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TWI881051B - 成型用玻璃素材 - Google Patents

成型用玻璃素材 Download PDF

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TWI881051B
TWI881051B TW110106265A TW110106265A TWI881051B TW I881051 B TWI881051 B TW I881051B TW 110106265 A TW110106265 A TW 110106265A TW 110106265 A TW110106265 A TW 110106265A TW I881051 B TWI881051 B TW I881051B
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glass material
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庄司昂浩
根岸智明
Original Assignee
日商Hoya股份有限公司
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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Abstract

本發明係提供:再加熱時的安定性優異之成型用玻璃素材。 本發明的成型用玻璃素材,係線膨脹係數最大值αmax 、與依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],滿足下式(1): αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27900 ・・・(1)

Description

成型用玻璃素材
本發明係關於成型用玻璃素材。
光學玻璃不僅具有折射率、阿貝值等特定光學常數,亦具有高光線穿透率、光學特性均質性等特點,不同於窗用玻璃、罐用玻璃等習知的矽酸鹽系玻璃。
近年為因應影像機器的高精細化,對攝像機器的高性能化要求亦隨著提高,且對光學元件自體的低背化要求亦變大。所以,期待折射率較高、且安定性優異的光學玻璃。
此處,就光學玻璃的製造方法係可舉例如:將玻璃施行再加熱並施行成型的再熱衝壓製法、圓棒成型法、擠出成型法等。如該等製法中,例如大量導入Nb2 O5 、TiO2 、或La2 O3 等提高光學特性成分的矽酸鹽系光學玻璃,會有玻璃安定性容易降低,特別係再加熱時容易進行結晶化的問題。
已知容易結晶化的無機化合物熔液,藉由施行急冷便可玻璃化。所以,本發明對象的無機玻璃係藉由將熔融狀態無機化合物,依較結晶化進行速度更快的速度施行冷卻,即使室溫下仍可保持/冷凍該熔融狀態的無序原子配置。
但是,至少對可見光未具吸收的光學玻璃,因為即使熔融狀態但熱導率仍不高,因而玻璃全體的冷卻速度係玻璃厚度越大則越降低,急冷效果有存在限定。例如非專利文獻1所示,若將厚度0.5mm的玻璃熔液利用金屬板施行衝壓成型,則即使能獲得102 ~103 ℃/秒的冷卻速度,但厚度5mm玻璃熔液利用金屬板施行衝壓成型時的冷卻速度仍滯留於10~20℃/秒。就因為此種理由,利用急冷所獲得的玻璃便如非專利文獻2所示的「薄片」。
再者,具有供成型為光學元件用的玻璃厚度係約10mm程度的較大厚度,利用連續式熔融製造30mm或40mm厚度的玻璃。而,若玻璃內部有存在結晶,便會成為光散射的原因,因而此種玻璃無法使用為光學元件。假設即使將具此種厚度的玻璃表面施行急冷而欲獲得玻璃,但因為玻璃內部仍未充分急冷,因而會導致玻璃內部出現結晶。又,若欲避免此種玻璃內部的結晶化而過度加強冷卻條件,則玻璃表面便會較玻璃內部先固化,結果會發生龜裂、或玻璃斷裂等問題。
依此當製造具某程度厚度玻璃的情況,利用普通的急冷操作,能在不會結晶化情況下玻璃化的情形,只限於表面附近而已。又,即使將內部已然出現結晶的玻璃施行再加熱,但結晶化傾向並不會消失,當成型時再度進行玻璃結晶化的可能性頗大。所以,依此獲得的玻璃素材係即使加熱軟化仍無法獲得所需形狀,因而無法使用作為一般產業界所用的光學玻璃。
另一方面,專利文獻1係揭示針對光學玻璃提案不同於普通的冷卻條件之先行技術。即,揭示針對大量含有TiO2 的矽酸鹽系玻璃,將熔融玻璃冷卻至室溫,然後依較低於玻璃轉移溫度Tg的溫度施行退火而移除應變,藉此可獲得當再加熱時能抑制生成結晶的玻璃素材。
然而,由專利文獻1之玻璃素材所獲得的光學玻璃,並無法滿足例如:可見光短波長域(特別係藍色)的光線穿透率低、部分分散比Pg,F值較大等近年對光學設計的要求。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-192384號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]作花濟夫「玻璃非晶質科學」(1983年)p.23 [非專利文獻2]New Glass Forum(公司)「新玻璃基礎講座」(1983年)p.2-6
[發明所欲解決之課題]
本發明係有鑑於此種實況而完成,目的在於提供:再加熱時安定性優異的成型用玻璃素材。 [解決課題之手段]
本發明主旨係如下。 [1]一種成型用玻璃素材,係線膨脹係數最大值αmax 、與依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],滿足下式(1): αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27900 ・・・(1)
[2]一種成型用玻璃素材,係線膨脹係數最大值αmax 、100~300℃平均線膨脹係數α100-300 、以及依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],滿足下式(4): αmax100-300 ×[SiO2 +ZrO2 ]≦264 ・・・(4)
[3]一種成型用玻璃素材,係線膨脹係數最大值αmax 較小於將該成型用玻璃素材依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化後,再依-30℃/hr冷卻4小時,然後經放冷所獲得玻璃素材的線膨脹係數最大值αmax (Tg)。
[4]如[1]~[3]所記載的成型用玻璃素材,其中,將11mm×11mm×10.5mm樣品,依較玻璃轉移溫度Tg高200℃的溫度施行5分鐘熱處理時,玻璃每1g的結晶數量密度D係未滿10個/g。
[5]如[1]~[4]所記載的成型用玻璃素材,其中,依質量%表示的TiO2 含量[TiO2 ]與Nb2 O5 含量[Nb2 O5 ],係滿足下式(7): {5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}≦3 ・・・(7)
[6]如[1]~[5]所記載的成型用玻璃素材,其中,在280~700nm波長範圍內,厚度10mm玻璃的內部穿透率呈80%之波長λτ80 係在395nm以下。
[7]如[1]~[6]所記載的成型用玻璃素材,其中,阿貝值νd與部分分散比Pg,F係滿足下式(8): Pg,F≦-0.00286×νd+0.68700 ・・・(8)
[8]一種光學玻璃,係由上述[1]~[7]所記載的成型用玻璃素材形成。 [發明效果]
根據本發明可提供再加熱時安定性優異的成型用玻璃素材。
本發明及本說明書中,玻璃組成係在無特別記載前提下,均依氧化物基準表示。此處所謂「氧化物基準的玻璃組成」係指玻璃原料在熔融時完全分解,在玻璃中依氧化物形式存在換算獲得的玻璃組成,各玻璃成分的表述係沿用慣習的SiO2 、TiO2 等記載。玻璃成分的含量與合計含量係在無特別記載前提下,均為質量基準,「%」係指「質量%」。又,「成型用玻璃素材」亦有簡稱為「玻璃」或「玻璃素材」的情況。
玻璃成分的含量係可依照公知方法,例如:感應耦合電漿原子發射光譜分析法(ICP-AES)、感應耦合電漿質譜法(ICP-MS)等方法進行定量。又,本說明書及本發明中,所謂「構成成分含量為0%」係指實質未含該構成成分,容許依不可避免雜質程度含有該成分。
以下,針對本發明成型用玻璃素材分別依第1實施形態、第2實施形態、第3實施形態進行說明。另外,第2、3實施形態的玻璃特性係與第1實施形態的玻璃特性同樣。又,第2、3實施形態各玻璃成分的作用、效果係與第1實施形態各玻璃成分的作用、效果同樣。所以,在第2、3實施形態中,適當省略第1實施形態的相關說明與重複事項。
第1實施形態 第1實施形態的成型用玻璃素材係 線膨脹係數最大值αmax 、與依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],滿足下式(1): αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27900 ・・・(1)
第1實施形態的成型用玻璃素材,線膨脹係數最大值αmax 、與依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],係滿足下式(1)、較佳係滿足下式(2)、更佳係滿足下式(3)。藉由滿足下式,可獲得再加熱時安定性優異的成型用玻璃素材。 αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27900 ・・・(1) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27500 ・・・(2) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27000 ・・・(3)
線膨脹係數最大值αmax 係在後述玻璃素材的製造步驟中,藉由調整冷卻熔融玻璃的條件便可控制。
線膨脹係數的測定方法係根據日本工學工業會規格JOGIS08的規定進行測定。試料係設為長度20mm±0.5mm、直徑5mm±0.5mm的圓棒。在對試料施加98mN荷重的狀態下,依每分鐘4℃的一定速度升溫的方式進行加熱,並每隔1秒測定溫度與試料延伸。因為線膨脹係數最大值αmax係室溫~降伏點溫度(試料降伏,表觀上停止延伸的溫度)間之線膨脹係數最大值,因而只要在每單位溫度上升時,求取在試料延伸成為極大時的溫度下之線膨脹係數便可。線膨脹係數最大值αmax亦可採用由31個測定處之線膨脹係數施行移動平均處理,所獲得值的最大值。又,後述平均線膨脹係數α100-300係100~300℃的線膨脹係數平均值。
另外,本說明書中,線膨脹係數最大值αmax與平均線膨脹係數α100-300,係根據JOGIS08規定,依10-7-1單位表示至整數第1位。即,線膨脹係數最大值αmax與平均線膨脹係數α100-300係以[10-7‧℃-1]為單位且依整數表示。
再者,本說明書中,平均線膨脹係數α係使用[℃-1]單位表示,但即使單位係使用[K-1]的情況,仍同平均線膨脹係數α的數值。
針對本實施形態成型用玻璃素材,除上述以外的特性及玻璃組成,在以下表示為非限制性例。
第1實施形態的成型用玻璃素材,線膨脹係數最大值αmax、100~300℃平均線膨脹係數α100-300、及依質量%表示的SiO2與ZrO2合計含量[SiO2+ZrO2],較佳係滿足下式(4)、更佳係滿足下式(5)、特佳係滿足下式(5)。為能獲得再加熱時安定性優異的成型用玻璃素材,最好滿足下式。
αmax100-300×[SiO2+ZrO2]≦264‧‧‧(4)
αmax100-300×[SiO2+ZrO2]≦260‧‧‧(5)
αmax100-300×[SiO2+ZrO2]≦255‧‧‧(6)
線膨脹係數最大值αmax與平均線膨脹係數α100-300,係在後述玻璃素材的製造步驟中,藉由調整冷卻熔融玻璃的條件便可控制。
第1實施形態的成型用玻璃素材,線膨脹係數最大值αmax 較佳係較小於將該成型用玻璃素材依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化後,再依-30℃/hr施行4小時冷卻,然後經放冷所獲得玻璃素材的線膨脹係數最大值αmax (Tg)。但,線膨脹係數最大值αmax 亦可僅些微大於述線膨脹係數最大值αmax (Tg)。所以,αmax 與αmax (Tg)的差分[αmax (Tg)-αmax ],若依10-7 ・℃-1 單位表示至整數第1位,則較佳係-9以上、更佳順序依序係-4以上、0以上、5以上、10以上、20以上、40以上、60以上、80以上、100以上、120以上、140以上、160以上、180以上、200以上、250以上、300以上、350以上、400以上。又,該差分的上限雖無特別的限定,通常係αmax (Tg)、較佳係αmax (Tg)-100程度。
線膨脹係數最大值αmax (Tg)係將成型用玻璃素材依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化的方式保持後,再依-30℃/hr施行4小時冷卻所獲得玻璃的線膨脹係數最大值。另外,第1實施形態的成型用玻璃素材係具有線膨脹係數最大值αmax ,但卻沒有線膨脹係數最大值αmax (Tg)。如後述,第1實施形態的成型用玻璃素材,因為具依較低於玻璃轉移溫度Tg的溫度保持而獲得,因而具有較小於αmax (Tg)的αmax
依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化的情況,因為將成型用玻璃素材加熱至Tg以上的溫度,因而亦可降溫至成為與Tg相同溫度狀態。或者,亦可徐緩加熱成型用玻璃素材,使成為與Tg相同溫度。
圖1所示係相關本實施形態的成型用玻璃素材一例,製造步驟中的玻璃溫度圖。本實施形態的成型用玻璃素材係如後述,在步驟2中,維持於較低於玻璃轉移溫度Tg的溫度。此處,線膨脹係數最大值αmax (Tg)係如圖1中的比較例(Tg1),針對在步驟2中維持玻璃轉移溫度Tg而獲得玻璃的線膨脹係數最大值。或者,線膨脹係數最大值αmax (Tg)亦可如圖1中的比較例(Tg2),針對將成型用玻璃素材從室溫開始加熱,依玻璃溫度同Tg的溫度施行均熱化後,經冷卻而獲得玻璃的線膨脹係數最大值。
將成型用玻璃素材加熱至較高於玻璃轉移溫度Tg的溫度後再施行冷卻的情況,依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化所需要時間的下限係依照樣品大小而異,自玻璃表面溫度成為Tg後約30分鐘,亦可為1小時、2小時、4小時。該上限並無特別限制,通常係24小時以內,較佳係12小時以內。另外,玻璃內部亦係在到達Tg溫度後的均熱化時間最好為10分鐘程度。
將成型用玻璃素材施行均熱時,例如即使玻璃表面溫度成為玻璃轉移點Tg,並不限於直到內部溫度亦成為Tg。此處,均熱化是否充足的判定係由比重便可獲知。經依玻璃轉移溫度Tg充分十分均熱化後再施行冷卻而獲得的玻璃,即使拉長依Tg均熱化狀態的保持時間,但比重幾乎不會有變化。另一方面,在依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化前,例如在玻璃內部到達玻璃轉移溫度Tg前便冷卻而獲得的玻璃,與玻璃內部依Tg充分均熱化後再施行冷卻而獲得的玻璃,會出現比重差。
所以,例如依玻璃轉移溫度Tg均熱化方式,將成型用玻璃素材在爐內加熱並維持保持時間t1 (hr)後經冷卻而獲得玻璃的比重d(t1 ),與將玻璃在爐內加熱並維持保持時間t1 +K(hr)後再冷卻而獲得玻璃的比重d(t1 +K)之變化量[d(t1 )-d(t1 +K)]絕對值,較佳係0.002以下。此處,K值下限較佳係4、更佳係8、特佳係12。
滿足上述變化量的情況,便可判斷依保持時間t1 施行加熱的玻璃均熱化充足。此情況,依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化所需時間最好達t1 以上。
將依玻璃轉移溫度Tg均熱化的玻璃施行冷卻之方法,係在均熱後依降溫速度-30℃/hr進行4小時冷卻之前提下,其餘並無特別限制。例如可使用能溫度程式控制的漸冷爐等。另外,當即使從保持溫度Tg依降溫速度-30℃/hr進行4小時冷卻,但玻璃應變點仍不會降低的情況,亦可從保持溫度Tg依降溫速度-30℃/hr進行5小時至6小時的冷卻。
再加熱時的加熱溫度通常係玻璃會軟化變形的溫度。加熱溫度具體而言,較低的情況係較玻璃轉移溫度Tg高出50℃程度的溫度,較高的情況係較玻璃轉移溫度Tg高出200~300℃程度的溫度。再加熱時的加熱溫度較低之情況,即,依較玻璃轉移溫度Tg高出50℃程度的溫度施行加熱的情況,容易確保玻璃的安定性,可抑制發生結晶、失透。
但是,若再加熱時的加熱溫度較低,在成型時需要施加較高壓力。結果,所成型的玻璃成型品(例如:透鏡、透鏡毛坯、圓棒、擠出成型品等)出現龜裂、玻璃斷裂的可能性高。所以,再加熱時的加熱溫度較低之情況,容易導致生產良率降低,且能成型的玻璃成型品形狀亦容易受限制。
另一方面,再加熱時的加熱溫度較高之情況,即,較玻璃轉移溫度Tg高出200~300℃程度的溫度施行加熱之情況,可依較短時間變形,亦可提升成型品的形狀自由度,但不易確保玻璃的安定性、容易發生結晶、容易失透。就從該等現象觀之,具有如本發明組成的玻璃,若提高成型溫度則容易析出結晶,為避免該結晶析出,必需將成型溫度設為較低於習知玻璃,因而發生龜裂、斷裂等變形不良的可能性提高。
第1實施形態的成型用玻璃素材,將11mm×11mm×10.5mm樣品依較玻璃轉移溫度Tg高出200℃的溫度施行5分鐘熱處理時,玻璃每1g的結晶數量密度D較佳係未滿10個/g,上限更佳順序依序係9個/g、8個/g、7個/g、6個/g、5個/g、4個/g、3個/g、2個/g、1個/g。結晶數最佳係0個/g。
求取上述數量密度D時的結晶數,係利用光學顯微鏡(100倍)所確認到結晶的亮點數。
上述數量密度D係依以下順序計算出。
[樣品之製作] 首先,利用光學顯微鏡(100倍)進行觀察,確認玻璃內部並沒有可確認的異物與結晶。然後,切斷玻璃,施行切削,而獲得約11mm×11mm×10.5mm的立方體狀試料。該試料表面全部成為利用編號♯80~400砥石施行研削的砂磨面。
[熱處理爐之均熱] 設定為較玻璃轉移溫度Tg高出200℃的溫度,在爐內溫度到達Tg+200℃後施行15分鐘以上均熱,放入內部空間體積約25cm×約10cm×約10cm的熱處理爐施行加熱。
此時,熱處理爐的溫度控制儀係設置於內部空間的大致中心處,在玻璃試料熱處理時,玻璃試料設置於距溫度控制儀感測器部3cm以內的位置處。
[接收皿預熱] 將大小約10.5cm×約3cm×約1cm的立方體狀六面體氧化鋁製陶瓷板設為接收皿。在該接收皿前端塗佈粉末氧化鋁等抗熔接劑、或BN等固態潤滑劑0.01~0.3g、較佳0.5g~0.15g、更佳0.1g,在其上面放置玻璃試料,各接收皿放入熱處理爐中施行加熱。上述接收皿係直到試驗前放入熱處理爐施行15分鐘以上預熱。
