專利名稱：：高折射率眼鏡光學(xué)玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于光學(xué)玻璃
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種折射率(nd)在1.871.93之間，阿貝數(shù)(ud)在2932.5以內(nèi)，不含有有害組分Pb0和A&03的高折射率眼鏡光學(xué)玻璃。
背景技術(shù)：
：早期的高折射率眼鏡玻璃大都使用折射率為1.701.80的眼鏡光學(xué)玻璃用于眼鏡片的制作。在用這種折射率范圍內(nèi)的眼鏡光學(xué)玻璃制作高屈光度的正(凸)面或負(fù)(凹)面鏡片時(shí)，由于鏡片邊部或中部的厚度增大而使鏡片變重。不僅如此，同時(shí)鏡片邊部的色差也將隨之增大，給佩帶者帶來(lái)不便，而且鏡片的美觀上也存在缺陷。如要減薄高屈光度鏡片的厚度，只有使用更高折射率(如折射率nd為1.90左右)的玻璃才能消除存在的缺陷。在本領(lǐng)域中，迄今在現(xiàn)有技術(shù)中所公開的，只有類似折射率的玻璃和可比的玻璃組成也存在較嚴(yán)重的缺陷。例特開昭53-4023中描述的玻璃使用氧化鉿來(lái)穩(wěn)定玻璃，這樣不僅原料價(jià)格非常昂貴，而且氧化鉿的熔點(diǎn)高達(dá)3000°C，使熔化過程變得更加困難，不適于生產(chǎn)，同時(shí)La203、Hf203含量高，使鏡片重量增大，增加了佩帶者的不舒服感。還有特開昭2000-169176中所描述的8203-1^203-恥205-1102-010這類玻璃，不僅引入了價(jià)格昂貴的Ge02，同時(shí)還含有害成分A^03，這將增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和對(duì)環(huán)境造成危害。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述不足之處而提供用于制作更高屈光度、更小比重的眼鏡光學(xué)玻璃和/或用于數(shù)碼產(chǎn)品中透鏡
技術(shù)領(lǐng)域：
的光學(xué)玻璃，具有折射率(nd)在1.871.93之間，阿貝數(shù)(ud)在2932.5以內(nèi)，且不含有害組分PbO和As203及重金屬氧化物組分BaO、W03，不含有價(jià)格昂貴的Ge02的高折射率眼鏡光學(xué)玻璃。為實(shí)現(xiàn)上述目的，消除已知類似折射率玻璃的缺陷，本發(fā)明經(jīng)過反復(fù)研究，并在試驗(yàn)的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，在不含價(jià)格昂貴的Ge02組分和BaO、W03等組分的基礎(chǔ)上，可采用特定組成范圍予以解決。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種高折射率磷酸鹽光學(xué)玻璃，其特征是其組分范圍按重量百分比以氧化物計(jì)含有Si022-10%BA10'24%Nb20513'27%Ta2050'5%;Ti025-15%La20315'30%YA0'10%;Gd2030'10%;E(La203、Y203、Gd203)16%<X<40%;Zr0229%;cao5'15%MgO0'5%;SrO0'7%;ZnO0'5%;E(MgO、SrO、ZnO)X《10%;Li2004%;Na2003%;K2003%;E(Li20、Na20、K20)Xd本發(fā)明的優(yōu)選的技術(shù)解決方案是:所述Si0228%;BA12-22%Nb20515-25%Ta20504%;Ti02613%La20315-28%YA09%;Gd20309%;書2/6頁(yè):百分比以氧化物計(jì)是E(La203、Y203、Gd203)Zr02CaOMgOSrOZnOE(MgO、SrO、ZnO)Li20Na20K20E(Li20、Na20、K20)16%<X<35%38%;6006%04%X《8%;04%02%02%X《4%。