专利名称：光学玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光学玻璃，该玻璃具有在以下范围内的光学常数折射率(nd)大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)大于40小于45，化学耐久性——特别是表面耐候性优异，适于精密模压成型。
背景技术：
构成光学系统的透镜通常有球面透镜和非球面透镜。大多数球面透镜是通过对玻璃材料再热压制成型而得的玻璃成型制品进行磨削和抛光而制得。另一方面，非球面透镜是以将加热软化的透镜预成型材料利用具有高精度成型面的模具进行冲压成型，再将模具的高精度成型面的形状转录到透镜预成型材料而得的方法为主流，即，以利用精密模压成型进行制造的方法为主流。
当利用精密冲压成型得到非球面透镜等玻璃成型制品时，如上所述，因需要在高温环境下进行冲压成型，故此时所用的模具也将暴露在高温环境下，且模具受到高冲压压力。所以，将透镜预成型材料加热软化时以及将透镜预成型材料冲压成型时，因模具成型面被氧化腐蚀或设于模具成型面表面的分型膜受损等而无法维持模具的高精度成型面的状况很多，且模具本身也易于受损。当出现上述状况时，将不得不更换模具，以致增加模具的更换次数，从而不能实现低成本大量生产。因此，为抑制上述损伤、长期维持模具的高精度成型面、并可以在低冲压压力下实现精密冲压成型，人们希望精密模压中使用的作为透镜预成型材料的玻璃具有尽可能低的玻璃化温度(Tg)。
当实施精密冲压成型时，作为透镜预成型材料的玻璃的表面需要呈镜面或近乎镜面的状态。透镜预成型材料的制法通常为利用点滴法由熔融玻璃直接制造的方法或利用磨削和抛光制造的方法，但如果考虑到成本及工序数等，更常用前者的方法。点滴法制得的透镜预成型材料被称为料块(gob)或玻璃料滴。精密冲压成型用光学玻璃通常具有化学耐久性较差、在上述料块表面会产生过烧缺陷(burning)、逐渐不能再保持镜面或近似镜面的状态等不足。特别是在保管制作后的料块等情况下会出现问题，这使化学耐久性中的表面耐候性也成为重要特性。
作为上述光学元件成型用预成型材料的光学玻璃，公知的有例如SiO2-B2O3-La2O3-TiO2-RO-R2O系光学玻璃，但根据光学设计有效性的观点，对具有以下范围的光学常数折射率(nd)为大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)为大于40小于45、玻璃化温度(Tg)低、表面耐候性优异的光学玻璃有很旺盛的需求。
在日本特开昭61-232243号公报中，揭示了一种SiO2-B2O3-La2O3-TiO2-ZrO2-Nb2O5-CaO-Li2O系光学玻璃。但由于该公报中目的光学常数的范围是折射率(nd)为1.74～1.84、阿贝数(υd)为33～40，与本发明的目的光学常数不符。
在日本特开2000-1329号公报中，揭示了一种SiO2-B2O3-La2O3-TiO2-ZrO2-Nb2O5-CaO-Li2O系光学玻璃。但因SiO2含率高，因此熔融性差，而为保证良好的熔融性，就需要提高熔化温度，所以具有可见光区域中的短波长区域的透光率恶化的缺点。
在日本特开2000-16830号公报中，揭示了一种低屈伏点的光学玻璃。但因该公报具体揭示的玻璃的SiO2含率高，因此熔融性差，而为保证良好的熔融性，就需要提高熔化温度，所以具有可见光区域中的短波长区域的透光率恶化的缺点。且在该公报具体揭示的玻璃中，由于具有上述范围内光学常数的玻璃的TiO2含率低，具有化学耐久性恶化的缺点。
而日本特开平8-217484号公报所述光学玻璃以原料价格明显高昂的Lu2O3为必须组分，因此生产成本非常高，缺乏实用性。且在该公报具体揭示的玻璃不具备上述范围内的光学常数，所以不能满足上述光学设计上的要求。