[玻璃試料之熱處理] 接收皿在剛要投入玻璃試料前便從熱處理爐中取出,馬上在該接收皿上有塗佈抗熔接劑或固態潤滑劑的位置處配置玻璃試料,再將玻璃試料一起與接收皿送返爐內的原本位置。取出接收皿,直到返回原本位置為止的時間,為避免接收皿的溫度降低,較佳係10秒以內、更佳係8秒以內、特佳係6秒以內。從玻璃試料投入起經5分鐘後,將上述玻璃從各接收皿中取出,更從接收皿中取出玻璃試料後,依不會發生龜裂程度的冷卻速度施行冷卻。此時,為能不會對玻璃安定性造成影響、且能效率佳冷卻,最好從爐中取出玻璃試料後,立即(約3±1秒後)便在陶瓷纖維等之中滾一滾,使試料上面亦依沒有壓迫程度地覆蓋著陶瓷纖維等,再冷卻至室溫。冷卻後的玻璃試料端部施行光學研磨,利用光學顯微鏡(100倍)觀察玻璃試料內部。光學研磨時,經軟化玻璃試料較佳殘留80%以上、更佳85%以上的被觀察體積。計數玻璃試料內部的結晶(亮點)數,且測定光學研磨後的試料重量,換算為每1g的數量。
第1實施形態的成型用玻璃素材,依質量%表示的TiO2 含量[TiO2 ]與Nb2 O5 含量[Nb2 O5 ],較佳係滿足下式(7): {5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}≦3 ・・・(7)
上述{5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}的上限,就從更加降低Pg,F、且實現玻璃安定性及/或高折射率之目的,更佳係2,更佳順序依序係1.25、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5。另一方面,就從特降低Pg,F、更加提升藍色區域穿透率λτ80的觀點,上述5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}的上限較佳係0.4,更佳順序依序係0.3、0.2、0.1。上述5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}亦可設為0.0。
上述{5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}係表示成型用玻璃素材中的Ti離子與Nb離子之存在比率。若Ti離子過多,則會有部分分散比Pg,F增加的虞慮。又,在熔融玻璃冷卻時會有生成微細結晶核的虞慮,藉此,依後續的成型條件會導致結晶成長造成光學性品質降低等阻礙玻璃生產的虞慮。所以,為抑制部分分散比Pg,F上升、抑制玻璃結晶化,最好滿足上式。
第1實施形態的成型用玻璃素材中,部分分散比Pg,F較佳係滿足下式(8)、較佳係滿足下式(9)、特佳係滿足下式(10)、最佳係滿足下式(11)、最最佳係滿足下式(12)。藉由部分分散比Pg,F滿足下式,便可提供適用於色像差校正的光學玻璃。 Pg,F≦-0.00286×νd+0.68700 ・・・(8) Pg,F≦-0.00286×νd+0.68600 ・・・(9) Pg,F≦-0.00286×νd+0.68500 ・・・(10) Pg,F≦-0.00286×νd+0.68400 ・・・(11) Pg,F≦-0.00286×νd+0.68300 ・・・(12)
部分分散比Pg,F係使用g線、F線、C線的各折射率ng、nF、nC,依如下式(13)表示: Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC) ・・・(13)
部分分散比Pg,F係藉由調整後述質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)/(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )]、質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)/(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]、質量比[(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )/(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]、質量比[ZrO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]、質量比[P2 O5 /(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )]、質量比[Nb2 O5 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]便可控制。
再者,ΔPg,F係Pg,F對法線的偏差,依如式(14)求取: ΔPg,F=Pg,F-(0.6483-0.001802×νd) ・・・(14)
第1實施形態的成型用玻璃素材係可成為部分分散比Pg,f較小的高分散玻璃。高分散玻璃中,藉由降低Pg,f值,通常施行著眼於F線與C線的消色(焦點距離調整)時,容易抑制在g線附近發生焦點距離偏移,即容易抑制短波長域發生色像差。又,利用照相機所拍攝影像放大時,可輕易改善對比。又,電子式檢視數位式影像時,可輕易進行被拍物的邊緣檢視,可期待抑制圖像引擎(image engine)的計算負荷。
本實施形態的成型用玻璃素材係可具有以下所詳述的玻璃組成A、玻璃組成B、或玻璃組成C。
(玻璃組成A)
以下,就本實施形態的成型用玻璃素材具有玻璃組成A的情況,針對玻璃成分的含量‧比率、及玻璃特性進行說明。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,較佳係玻璃網絡形成成分主要含有SiO2的矽酸鹽系玻璃。SiO2含量的下限較佳係6%、依序更佳係、11%、16%,數值越大越佳。特別係當相較於玻璃折射率之下,更重視熱安定性的情況,SiO2含量的下限較佳係21%,亦可設為24%、26%、或28%。又,SiO2含量的上限較佳係40%,依序更佳係38%、35%、33%,數值越小越佳,特別係相較於玻璃安定性之下,更重視折射率的情況,SiO2含量的上限較佳係30%,亦可設為28%、26%、或25%。
SiO2在玻璃組成A中係屬於玻璃的網絡形成成分,具有:改善玻璃的熱安定性、化學耐久性及耐候性,提高熔融玻璃的黏度,使熔融玻璃容易成型的作用。具有亦會提高再加熱時的熱安定性,降低結晶數量密度D的效果。另一方面,若SiO2含量偏多,會有玻璃耐失透性降低的傾向,導致Pg,F上升。所以,SiO2含量最好在上述範圍內。
本實施形態成型用玻璃素材係玻璃組成A的情況,較佳係含有P2O5。P2O5含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係0.2%、0.4%、0.6%。又,P2O5含量的上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、7%、6%、5%、4%。
玻璃組成A中,藉由P2O5含量的下限滿足上述,亦會提高再加熱時的熱安定性,具有降低結晶之數量密度D的效果。又,就由P2O5含量的上限滿足上述,便會抑制部分分散比Pg,F的上升,可保持再加熱時的安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,B2O3含量的上限較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%。B2O3含量亦可為0%。
B2O3在玻璃組成A中係屬於玻璃的網絡形成成分,具有提高玻璃的熔解性,且改善熱安定性的作用。另一方面,若B2O3含量過多,在玻璃熔融時會有玻璃成分揮發量增加的虞慮,又,會有妨礙高分散化、降低耐失透性的傾向。又,若與置換為同量SiO2 的情況比較,會有更降低玻璃黏性的虞慮。而,若過度導入,亦會有導致再加熱時的熱安定性降低之虞慮。所以,B2 O3 含量較佳係在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Al2 O3 含量的上限較佳係20%,更佳順序依序係9%、4%、2%、1%。Al2 O3 含量下限較佳係0%,更佳順序依序係0.02%、0.04%、0.08%、0.12%、0.14%、0.16%、0.2%、0.3%。Al2 O3 含量亦可為0%。
Al2 O3 在玻璃組成A中,係具有改善玻璃之化學耐久性與耐候性作用的玻璃成分,可認為係屬於網絡形成成分。另一方面,若Al2 O3 含量偏多,則玻璃的耐失透性降低。又,玻璃轉移溫度Tg越上升,在熔融玻璃施行冷卻時,比較容易發生熱安定性降低等問題。就從避免此種問題的觀點,Al2 O3 含量較佳係在上述範圍內。又,當玻璃熔液進行熔融與搬送時,有使用耐火磚製容器及/或盛桶的情況,Al2 O3 含量亦可設為0.02%以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,SiO2 與P2 O5 合計含量[SiO2 +P2 O5 ]的下限,較佳係5%,更佳順序依序係11%、16%、21%。特別當重視安定性時,該合計含量的下限較佳係24%,亦可設為27%或30%。又,該合計含量的上限較佳係40%,更佳順序依序係38%、36%、34%、33%。
玻璃組成A中,藉由SiO2 與P2 O5 合計含量[SiO2 +P2 O5 ]下限滿足上述,便可提高再加熱時的熱安定性、降低結晶的數量密度D。又,藉由該合計含量的上限滿足上述,便可抑制折射率降低、與部分分散比Pg,F上升,且可保持玻璃的熱安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,SiO2 、P2 O5 及B2 O3 合計含量[SiO2 +P2 O5 +B2 O3 ]的下限,較佳係5%,更佳順序依序係10%、15%、18%、21%、22%、23%。又,該合計含量的上限較佳係50%,更佳順序依序係45%、40%、37%、35%、34%、33%。特別係當重視折射率的情況,該合計含量的上限較佳係30%,亦可設為28%、26%、或25%。
玻璃組成A中,就從保持再加熱時的安定性觀點,合計含量[SiO2 +P2 O5 +B2 O3 ]較佳係在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,B2 O3 含量相對於SiO2 含量的質量比[B2 O3 /SiO2 ]上限,較佳係0.80,更佳順序依序係0.70、0.60、0.50、0.40、0.30、0.20、0.10、0.05、0.03。又,該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.005、0.01、0.015、0.02。該質量比亦可為0。
玻璃組成A中,就從抑制玻璃的比重增加、且抑制玻璃著色增加的觀點,質量比[B2 O3 /SiO2 ]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,P2 O5 含量相對於SiO2 與P2 O5 合計含量的質量比[P2 O5 /(SiO2 +P2 O5 )]下限,較佳係0.00,更佳順序依序係0.006、0.011、0.016、0.021。又,該質量比的上限較佳係0.20,更佳順序依序係0.18、0.16、0.14、0.12、0.11。
玻璃組成A中,若質量比[P2 O5 /(SiO2 +P2 O5 )]過低,則再加熱時會有安定性惡化的虞慮,若過高則會有部分分散比Pg,F上升的虞慮。所以,該質量比最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,P2 O5 含量相對於SiO2 、P2 O5 及B2 O3 合計含量的質量比[P2 O5 /(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )]下限,較佳係0.00,更佳順序依序係0.006、0.011、0.016、0.021。又,該質量比的上限較佳係0.20,更佳順序依序係0.18、0.16、0.14、0.12、0.11。
玻璃組成A中,若質量比[P2 O5 /(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )]過高,則會有部分分散比Pg,F上升的虞慮。所以,該質量比最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,SiO2 含量相對於SiO2 、P2 O5 及B2 O3 合計含量的質量比[SiO2 /(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )]下限,較佳係0.100,更佳順序依序係0.200、0.300、0.400、0.500、0.600、0.700、0.800、0.820、0.840、0.860。又,該質量比的上限較佳係1.000,更佳順序依序係0.995、0.990、0.985、0.980、0.978。
玻璃組成A中,就從保持再加熱時的安定性觀點,質量比[SiO2 /(SiO2 +P2 O5 +B2 O3 )]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,ZrO2 含量的下限較佳係0%,又,依序較佳係2%、3%、4%、5%。特別當較折射率更重視安定性時,ZrO2 含量的下限較佳係6%、或亦可設為8%。又,ZrO2 含量的上限較佳係15%,更佳順序依序係14%、13%、12%、11%、10%。 特別當較折射率更重視安定性時,ZrO2 含量的上限較佳係9%,亦可設為8%、7%、或6%。
玻璃組成A中,藉由ZrO2 含量的下限滿足上述,便可獲得兼顧高折射率高分散性且高內部穿透率λτ80 的玻璃。又,藉由ZrO2 含量的上限滿足上述,除可抑制部分分散比Pg,F上升、且抑制成為光學元件時發生缺陷,尚可保持玻璃的熔融性與熱安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Nb2 O5 含量的下限較佳係1%,更佳順序依序係11%、21%、26%、31%、34%、36%。特別當較折射率更重視安定性時,Nb2 O5 含量的下限較佳係39%,亦可設為41%、46%、49%、或50%。又,Nb2 O5 含量的上限較佳係80%,更佳順序依序係70%、64%、59%、56%、54%。特別當較折射率更重視安定性時,Nb2 O5 含量的上限較佳係51%,亦可設為47%、44%、43%、或38%。
玻璃組成A中,藉由Nb2 O5 含量的下限滿足上述,便可獲得經降低部分分散比Pg,F的高折射率高分散性玻璃。又,Nb2 O5 亦屬於改善玻璃熱安定性與化學耐久性的玻璃成分。若含量偏少,則會有Pg,F上升的虞慮,又,若過度含有則會有玻璃的熱安定性惡化之虞慮。所以,藉由Nb2 O5 含量的上限滿足上述,便可良好地保持玻璃的熱安定性與化學耐久性,並能提升再加熱時的成型性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,TiO2 含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係1%、2%、3%、4%。又,TiO2 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係15%、11%、8%、6%。
TiO2 在玻璃組成A中,屬於有助於高折射率且高分散化的成分,藉由與Nb2 O5 共存,便可在維持高折射率狀態下改善玻璃安定性,俾提升再加熱時的安定性。另一方面,若過度導入TiO2 ,則會有部分分散比Pg,F上升、且玻璃在短波長域的穿透率降低之虞慮。又,在較低於玻璃降伏點的溫度範圍會生成結晶,而有阻礙玻璃生產性的虞慮。所以,TiO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Nb2 O5 與TiO2 合計含量[Nb2 O5 +TiO2 ]的下限,較佳係10%,更佳順序依序係20%、30%、35%、38%、39%、40%、41%。特別當較折射率更重視安定性時,該合計含量的下限較佳係45%,亦可設為48%、51%、53%、或55%。又,該合計含量的上限較佳係80%,更佳順序依序係75%、70%、65%、62%、59%、56%。特別當較折射率更重視安定性時,該合計含量的上限較佳係53%,亦可設為50%、47%、44%、或43%。
玻璃組成A中,在維持高折射率狀態下改善玻璃安定性,俾提升再加熱時的安定性的觀點,合計含量[Nb2 O5 +TiO2 ]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,TiO2 含量相對於Nb2 O5 含量的質量比[TiO2 /Nb2 O5 ]上限,較佳係0.50,更佳順序依序係0.40、0.30、0.20、0.18、0.16。該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.02、0.04、0.06、0.08、0.10。該質量比亦可為0。
玻璃組成A中,就從抑制部分分散比Pg,F上升、以及提高λτ80的觀點,質量比[TiO2 /Nb2 O5 ]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,P2 O5 含量相對於Nb2 O5 含量的質量比[P2 O5 /Nb2 O5 ]下限,較佳係0.000,更佳順序依序係0.005、0.010、0.015、0.020。又,該質量比的上限較佳係0.200,更佳順序依序係0.150、0.100、0.090、0.080。
玻璃組成A中,就從抑制部分分散比Pg,F上升的觀點,質量比[P2 O5 /Nb2 O5 ]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,P2 O5 含量相對於Nb2 O5 與TiO2 合計含量的質量比[P2 O5 /(Nb2 O5 +TiO2 )]下限,較佳係0.000,更佳順序依序係0.005、0.010、0.015、0.018。又,該質量比的上限較佳係0.200,更佳順序依序係0.150、0.100、0.090、0.080。
玻璃組成A中,就從獲得所需高分散性的觀點,質量比[P2 O5 /(Nb2 O5 +TiO2 )]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,WO3 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係17%、14%、11%、8%、6%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.2%。又,WO3 含量的下限較佳係0%。WO3 含量亦可為0%。
WO3 在玻璃組成A中,屬於提升再加熱時之安定性的成分。另一方面,WO3 係使部分分散比Pg,F上升。又,容易成為玻璃著色的原因,使λτ80降低。所以,WO3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Bi2 O3 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係17%、14%、11%、8%、6%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.2%。又,Bi2 O3 含量的下限較佳係0%。Bi2 O3 含量亦可為0%。
