提高成型性。因此，在本實施方式的玻璃中，液相溫度(Tl)為1000℃以下。從透鏡的輕量化的觀點出發(fā)，作為本實施方式的玻璃，期望比重小。因此，在本實施方式的玻璃中，比重設(shè)定為3.5以下。這樣的本實施方式中的玻璃適合作為照相機、顯微鏡等光學裝置具備的透鏡等光學元件。實施例接著，對本發(fā)明的實施例和比較例進行說明。表1～表5中將本發(fā)明的實施例的光學玻璃的組成與折射率(nd)、阿貝數(shù)(νd)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、液相溫度(Tl)、比重(Sg)的測定結(jié)果以及耐失透性的評價一起列出，表6～8中將本發(fā)明的比較例的光學玻璃的組成與折射率(nd)、阿貝數(shù)(νd)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、液相溫度(Tl)、比重(Sg)的測定結(jié)果以及耐失透性的評價一起列出。需要說明的是，本發(fā)明并不限于這些實施例。<光學玻璃的制作>本發(fā)明的實施例和比較例的光學玻璃以下述順序進行制作。首先，稱量氧化物、氫氧化物、磷酸化合物(磷酸鹽、正磷酸等)、碳酸鹽和硝酸鹽等玻璃原料，使其成為表1～8記載的化學組成(重量％)。接著，將稱量的原料混合，投入鉑坩堝中，在1150～1250℃的溫度進行1小時左右的熔融，并進行攪拌均質(zhì)化。之后，降低至適當?shù)臏囟群螅瑵茶T至模具等中，進行逐漸冷卻，由此得到各樣品。<光學玻璃的測定>(1)折射率(nd)和阿貝數(shù)(νd)表1～8記載的各樣品的折射率(nd)和阿貝數(shù)(νd)使用折射率測定器(Kalnew光學工業(yè)社制、“KPR-200”)進行測定和計算。需要說明的是，折射率的值保留至小數(shù)點后第5位。(2)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)表1～8記載的各樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)使用差示熱、熱重量同時測定裝置(Bruker社制、“TG-DTA2000SA”)測定，根據(jù)以每分鐘10℃的升溫速度進行測定的DTA曲線進行確定。(3)液相溫度(Tl)將玻璃在具有700～1100℃的溫度梯度的失透試驗爐內(nèi)保持18分鐘后，用倍率100倍的顯微鏡觀察有無結(jié)晶，從高溫側(cè)觀察，表1～8記載的各樣品的液相溫度(Tl)是未產(chǎn)生失透的最低溫度。(4)比重(Sg)表1～8記載的各樣品的比重(Sg)以樣品的質(zhì)量與壓力101.325kPa(標準氣壓)下的與其同體積的4℃純水的質(zhì)量之比的形式進行表示，利用依據(jù)JISZ8807(1976)“在液中稱量的測定方法”的方法進行測定。對于表1～8記載的各樣品的耐失透性評價，將約20g玻璃在液相溫度以上的溫度(1150℃以上)保持一定時間使其熔融后，以每小時200℃的降溫速度冷卻至玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下的溫度(300℃以下)，目視確認有無失透。需要說明的是，“不可測定”的記載表示：在制造玻璃時，由于玻璃的一部分失透、泡的混入等而不能進行測定(即作為光學玻璃的使用)。此外，“不實施”的記載表示：在制造玻璃時，由于玻璃完全失透而沒有產(chǎn)生測定和評價的必要性。[表1]實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例6實施例7B2O312.1711.0012.2612.6812.2512.0118.03P2O542.2345.5344.7244.3644.6841.6841.14Al2O31.791.931.761.881.761.772.20Li2O3.404.394.484.274.473.364.21MgO3.282.512.562.452.563.243.20CaO1.431.191.391.19SrO7.544.971.981.921.997.447.45BaO25.6828.2529.6329.6929.6025.3423.77Na2OK2O0.98ZnO2.27Y2O31.51Gd2O32.931.411.362.90La2O3SiO2Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO3.283.943.753.843.743.243.20Y2O3+Gd2O32.930.001.411.361.512.900.00nd1.593541.589801.591671.591891.592291.598431.58536vd66.7667.4867.1667.2667.0066.4267.52Tg(℃)510491496497495509492T1(℃)980880850840950980950Sg3.343.253.273.273.263.383.17耐失透性無失透無失透無失透無失透無失透無失透無失透[表2]實施例8實施例9實施例10實施例11實施例12實施例13實施例14B2O311.8814.7111.0311.0411.1318.9311.73P2O543.3249.2745.6645.7046.0836.2940.73Al2O31.711.671.931.930.660.80Li2O4.345.541.511.515.176.164.45MgO3.063.553.552.543.18CaO3.911.453.93SrO1.931.804.984.995.031.87BaO31.5423.9528.3428.3628.6032.9135.52Na2O3.00K2O2.92ZnOY2O3Gd2O31.382.84La2O2SiO2Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO3.913.063.553.553.993.183.93Y2O3+Gd2O31.380.000.000.000.000.002.84nd1.596321.577851.583651.580441.589961.592461.60286vd66.8468.4467.6067.9567.3166.2266.07Tg(℃)490479511529471481489T1(℃)860780880840880940940Sg3.323.073.293.263.263.233.42耐失透性無失透無失透無失透無失透無失透無失透無失透[表3]實施例15實施例16實施例17實施例18實施例19實施例20實施例21B2O317.5712.6511.1611.1817.4011.2612.15P2O547.4944.2746