在日本特开平5-58669号公报中，揭示了一种低屈伏点的光学玻璃。但因该公报具体揭示的光学玻璃不具备上述范围内的光学常数，所以不能满足上述光学设计上的要求。
在日本特开昭60-221338号公报中具体揭示的光学玻璃不具备上述范围内的光学常数，所以不能满足上述光学设计上的要求。
专利文献1日本特开昭61-232243号公报专利文献2日本特开2000-1329号公报专利文献3日本特开2000-16830号公报专利文献4日本特开平8-217484号公报专利文献5日本特开平5-58669号公报专利文献6日本特开昭60-221338号公报发明内容本发明提供一种综合解决了上述光学玻璃的各项缺陷的光学玻璃，该玻璃具有预期的光学常数、玻璃化温度(Tg)低、化学耐久性，特别是表面耐候性优异、适于精密模压成型。
本发明的发明人为解决上述问题，经过反复深入的研究，结果发现通过使光学玻璃中含有特定量的SiO2、B2O3、La2O3、TiO2、ZrO2、Nb2O5、CaO、Li2O，并使La2O3、TiO2、ZrO2、Nb2O5、CaO及Li2O的含率之和与SiO2、B2O3的含率之和的比值处于规定范围内的值，就可得到具有上述光学常数、玻璃化温度(Tg)低、表面耐候性优异、适于精密模压成型，且玻璃稳定性高的光学玻璃。
即，为达到上述目的的本发明第一技术方案为一种光学玻璃，其特征在于，具有以下范围的光学常数折射率(nd)大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)大于40小于45，SiO2含率在17质量％以下，玻璃化温度(Tg)在540℃以下，表面耐候性为1级或2级。
本发明第二技术方案为一种光学玻璃，其特征在于，光学常数的范围是折射率(nd)大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)大于40小于45，含有必须组分SiO2、B2O3、La2O3、TiO2、ZrO2、Nb2O5、CaO、Li2O，实质上不含铅、砷、氟，且SiO2含率在17质量％以下，各组分的质量％比(La2O3+Gd2O3+Y2O3+TiO2+ZrO2+Nb2O5)/(SiO2+B2O3)为0.78～1.08，玻璃化温度(Tg)在540℃以下。
本发明第三技术方案是以表面耐候性为1级或2级为特征的上述光学玻璃。
本发明第四技术方案是如上述第一技术方案所述的光学玻璃，其特征在于，以质量％计，所含各组分为SiO2大于10％小于等于17％；B2O315～25％La2O312～24％；TiO2大于5％小于等于12％；ZrO21～10％；Nb2O5大于等于1％小于13％；CaO5～20％；及Li2O大于等于3％小于15％，以及Al2O30～3％和/或Y2O3大于等于0小于0.1％，和/或Gd2O30～5％和/或GeO20～10％和/或Ta2O50～5％和/或ZnO0～8％和/或MgO0～5％和/或BaO0～10％和/或SrO大于等于0小于0.5％和/或Sb2O30～1％。
本发明第五技术方案是由上述第一至四技术方案构成的光学玻璃的透镜预成型材料。
本发明第六技术方案是精密冲压成型上述第五技术方案的透镜预成型材料得到的光学元件。
本发明第七技术方案是精密冲压成型上述第一至四技术方案的光学玻璃得到的光学元件。
具体实施例方式
下面，说明本发明光学玻璃的各组分。在下文中，如未特别地事先说明，各组分的含率意为质量％。
SiO2组分能有效提高玻璃的粘度、提高其耐失透性，在本发明的光学玻璃中是一种不可或缺的组分。但当其含率在10％以下时，其效果不足，而大于17％，将提高玻璃化温度(Tg)，使熔融性变差。为弥补熔融性的恶化，就需要提高熔化温度，但此时又将使可见光区域的短波长区域的透光率恶化。因此，可含有下限优选大于10％、更优选大于12％、特别优选大于13.5％，可含有上限优选17％、更优选小于17％、特别优选16.9％。