Bi2 O3 在玻璃組成A中,具有藉由適量含有便可改善玻璃熱安定性的作用。另一方面,若Bi2 O3 含量過多,則部分分散比Pg,F會上升。且,會有玻璃著色增加、λτ80降低的虞慮。所以,Bi2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 合計含量[Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 ]的上限,較佳係80%,更佳順序依序係75%、70%、65%、62%、59%、56%。特別當較折射率更重視安定性時,該合計含量的上限較佳係53%,亦可設為50%、47%、44%、或43%。又,該合計含量的下限較佳係10%,更佳順序依序係20%、30%、35%、38%、39%、40%、41%。特別當較折射率更重視安定性時,該合計含量的下限較佳係45%,亦可設為48%、51%、53%、或55%。
玻璃組成A中,TiO2 、WO3 及Bi2 O3 係與Nb2 O5 一起均屬於有助於高折射率化、高分散化的成分。所以,合計含量[Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 ]最好在上述範圍內。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Nb2 O5 含量相對於Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比[Nb2 O5 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]上限,就從保持玻璃的熱安定性、提高玻璃的λτ80、且提升再加熱時之安定性的觀點,較佳係1,更佳順序依序係0.98、0.96、0.94、0.92。該質量比的下限較佳係0.1,更佳順序依序係0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,ZrO2 含量相對於Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比[ZrO2 /(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]上限,就從保持玻璃熱安定性的觀點,較佳係1,更佳順序依序係0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.25。又,質量比[ZrO2/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]的下限,就從提高玻璃之λτ80的觀點,較佳係0.01,更佳順序依序係0.03、0.05、0.08、0.09、0.10、0.11。另外,就從維持玻璃高分散性的觀點,質量比[ZrO2/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]的上限亦可設為0.02、0.01、或0.00。
再者,本實施形態的玻璃,當玻璃組成A的情況,SiO2、P2O5及B2O3合計含量,相對於Nb2O5、TiO2、WO3及Bi2O3合計含量的質量比[(SiO2+P2O5+B2O3)/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]上限,較佳係5,更佳順序依序係4、3、2、1.5、1.3、1.1、1.0、0.9、0.8。特別重視折射率時,該質量比的上限較佳係0.7,亦可設為0.6、0.5、或0.45。又,該質量比的下限較佳係0.013,更佳順序依序係0.10、0.20、0.30、0.35、0.40。特別重視安定性時,該質量比的下限較佳係0.50,亦可設為0.60、0.70、或0.75。
玻璃組成A中,藉由將質量比[(SiO2+P2O5+B2O3)/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]設為上述範圍,便調整玻璃的折射率、且能保持熱安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Ta2O5含量上限較佳係20%,更佳順序依序係15%、10%、8%,6%、4%、2%、1%。又,Ta2O5含量的下限較佳係0%。Ta2O5含量亦可為0%。
Ta2O5在玻璃組成A中,屬於具有改善玻璃熱安定性作用的玻璃成分。另一方面,若Ta2O5含量偏多,則玻璃的熱安定性降低,當玻璃熔融時,容易發生玻璃原料熔解殘留。又,屬於高價位成分,會有導致玻璃製造成本增加的虞慮。所以,Ta2O5含量最好在上述範圍內。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Ta2O5含量相對於Ta2O5、Nb2O5、TiO2、WO3及Bi2O3合計含量的質量比[Ta2O5/(Ta2O5+Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]上限,較佳係0.9,更佳順序依序係0.7、0.5、0.3、0.2、0.1、0.05。該質量比的下限較佳係0.000。
玻璃組成A中,就從抑制比重增加、且抑制玻璃製造成本增加的觀點,質量比[Ta2 O5 /(Ta2 O5 +Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2 O含量上限較佳係10%,更佳順序依序係9%、8%、7%、6%。Li2 O含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係1%、2%、3%、3.5%、4%、4.5%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Na2 O含量上限較佳係30%,更佳順序依序係25%、20%、18%、16%、14、12%。Na2 O含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係1%、2%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,K2 O含量上限較佳係30%,更佳順序依序係20%、15%、10%、7%、4%。K2 O含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。
玻璃組成A中,Li2 O、Na2 O及K2 O均具有降低液相溫度、改善玻璃熱安定性的作用,若該等含量偏多,則化學耐久性、耐候性降低。所以,Li2 O、Na2 O及K2 O的各含量分別最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2 O、Na2 O及K2 O合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O]的下限,較佳係1%,更佳順序依序係5%、8%、10%、12%、13%、14%。又,該合計含量的上限較佳係40%,更佳順序依序係35%、30%、25%,22%、20%、19%、18%、17%。
玻璃組成A中,藉由合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O]的下限滿足上述,便可改善玻璃的熔融性,且能抑制液相溫度上升。又,藉由該合計含量的上限滿足上述,便可提高玻璃黏性、降低玻璃熔液的結晶化速度、且能提升再加熱時的安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2 O、Na2O及K2O合計含量,相對於Nb2O5與TiO2合計含量的質量比[(Li2O+Na2O+K2O)/(Nb2O5+TiO2)]下限,較佳係0.10,更佳順序依序係0.15、0.18、0.21、0.23、0.25。又,該質量比的上限較佳係0.70,更佳順序依序係0.65、0.60、0.55、0.50、0.45。
玻璃組成A中,就從在維持玻璃熔解特性與熱安定性狀態下,獲得所需光學常數的觀點,質量比[(Li2O+Na2O+K2O)/(Nb2O5+TiO2)]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,P2O5含量相對於Li2O、Na2O、K2O及Nb2O5合計含量的質量比[P2O5/(Li2O+Na2O+K2O+Nb2O5)]上限,較佳係0.500,更佳順序依序係0.400、0.300、0.200、0.100、0.080、0.070、0.060。又,該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.005、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014。
玻璃組成A中,就從使玻璃安定化、且抑制部分分散比Pg,F上升的觀點,質量比[P2O5/(Li2O+Na2O+K2O+Nb2O5)]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Cs2O含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%,3%、2%、1%。Cs2O含量的下限較佳係0%。
Cs2O在玻璃組成A中,具有改善玻璃熱安定性的作用,但若該等的含量偏多,則化學耐久性、耐候性會降低。所以,Cs2O含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2O、Na2O、K2O及Cs2O合計含量[Li2O+Na2O+K2O+Cs2O]的下限,較佳係1%,更佳順序依序係5%、8%、10%、12%、13%、14%。又,該合計含量的上限較佳係40%,更佳順序依序係35%、30%、25%、22%、20%、19%、18%、17%。
玻璃組成A中,就從保持再加熱時的安定性觀點,合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O]最好在上述範圍內。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2 O含量相對於Li2 O、Na2 O、K2 O、及Cs2 O合計含量的質量比[Li2 O/(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)]上限,就從抑制液相溫度上升、及抑制耐候性降低的觀點,較佳係1,更佳順序依序係0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.45、0.4。又,該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.1、0.2、0.25、0.29、0.31、0.33。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Na2 O含量相對於Li2 O、Na2 O、K2 O、及Cs2 O合計含量的質量比[Na2 O/(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)]上限,就從抑制液相溫度上升、及抑制耐候性降低的觀點,較佳係1,更佳順序依序係0.95、0.9、0.85、0.80、0.75、0.70、0.66。又,該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.1、0.2、0.25、0.29、0.31、0.33、0.34。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,K2 O含量相對於Li2 O、Na2 O、K2 O、及Cs2 O合計含量的質量比[K2 O/(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)]上限,就從抑制液相溫度上升、及抑制耐候性降低的觀點,較佳係1,更佳順序依序係0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.28、0.27。該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.1、0.15、0.20、0.22、0.24、0.25。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,P2 O5 含量相對於Li2 O、Na2 O、K2 O、Cs2 O、Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比[P2 O5 /(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O+Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]上限,較佳係1,更佳順序依序係0.5、0.3、0.1、0.08、0.07、0.06。又,該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係0.005、0.008、0.011、0.012。
玻璃組成A中,藉由適當導入玻璃成分之Li2O、Na2O、K2O、Cs2O、Nb2O5、TiO2、WO3及Bi2O3,便可獲得所需的阿貝值νd與部分分散比Pg,F。但是,若將該等成分導入於矽酸鹽系玻璃中,便會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。另一方面,P2O5係屬於提升再加熱時安定性的成分。所以,若質量比[P2O5/(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O+Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]過高,則會有玻璃安定性惡化、部分分散比Pg,F上升的虞慮,又,若過低亦會有導致再加熱時安定性惡化的虞慮。所以,該質量比最好在上述範圍內。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2O、Na2O、K2O及Cs2O合計含量,相對於SiO2、P2O5及B2O3合計含量的質量比[(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)/(SiO2+P2O5+B2O3)]上限,較佳係5,更佳順序依序係4、3、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6。又,該質量比的下限較佳係0.02,更佳順序依序係0.1、0.2、0.3、0.4、0.45。
玻璃組成A中,若質量比[(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)/(SiO2+P2O5+B2O3)]過低,則除玻璃轉移點Tg會上升之外,亦可會熔解性惡化、部分分散比Pg,F上升的虞慮。又,若過高,則除會有玻璃熔融時的黏性降低、熔液的熱安定性降低之外,亦會有導致再加熱時的安定性惡化之虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Li2O、Na2O、K2O及Cs2O合計含量,相對於Nb2O5、TiO2、WO3及Bi2O3合計含量的質量比[(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]上限,較佳係4,更佳順序依序係3、2、1.5、1、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5。又,該質量比的下限較佳係0.015,更佳順序依序係0.100、0.200、0.300。
玻璃組成A中,若質量比[(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)/(Nb2O5+TiO2+WO3+Bi2O3)]過低,則會有部分分散比Pg,F上升、穿透率惡化的虞慮。又,若過高,則除阿貝值變大、折射率亦降低之外,亦會有導致再加熱時的安定性惡化之虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,MgO含量上限較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,MgO含量的下限較佳係0%。特別當提高玻璃的比電阻俾提升熔解效率的情況,MgO含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、或6%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,CaO含量上限較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,CaO含量的下限較佳係0%。特別當提高玻璃的比電阻俾提升熔解效率的情況,CaO含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、6%、或8%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,SrO含量上限較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,SrO含量的下限較佳係0%。特別當提高玻璃的比電阻俾提升熔解效率的情況,SrO含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、6%、或8%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,BaO含量上限較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,BaO含量的下限較佳係0%。特別當提高玻璃的比電阻俾提升熔解效率的情況,BaO含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、6%、或8%。
玻璃組成A中,MgO、CaO、SrO、BaO均屬於具有改善玻璃熱安定性與耐失透性作用的玻璃成分。但是,若該等玻璃成分的含量偏多,則比重會增加而損及高分散性,且玻璃的熱安定性與耐失透性會降低。所以,該等玻璃成分的各含量分別最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,ZnO含量上限較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,ZnO含量的下限較佳係0%。特別當提高玻璃的比電阻俾提升熔解效率的情況、或使玻璃轉移點降低的情況,ZnO含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、或6%。
