[发明专利]无铅的光学轻燧石玻璃

说明书

本发明涉及无沿的光学玻璃，该玻璃的折射值n_d在1.54-1.61之间，阿贝数v_d在38-45之间，这种玻璃属于轻燧石玻璃的光学玻璃族。

由于玻璃组分PbO和As₂O₃对环境的污染已引起公众讨论，使光学仪器制造厂对具有合适光学性质的无PbO和优选也无As₂O₃的玻璃提出了要求。

用一种或几种组分简单替换氧化铅照例不能达到重现由氧化铅带来的预期的光学和玻璃技术特性。代替这个简单置换需要对玻璃组成作新的研究或大幅度的变化。

已经有了具有类似光学值和类似组成的无铅玻璃的报导。

JP 56-59640A的玻璃代表当前的技术水平，其中所述的眼镜片玻璃只含有11-18％(重量)的碱金属氧化物，后者由Na₂O、K₂O和Li₂O组成。其次它还选择性地含有阻止结晶的，但昂贵的组分Nb₂O₅、La₂O₃以及作为TiO₂的部分代替物成分的ZrO₂。

本发明的任务在于研制折射值n_d在1.54-1.61之间，阿贝值v_d在38-45之间的无铅光学玻璃，这种玻璃能以合理的价格制造并具有良好的熔化和加工性质，这也包括有足够结晶稳定性的要求。

这个任务可通过权利要求1所述的玻璃予以解决。

含玻璃组分SiO₂和Al₂O₃的玻璃，其均衡份额为52-62％(重量)SiO₂和3-8％(重量)Al₂O₃。通过这种方式即使玻璃的可熔化性(随Al₂O₃份额增加而变坏)，又使化学稳定性(在Al₂O₃含量过低时变坏)变好。提高上面提及的Al₂O₃的最低含量还会使反玻璃化的倾向大幅度上升。不含常见的对玻璃的化学稳定性产生正面的影响的第三种玻璃组分B₂O₃。优选SiO₂含量在53-59％(重量)之间，特别优选在55-59％(重量)之间。Al₂O₃含量优选在4-7％(重量)之间，特别优选5-7％(重量)之间。

该玻璃含较大量的TiO₂，13-18％(重量)，以便在保持低阿贝数的同时调节预期的高折射值。优选TiO₂含量在14-17％(重量)，特别优选15-17％(重量)之间。除了TiO₂，本发明的玻璃还含达5％(重量)ZrO₂。由于这两种组分的存在，化学稳定性，特别是抗碱性得到改善。在其份额较高的情况下，结晶稳定性会大幅度下降。TiO₂和ZrO₂的总和宜≤18％(重量)。在优选的实施方案中不含ZrO₂。

为了改进可熔化性，同时降低熔化温度，在给定的高份额玻璃组分下，该玻璃含7-14％(重量)Na₂O和8-14％(重量)K₂O作为助熔剂。在较高份额下，特别是高TiO₂含量下，结晶倾向会大幅度增高。因此R₂O和TiO₂的总和宜≤42％(重量)。出于同样的原因将完全不含Li₂O。提高碱金属含量，其结果会达不到预期的折射值范围。Na₂O和K₂O的总和至少应＞18％(重量)。优选Na₂O含量为8-13％(重量)，K₂O含量为10-14％(重量)。特别优选Na₂O含量为8-11％(重量)，K₂O含量为10-12％(重量)。

为了改善玻璃质量，可向要纯化玻璃的玻璃料中添加一种或几种常规量的纯化剂。这样，这种玻璃具有特别好的内部玻璃质量，比如无气泡，无条痕。