SiO2组分使用例如SiO2等作为原料引入玻璃内。
B2O3组分是玻璃形成氧化物组分中一种不可或缺的组分。但当其含率小于15％时，耐失透性不足，而大于25％，表面耐候性将变差。因此可含有下限优选为15％、更优选为大于17％、特别优选为18.1％，可含有上限优选为25％、更优选为小于24％、特别优选为23％。
B2O3组分使用例如H3BO3、B2O3等作为原料引入玻璃内。
La2O3组分可有效提高玻璃的折射率，实现低分散化，在本发明的玻璃中是一种不可或缺的组分。特别是为得到稳定并具有预期光学常数的光学玻璃，需要与TiO2组分、Nb2O5组分组合含有。但当其含率小于12％时，玻璃的光学常数值难以维持在上述范围内，而大于24％，将使耐失透性变差。因此，可含有下限优选12％、更优选大于14％、特别优选16％，可含有上限优选24％、更优选小于21％、特别优选小于19％。
La2O3组分使用例如La2O3、硝酸镧或其水合物等作为原料引入玻璃内。
TiO2组分可有效赋予玻璃高折射率高分散性并改善表面耐候性。特别是为得到稳定并具有预期光学常数的光学玻璃，需要与La2O3组分、Nb2O5组分组合含有。并且，它与Nb2O5组分一起可赋予玻璃高折射率高分散性，含有一定量以上的TiO2组分将有助于使表面耐候性处于良好水平。当其含率在5％以下时，表面耐候性的改善效果不充分，而大于12％，将使耐失透性和可见光区域的短波长区域的透光率变差。因此，可含有下限优选为大于5％、更优选为5.5％、特别优选为6％，可含有上限优选为12％、更优选为11％、特别优选为10％。
TiO2组分使用例如TiO2等作为原料引入玻璃内。
ZrO2组分具有调节光学常数、改善耐失透性、提高表面耐候性的效果，是一种不可或缺的组分。但当其含率小于1％时，上述效果不足，而大于10％，将使耐失透性变差。因此，可含有下限优选为1％、更优选为2％、特别优选为3％，可含有上限优选为10％、更优选为8％、特别优选为6％。
且ZrO2组分使用例如ZrO2等作为原料引入玻璃内。
Nb2O5组分可有效赋予玻璃高折射率高分散性并改善耐失透性。特别是为得到稳定并具有预期光学常数的光学玻璃，需要与TiO2组分、La2O3组分组合含有。但当其含率小于1％时，耐失透性的改善效果不充分，而在13％以上，则反而使耐失透性变差。因此，可含有下限优选为1％、更优选为大于5％、特别优选为5.5％，可含有上限优选为小于13％、更优选为11％、特别优选为10％。
且Nb2O5组分使用例如Nb2O5等作为原料引入玻璃内。
ZnO组分具有降低玻璃化温度(Tg)的效果。但当其含率大于8％时，将使耐失透性变差。因此，可含有上限优选为8％、更优选为5％、特别优选为不含。
且ZnO组分可使用例如ZnO等作为原料引入玻璃内。
MgO组分可有效调节光学常数。但当其含率大于5％时，将使耐失透性变差。因此，可含有上限优选为5％、更优选为4％、特别优选为3％。
MgO组分可使用例如MgO、MgCO3、Mg(OH)2、Mg(NO3)2等作为原料引入玻璃内。
CaO组分可有效调节光学常数并改善耐失透性。但当其含率小于5％时，耐失透性的改善效果不充分，而大于20％，将使化学耐久性变差。因此，可含有下限优选为5％、更优选为大于6.5％、特别优选为10.1％，可含有上限优选为20％、更优选为19％、特别优选为18％。
CaO组分可使用例如CaO、CaCO3、Ca(OH)2、Ca(NO3)2等作为原料引入玻璃内。
SrO组分可有效调节光学常数。但当其在本发明的光学玻璃组成中的含率在0.5％以上时，将使耐失透性变差。因此，可含有上限优选为小于0.5％、更优选为0.1％，特别优选为不含。
SrO组分可使用例如SrO、SrCO3、Sr(OH)2、Sr(NO3)2等作为原料引入玻璃内。
BaO组分可有效调节光学常数。但当其含率大于10％时，将使耐失透性变差。因此，可含有上限优选为10％、更优选为9％，特别优选为8％。