ZnO在玻璃組成A中,屬於具有改善玻璃熱安定性作用的玻璃成分。但是,若ZnO含量過多,則會有比重上升的虞慮。所以,ZnO含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,MgO與CaO合計含量[MgO+CaO]的上限,較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,該合計含量的下限較佳係0%。就從不致妨礙高分散化、能維持熱安定性的觀點,該合計含量最好在上述範圍內。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO的合計含量[MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO]上限,較佳係20%,更佳順序依序係14%、9%、4%、2%、1%。上限亦可為0%。又,該合計含量的下限較佳係0%。特別當提高玻璃的比電阻俾提升熔解效率的情況,該合計含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、6%、或8%。就從抑制比重增加、且不致妨礙高分散化、能維持熱安定性的觀點,該合計含量最好在上述範圍內。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量,相對於Li2 O、Na2 O、K2 O及Cs2 O合計含量的質量比[(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)]上限,較佳係20,更佳順序依序係18、16、14。又,該質量比的下限較佳係0,更佳順序依序係5、8、10、12、13。該質量比亦可為0。就從抑制玻璃比重增加的觀點、及藉由提升玻璃填充率而一邊提高熔融性一邊高折射率高分散化的觀點、以及適當維持玻璃之比電阻的觀點,該質量比最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,La2 O3 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係17%、14%、12%。當較折射率更重視安定性的情況,La2 O3 含量的上限亦可設為9%、7%、5%、3%、2%、或1%。上限亦可為0%。又,La2 O3 含量的下限較佳係0%。特別在維持玻璃形成成分含量狀態下提高折射率的情況,La2 O3 含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、4%、或6%。
玻璃組成A中,若La2 O3 含量偏多,則會抑制玻璃的高分散化、且熱安定性會降低。所以,La2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Y2 O3 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係17%、14%、12%。當較折射率更重視安定性的情況,Y2 O3 含量的上限亦可設為9%、7%、5%、3%、2%、或1%。上限亦可為0%。又,Y2 O3 含量的下限較佳係0%。特別在維持玻璃形成成分含量狀態下提高折射率的情況,Y2 O3 含量的下限較佳係1%,亦可設為2%、3%、或5%。
玻璃組成A中,若Y2 O3 含量過度增加,則會抑制玻璃的高分散化、且熱安定性會降低,在製造中容易導致玻璃失透。所以,Y2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Sc2 O3 含量上限較佳係3%,更佳順序依序係2%、1.5%、1%、0.5%。上限亦可為0%。又,Sc2 O3 含量的下限較佳係0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,HfO2 含量上限較佳係3%,更佳順序依序係2%、1.5%、1%、0.5%。上限亦可為0%。又,HfO2 含量的下限較佳係0%。
Sc2 O3 、HfO2 在玻璃組成A中具有提高玻璃之高分散性作用,但屬於高價位的成分。所以,Sc2 O3 、HfO2 的各含量最好在上述範圍內。
另外,HfO2 係在ZrO2 原料含有一定量。所以,含有ZrO2 的玻璃會含有一定量的HfO2 。故,第1實施形態的成型用玻璃素材,當玻璃組成A的情況,HfO2 含量相對於ZrO2 含量的質量比[HfO2 /ZrO2 ]亦應設在既定範圍內。例如該質量比[HfO2 /ZrO2 ]的下限係可為0.005,亦可為0.010、0.013、或0.015。另一方面,該質量比的上限係可為0.05,亦可為0.040、0.030、0.020、或0.018。就從抑制耐火磚的成分熔出於玻璃中的觀點,玻璃最好含有少量的ZrO2 ,所以,HfO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Lu2 O3 含量上限較佳係3%,更佳順序依序係2%、1.5%、1%、0.5%。上限亦可為0%。又,Lu2 O3 含量的下限較佳係0%。
Lu2 O3 在玻璃組成A中具有提高玻璃之高分散性作用,但因為分子量較大,因而亦屬於導致玻璃比重增加的玻璃成分。所以,Lu2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,GeO2 含量上限較佳係3%,更佳順序依序係2%、1.5%、1%、0.5%。上限亦可為0%。又,GeO2 含量的下限較佳係0%。
GeO2 在玻璃組成A中具有提高玻璃之高分散性作用,但在一般所使用的玻璃成分中,屬於極高價位的成分。所以,就從降低玻璃製造成本的觀點,GeO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Gd2 O3 含量上限較佳係3%,更佳順序依序係2%、1.5%、1%、0.5%。上限亦可為0%。又,Gd2 O3 含量的下限較佳係0%。
玻璃組成A中,若Gd2 O3 含量過度增加,則玻璃的熱安定性會降低。又,若Gd2 O3 含量過度增加,則玻璃比重會增加,最好不要。故,就從在良好地維持玻璃熱安定性狀態下,抑制比重增加的觀點,Gd2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,Yb2 O3 含量上限較佳係3%,更佳順序依序係2%、1.5%、1%、0.5%。上限亦可為0%。又,Yb2 O3 含量的下限較佳係0%。
玻璃組成A中,因為Yb2 O3 的分子量大於La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 ,因而會導致玻璃的比重增加。若玻璃的比重增加,則光學元件的質量會增加。例如若將較大質量透鏡組裝於自動對焦式攝像透鏡時,在自動對焦時驅動透鏡所需要的電力會增加,導致電池消耗激烈。所以,最好降低Yb2 O3 含量,俾抑制玻璃的比重增加。
再者,玻璃組成A中,若Yb2 O3 含量過多,則玻璃的熱安定性會降低,且在近紅外區域容易發生吸收。就從維持玻璃在近紅外區域的穿透率、防止熱安定性降低、以及抑制比重增加的觀點,Yb2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材,當玻璃組成A的情況,最好主要由上述玻璃成分(即,SiO2 、P2 O5 、B2 O3 、Al2 O3 、ZrO2 、TiO2 、Nb2 O5 、WO3 、Bi2 O3 、Ta2 O5 、Li2 O、Na2 O、K2 O、Cs2 O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2 O3 、Y2 O3 、Sc2 O3 、HfO2 、Lu2 O3 、GeO2 、Gd2 O3 、及Yb2 O3 )構成,上述玻璃成分的合計含量下限較佳係95.5%,更佳順序依序係96.0%、96.5%、97.0%、97.5%、98.0%、98.5%、99.0%。
另外,本實施形態的成型用玻璃素材,最好基本上由上述玻璃成分構成,但在不致妨礙本發明作用效果的範圍內,亦可含有其他成分。又,本發明中並非排除含有不可避免的雜質。
(其他成分) Pb、As、Cd、Tl、Be、Se均具有毒性。所以,本實施形態成型用玻璃素材的玻璃成分,最好不要含有該等元素。
U、Th、Ra均屬於放射性元素。所以,本實施形態成型用玻璃素材的玻璃成分,最好不要含有該等元素。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm係會導致玻璃的著色變大,成為螢光產生源。所以,本實施形態成型用玻璃素材的玻璃成分,最好不要含有該等元素。
Sb(Sb2 O3 )、Ce(CeO2 )係具有澄清劑功能的可任意添加元素。其中,Sb(Sb2 O3 )係除屬於澄清效果較大的澄清劑之外,尚因少量導入便可促進輕易被還原成分的氧化,具有提高λτ80的效果。Ce(CeO2 )的澄清效果較小於Sb(Sb2 O3 )。若大量添加Ce(CeO2 ),會有玻璃著色增強的傾向。
Sb2 O3 含量係設為額外比例(outer percentage)表示。即,將Sb2 O3 與CeO2 以外的所有玻璃成分合計含量設為100質量%時,Sb2 O3 含量上限較佳係1.000質量%,更佳順序依序係0.500質量%、0.300質量%、0.100質量%、0.080質量%、0.060質量%、0.040質量%。又,Sb2 O3 含量的下限較佳係0.000質量%,更佳順序依序係0.001質量%、0.003質量%、0.005質量%、0.010質量%、0.015質量%、0.020質量%。另外,因為Sb2 O3 自身亦會使玻璃的穿透吸收端朝長波長位移,因而就從盡量提高玻璃在短波長域穿透率的觀點,Sb2 O3 含量亦可在0.008質量%以下,且亦可在0.004質量%以下,又亦可為0.000質量%。
CeO2 含量亦設為額外比例表示。即,將CeO2 、Sb2 O3 以外的所有玻璃成分合計含量設為100質量%時,CeO2 含量上限較佳係1.000質量%,更佳順序依序係0.500質量%、0.300質量%、0.100質量%、0.080質量%、0.060質量%、0.040質量%。又,CeO2 含量的下限較佳係0.000質量%,更佳順序依序係0.005質量%、0.010質量%、0.015質量%、0.020質量%。CeO2 含量亦可為0質量%。
(具有玻璃組成A時的玻璃特性) <阿貝值νd> 當本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,阿貝值νd的上限較佳係50,亦可設為45、40、35、33、31、或30。又,阿貝值νd的下限較佳係15,亦可為17、18、19、20、21、22、23、或24。
藉由將阿貝值νd設為上述範圍,便可獲得高分散性的玻璃。 阿貝值νd係藉由調整有助於高分散化玻璃成分的Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 含量,便可控制。
<折射率nd> 當本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,折射率nd的下限可設為1.65,又亦可設為1.70、1.72、1.74、1.76、或1.80。又,折射率nd的上限可設為2.30,又亦可設為2.10、2.00、或1.90。折射率係藉由調整有助於高折射率化玻璃成分的Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 含量,便可控制。
<玻璃轉移溫度Tg> 當本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,玻璃轉移溫度Tg的上限,較佳順序依序係700℃、680℃、670℃、660℃、650℃、640℃、630℃、620℃、610℃、600℃、590℃、580℃。又,玻璃轉移溫度Tg的下限並無特別限制,較佳係200℃,更佳順序依序係300℃、400℃、450℃。玻璃轉移溫度Tg係藉由調整質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)/(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]等,便可控制。
藉由玻璃轉移溫度Tg的上限滿足上述,便可抑制玻璃再加熱時的成型溫度與退火溫度上升,便可減輕對再加熱成型用設備與退火設備造成的熱損傷。
藉由玻璃轉移溫度Tg的下限滿足上述,本發明玻璃便可在具備所需阿貝值、折射率或穿透率狀態下,良好地維持再加熱時的成型性與玻璃熱安定性。
<比重> 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,比重上限較佳係4.3,更佳順序依序係4.1、4.0、3.9、3.8、3.7、3.6。比重的下限並無特別限制,通常係2.0,較佳係2.5。
比重係利用重複測定精度成為±0.001~±0.002範圍的測定法進行測定。
<λτ80> 玻璃組成A的情況,使用厚度2.0mm±0.1mm及10.0mm±0.1mm的玻璃試料,根據JOGIS17(光學玻璃內部穿透率的測定方法),在波長200~700nm範圍內測定分光穿透率,將厚度10mm的內部穿透率成為80%時之波長設為λτ80。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,λτ80的上限較佳係395nm,依序較佳係390nm、385nm、380nm、375nm、370nm,數值越小越佳。λτ80的下限並無特別限制,通常係250nm,就從抑制紫外光穿透率的觀點,亦可設為300nm,亦可設為320nm。
<λ70> 玻璃組成A的情況,針對厚度10.0mm±0.1mm的玻璃試料,依波長200~700nm範圍測定分光穿透率,將外部穿透率成為70%時的波長設為λ70。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,λ70的上限較佳係445nm,更佳順序依序係440nm、430nm、420nm、410nm、400nm、390nm、380nm。λ70的下限並無特別限制,通常係255nm,就從抑制紫外光穿透率的觀點,係可設為305nm,亦可設為325nm。
另外、本發明當玻璃組成A的情況,係屬於高折射率且部分分散比Pg,f小。所以,即使將後述步驟3的玻璃冷卻速度設為十分之一的情況,仍可抑制玻璃的分散性變動。例如將步驟3依後述冷卻速度所獲得玻璃、與依該冷卻速度的十分之一所獲得玻璃進行比較時,阿貝值的變化Δνd較佳係大於-0.10、更佳係大於-0.09,且下限更佳順序依序係-0.08、-0.07、-0.06、-0.05、-0.04、-0.03。又,當與低分散透鏡組合時,就從有效地校正色像差的觀點,本實施形態玻璃素材的阿貝值νd較佳係50以下。所以,上述Δνd的上限係+0.10,更佳順序依序係+0.08、+0.06、+0.04、+0.02、+0.01。特別當阿貝值在35以下、較佳30以下的情況,上述Δνd的上限較佳係+0.005,更佳係亦可設為+0.00、-0.01、-0.02、或-0.03。
<平均線膨脹係數αL > 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成A的情況,-30~70℃平均線膨脹係數αL 的下限較佳係0.70×10-5-1 ,更佳順序依序係0.71×10-5-1 、0.72×10-5-1 、0.73×10-5-1 、0.74×10-5-1 、0.75×10-5-1 、0.76×10-5-1 、0.77×10-5-1 、0.78×10-5-1 、0.79×10-5-1 。又,平均線膨脹係數αL 的上限,就從保持玻璃安定性、獲得所需光學特性的觀點,可例示如1.10×10-5-1 ,較佳係1.05×10-5-1 以下,更佳順序依序係1.00×10-5-1 、0.96×10-5-1 、0.92×10-5-1 、0.88×10-5-1 、0.84×10-5-1
玻璃組成A的情況,藉由將-30~70℃平均線膨脹係數αL 設為上述範圍,便可獲得能使用於廣溫度環境的成型用玻璃素材。
平均線膨脹係數αL 係根據JOGIS16的規定測定。試料係設為長度20mm±0.5mm、直徑5mm±0.5mm的圓棒。在對試料施加98mN荷重的狀態下,依每分鐘4℃的一定速度升溫方式進行加熱,每隔1秒測定溫度與試料延伸。平均線膨脹係數αL 係-30~70℃線膨脹係數的平均值。
另外,雖在JOGIS16中規定「平均線膨脹係數係依10-7-1 單位表示至整數第1位」,但本說明書中,平均線膨脹係數αL 係將[10-5 ・℃-1 ]設為表示單位。
本說明書中,針對平均線膨脹係數αL 係使用[10-5 ・℃-1 ]為表示單位,而,即使單位係使用[10-5 ・K-1 ]的情況,平均線膨脹係數αL 的數值仍相同。
(玻璃組成B) 其次,就本實施形態的成型用玻璃素材具有玻璃組成B的情況,針對玻璃成分的含量・比率、及玻璃特性進行說明。
本實施形態當具有玻璃組成B的情況,依氧化物基準,將玻璃成分依SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、Li2 O、Na2 O、K2 O、Cs2 O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 、ZrO2 、TiO2 、Nb2 O5 、WO3 、及Bi2 O3 的質量%表示之含量,分別設為C(SiO2 )、C(B2 O3 )、C(Al2 O3 )、C(Li2 O)、C(Na2 O)、C(K2 O)、C(Cs2 O)、C(MgO)、C(CaO)、C(SrO)、C(BaO)、C(ZnO)、C(La2 O3 )、C(Gd2 O3 )、C(Y2 O3 )、C(ZrO2 )、C(TiO2 )、C(Nb2 O5 )、C(WO3 )、及C(Bi2 O3 )。
上述以外的玻璃成分依Ta2 O5 、Sc2 O3 、HfO2 、Lu2 O3 、GeO2 、及Yb2 O3 的質量%表示之含量,分別設為C(Ta2 O5 )、C(Sc2 O3 )、C(HfO2 )、C(Lu2 O3 )、C(GeO2 )、及C(Yb2 O3 )。
本實施形態當具有玻璃組成B的情況,將SiO2 、BO1.5 、AlO1.5 、LiO0.5 、NaO0.5 、KO0.5 、CsO0.5 、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、LaO1.5 、GdO1.5 、YO1.5 、ZrO2 、TiO2 、NbO2.5 、WO3 、及BiO1.5 的各化學式量,分別設為M(SiO2 )、M(BO1.5 )、M(AlO1.5 )、M(LiO0.5 )、M(NaO0.5 )、M(KO0.5 )、M(CsO0.5 )、M(MgO)、M(CaO)、M(SrO)、M(BaO)、M(ZnO)、M(LaO1.5 )、M(GdO1.5 )、M(YO1.5 )、M(ZrO2 )、M(TiO2 )、M(NbO2.5 )、M(WO3 )、及M(BiO1.5 )。
上述以外的玻璃成分TaO2.5 、ScO1.5 、HfO2 、LuO1.5 、GeO2 、及YbO1.5 之各化學式量,分別設為M(TaO2.5 )、M(ScO1.5 )、M(HfO2 )、M(LuO1.5 )、M(GeO2 )、及M(YbO1.5 )。
即,本實施形態當具有玻璃組成B的情況,例如相關氧化物Xy Oz ,可將依質量%表示的含量設為C(Xy Oz )。又,可將氧化物Xy Oz 的陽離子(陽離子"X")每1莫耳之化學式量(即XOz/y 的化學式量)設為M(XOz/y )。而,依{C(Xy Oz )/M(XOz/y )}式表示時,係依莫耳%表示時的陽離子"X"含量,即依陽離子%表示時的"X"含量。