14%5%;本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的E(Li20、Na20、K20)的下限值大于1%。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的E(MgO、SrO、ZnO)的下限值大于2%。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的組分范圍按重量百分比以氧化物計(jì)還包括澄清劑SbA，其加入量的上限值為0.5%。本發(fā)明必選組分含有Si02、B203、Nb205、La203、Ti02、CaO、Zr02等，還進(jìn)一步含有Ta205、Y203、MgO、ZnO、Li20等5種及以上，不含有PbO、As203等有害氧化物和BaO、W03等重金屬氧化物，具有的光學(xué)特性雖與已知光學(xué)玻璃相同，但是它們的不同之處在于顯示出有更好的耐水性、耐磨性及透過率，有更低比重的特點(diǎn)，同時(shí)由于原料和工藝成本的降低而更能顯示出低的生產(chǎn)成本和良好的環(huán)境適應(yīng)性。5本發(fā)明的光學(xué)玻璃可同時(shí)滿足熔化和抗結(jié)晶傾向，具有折射率(nd)在1.871.93之間，阿貝數(shù)(ud)在2932.5以內(nèi)，優(yōu)選方案具有折射率(nd)在1.881.92之間，阿貝數(shù)(ud)在29.532以內(nèi)，這類光學(xué)玻璃更適于用于眼鏡片的制作和數(shù)碼產(chǎn)品的透鏡使用領(lǐng)域。本發(fā)明的光學(xué)玻璃源自于環(huán)保重鑭火石玻璃類，且含有少量但對(duì)本發(fā)明是主要的而且是必須的Ta205、Mg0和/或R20等組分。該類基礎(chǔ)玻璃屬于硼酸鹽玻璃體系。為獲得所需的折射率和阿貝數(shù)，本發(fā)明的玻璃中B203的含量?jī)?yōu)選至少12%，更優(yōu)選至少17%。本發(fā)明的玻璃最高含量為22%。本發(fā)明的玻璃包含Si02的含量至少2%，優(yōu)選至少3%，特別優(yōu)選至少4%，最高優(yōu)選為8%。少量Si(^的引入可獲得良好的耐磨性和化穩(wěn)性。然而必須限制Si(^的最高引入量，否則將降低La203在基體玻璃中的熔融性，進(jìn)而也將減弱抗結(jié)晶傾向。本發(fā)明的玻璃最重要的必選組分吣205，是獲搏理想折射率和阿貝數(shù)的氧化物。此外，Nb205的另一作用是穩(wěn)定硼酸鹽玻璃的基體。該組分在玻璃中的含量至少13%，更優(yōu)選15%，特別優(yōu)選20%，最高優(yōu)選24%。本發(fā)明的玻璃中另一重要的必選組分1102含量至少為5%，更優(yōu)選7%，特別優(yōu)選10%，最高優(yōu)選13%。當(dāng)該成分引入量超過13%，玻璃結(jié)晶傾向?qū)②呌趶?qiáng)烈，玻璃著色也將加深，同時(shí)也降低了玻璃的阿貝數(shù)，即導(dǎo)致色散值的提高。相反，該組分低于5%，不能獲得所需的折射率和低比重。本發(fā)明玻璃中再一重要的必選組分La203(包含Gd203、Y203)是提高折射率、增大阿貝數(shù)的氧化物。已發(fā)現(xiàn)La203/B203比《3能形成穩(wěn)定的玻璃。因此La203、Y203、Gd203三種組分總含量最多優(yōu)選40%，更優(yōu)選35%或更低。當(dāng)這些組分的總含量超過40%，難以獲得所需的折射率，同時(shí)也將增大玻璃的結(jié)晶傾向和玻璃比重。本發(fā)明玻璃中的必選組分Zr02含量最多為9%，當(dāng)含量超過10%，玻璃熔化變得困難，也難以獲得更高折射率。因此為更易得到上述結(jié)果，該組分引入量?jī)?yōu)選8%，更優(yōu)選7%或更低。相反，該組分優(yōu)選最少至3%或以上。否則，將增大玻璃結(jié)晶傾向。