BaO组分可使用例如BaO、BaCO3、Ba(OH)2、Ba(NO3)2等作为原料引入玻璃内。
Li2O组分具有大幅度降低玻璃化温度(Tg)并促进熔化混合后玻璃原料时的熔融的效果，因此是一种不可或缺的组分。但当其含率在3％以下时，其效果不充分，而大于15％，将使耐失透性急剧恶化。因此，可含有下限优选为大于3％、更优选为5％、特别优选为8.1％，可含有上限优选为15％、更优选为14％、特别优选为13％。
且Li2O组分可使用例如Li2O、Li2CO3、LiOH、LiNO3等作为原料引入玻璃内。
Sb2O3组分可用于玻璃熔融时的脱泡，可任意添加。但当其添加量过多时，可见光区域的短波长区域的透光率变差。因此，可含有上限优选为1％、更优选为0.5％、特别优选为0.2％。
Y2O3组分可有效提高玻璃的折射率，实现低分散化。但当其在本发明的光学玻璃组成中的含量在0.1％以上时，耐失透性将急剧恶化。因此，含量优选为小于0.1％、更优选为在0.05％以下、特别优选为不含。
Y2O3组分可使用例如Y2O3等作为原料引入玻璃内。
Gd2O3组分可有效提高玻璃的折射率，实现低分散化。但当其大于5％时，耐失透性将急剧恶化。因此，上限优选为5％、更优选为1％，特别优选为不含。
且Gd2O3组分可使用例如Gd2O3等作为原料引入玻璃内。
GeO2组分是具有提高玻璃的折射率、提高耐失透性的效果的组分，但由于原料价格非常高昂，因此，上限优选为10％、更优选为3％，特别优选为不含。
GeO2组分可使用例如GeO2等作为原料引入玻璃内。
Ta2O5组分可有效提高玻璃的折射率，改善耐失透性，但由于原料价格高昂，因此，可含有上限优选为5％、更优选为4％、特别优选为3％。
且Ta2O5组分可使用例如Ta2O5等作为原料引入玻璃内。
另外，为引入存在于上述玻璃中的各组分而使用的原料仅是出于举例说明的目的而被提及，但并不仅限于上述所举出的氧化物等。因此，可根据玻璃制造的各种条件的改变从公知材料中选取适当的物质。
为实现本发明目的光学常数范围是折射率(nd)为大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)为大于40小于45，以质量％计，上述玻璃中La2O3组分、Gd2O3组分、Y2O3组分、TiO2组分、ZrO2组分、Nb2O5组分的合计量与SiO2组分和B2O3组分的合计量之比，即(La2O3+Gd2O3+Y2O3+TiO2+ZrO2+Nb2O5)/(SiO2+B2O3)需要达到特定范围值。在本发明中，发明人发现，当该值为0.78～1.08时，可以满足预期的光学常数。
因此，在本发明中，上述(La2O3+Gd2O3+Y2O3+TiO2+ZrO2+Nb2O5)/(SiO2+B2O3)之值的下限优选为0.78、更优选为0.85、特别优选为0.90，上限优选为1.08、更优选为1.05、特别优选为1.02。
Al2O3组分是可以提高化学耐久性的有效成分。但当其含率大于3％时，将使耐失透性急剧恶化。因此，上限优选为3％、更优选为1％、特别优选为不含。
玻璃中还可能含有Lu2O3、Hf2O3、SnO2、Ga2O3、Bi2O3、BeO等各成分，但由于Lu2O3、Hf2O3、Ga2O3为高价原料，原料成本因此增加，在实际生产中不具备现实意义；至于SnO2，当利用铂制坩埚及与熔融玻璃接触的部分为铂制的熔融槽等熔融玻璃原料时，锡会与铂发生合金化反应形成合金，使该形成合金的部分的耐热性恶化，会在该部分开口，因此存在着造成熔融玻璃外流事故的危险性；而Bi2O3、BeO则会对环境造成不良影响，是环境负荷非常大的成分。因此其含有上限优选为小于0.1％、更优选为0.05％，特别优选为不含。
下面说明本发明光学玻璃中不应含有的成分。
氟在制作形成透镜预成型材料的料块时会挥发，继而产生线痕(stria)等问题，因此难以制作料块。故不应含于本发明光学玻璃中。