本實施形態的成型用玻璃素材,當玻璃組成B的情況,設為A1={C(B2 O3 )/M(BO1.5 )}/{C(B2 O3 )/M(BO1.5 )+C(SiO2 )/M(SiO2 )}時,A1的下限較佳係1/3,更佳順序依序係1.1/3、1.2/3、1.3/3、1.4/3、1.5/3、1.6/3、1.7/3、1.8/3、1.9/3。又,A1的上限較佳係3.0/3,更佳順序依序係2.9/3、2.8/3、2.7/3、2.6/3、2.5/3、2.4/3、2.3/3。
玻璃組成B中,藉由將A1設為上述範圍,便可獲得-30~70℃平均線膨脹係數αL 較大、低分散的成型用玻璃素材。又,可降低玻璃相對折射率的溫度係數(dn/dT)。又,即使大量含有La2 O3 的情況,仍可抑制玻璃的熱安定性降低。另一方面,若A1過小,則當大量含有屬於提高折射率nd、防止平均線膨脹係數αL 降低的玻璃成分La2 O3 與Y2 O3 時,會有導致玻璃呈不安定的虞慮。又,若A1過大,則會有玻璃的安定性、化學耐久性、及機械特性降低的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材,當玻璃組成B的情況,設為B1={C(BaO)/M(BaO)+C(SrO)/M(SrO)}/{C(Li2 O)/M(LiO0.5 )+C(Na2 O)/M(NaO0.5 )+C(K2 O)/M(KO0.5 )+C(Cs2 O)/M(CsO0.5 )+C(MgO)/M(MgO)+C(CaO)/M(CaO)+C(SrO)/M(SrO)+C(BaO)/M(BaO)}時,B1的下限較佳係0.62,更佳順序依序係0.63、0.65、0.67、0.69、0.71、0.73、0.75、0.77、0.79、0.81、0.83、0.85、0.87。又,B1的上限較佳係1.00,更佳順序依序係0.99、0.98。B1亦可為1.00。
玻璃組成B中,藉由將B1設為上述範圍,便可獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率的成型用玻璃素材。又,可在增加平均線膨脹係數αL 狀態下,抑制熱安定性降低。另一方面,若B1過小,則會有平均線膨脹係數αL 與折射率nd降低、損及玻璃安定性的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材,當玻璃組成B的情況,設為C1={C(BaO)/M(BaO)+C(Li2 O)/M(LiO0.5 )}/{C(Na2 O)/M(NaO0.5 )+C(K2 O)/M(KO0.5 )+C(SiO2 )/M(SiO2 )+C(TiO2 )/M(TiO2 )+C(Nb2 O5 )/M(NbO2.5 )+C(WO3 )/M(WO3 )}時,C1的下限較佳係8/9,更佳順序依序係8.2/9、8.4/9、8.6/9、8.8/9、9.0/9、9.2/9、9.4/9、9.5/9。又,C1的上限較佳係27/9,更佳順序依序係25/9、23/9、21/9、19/9、17/9、15/9、13/9、12/9。
玻璃組成B中,藉由將C1設為上述範圍,便可獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材。又,可降低玻璃相對折射率的溫度係數(dn/dT)。另一方面,若C1過小,會有平均線膨脹係數αL 降低、玻璃喪失高折射低分散性的虞慮。又,若C1過大,則會有玻璃安定性降低的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,設為D1=C(Gd2 O3 )+C(ZnO)+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )+C(ZrO2 )時,D1的上限較佳係13.50,更佳順序依序係12.00、11.00、10.50、10.00、9.50、9.00、8.50。又,D1的下限較佳係0,更佳順序依序係1、2、3、4、5、6、7、8。D1亦可為0。
玻璃組成B中,藉由將D1設為上述範圍,便可抑制平均線膨脹係數αL 降低。又,能獲得抑制高分散化、高折射率低分散性的成型用玻璃素材。又,亦具有不會使玻璃相對折射率的溫度係數(dn/dT)增加之效果。D1亦可設為0,為調整阿貝值νd等光學常數,亦可將D1設為大於0。另一方面,若D1過大,則會有平均線膨脹係數αL 降低、且玻璃喪失高折射低分散性的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,設為E1={C(La2 O3 )+C(Gd2 O3 )+C(Y2 O3 )}/{C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )}時,E1的下限較佳係1.25,更佳順序依序係1.30、1.35、1.40、1.45、1.50、1.55、1.60、1.65、1.70。又,E1的上限較佳係3.00,更佳順序依序係2.80、2.60、2.40、2.20、2.10。
玻璃組成B中,藉由將E1設為上述範圍,便可獲得高折射率低分散性的成型用玻璃素材。另一方面,若E1過小,則會有玻璃喪失高折射低分散性、平均線膨脹係數αL 降低的虞慮。又,若E1過大,則會有玻璃的熱安定性降低之虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,設為F1={C(Gd2 O3 )/M(GdO1.5 )+C(ZnO)/M(ZnO)+C(TiO2 )/M(TiO2 )+C(Nb2 O5 )/M(NbO2.5 )+C(WO3 )/M(WO3 )+C(Bi2 O3 )/M(BiO1.5 )}/{C(Y2 O3 )/M(YO1.5 )}時,F1的上限較佳係2.0,更佳順序依序係1.8、1.6、1.4、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.6。又,F1的下限較佳係0,更佳順序依序係0.1、0.2、0.3、0.4。F1亦可為0。
玻璃組成B中,藉由將F1設為上述範圍,便可獲得平均線膨脹係數αL 大的成型用玻璃素材。又,可抑制玻璃的熱安定性降低。F1亦可為0,但為調整阿貝值νd等光學常數,亦可將F1設為大於0。另一方面,若F1過大,則會有平均線膨脹係數αL 降低、且玻璃喪失高折射低分散性的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,設為G1=C(BaO)/M(BaO)+C(La2 O3 )/M(LaO1.5 )+C(Li2 O)/M(LiO0.5 )+C(Y2 O3 )/M(YO1.5 )時,G1的下限較佳係0.47,更佳順序依序係0.475、0.48、0.485。又,G1的上限較佳係0.60,更佳順序依序係0.59、0.58、0.57、0.56、0.55、0.54、0.53。
玻璃組成B中,就從能獲得抑制平均線膨脹係數αL 降低、且高折射率低分散性成型用玻璃素材的觀點,最好將G1設為上述範圍。另一方面,若G1過小,則會有平均線膨脹係數αL 降低、玻璃喪失高折射低分散性的虞慮。又,若G1過大,則會有玻璃的熱安定性降低之虞慮。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,{C(B2 O3 )/M(BO1.5 )+C(SiO2 )/M(SiO2 )}的下限,較佳係0.35,更佳順序依序係0.37、0.39、0.41、0.43、0.45、0.47。又,上限較佳係0.75,更佳順序依序係0.73、0.71、0.69、0.67、0.65、0.63、0.61、0.59。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、低分散的成型用玻璃素材之觀點,{C(B2 O3 )/M(BO1.5 )+C(SiO2 )/M(SiO2 )}最好設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,{C(BaO)/M(BaO)+C(SrO)/M(SrO)}的下限較佳係0.15,更佳順序依序係0.16、0.17、0.18、0.19、0.20。又,上限較佳係0.30,更佳順序依序係0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率成型用玻璃素材的觀點,{C(BaO)/M(BaO)+C(SrO)/M(SrO)}最好設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,,{C(Li2 O)/M(LiO0.5 )+C(Na2 O)/M(NaO0.5 )+C(K2 O)/M(KO0.5 )+C(Cs2 O)/M(CsO0.5 )+C(MgO)/M(MgO)+C(CaO)/M(CaO)+C(SrO)/M(SrO)+C(BaO)/M(BaO)}的下限,較佳係0.15,更佳順序依序係0.16、0.17、0.18、0.19、0.20。又,上限較佳係0.35,更佳順序依序係0.34、0.33、0.32、0.31、0.30、0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率成型用玻璃素材的觀點,{C(Li2 O)/M(LiO0.5 )+C(Na2 O)/M(NaO0.5 )+C(K2 O)/M(KO0.5 )+C(Cs2 O)/M(CsO0.5 )+C(MgO)/M(MgO)+C(CaO)/M(CaO)+C(SrO)/M(SrO)+C(BaO)/M(BaO)}最好設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,{C(BaO)/M(BaO)+C(Li2 O)/M(LiO0.5 )}的下限,較佳係0.15,更佳順序依序係0.16、0.17、0.18、0.19、0.20。又,上限較佳係0.35,更佳順序依序係0.34、0.33、0.32、0.31、0.30、0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,{C(BaO)/M(BaO)+C(Li2 O)/M(LiO0.5 )}最好設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,{C(Na2 O)/M(NaO0.5 )+C(K2 O)/M(KO0.5 )+C(SiO2 )/M(SiO2 )+C(TiO2 )/M(TiO2 )+C(Nb2 O5 )/M(NbO2.5 )+C(WO3 )/M(WO3 )}的下限,較佳係0.05,更佳順序依序係0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16。又,上限較佳係0.30,更佳順序依序係0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23、0.22、0.21。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,C(Na2 O)/M(NaO0.5 )+C(K2 O)/M(KO0.5 )+C(SiO2 )/M(SiO2 )+C(TiO2 )/M(TiO2 )+C(Nb2 O5 )/M(NbO2.5 )+C(WO3 )/M(WO3 )}最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[C(BaO)/{C(SiO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]的下限,較佳係1.0,更佳順序依序係1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4。又,該質量比的上限較佳係5.5,更佳順序依序係5.3、5.1、4.9、4.7、4.5、4.3、4.1、3.9、3.7、3.5。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點、以及縮小相對折射率的溫度係數(dn/dT)觀點,最好將質量比[C(BaO)/{C(SiO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[C(BaO)/{C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]的下限,較佳係0.80,更佳順序依序係0.85、0.90、0.95、1.00、1.05、1.10、1.15、1.20。又,該質量比的上限較佳係1.70,更佳順序依序係1.65、1.60、1.55、1.50、1.45、1.40、1.35。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點、及降低相對折射率之溫度係數(dn/dT)的溫度依存性觀點,最好將質量比[C(BaO)/{C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[{C(BaO)+C(Li2 O)+C(SrO)}/{C(SiO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]的下限,較佳係0.5,更佳順序依序係1.0、1.5、2.0、2.2、2.4。又,該質量比的上限較佳係7.0,更佳順序依序係6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0、3.5。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,最好將質量比[{C(BaO)+C(Li2 O)+C(SrO)}/{C(SiO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[{C(Li2 O)+C(Na2 O)+C(K2 O)+C(Cs2 O)+C(CaO)+C(SrO)+C(BaO)}/{C(SiO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]的下限,較佳係0.5,更佳順序依序係1.0、1.5、2.0、2.2、2.4。又,該質量比的上限較佳係7.0,更佳順序依序係6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0、3.5。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,最好將質量比[{C(Li2 O)+C(Na2 O)+C(K2 O)+C(Cs2 O)+C(CaO)+C(SrO)+C(BaO)}/{C(SiO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )}]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]的下限,較佳係0,更佳順序依序係1、2、3、4、5。該合計含量亦可為0。又,該合計含量的上限較佳係15,更佳順序依序係14、13、12、11、10、9、8、7、6。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、分散小的成型用玻璃素材之觀點,最好將合計含量[C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(SiO2 )+C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]的下限,較佳係5,更佳順序依序係6、7、8、9。又,該合計含量的上限較佳係25,更佳順序依序係24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、且高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,最好將合計含量[C(SiO2 )+C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(SiO2 )+C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(ZrO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]的下限,較佳係5,更佳順序依序係6、7、8、9。又,該合計含量的上限較佳係25,更佳順序依序係24、23、22、21、20、19、18、17、16。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、且高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,最好將合計含量[C(SiO2 )+C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(ZrO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(Al2 O3 )+C(SiO2 )+C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(ZrO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]的下限,較佳係5,更佳順序依序係6、7、8、9。又,該合計含量的上限較佳係25,更佳順序依序係24、23、22、21、20、19、18、17、16。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、且高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,最好將合計含量[C(Al2 O3 )+C(SiO2 )+C(ZnO)+C(Gd2 O3 )+C(ZrO2 )+C(TiO2 )+C(Nb2 O5 )+C(WO3 )]設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(La2 O3 )+C(Gd2 O3 )+C(Y2 O3 )]的下限,較佳係25,更佳順序依序係26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38。又,該合計含量的上限較佳係50,更佳順序依序係49、48、47、46、45、44、43。
玻璃組成B中,就從獲得高折射率低分散性成型用玻璃素材的觀點,合計含量[C(La2 O3 )+C(Gd2 O3 )+C(Y2 O3 )]最好設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )]的下限,較佳係15,更佳順序依序係16、17、18、19。又,該合計含量的上限較佳係30,更佳順序依序係29、28、27、26、25。