本發(fā)明玻璃中的另一種重要組分CaO是降低結(jié)晶傾向、減小比重及減輕玻璃著色的必選組分。該組分含量?jī)?yōu)選15%，更優(yōu)選12%，特別優(yōu)選10%，當(dāng)含量超過15%，不僅降低折射率，同時(shí)玻璃產(chǎn)生分相和化穩(wěn)性變差。本發(fā)明的玻璃還包括優(yōu)選MgO、SrO、ZnO三種組分。該組分對(duì)減輕結(jié)晶傾向和比重是有利的。三者的總含量?jī)?yōu)選最多為10%，更優(yōu)選8%或更低。本發(fā)明的玻璃還包括任選的Ta205組分。該組分對(duì)降低液相線溫度有最明顯的效果，并提高折射率。但過量引入，將增大玻璃比重，難得上述效果。因此，該組分優(yōu)選最多為5%，更優(yōu)選4%。本發(fā)明的玻璃也可加入堿金屬氧化物L(fēng)i20、Na20、K20組分。該組分少量引入有利于改善熔融性和粘性，然而增大引入量將導(dǎo)致折射率降低，同時(shí)也將使化穩(wěn)性變差。因此，可選擇性適量加入，引入總量?jī)?yōu)選最多為4%，更優(yōu)選3%或更低。本發(fā)明的玻璃優(yōu)選Sb203作為澄清劑，其引入量不超過0.5%。本發(fā)明具有折射率(nd)在1.871.93之間，阿貝數(shù)(ud)在2932.5以內(nèi)，在可見光譜區(qū)的透過率為85%，比重(P)低于4.1，不含有PbO和As203等有害氧化物及BaO、W03等重金屬氧化物的特性，并適于一次成型和二次壓型之用的光學(xué)玻璃。本發(fā)明源自于環(huán)保重鑭火石玻璃范疇，其特別適用于眼鏡的光學(xué)玻璃，也可適用于制作數(shù)碼產(chǎn)品的透鏡。具體實(shí)施例方式下面將以實(shí)施例示例性地描述本發(fā)明的光學(xué)玻璃。表1包括在優(yōu)選組成范圍內(nèi)的5個(gè)實(shí)施例，這些是對(duì)比性實(shí)施例，以此將所描述的本發(fā)明光學(xué)玻璃的不同物化特性進(jìn)行比較，同時(shí)包括2個(gè)典型的比較例與之進(jìn)行對(duì)比。本發(fā)明的光學(xué)玻璃除不含有PbO和As203等有害成分外，還不含有BaO、W03及價(jià)格昂貴的Ge(^等成分。本發(fā)明還涉及一種制備本發(fā)明光學(xué)玻璃的熔煉方法。該方法是將已知形成玻璃的組分以氧化物、硝酸鹽和碳酸鹽配制成混合料加熱至形成熔融體。該熔融體的主要組分含有Si02、B203、Nb205、Ti02、Zr02、CaO等氧化物，其中含有Y203、Gd203。按本發(fā)明作為其它組分還加入Ta205、MgO、SrO、ZnO和堿金屬氧化物L(fēng)i20、Na20、K20和微量的澄清劑。本發(fā)明光學(xué)玻璃的制備方式稱取各種氧化物，優(yōu)選硝酸鹽、碳酸鹽等原料加入微量澄清劑313203，將其充分混合均勻，該混合料在一種連熔工藝裝置中于130(TC下熔化，攪拌、澄清與均化，在適于成型的溫度下進(jìn)行一次壓型和/或二次熱壓，由此可得到本發(fā)明的光學(xué)玻璃。表1:ZDW玻璃實(shí)施例與比較例(量以重量百分比表示)7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1的實(shí)施例1至實(shí)施例5與典型的比較例a、比較例b相比，本發(fā)明的玻璃不僅具有所需范圍內(nèi)的折射率和阿貝數(shù)，還更具有良好的透過率和更低的比重。特別適于眼鏡光學(xué)領(lǐng)域使用，也同樣適于數(shù)碼產(chǎn)品的透鏡
技術(shù)領(lǐng)域：