铅化合物是精密模压成型时易与模具熔合的成分，且其不仅在玻璃制造中而且直至抛光等玻璃冷加工及玻璃废弃，都需要在环境方面有应对措施，是环境负荷大的成分，由于这些问题的存在，因此，不应含于本发明光学玻璃中。
As2O3、镉及钍均是对环境有不良影响、环境负荷非常大的成分，因此，不应含于本发明光学玻璃中。
如果本发明光学玻璃中含有P2O5，将易于导致耐失透性恶化，因此，不宜含有P2O5。
而TeO2在利用铂制坩埚以及与熔融玻璃接触的部分为铂制的熔融槽等熔融玻璃原料时，碲会与铂发生合金化反应，形成合金的部分的耐热性恶化，会在该部分开口，因此存在着造成熔融玻璃外流事故的危险性，所以不应含于本发明光学玻璃中。
另外，本发明光学玻璃中优选不含V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Eu、Nd、Sm、Tb、Dy、Er等着色成分。但本发明所指“不含”意为除作为杂质混入情况之外，不会人为添加。
下面说明本发明光学玻璃的物性。
如上所述，根据光学设计上的有效性的观点，本发明光学玻璃优选具有如下范围的光学常数折射率(nd)为大于等于1.70小于1.74且阿贝数(υd)大于40小于45，更优选折射率(nd)大于等于1.71小于1.74且阿贝数(υd)大于40小于45，特别优选折射率(nd)大于等于1.71小于1.74且阿贝数(υd)大于40小于等于44。
另外，本发明的玻璃组合物的组成以质量％表示，而未直接以摩尔％表示，满足本发明所要求的各特性的玻璃组合物中所存在的各元素若以摩尔％表示其组成，则约为下述值Si4～7摩尔％；B8～17摩尔％；La1～3.5摩尔％；Ti1～4摩尔％；Zr0.2～2摩尔％；Nb0.2～2摩尔％；Ca1.5～14摩尔％；Li4～23摩尔％；O48～66摩尔％；
Al0～2摩尔％；Y0～0.2摩尔％；Gd0～1摩尔％；Ge0～3.5摩尔％；Ta0～1.5摩尔％；Zn0～3摩尔％；Mg0～2.5摩尔％；Ba0～2摩尔％；Sr0～0.2摩尔％；Sb0～0.1摩尔％。
另外，Si组分具有提高玻璃的粘度、提高耐失透性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为4％、更优选为4.5％、特别优选为5％，可含有上限优选为7％、优选为6.5％、特别优选为6.2％。
B组分作为玻璃形成氧化物具有提高耐失透性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为8％、更优选为9％、特别优选为11％，可含有上限优选为17％、更优选为16％、特别优选为15％。
La组分具有提高玻璃的折射率、实现低分散化的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为1％、更优选为1.3％、特别优选为1.5％，可含有上限优选为3.5％、更优选为3％、特别优选为2.8％。
Ti组分具有赋予玻璃高折射率高分散性并改善表面耐候性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为1％、更优选为1.3％、特别优选为1.5％，可含有上限优选为4％、更优选为3.5％、特别优选为3％。
Zr组分具有调节光学常数、改善耐失透性、提高表面耐候性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为0.2％、更优选为0.3％、特别优选为0.5％，可含有上限优选为2％、更优选为1.8％、特别优选为1.6％。
Nb组分具有赋予玻璃高折射率高分散性、改善耐失透性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为0.2％、更优选为0.3％、特别优选为0.5％，可含有上限优选为2％、更优选为1.8％、特别优选为1.7％。