玻璃組成B中,就從在盡量不致使折射率降低情況下,獲得高折射率低分散性成型用玻璃素材的觀點,合計含量[C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )]最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[{C(La2 O3 )+C(Gd2 O3 )+C(Y2 O3 )}/{2×C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )}]的下限,較佳係1.00,更佳順序依序係1.05、1.10、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、1.20、1.21。又,該質量比的上限較佳係1.80,更佳順序依序係1.75、1.70、1.65、1.60、1.55、1.54、1.53、1.52、1.51、1.50。
玻璃組成B中,就從獲得高折射率低分散性成型用玻璃素材的觀點,質量比[{C(La2 O3 )+C(Gd2 O3 )+C(Y2 O3 )}/{2×C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )}]最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,合計含量[2×C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )]的下限,較佳係20,更佳順序依序係21、22、23、24、25、26。又,該合計含量的上限較佳係45,更佳順序依序係44、43、42、41、40、39、38、37、36、35。
玻璃組成B中,就從獲得平均線膨脹係數αL 大、高折射率低分散性的成型用玻璃素材之觀點,合計含量[2×C(SiO2 )+C(B2 O3 )+C(Al2 O3 )]最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[{C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )}/{C(B2 O3 )+C(BaO)}]的下限,較佳係0.50,更佳順序依序係0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80。又,該質量比的上限較佳係1.30,更佳順序依序係1.25、1.20、1.15、1.10、1.05、1.00、0.95、0.92。
玻璃組成B中,就從獲得高折射率低分散性成型用玻璃素材的觀點,質量比[{C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )}/{C(B2 O3 )+C(BaO)}]最好設為上述範圍。
本實施形態中,當玻璃組成B的情況,[C(Gd2 O3 )/M(GdO1.5 )+C(ZnO)/M(ZnO)+C(TiO2 )/M(TiO2 )+C(Nb2 O5 )/M(NbO2.5 )+C(WO3 )/M(WO3 )+C(Bi2 O3 )/M(BiO1.5 )]的下限,較佳係0,更佳順序依序係0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06。該值亦可為0。又,上限較佳係0.30,更佳順序依序係0.25、0.20、0.18、0.16、0.14、0.12、0.10、0.08。
玻璃組成B中,就從平均線膨脹係數αL 大、抑制玻璃熱安定性降低的觀點,[C(Gd2 O3 )/M(GdO1.5 )+C(ZnO)/M(ZnO)+C(TiO2 )/M(TiO2 )+C(Nb2 O5 )/M(NbO2.5 )+C(WO3 )/M(WO3 )+C(Bi2 O3 )/M(BiO1.5 )]最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[C(Y2 O3 )/{C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )+C(Gd2 O3 )}]的下限,較佳係0.20,更佳順序依序係0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33、0.34。又,該質量比的上限較佳係0.60,更佳順序依序係0.59、0.58、0.57、0.56、0.55、0.54、0.53、0.52、0.51、0.50、0.49、0.48、0.47、0.46。
玻璃組成B中,就從平均線膨脹係數αL 大、抑制玻璃熱安定性降低的觀點,最好將質量比[C(Y2 O3 )/{C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )+C(Gd2 O3 )}]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,質量比[C(Y2 O3 )/{C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )+C(TiO2 )}]的下限,較佳係0.20,更佳順序依序係0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32。又,該質量比的上限較佳係0.50,更佳順序依序係0.49、0.48、0.47、0.46、0.45。
玻璃組成B中,就從平均線膨脹係數αL 大、抑制玻璃熱安定性降低的觀點,最好將質量比[C(Y2 O3 )/{C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )+C(TiO2 )}]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,合計含量[C(BaO)+C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )]的下限,較佳係50,更佳順序依序係52、54、56、58、60、62、64、66、68、70。又,該合計含量的上限較佳係85,更佳順序依序係83、81、79、77、76。
玻璃組成B中,就從獲得抑制平均線膨脹係數αL 降低、且高折射率低分散性的成型用玻璃素材觀點,最好將合計含量[C(BaO)+C(La2 O3 )+C(Y2 O3 )]設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,SiO2 含量的下限較佳係3.0%,更佳順序依序係3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%、6.5%、7.0%。又,SiO2 含量上限較佳係15.0%,更佳順序依序係14.5%、14.0%、13.5%、13.0%、12.5%、12.0%、11.5%、11.0%、10.5%、10.0%。
SiO2 在玻璃組成B中,屬於玻璃的網絡形成成分,具有改善玻璃的熱安定性、化學耐久性、耐候性,以及提高熔融玻璃黏度、使熔融玻璃容易成型的作用。又,SiO2 相較於例如玻璃組成B中大量含有的La2 O3 、BaO、及Y2 O3 之下,使ΔPg,F值增加的作用較強。另一方面,若SiO2 含量偏多,則除平均線膨脹係數αL 較容易降低之外,尚會有折射率nd降低的虞慮。又,若SiO2 含量過少,則會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。所以,SiO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,B2 O3 含量的下限較佳係8.0%,更佳順序依序係8.5%、9.0%、9.5%、10.0%、10.5%、11.0%、11.5%、12.0%。又,B2 O3 含量上限較佳係20.0%,更佳順序依序係19.5%、19.0%、18.5%、18.0%、17.5%、17.0%、16.5%、16.0%、15.5%、15.0%。
B2 O3 在玻璃組成B中,屬於玻璃的網絡形成成分,具有改善玻璃熱安定性的作用。又,屬於網絡形成成分中,比較不會使平均線膨脹係數αL 降低的成分。又,就從在不致損及及低分散性情況下獲得高折射率nd玻璃的觀點,亦可將B2 O3 含量設為上述範圍。另一方面,若B2 O3 含量偏多,則會有折射率nd降低的虞慮。又,若B2 O3 含量過少,則會有再加熱時之安定性惡化的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Al2 O3 含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,Al2 O3 含量的下限較佳係0%。Al2 O3 含量亦可為0%。
Al2 O3 在玻璃組成B中,係屬於具有改善玻璃之化學耐久性、耐候性作用的玻璃成分,亦可認為係網絡形成成分。另一方面,若Al2 O3 含量偏多,則會有折射率nd降低、玻璃之熱安定性與熔融性降低的虞慮。所以,Al2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,P2 O5 含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,P2 O5 含量的下限較佳係0%。P2 O5 含量亦可為0%。
P2 O5 在玻璃組成B中,屬於使折射率nd降低的成分,亦屬於使玻璃熱安定性降低的成分。所以,P2 O5 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Li2 O含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,Li2 O含量的下限較佳係0%。Li2 O含量亦可為0%。
Li2 O在玻璃組成B中,屬於有助於玻璃低比重化的成分,具有改善玻璃熔融性,且增加平均線膨脹係數αL 的作用。又,屬於有助於降低玻璃轉移溫度Tg的成分,當施行精密衝壓成型時有助於成型性提升。又,就從在不致損及低分散性情況下獲得高折射率nd之玻璃的觀點,亦可將Li2 O含量設為上述範圍。另一方面,若Li2 O含量偏多,則會有耐失透性、耐酸性降低之虞慮。又,亦會有損及低分散性的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Na2 O含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,Na2 O含量的下限較佳係0%。Na2 O含量亦可為0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,K2 O含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,K2 O含量的下限較佳係0%。K2 O含量亦可為0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Na2 O與K2 O合計含量的上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,該合計含量的下限,較佳係0%,更佳順序依序係0.001%、0.01%、0.05%。
玻璃組成B中,Na2 O、K2 O均屬於具有改善玻璃熔融性的作用。又,具有增加平均線熱膨脹係數的作用。另一方面,若該等的含量偏多,則會導致熱安定性、耐失透性、化學耐久性、及耐候性降低。所以,Na2 O與K2 O的各含量及合計含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Cs2 O含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,Cs2 O含量的下限較佳係0%。Cs2 O含量亦可為0%。
Cs2 O在玻璃組成B中,具有改善玻璃熔融性的作用,但若含量偏多,則會有降低玻璃熱安定性與折射率nd,且在熔解中會增加玻璃成分揮發,導致無法獲得所需玻璃的虞慮。所以,Cs2 O含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Li2 O、Na2 O、K2 O及Cs2 O合計含量的上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,該合計含量的下限,較佳係0%。該合計含量亦可為0%。就從抑制玻璃液相溫度上升的觀點,Li2 O、Na2 O、K2 O及Cs2 O合計含量最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,MgO含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,MgO含量的下限較佳係0%。MgO含量亦可為0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,CaO含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.2%、0.1%。又,CaO含量的下限較佳係0%。CaO含量亦可為0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,SrO含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.4%、0.3%。又,SrO含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係0.05%、0.10%、0.15%、0.20%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,MgO、CaO、及SrO合計含量的上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.4%、0.3%。又,該合計含量的下限,較佳係0%,更佳順序依序係0.05%、0.10%、0.15%、0.20%。該合計含量亦可為0%。
玻璃組成B中,MgO、CaO、SrO均屬於具有改善玻璃熔融性作用的玻璃成分,亦具有使平均線膨脹係數變為較大的作用。但是,若該等玻璃成分的含量偏多,則會導致玻璃的熱安定性與耐失透性降低。所以,該等玻璃成分的各含量與合計含量較佳係在上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,BaO含量的下限較佳係20%,更佳順序依序係21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%。又,BaO含量上限較佳係45%,更佳順序依序係44%、43%、42%、41%、40%、39%、38%、37%、36%、35%、34%。
BaO在玻璃組成B中,屬於不致損及高折射率・低分散特性,增加平均線膨脹係數αL 作用的玻璃成分,亦屬於使ΔPg,F值變為較小的成分。藉由將BaO含量設為上述範圍,便可獲得高折射率・低分散、且平均線膨脹係數αL 獲改善的成型用玻璃素材。另一方面,若BaO含量過多,則會導致玻璃的熱安定性降低,玻璃失透之虞慮,且會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,SiO2 與B2 O3 合計含量的上限較佳係30%,更佳順序依序係29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%。又,該合計含量的下限,較佳係13%,更佳順序依序係14%、15%、16%、17%、18%。
玻璃組成B中,就從保持玻璃安定性、抑制折射率降低的觀點,SiO2 與B2 O3 合計含量最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,BaO含量、與SiO2 及B2 O3 合計含量的質量比[BaO/(SiO2 +B2 O3 )]上限,較佳係3.00,更佳順序依序係2.80、2.60、2.40、2.20、2.00、1.80、1.70。又,該質量比的下限較佳係0.60,更佳順序依序係0.80、0.90、1.00、1.10、1.20、1.30。
玻璃組成B中,就從獲得保持玻璃安定性、且平均線膨脹係數αL 較大之玻璃的觀點,該質量比最好設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,ZnO含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.4%、0.3%、0.2%、0.1%、0.05%、0.03%、0.02%、0.01%。又,ZnO含量的下限較佳係0%。ZnO含量亦可為0%。
ZnO在玻璃組成B中,係屬於具有改善玻璃熔融性作用的玻璃成分。但是,若ZnO含量過多,則會有玻璃比重增加、平均線膨脹係數αL 降低的虞慮。又,亦會有損及玻璃低分散性的虞慮。又,亦會有玻璃轉移溫度Tg降低的虞慮。所以,ZnO含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,La2 O3 含量的下限較佳係15%,更佳順序依序係16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%。又,La2 O3 含量上限較佳係40%,更佳順序依序係39%、38%、37%、36%、35%、34%、33%、32%、31%、30%、29%、28%。
La2 O3 在玻璃組成B中,係屬於具有抑制阿貝值νd減少、提高折射率作用的玻璃成分。又,屬於降低部分分散比Pg,F的成分,降低ΔPg,F值的作用較強於BaO。所以,藉由將La2 O3 含量設為上述範圍,便可獲得高折射率・低分散、抑制平均線膨脹係數αL 降低、抑制相對折射率之溫度係數(dn/dT)增加的成型用玻璃素材。另一方面,若La2 O3 含量過度增加,則會有玻璃的熱安定性與耐失透性降低之虞慮,亦會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Gd2 O3 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係15%、10%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%。又,Gd2 O3 含量的下限較佳係0%。Gd2 O3 含量亦可為0%。
Gd2 O3 在玻璃組成B中,屬於高折射・低分散、能抑制平均線膨脹係數αL 降低的成分,但大量導入BaO的本實施形態玻璃中,若Gd2 O3 含量過度增加,則會導致玻璃的熱安定性與耐失透性降低,在製造中容易導致玻璃失透。又,若Gd2 O3 含量過度增加,則玻璃的比重會增加,最好不要。又,就從削減原料成本的觀點亦屬不利。所以,Gd2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Y2 O3 含量的下限較佳係5%,更佳順序依序係6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%。又,Y2 O3 含量上限較佳係25%,更佳順序依序係24%、23%、22%、21%、20%、19%。