。P表示玻璃比重；Lt表示液相溫度。良好的抗結(jié)晶傾向和工藝性能，更能適于一次成型和/或二次模壓制成不同規(guī)格眼鏡片和光學(xué)元件。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的玻璃比重小于4.1或更低。本發(fā)明的玻璃必須具有低的熱成型粘度和低的熱壓溫度的特點(diǎn)，適于在低溫狀態(tài)下成型和熱壓，以保護(hù)模具不在高溫狀態(tài)下使用而被氧化，以達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。此外，通過熔煉工藝技術(shù)，低的結(jié)晶傾向可適于一次成型和/或二次熱壓過程中不產(chǎn)生晶核的形成。同時(shí)還必須達(dá)到具有更低的比重、高的透過率和良好的耐水性和耐磨性。權(quán)利要求一種高折射率眼鏡光學(xué)玻璃，其特征是其組分范圍按重量百分比以氧化物計(jì)含有SiO22～10％；B2O310～24％；Nb2O513～27％；Ta2O50～5％；TiO25～15％；La2O315～30％；Y2O30～10％；Gd2O30～10％；∑(La2O3、Y2O3、Gd2O3)16％＜X＜40％；ZrO22～9％；CaO5～15％；MgO0～5％；SrO0～7％；ZnO0～5％；∑(MgO、SrO、ZnO)X≤10％；Li2O0～4％；Na2O0～3％；K2O0～3％；∑(Li2O、Na2O、K2O)X≤6％。2.按照權(quán)利要求1所述的一種高折射率眼百分比以氧化物計(jì)是Si022-8%;B2031222%;Nb2051525%;Ta2050--4%;Ti026'13%;La2031528%;Y2030--9%;Gd900-一9%;E(La203、Y203、Gd203)Zr02CaOMgOSrOZnOE(MgO、SrO、ZnO)Li。0[16%<X<35%;[3'[6[0[0[08%;'14%;'5%'6%'4%X《8%;[04%;Na2002%;K2002%;E(Li20、Na20、K20)X《4%。3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種高折射率眼鏡光學(xué)玻璃，其特征是所述的E(Li20、Na20、K20)的下限值大于1%。4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種高折射率眼鏡光學(xué)玻璃，其特征是所述的E(MgO、Sr0、Zn0)的下限值大于2%。5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種高折射率眼鏡光學(xué)玻璃，其特征是所述的組分范圍按重量百分比以氧化物計(jì)還包括澄清劑313203，其加入量的上限值為0.5%。全文摘要本發(fā)明的名稱為高折射率眼鏡光學(xué)玻璃。屬于光學(xué)玻璃
技術(shù)領(lǐng)域：
。主要是解決現(xiàn)有高折射率眼鏡光學(xué)玻璃含有害成分As2O3和價(jià)格昂貴的GeO2及含有Hf2O3而存在熔化困難、生產(chǎn)成本高、不適于量產(chǎn)的問題。本發(fā)明按氧化物重量百分比計(jì)含有SiO22～10％；B2O310～24％；Nb2O513～27％；Ta2O50～5％；TiO25～15％；La2O315～30％；Y2O30～10％；Gd2O30～10％；∑(La2O3、Y2O3、Gd2O3)16％＜X＜40％；ZrO22～9％；CaO5～15％；MgO0～5％；SrO0～7％；ZnO0～5％；∑(MgO、SrO、ZnO)X≤10％；Li2O0～4％；Na2O0～3％；K2O0～3％；∑(Li2O、Na2O、K2O)X≤6％。本發(fā)明具有折射率(nd)在1.87～1.93之間和阿貝數(shù)(υd)在29～32.5以內(nèi)，在可見光譜區(qū)的透過率為85％，比重低于4.1的特性，特別適用于眼鏡的光學(xué)玻璃，也可適用于制作數(shù)碼產(chǎn)品的透鏡。文檔編號(hào)C03C3/068GK101746952SQ200810236828公開日2010年6月23日申請(qǐng)日期2008年12月9日優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日發(fā)明者張衛(wèi),鄧和平,黃少林申請(qǐng)人:湖北新華光信息材料股份有限公司