Zn组分具有降低玻璃化温度(Tg)的效果，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为3％、更优选为0.8％、特别优选为不含。
Mg组分具有调节光学常数的效果，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为2.5％、更优选为2％、特别优选为1.6％。
Ca组分具有调节光学常数并改善耐失透性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为1.5％、更优选为2％、特别优选为3％，可含有上限优选为14％、更优选为13％、特别优选为12％。
Sr组分具有调节光学常数的效果，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为0.2％、更优选为0.1％，特别优选为不含。
Ba组分具有调节光学常数的效果，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为2％、更优选为1％，特别优选为0.6％。
Li组分具有大幅度降低玻璃化温度(Tg)、并促进熔化混合后的玻璃原料时的熔融的效果，在本发明光学玻璃中，可含有下限优选为4％、更优选为5％、特别优选为6％，可含有上限优选为23％、更优选为18％、特别优选为15％。
Sb组分可用于玻璃熔融时的脱泡，可任意添加，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为0.1％、更优选为0.05％、特别优选为0.02％。
Y组分具有提高玻璃的折射率、实现低分散化的效果，在本发明光学玻璃中的含量优选为0.2％、更优选为0.1％以下，特别优选为不含。
Gd组分具有提高玻璃的折射率、实现低分散化的效果，在本发明光学玻璃中，上限优选为1％、更优选为0.5％，特别优选为不含。
Ge组分具有提高玻璃的折射率、提高耐失透性的效果，在本发明光学玻璃中，上限优选为3.5％、更优选为1.5％，特别优选为不含。
Ta组分具有提高玻璃的折射率、改善耐失透性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为1.5％、更优选为1％，特别优选为0.5％。
Al组分具有提高化学耐久性的效果，在本发明光学玻璃中，可含有上限优选为2％、更优选为1.5％、特别优选为1.3％。
O在本发明玻璃中是玻璃形成中不可或缺的成分，可含有下限优选为48摩尔％、更优选为49摩尔％、特别优选为50摩尔％，可含有上限优选为66摩尔％、更优选为63摩尔％、特别优选为60摩尔％。
在本发明光学玻璃中，如果Tg过低，则化学耐久性将变差，因此导致表面耐候性恶化；而如果Tg过高，如上所述，当进行精密冲压成型时，易引起成型模劣化等问题，因此，本发明光学玻璃的Tg下限优选为440℃、更优选为450℃、特别优选为460℃，上限优选为540℃、更优选为小于530℃、特别优选为520℃。
由于在本说明书中，因“表面耐候性”假定精密冲压成型之前保藏透镜预成型材料，即料块的情况，因此可表示处于保藏环境下一定期间内的过烧状态的优劣。
表面耐候性的试验方法按照下述方法进行，以决定表面耐候性。具体而言，将具有30mm×30mm×3mm的抛光面的试料作为试验片，在将其置于温度50℃、相对湿度85％的恒温恒湿槽中24小时后，用50倍显微镜观察抛光面，以观察过烧状态。判断标准为将在照度6000勒(lux)下观察经过24小时试验后的试料时完全没有过烧缺陷的试料定为1级；将在1500勒下观察后无过烧缺陷而在6000勒下有过烧缺陷的试料定为2级；将在1500勒下观察到有过烧缺陷的试料定为3级。另将3级品重新置于温度50℃、相对湿度85％的恒温恒湿槽中6小时后，用50倍显微镜观察抛光面，在1500勒下观察到有过烧缺陷的试料定为4级，未观察到过烧缺陷的试料仍定为3级。