Y2 O3 在玻璃組成B中,係屬於具有抑制阿貝值νd減少、提高折射率之作用的成分。又,在鹼成分或鹼土族成分中有導入較多BaO或SrO的本實施形態玻璃,亦屬於供抑制平均線膨脹係數αL 降低、賦予高折射低分散特性的有效成分。又,亦具有改善玻璃的化學耐久性與耐候性,提高玻璃轉移溫度的作用。屬於降低部分分散比Pg,F的成分,亦具有降低ΔPg,F值的作用。另一方面,若Y2 O3 含量過度增加,則會有玻璃的熱安定性與耐失透性降低之虞慮。亦會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。所以,Y2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,ZrO2 含量上限較佳係10%,更佳順序依序係9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2.5%。又,ZrO2 含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係0.005%、0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%。ZrO2 含量亦可為0%。
ZrO2 在玻璃組成B中,係屬於具有提高折射率作用的成分,藉由適量含有,亦具有改善玻璃熱安定性的作用。但是,ZrO2 係除屬於使平均線膨脹係數αL 變為較小的成分之外,亦屬於使相對折射率之溫度係數(dn/dT)的溫度依存性增加之成分。又,若含量過多,則會有熱安定性明顯降低的虞慮。所以,ZrO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,TiO2 含量上限較佳係15%,更佳順序依序係14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%。又,TiO2 含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係1%、2%、3%、4%、5%。TiO2 含量亦可為0%。
TiO2 在玻璃組成B中,係屬於具有提高折射率作用的成分,藉由適量含有,亦具有改善玻璃熱安定性的作用。TiO2 係屬於增加部分分散比Pg,F的成分,且增加Pg,F與ΔPg,F值的作用係較強於Nb2 O5 。另一方面,若TiO2 含量過多,則除會有平均線膨脹係數αL 降低之虞慮外,亦會有阿貝值νd降低的虞慮,且會有玻璃著色增強、熔融性惡化的虞慮。亦會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。所以,TiO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Nb2 O5 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、5%、3%、2%、1%。又,Nb2 O5 含量的下限較佳係0%,更佳順序依序係0.001%、0.003%、0.005%、0.010%、0.050%、0.080%、0.100%。Nb2 O5 含量亦可為0%。
Nb2 O5 在玻璃組成B中,係屬於具有提高折射率作用的成分,藉由適量含有,亦具有改善玻璃熱安定性的作用。又,Nb2 O5 係屬於增加部分分散比Pg,F與ΔPg,F的成分。另一方面,若Nb2 O5 含量過多,則除會有降低平均線膨脹係數αL 的虞慮之外,尚亦會有玻璃著色增強的虞慮。亦會有再加熱時的安定性惡化之虞慮。所以,Nb2 O5 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,WO3 含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.1%。又,WO3 含量的下限較佳係0%。WO3 含量亦可為0%。
WO3 在玻璃組成B中,因為對其他高分散成分具有使玻璃轉移溫度Tg降低的作用,因而當玻璃施行軟化成型時,特別係實施精密衝壓時,可在為保護成型模、保護膜、成型機,使成型溫度降低之目的下導入。另一方面,就從提高玻璃穿透率的觀點、及抑制玻璃相對折射率之溫度係數(dn/dT)上升的觀點,WO3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Bi2 O3 含量上限較佳係10%,更佳順序依序係8%、6%、4%、2%、1%、0.5%、0.1%。又,Bi2 O3 含量的下限較佳係0%。Bi2 O3 含量亦可為0%。
Bi2 O3 在玻璃組成B中,屬於提高折射率nd、且會使阿貝值νd降低的成分。又,亦屬於容易使玻璃著色增強的成分。所以,Bi2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Ta2 O5 含量上限較佳係20%,更佳順序依序係15%、13%、10%、5%、3%、1%。又,Ta2 O5 含量的下限較佳係0%。Ta2 O5 含量亦可為0%。
Ta2 O5 在玻璃組成B中,係屬於具有改善玻璃之熱安定性與耐失透性作用的玻璃成分。另一方面,Ta2 O5 會使折射率上升、使玻璃高分散化。又,若Ta2 O5 含量偏多,則玻璃的熱安定性降低,當將玻璃熔融時,容易發生玻璃原料的熔解殘留。又,屬於使平均線膨脹係數αL 較低的成分。所以,Ta2 O5 含量最好在上述範圍內,又,Ta2 O5 相較於其他的玻璃成分之下,屬於極高單價的成分,若Ta2 O5 含量偏多,會導致玻璃的生產成本增加。又,因為Ta2 O5 的分子量較大於其他的玻璃成分,因而會使玻璃的比重增加,結果導致光學元件的重量增加。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Sc2 O3 含量上限較佳係2%。又,Sc2 O3 含量的下限較佳係0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,HfO2 含量上限較佳係2%。又,HfO2 含量的下限較佳係0%。
玻璃組成B中,Sc2 O3 、HfO2 均屬於具有提高折射率nd的作用,且高單價的成分。所以,Sc2 O3 、HfO2 各含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Lu2 O3 含量上限較佳係2%。又,Lu2 O3 含量的下限較佳係0%。
Lu2 O3 在玻璃組成B中,具有提高折射率nd的作用。又,因為分子量較大,因而亦屬於會使玻璃比重增加的玻璃成分。所以,Lu2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,GeO2 含量上限較佳係2%。又,GeO2 含量的下限較佳係0%。
GeO2 在玻璃組成B中,係具有提高折射率nd的作用,且在一般所使用玻璃成分中屬於極高單價的成分。所以,就從降低玻璃製造成本的觀點,GeO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,La2 O3 含量上限較佳係2%。又,La2 O3 含量的下限較佳係0%。La2 O3 含量亦可為0%。
玻璃組成B中,若La2 O3 含量偏多,則玻璃的熱安定性與耐失透性會降低,在製造中容易導致玻璃失透。所以,就從抑制熱安定性與耐失透性降低的觀點,La2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,Yb2 O3 含量上限較佳係2%。又,Yb2 O3 含量的下限較佳係0%。
玻璃組成B中,若Yb2 O3 含量過多,則會有導致玻璃的熱安定性與耐失透性降低的虞慮。又,在一般所使用的玻璃成分中,屬高價位成分。就從防止玻璃的熱安定性降低、抑制比重增加的觀點,以及抑制玻璃製造成本的觀點,Yb2 O3 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材,當玻璃組成B的情況,最好主要由上述玻璃成分SiO2 、B2 O3 、Al2 O3 、P2 O5 、Li2 O、Na2 O、K2 O、Cs2 O、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 、ZrO2 、TiO2 、Nb2 O5 、WO3 、Bi2 O3 、Ta2 O5 、Sc2 O3 、HfO2 、Lu2 O3 、GeO2 、及Yb2 O3 構成,而,上述玻璃成分的合計含量較佳係95%以上、較佳係98%以上、特佳係99%以上、最佳係99.5%以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,TeO2 含量上限較佳係2%。又,TeO2 含量的下限較佳係0%。
因為TeO2 具有毒性,因而最好減少TeO2 的含量。所以,TeO2 含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,氟F的含量較佳係3%以下,上限係1%、0.5%、0.3%。F含量越少越好,下限較佳係0%。F含量亦可為0%。又,最好實質未含氟F。
玻璃組成B中,藉由將F含量設為上述範圍,便可抑制玻璃在熔解中的揮發,俾能抑制折射率的變動、紋路。
另外,本實施形態的成型用玻璃素材最好基本上係由上述玻璃成分構成,但在不致妨礙本發明作用效果的範圍內,亦可含有其他成分。又,本發明中並非排除含有不可避免的雜質。
<其他成分組成> Pb、As、Cd、Tl、Be、Se均具有毒性。所以,本實施形態成型用玻璃素材的玻璃成分最好未含有該等元素。
U、Th、Ra均屬於放射性元素。所以,本實施形態成型用玻璃素材的玻璃成分最好未含有該等元素。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm係會導致玻璃的著色變大,成為螢光產生源。所以,本實施形態成型用玻璃素材的玻璃成分最好未含有該等元素。
Sb(Sb2 O3 )、Ce(CeO2 )係具有澄清劑功能的可任意添加元素。其中,Sb(Sb2 O3 )係屬於澄清效果較大的澄清劑。
Sb2O3含量係設為額外比例表示。即,將除Sb2O3與CeO2以外的所有玻璃成分合計含量設為100質量%時,Sb2O3含量較佳係未滿1質量%、更佳係未滿0.1質量%。又,特佳依序係未滿0.05質量%、未滿0.03質量%、未滿0.02質量%、未滿0.01%。Sb2O3含量亦可為0質量%。
CeO2含量亦是設為額外比例表示。即,將除CeO2、Sb2O3以外的所有玻璃成分合計含量設為100質量%時,CeO2含量較佳係未滿2質量%、更佳係未滿1質量%、特佳係未滿0.5質量%、最佳係未滿0.1質量%的範圍。CeO2含量亦可為0質量%。藉由將CeO2含量設為上述範圍,便可改善玻璃的澄清性。
(具玻璃組成B時的玻璃特性)
<折射率nd>
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,折射率nd並無特別限制,可例示如1.60~2.10,為佳係1.65~2.00、較佳係1.70~1.88、更佳係1.73~1.85。折射率nd的下限亦可為1.65、1.74、1.75、1.76、1.77、1.78、或1.79,折射率nd的上限亦可為2.0、1.9、1.84、1.83、或1.82。
折射率nd係藉由適當調整玻璃組成B中的各玻璃成分含量,便可成為所需的值。具有相對性提高折射率nd作用的成分(高折射率化成分),係有如:Nb5+、Ti4+、W6+、Bi3+、Ta5+、Zr4+、La3+等(即,若依氧化物表示則為Nb2O5、TiO2、WO3、Bi2O3、Ta2O5、ZrO2、La2O3等)。另一方面,具有相對性降低折射率nd作用的成分(低折射率化成分),係有如:P5+、Si4+、B3+、Li+、Na+、K+等(即,若依氧化物表示則為P2O5、SiO2、B2O3、Li2O、Na2O、K2O等)。
<阿貝值νd>
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,阿貝值νd係可例示如:20~70,較佳係25~65、更佳係30~60、特佳係35~55。阿貝值νd的下限係可為23、28、32、36、37、38、39、或40,阿貝值νd的上限亦可為67、63、57、53、51、49、47、45、43、或42。
阿貝值νd係藉由適當調整玻璃組成B中的各玻璃成分含量,便可成為所需的值。相對性降低阿貝值νd的成分(即高分散化成分)係可例如:Nb5+ 、Ti4+ 、W6+ 、Bi3+ 、Ta5+ 、Zr4+ 等(即,若依氧化物表示則為Nb2 O5 、TiO2 、WO3 、Bi2 O3 、Ta2 O5 、ZrO2 等)。另一方面,相對性提高阿貝值νd的成分(即低分散化成分)係可例如:P5+ 、Si4+ 、B3+ 、Li+ 、Na+ 、K+ 、La3+ 、Ba2+ 、Ca2+ 、Sr2+ 等(即,若依氧化物表示則為P2 O5 、SiO2 、B2 O3 、Li2 O、Na2 O、K2 O、La2 O3 、BaO、CaO、SrO等)。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,折射率nd與阿貝值νd為佳係滿足下式(1)、較佳係滿足下式(2)、更佳係滿足下式(3)、特佳係滿足下式(4)。藉由折射率nd與阿貝值νd滿足下式,便可獲得具有高折射率・低分散特性的成型用玻璃素材。 nd-(-0.0183×阿貝值νd+2.502)≧0 …(1) nd-(-0.0183×阿貝值νd+2.512)≧0 …(2) nd-(-0.0183×阿貝值νd+2.522)≧0 …(3) nd-(-0.0183×阿貝值νd+2.532)≧0 …(4)
<平均線膨脹係數αL > 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,-30~70℃平均線膨脹係數αL 的下限,較佳係0.80×10-5-1 ,更佳順序依序係0.81×10-5-1 、0.82×10-5-1 、0.83×10-5-1 、0.84×10-5-1 、0.85×10-5-1 、0.86×10-5-1 、0.87×10-5-1 、0.88×10-5-1 。又,平均線膨脹係數αL 的上限,就從保持玻璃的安定性、獲得所需光學特性的觀點,可例示如1.20×10-5-1 、較佳係1.10×10-5-1 以下,更佳順序依序係1.00×10-5-1 、0.98×10-5-1 、0.96×10-5-1 、0.95×10-5-1 、0.94×10-5-1 、0.93×10-5-1
玻璃組成B的情況,藉由將-30~70℃平均線膨脹係數αL 設為上述範圍,便可獲得能在寬廣的溫度環境中使用的成型用玻璃素材。
平均線膨脹係數αL 係根據JOGIS16的規定測定。試料係設為長度20mm±0.5mm、直徑5mm±0.5mm的圓棒。在對試料施加98mN荷重的狀態下,依每分鐘4℃的一定速度升溫方式進行加熱,每隔1秒測定溫度與試料延伸。平均線膨脹係數αL 係-30~70℃線膨脹係數的平均值。
另外,JOGIS16中,規定「平均線膨脹係數係依10-7-1 單位表示至整數第1位」,但本說明書的平均線膨脹係數αL 則依[10-5 ・℃-1 ]的單位表示。
本說明書中,針對平均線膨脹係數αL 係使用[10-5 ・℃-1 ]為表示單位,而,即使單位係使用[10-5 ・K-1 ]的情況,平均線膨脹係數αL 的數值仍相同。
<平均線膨脹係數α100-300 > 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,100~300℃平均線膨脹係數α100-300 的下限,較佳係90,更佳順序依序係92、94、95。又,平均線膨脹係數α100-300 的上限,就從保持玻璃的安定性、獲得所需光學特性的觀點,可例示如130、較佳係115,更佳順序依序係110、106、104。
平均線膨脹係數α100-300 係根據JOGIS08的規定測定。試料係設為長度20mm±0.5mm、直徑5mm±0.5mm的圓棒。在對試料施加98mN荷重的狀態下,依每分鐘4℃的一定速度升溫方式進行加熱,每隔1秒測定溫度與試料延伸。平均線膨脹係數α100-300 係100~300℃線膨脹係數的平均值。
另外,本說明書中,平均線膨脹係數α100-300 係根據JOGIS08的規定,依10-7-1 單位表示至整數第1位。即,平均線膨脹係數α100-300 係設為[10-7 ・℃-1 ]單位,並依整數表示。
<相對折射率之溫度係數dn/dT> 玻璃相對折射率的溫度係數(dn/dT)係利用日本產業規格JISB7072-2(光學玻璃的折射率溫度係數之測定方法-第2部:干渉法),針對波長632.8nm光,使溫度在-40℃至110℃中變化時,測定相對折射率的溫度係數值。 另外,本說明書中,相對折射率的溫度係數(dn/dT)係依[10-6 ・℃-1 ]的單位表示,即使單位係使用[10-6 ・K-1 ]的情況,相對折射率的溫度係數dn/dT數值仍相同。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,相對折射率的溫度係數dn/dT上限,係在He-Ne雷射波長(633nm至632.8nm)、溫度20~40℃範圍內,較佳係2.0×10-6-1 ,更佳順序依序係1.5×10-6-1 、1.0×10-6-1 、0.5×10-6-1 、0.0×10-6-1 、-0.5×10-6-1 、-1.0×10-6-1 。又,雖該相對折射率的溫度係數dn/dT下限並無明確限制,但在He-Ne雷射波長(633nm至632.8nm)、且溫度20~40℃範圍內,較佳係-13.0×10-6-1 ,更佳順序依序係-10.0×10-6-1 、-9.0×10-6-1 、-8.0×10-6-1 、-7.0×10-6-1 、-6.5×10-6-1
藉由將dn/dT設為上述範圍,並與dn/dT為正值的光學元件、或dn/dT為負值且透鏡焦點距離符號不同的光學元件等組合,即使在光學元件溫度會出現大幅變動的環境下,折射率變動仍變小,因而在更廣溫度範圍內,仍可高精度發揮所需的光學特性。
另一方面,當能量較大的光,例如雷射光之類的光,相當於玻璃吸收波長的光等射入於玻璃時,依照光強度、照射時間會導致玻璃溫度上升幅度出現變化。此情況,本實施形態的玻璃亦單獨要求降低折射率的溫度變化。
此情況的相對折射率之溫度係數dn/dT上限,若以He-Ne雷射波長(633nm至632.8nm)、溫度20~40℃範圍為例,較佳係2.0×10-6-1 ,更佳順序依序係1.5×10-6-1 、1.0×10-6-1 、0.5×10-6-1 、0.3×10-6-1 、0.1×10-6-1 。又,該相對折射率的溫度係數dn/dT下限,較佳係-2.0×10-6-1 ,更佳順序依序係-1.5×10-6-1 、-1.0×10-6-1 、-0.5×10-6-1 、-0.3×10-6-1 、-0.1×10-6-1 。亦可將相對折射率的溫度係數dn/dT設為0.0×10-6-1 。另外,本實施形態成型用玻璃素材的相對折射率之溫度係數(dn/dT)值,亦可參酌本說明書記載,依照所使用雷射波長,從上述較佳範圍中適當選擇。
<相對折射率的溫度係數dn/dT之溫度依存性測定方法> 本實施形態的玻璃,係當玻璃組成B的情況,相對折射率溫度係數(dn/dT)之溫度依存性較小。測定法係如下。
根據日本光學玻璃工業會規格JOGIS18「光學玻璃的折射率之溫度係數測定方法」所記載方法中,利用干渉法進行測定。使溫度在-40℃至80℃中變化,在溫度-30℃、-10℃、+10℃、+30℃、+50℃、+70℃時測定波長632.8nm的dn/dT(以下記為「dn/dT@632.8」),利用最小平方法求取dn/dT@632.8值對溫度的近似直線,將該直線的斜率設為a,溫度0℃時的截距設為b。