.2346.2847.0142.3844.29Al2O30.901.74Li2O5.344.272.302.245.284.564.44MgO2.951.293.593.592.922.54CaO1.391.141.18SrO1.731.915.045.061.711.97BaO23.0829.6428.7028.7122.8534.1129.34Na2O2.97K2O1.832.951.820.45ZnO2.333.82Y2O3Gd2O31.352.731.41La2O3SiO21.000.50Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO2.952.673.593.592.921.143.71Y2O3+Gd2O30.001.350.000.000.002.731.41nd1.573131.593751.582781.580081.571731.588041.58942vd68.6166.9167.6067.8868.5864.1867.32Tg(℃)471483482498476462489T1(℃)760870870830910920890Sg3.023.303.283.253.013.443.25耐失透性無失透無失透無失透無失透無失透無失透無失透[表4]實施例22實施例23實施例24實施例25實施例26實施例27實施例28B2O315.0715.7315.6019.3313.6514.6915.37P2O546.6148.6248.2446.0245.0945.4347.53Al2O32.802.922.902.812.962.732.85Li2O2.052.142.122.062.172.002.09MgO3.543.693.663.563.453.61CaO3.53SrO9.018.948.078.81BaO27.5315.3815.2615.7529.1426.8315.04Na2O2.402.500.952.410.782.340.94K2O2.322.672.29ZnOY2O3Gd2O32.53La2O3SiO21.46Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO3.543.693.663.563.533.453.61Y2O3+Gd2O30.000.000.000.000.002.530.00nd1.575691.570701.568131.568701.579481.579051.56589vd68.2768.7868.9368.5267.9367.8768.78Tg(℃)513510511506509518509T1(℃)930980920920930920920sg3.143.053.033.013.193.193.01耐失透性無失透無失透無失透無失透無失透無失透無失透[表5]實施例29實施例30實施例31實施例32實施例33實施例34B2O310.8014.7412.1511.9310.4910.23P2O546.0645.5842.1744.9148.8251.60Al2O32.772.741.792.692.44Li2O7.307.233.394.551.971.79MgO3.503.463.283.403.08CaO1.21SrO7.847.53BaO27.2015.3125.6422.8126.4423.96Na2O2.370.900.606.91K2O2.190.986.19ZnO11.10Y2O3Gd2O32.932.90La2O3SiO2Sb2O30.15Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO3.503.463.281.213.403.08Y2O3+Gd2O30.000.002.932.900.000.00nd1.580001.572551.593661.594971.564881.56322vd67.2267.8566.7565.1868.4568.14Tg(℃)450452510437497478T1(℃)8808809801000910860Sg3.122.993.343.313.083.07耐失透性無失透無失透無失透無失透無失透無失透[表6]比較例1比較例2比較例3比較例4比較例5比較例6比較例7B2O38.8018.7518.8928.4011.8417.89P2O545.2052.6344.6443.1134.2241.1034.29Al2O32.602.025.712.303.031.740.63Li2O1.501.012.004.412.223.3111.17MgO1.703.453.353.843.192.60CaO2.405.060.56SrO4.501.017.8317.758.707.341.76BaO29.703.3415.2810.2016.9925.0031.10Na2O2.532.342.60K2O0.95ZnO1.2030.36Y2O3Gd2O32.025.53La2O32.40SiO2Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO4.105.063.453.353.843.193.16Y2O3+Gd2O30.002.020.000.000.005.530.00nd1.597791.58984不可測定1.580491.568101.59681-vd66.5161.15不可測定68.1266.8066.50-Tg(℃)539392507507505511-T1(℃)1020890119010509901090-Sg3.413.312.983.062.963.38-耐失透性有失透有失透有失透有失透有失透無失透不實施[表7]比較例8比較例9比較例10比較例11比較例12比較例13比較例14B2O311.5112.0410.888.908.9223.798.22P2O539.9741.7733.3360.4945.7027.4449.44Al2O31.771.402.482.633.463.02Li2O4.673.363.301.671.523.242.22MgO3.242.102.431.802.01CaO3.861.45SrO7.464.5612.668.67BaO34.8725.4051.0922.4130.0924.7123.82Na2O1.952.912.59K2O0.97ZnOY2O35.12Gd2O32.90La2O31.092.71SiO2Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO3.863.240.002.103.881.802.01Y2O3+Gd2O35.122.900.000.000.000.000.00nd-1.59546-不可測定1.595371.588391.57979