本发明光学玻璃所要求的表面耐候性优选为2级，更优选为1级。
在本发明光学玻璃中，为能根据下述制造方法实现稳定生产，使液相温度在1000℃以下很重要。特别优选控制在950℃以下，因为这样可拓宽能实现稳定生产的粘度范围，并能降低玻璃的熔化温度，因此能控制消耗能量。
本说明书中的“液相温度”是将粉碎后玻璃试料置于铂板上，将其保持在具有温度梯度的炉内30分钟后取出，在显微镜下观察软化的玻璃有无结晶，将未发现结晶的最低温度定义为液相温度。
如上所述，本发明的光学玻璃可用作冲压成型用预成型材料，或者，也可将熔融玻璃直接冲压。用作预成型材料时，其制造方法和精密冲压成型方法无特别限制，可使用公知的制造方法和成型方法。就预成型材料的制造方法而言，可采用例如日本特开平8-319124所述的玻璃料滴成型方法，也可如日本特开平8-73229所述的光学玻璃的制造方法及制造装置所述，由熔融玻璃直接制造预成型材料，或者也可通过对带材进行冷加工来制造。
另外，当使用本发明光学玻璃并滴落熔融玻璃来制造预成型材料时，如果熔融玻璃的粘度过低，易于将线痕带入玻璃预成型材料中，而如果粘度过高，因自重和表面张力又会使玻璃难以切断。
因此，为实现高品质的稳定生产，液相温度下的粘度(dPa·s)对数Logη值优选为0.4～2.0、更优选为0.5～1.8、特别优选为0.6～1.6的范围内。
另外，预成型材料的精密冲压成型方法无特别限制，可使用例如日本特公昭62-41180所述的光学元件成型方法之类的方法。
实施例下文述及本发明的实施例，但本发明并不受限于这些实施例。
将本发明玻璃的实施例(No.1～No.20)的组成与这些玻璃的折射率(nd)、阿贝数(υd)、玻璃化温度(Tg)、屈伏点(At)以及表面耐候性一起表示于表1～表4。表中，各组分的组成以质量％表示。
表1
表2
表3
表4
另外，将比较例玻璃(No.A～No.F)的组成与这些玻璃的折射率(nd)、阿贝数(υd)、玻璃化温度(Tg)、屈伏点(At)以及表面耐候性一起表示于表5。
表5
表1～表4所示的本发明实施例的光学玻璃(No.1～No.20)可通过按照表1～表4所示各实施例组成比例称量氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐等常用光学玻璃原料，将其混合并加入铂坩埚，根据组成形成的熔融性，在1000～1300℃下，经3～5小时的熔融、澄清、搅拌并进行均化处理后，铸入模具等中缓慢冷却而制得。
测定以-25℃/小时缓慢冷却降温速度设为而得的光学玻璃的折射率(nd)和阿贝数(υd)。
根据日本光学玻璃工业学会JOGIS08-2003规格(光学玻璃的热膨胀测量方法)所述方法测定玻璃化温度(Tg)，但试验片采用长50mm、直径4mm的试料。
采用与上述玻璃化温度(Tg)同样的测定方法测定屈伏点(At)，是玻璃停止伸展、开始收缩的温度。
表面耐候性的试验方法按照下述方法进行，以决定表面耐候性。它是使用具有30mm×30mm×3mm的抛光面的试料作为试验片，在将其置于温度50℃、相对湿度85％的恒温恒湿槽中24小时后，用50倍显微镜观察抛光面，以观察过烧状态。判断标准为将在照度6000勒(lux)下观察经过24小时试验后的试料时完全没有过烧缺陷的试料定为1级；将在1500勒下观察后无过烧缺陷而在6000勒下有过烧缺陷的试料定为2级；将在1500勒下观察到有过烧缺陷的试料定为3级。另将3级品重新置于温度50℃、相对湿度85％的恒温恒湿槽中6小时后，用50倍显微镜观察抛光面，在1500勒下观察到有过烧缺陷的试料定为4级，未观察到过烧缺陷的试料仍定为3级。
如表1～表4所示，本发明实施例的光学玻璃(No.1～No.20)均具有上述范围内的光学常数(折射率(nd)和阿贝数(υd))，玻璃化温度(Tg)均处于440～540℃的范围内，因此，适于精密模压成型，且由于表面耐候性评价良好，所以化学耐久性也很优异。
与此相对，在与上述实施例相同的条件下制作玻璃，采用同一评价方法对表5所示组成的比较例A～F的各试料所制得的玻璃进行评价。比较例No.A、B、C的TiO2含率低，表面耐候性评级为3，因此，无法满足本发明所要求性能。另外，比较例D、E、F的以质量％计的(La2O3+Gd2O3+Y2O3+TiO2+ZrO2+Nb2O5)/(SiO2+B2O3)比值在0.78～1.08的范围之外，折射率(nd)在大于等于1.70小于1.74的范围之外，阿贝数(υd)在大于40小于45的范围之外，因此，是无法满足本发明所要求性能的制品。
上文出于举例说明的目的而对本发明做出了详细说明，但上述实施例只是出于举例说明的目的，这应理解为只要未脱离本发明的思想及范围，本领域技术人员可作出许多改变。
产业上的可利用性如上所述，本发明光学玻璃的组成为SiO2-B2O3-La2O3-TiO2-ZrO2-Nb2O5-CaO-Li2O系，且不含铅、砷、氟，具有以下范围的光学常数折射率(nd)大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)大于40小于45，玻璃化温度(Tg)在440～540℃的范围内，适于精密模压成型，在产业上非常有用。
且由于表面耐候性优异，因此在精密冲压成型之前保藏透镜预成型材料，即料块的情况下，在处于保藏环境下一定时期内，不易发生过烧等，便于使用。
权利要求
1.一种光学玻璃，其特征在于，具有在以下范围内的光学常数折射率(nd)大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)大于40小于45，SiO2含率在17质量％以下，玻璃化温度(Tg)在540℃以下，表面耐候性为1级或2级。
2.一种光学玻璃，其特征在于，具有在以下范围内的光学常数折射率(nd)大于等于1.70小于1.74、阿贝数(υd)大于40小于45，含有必须组分SiO2、B2O3、La2O3、TiO2、ZrO2、Nb2O5、CaO、Li2O，实质上不含铅、砷、氟，且SiO2含率在17质量％以下，各组分的质量％之比(La2O3+Gd2O3+Y2O3+TiO2+ZrO2+Nb2O5)/(SiO2+B2O3)为0.78～1.08，玻璃化温度Tg在540℃以下。
3.如权利要求2所述的光学玻璃，其特征在于，表面耐候性为1级或2级。
4.如权利要求1～3任一项所述的光学玻璃，其特征在于，以质量％计，所含各组分为SiO2大于10％小于等于17％；B2O315～25％；La2O312～24％；TiO2大于5％小于等于12％；ZrO21～10％；Nb2O5大于等于1％小于13％；CaO5～20％；并且Li2O大于3％小于等于15％，以及Al2O30～3％和/或Y2O3大于等于0小于0.1％，和/或Gd2O30～5％和/或GeO20～10％和/或Ta2O50～5％和/或ZnO0～8％和/或MgO0～5％和/或BaO0～10％和/或SrO大于等于0小于0.5％和/或Sb2O30～1％。
5.含有权利要求1～3任一项所述光学玻璃形成的透镜预成型材料。
6.一种通过精密冲压成型权利要求5所述的透镜预成型材料得到的光学元件。
7.一种通过精密冲压成型权利要求1～3任一项所述光学玻璃得到的光学元件。
全文摘要
本发明涉及一种光学玻璃，该玻璃的玻璃化温度(Tg)低，具有在以下范围内的光学常数折射率(n
文档编号C03C3/062GK1772672SQ200510115848
公开日2006年5月17日 申请日期2005年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者上原进 申请人:株式会社小原