vd-66.70-不可測定66.9364.7567.78Tg(℃)-511-463542485490T1(℃)-1060-109010409701000Sg-3.36-2.953.393.233.24耐失透性不實施有失透不實施有失透有失透有失透有失透[表8]比較例15比較例16比較例17比較例18比較例19比較例20B2O319.7320.8623.068.5111.8524.78P2O546.9849.6628.5049.4349.6948.51Al2O32.873.042.952.972.983.92Li2O2.232.762.184.40MgO3.633.842.503.243.773.98CaOSrO8.248.71BaO16.089.0737.0231.1329.359.69Na2O2.462.603.232.542.564.75K2OZnOY2O3Gd2O3La2O3SiO2Sb2O3Total100.00100.00100.00100.00100.00100.00MgO+CaO3.633.842.503.243.773.98Y2O3+Gd2O30.000.000.000.000.000.00nd1.562051.559091.588161.578601.569851.54709vd68.6069.1064.9067.6868.0468.63Tg(℃)565503492497565469T1(℃)1000930970101010001030Sg2.992.873.273.243.172.70耐失透性有失透有失透有失透有失透有失透有失透由表1～5可知，本發(fā)明的實施例均具有1.56～1.61的折射率(nd)、63～70的阿貝數(shù)(vd)、530℃以下的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)、1000℃以下的液相溫度(T1)。進一步耐失透性評價的結(jié)果在任一組成中均未發(fā)現(xiàn)失透。(1)比較例1在含有La2O3的比較例1的玻璃中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為539℃、液相溫度(T1)高達1020℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(2)比較例2在含有超過4％的CaO、小于10％的BaO、超過12％的ZnO的比較例2中，阿貝數(shù)(νd)低至61.15，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(3)比較例3在含有超過5％的Al2O3的比較例3中，在所得到的玻璃中發(fā)現(xiàn)一部分失透，不能進行測定(作為光學玻璃的使用)。(4)比較例4在含有超過15％的SrO的比較例4中，液相溫度(Tl)高達1050℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(5)比較例5在含有超過25％的B2O3的比較例5中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(6)比較例6在含有超過5％的Gd2O3的比較例6中，液相溫度(Tl)高達1090℃。(7)比較例7在含有超過10％的Li2O的比較例7中，所得到的玻璃完全失透。(8)比較例8在含有超過5％的Y2O3的比較例8中，所得到的玻璃完全失透。(9)比較例9在含有La2O3的比較例9中，液相溫度(Tl)高達1060℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(10)比較例10在含有超過50％的BaO的比較例10中，所得到的玻璃完全失透。(11)比較例11在含有超過60％的P2O5的比較例11中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。此外，在玻璃中混入氣泡，不能進行作為光學玻璃的使用。(12)比較例12在含有La2O3的比較例12中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為542℃，液相溫度(Tl)高達1040℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(13)比較例13在P2O5小于30％的比較例13中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(14)比較例14在B2O3小于10％的比較例14中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(15)比較例15在不含有Li2O的比較例15中，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高達565℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(16)比較例16在BaO小于10％的比較例16中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(17)比較例17在P2O5小于30％的比較例17中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(18)比較例18在B2O3小于10％的比較例18中，液相溫度(Tl)高達1010℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(19)比較例19在不含有Li2O的比較例19中，在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。(20)比較例20在BaO小于10％的比較例20中，液相溫度(Tl)高達1030℃，此外在耐失透性評價中發(fā)現(xiàn)失透。綜上，本實施例的磷酸鹽系玻璃的折射率(nd)為1.56～1.61、阿貝數(shù)(νd)為63～70的范圍的光學常數(shù)，此外，其還具有適合模壓成型的低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，并且液相溫度(Tl)低、耐失透性也優(yōu)異。這表示其適合色像差校正，在模壓成型、熱預(yù)制件成型中極其有用。另一方面，在各比較例中，在得到樣品時或在耐失透性評價時發(fā)現(xiàn)失透，此外，液相溫度(Tl)高的情況較多。這即表示在模壓成型、熱預(yù)制件成型中欠缺穩(wěn)定性，不適合模壓成型、熱預(yù)制件成型。當前第1頁1 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