上述斜率a越接近0,因溫度所造成的dn/dT變化量越小,因而意味著即使不同的溫度域,但每溫度變化的dn/dT值變化較小。即,焦點距離對光學元件單位溫度變化的偏移方式,並不受溫度左右均保持一定,故,能將受光元件的位置調整機構簡單化,有效成為求取高精度成像的光學元件。
所以,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,上述斜率a值的範圍較佳係10.0×10-9 ~-10.0×10-9 ,更佳順序依序係8.0×10-9 ~-8.0×10-9 、6.0×10-9 ~-6.0×10-9 、4.0×10-9 ~-4.0×10-9 、3.0×10-9 ~-3.0×10-9
再者,上述截距b越接近0.0×10-6 ,則近似直線在0℃時的dn/dT@632.8值越小,因而意味著dn/dT值的絕對值越小。所以,因為焦點距離偏移量自體相對於單獨光學元件的單位溫度變化變小,故有效成為求取高精度成像的光學元件。
所以,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,上述截距b值範圍較佳係3.0×10-6 ~-3.0×10-6 ,更佳順序依序係2.0×10-6 ~-2.0×10-6 、1.0×10-6 ~-1.0×10-6 、0.5×10-6 ~-0.5×10-6 。另外,若將上述斜率a值設在一定值以下(較佳係控制於0附近),則上述截距b未必一定要為0。上述截距b亦可設為0附近。
<玻璃轉移溫度Tg> 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,玻璃轉移溫度Tg的上限較佳係730℃,更佳順序依序係720℃、710℃、700℃。又,玻璃轉移溫度Tg的下限,較佳係500℃,更佳順序依序係550℃、560℃、570℃、580℃。
藉由使玻璃轉移溫度Tg的上限滿足上述範圍,便可抑制玻璃的成型溫度與退火溫度上升,可減輕對衝壓成型用設備與退火設備造成的熱損傷。又,藉由使玻璃轉移溫度Tg的下限滿足上述範圍,便可在維持所需的阿貝值、折射率情況下,良好地維持玻璃的熱安定性。又,當使用為精密衝壓素材時,可獲得良好的成型性。
另一方面,因為玻璃轉移溫度Tg越高,則有每單位溫度變化的膨脹量越小的傾向,因而具有可減輕因每單位溫度變化的熱膨脹所造成形狀變化程度的傾向。又,若利用加熱,使玻璃的溫度上升至Tg附近或應變點以上,即使爾後冷卻玻璃,但仍有光學性能不會回復至原來狀態的虞慮。所以,Tg的下限最好滿足上述範圍。
<玻璃比重> 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,比重較佳係5.50以下,更佳順序依序係、5.00以下、4.80以下。若可降低玻璃的比重,便可減少透鏡的重量。結果,可降低搭載透鏡的照相機透鏡在自動對焦驅動時的消耗功率。
<玻璃之光線穿透性> 本實施形態成型用玻璃素材的光線穿透性係可利用著色度λ5、λ70、及λ80進行評價。 玻璃組成B的情況,針對厚度10.0mm±0.1mm的玻璃試料,依波長200~700nm範圍測定分光穿透率,將外部穿透率成為5%的波長設為λ5,將外部穿透率成為70%的波長設為λ70,將外部穿透率成為80%的波長設為λ80。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,λ5為佳係400nm以下、𨊽佳係380nm以下、更佳係360nm以下、特佳係350nm以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,λ70為佳係440nm以下、較佳係430nm以下、更佳係420nm以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成B的情況,λ80為佳係510nm以下、較佳係500nm以下、更佳係490nm以下。
藉由使用λ5、λ70、及λ80依如上述施行短波長化的成型用玻璃素材,便可提供能較佳重現色彩的光學元件。
(玻璃組成C) 其次,就本實施形態成型用玻璃素材具有玻璃組成C的情況,針對玻璃成分的含量・比率、及玻璃特性進行說明。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SiO2 係屬於玻璃的網絡形成成分,具有改善玻璃的熱安定性、再加熱失透性、化學耐久性及耐候性,提高熔融玻璃的黏度、使熔融玻璃容易成型之作用的必要成分。就從以上觀點,SiO2 含量依質量%表示,最好較多於B2 O3 與P2 O5 合計含量。玻璃組成C的情況,最好為矽酸鹽玻璃。玻璃組成C的情況,SiO2 含量較佳係8.0%以上,更佳順序依序係10.00%以上、11.00%以上、12.00%以上、13.00%以上、14.00%以上、14.50%以上、15.00%以上、15.50%以上、16.00%以上、16.50%以上、16.60%以上。 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就從提升玻璃的耐失透性、提升熔融性、及改善部分分散特性的觀點,SiO2 含量較佳係50.00%以下,更佳順序依序係45.00%以下、40.00%以下、35.00%以下、30.00%以下、28.00%以下、26.00%以下、25.00%以下、24.50%以下、24.00%以下、23.50%以下、23.00%以下、22.75%以下、22.50%以下、22.00%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SiO2 與B2 O3 合計含量(SiO2 +B2 O3 ),從提升玻璃之熱安定性、更加低比重化、及獲得更佳光學常數的觀點,較佳係10.00%以上,更佳順序依序係12.00%以上、14.00%以上、15.00%以上、16.00%以上、17.00%以上、17.75%以上、18.00%以上、18.25%以上、18.50%以上、18.60%以上,且,較佳係35.00%以下,更佳順序依序係32.00%以下、30.00%以下、28.00%以下、27.00%以下、26.50%以下、26.00%以下、25.50%以下、25.00%以下、24.50%以下、24.40%以下、24.30%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖SiO2 與B2 O3 具有改善玻璃熱安定性的作用,但若SiO2 含量偏多,則會有導致玻璃熔融性降低之傾向。就從以上的觀點,SiO2 相對於SiO2 與B2 O3 合計含量的質量比(SiO2 /(SiO2 +B2 O3 )),較佳係0.50以上,更佳順序依序係0.55以上、0.60以上、0.65以上、0.70以上、0.75以上、0.77以上、0.80以上,又,較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.99以下、0.98以下、0.97以下、0.96以下、0.95以下、0.94以下、0.93以下、0.92以下、0.91以下、0.90以下、0.89以下、0.88以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,B2 O3 含量相對於SiO2 含量的質量比(B2 O3 /SiO2 ),就從提升化學耐久性、降低αmax 、以及提升再加熱失透性的觀點,較佳係未滿1.00,更佳順序依序係0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下、0.40以下、0.35以下、0.32以下、0.31以下、0.30以下、0.29以下、0.28以下、0.27以下、0.26以下、0.25以下。就從熱安定性提升的觀點,質量比(B2 O3 /SiO2 )較佳係0.00以上,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上、0.07以上、0.08以上、0.09以上、0.10以上、0.11以上、0.12以上、0.13以上、0.14以上、0.15以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,B2 O3 含量較佳係0.00%以上,更佳係超過0.00%,特佳順序依序係0.10%以上、0.20%以上、0.30%以上、0.35%以上、0.37%以上、0.39%以上、0.40%以上、0.41%以上、0.42%以上、0.43%以上、0.44%以上、0.45%以上、0.46%以上、0.47%以上、0.48%以上、0.49%以上。又,B2 O3 含量較佳係30.00%以下,更佳順序依序係25.00%以下、20.00%以下、18.00%以下、16.00%以下、14.00%以下、12.00%以下、10.00%以下、9.00%以下、8.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.50%以下、5.20%以下、5.10%以下、5.00%以下、4.90%以下、4.80%以下。藉由將B2 O3 含量設在上述範圍內,便可更加降低玻璃的比重,且可改善玻璃的熱安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,CaO含量就從提升玻璃熔融性與熱安定性的觀點,較佳係3.00%以上、更佳係4.00%以上,特佳順序依序係5.00%以上、5.10%以上、5.20%以上、5.30%以上、5.40%以上、5.50%以上、5.60%以上、5.70%以上、5.80%以上、5.90%以上。又,就從同樣的觀點,CaO含量較佳係40.00%以下,更佳順序依序係35.00%以下、30.00%以下、28.00%以下、26.00%以下、24.00%以下、22.00%以下、21.50%以下、21.00%以下、20.50%以下、20.25%以下、20.00%以下、19.50%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,屬於鹼土族金屬氧化物的MgO、CaO、SrO及BaO、以及ZnO的合計含量(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO),較佳係5.00%以上,更佳順序依序係7.00%以上、10.00%以上、11.00%以上、12.00%以上、13.00%以上、13.50%以上、14.00%以上、14.50%以上、15.00%以上、15.30%以上、15.50%以上、16.00%以上。又,合計含量(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)較佳係50.00%以下,更佳順序依序係45.00%以下、40.00%以下、39.00%以下、38.00%以下、37.00%以下、36.50%以下、36.00%以下、35.50%以下、35.00%以下、34.50%以下、34.00%以下。若合計含量(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)在上述範圍內,就從更加低比重化、及不致妨礙高分散化、能維持熱安定性的觀點係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO中,就抑制玻璃比重而言,MgO、CaO係較優於SrO、BaO、ZnO的有效成分。所以,就從更加抑制比重增加的觀點,ZnO、SrO及BaO合計含量相對於MgO與CaO合計含量的質量比((ZnO+SrO+BaO)/(MgO+CaO)),較佳係2.78以下,更佳順序依序係2.77以下、2.76以下、2.75以下、2.74以下、2.73以下。 另一方面,SrO、BaO、ZnO改善部分分散特性的作用係較大於MgO、CaO。所以,就從改善部分分散特性的觀點,質量比((ZnO+SrO+BaO)/(MgO+CaO))較佳係0.17以上,更佳順序依序係0.18以上、0.19以上、0.20以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,CaO含量相對於MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量的質量比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)),就從更加高折射率化、及更加低比重化的觀點,較佳係0.35以上,更佳順序依序係0.36以上、0.37以上、0.38以上、0.39以上、0.40以上、0.41以上、0.42以上。就從提升熱安定性的觀點,質量比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO))較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.95以下、0.90以下、0.89以下、0.88以下、0.87以下、0.86以下、0.85以下、0.84以下、0.83以下、0.80以下、0.78以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,CaO與MgO合計含量,相對於MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量的質量比((CaO+MgO)/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)),就從更加低比重化的觀點,較佳係0.35以上,更佳順序依序係0.36以上、0.37以上、0.38以上、0.39以上、0.40以上、0.41以上、0.42以上。就從提升熱安定性的觀點,質量比((CaO+MgO)/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.95以下、0.90以下、0.89以下、0.88以下、0.87以下、0.86以下、0.85以下、0.84以下、0.83以下、0.80以下、0.78以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,屬於鹼土族金屬氧化物的MgO、CaO、SrO及BaO、以及ZnO,係具有降低液相溫度、改善熱安定性的作用。另一方面,若該等的含量偏多,則會有降低化學耐久性及/或耐候性的傾向。又,雖SiO2 與B2 O3 係具有改善熱安定性、改善再加熱失透性的作用,但若該等的含量偏多,則會有降低熔融性的傾向。就從以上的觀點,SiO2 與B2 O3 合計含量,相對於MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量的質量比((SiO2 +B2 O3 )/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)),較佳係0.40以上,更佳順序依序係0.45以上、0.50以上、0.52以上、0.54以上、0.56以上、0.57以上、0.58以上、0.59以上、0.60以上、0.61以上、0.70以上、0.80以上、0.90以上,1.00以上、1.10以上,又,較佳係2.00以下,更佳順序依序係1.80以下、1.60以下、1.55以下、1.50以下、1.45以下、1.40以下、1.35以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,MgO含量較佳係0.00%以上。又,MgO含量較佳係15.00%以下,更佳順序依序係12.00%以下、9.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.00%以下、4.00%以下、3.50%以下、3.00%以下、2.50%以下、2.10%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SrO含量較佳係0.00%以上,更佳順序依序係0.10%以上、0.20%以上、0.25%以上、0.26%以上、0.27%以上、0.28%以上、0.29%以上、0.30%以上、0.31%以上。又,SrO含量較佳係15.00%以下,更佳順序依序係12.00%以下、10.00%以下、9.00%以下、8.50%以下、8.00%以下、7.50%以下、7.00%以下、6.50%以下、6.00%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,BaO含量較佳係0.00%以上,更佳順序依序係0.10%以上、0.20%以上、0.30%以上、0.40%以上、0.50%以上、0.60%以上、0.70%以上、0.80%以上、0.90%以上、1.00%以上、1.10%以上、1.20%以上、1.30%以上。又,BaO含量較佳係25.00%以下,更佳順序依序係22.00%以下、20.00%以下、19.00%以下、18.00%以下、17.00%以下、16.50%以下、16.00%以下、15.50%以下、15.25%以下、15.00%以下。
MgO、CaO、SrO及BaO均屬於具有改善玻璃熱安定性與耐失透性作用的玻璃成分。就從高分散性與更加低比重化的觀點、以及提升玻璃熱安定性與耐失透性的觀點,該等玻璃成分的各含量分別最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,ZnO含量較佳係0.00%以上。又,ZnO含量較佳係10.00%以下,更佳順序依序係9.00%以下、8.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.00%以下、4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下。ZnO係屬於具有改善玻璃熱安定性作用的玻璃成分。就從更加低比重化、提升玻璃熱安定性、以及獲得更佳光學常數的觀點,ZnO含量最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,屬於稀土族氧化物的La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ),就從高折射率化與低分散性的觀點,較佳係 超過0%,更佳順序依序係0.50%以上、1.00%以上、1.33%以上、1.50%以上、2.00%以上、2.50%以上、3.00%以上。就從更加低比重化的觀點,La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )較佳係30.00%以下,更佳順序依序係29.00%以下、28.00%以下、26.00%以下、24.00%以下、22.00%以下、20.00%以下、18.00%以下、16.00%以下、15.00%以下、14.50%以下、14.00%以下、13.50%以下、13.00%以下、12.50%以下、12.00%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,BaO、與屬於稀土族氧化物的La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 ,均屬於有助於低分散性(即,增加阿貝值νd)的成分,但若該等的含量偏多,則會有玻璃的比重增加之傾向。就從以上的觀點,玻璃組成C的情況,BaO、與稀土族氧化物La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 的合計含量(BaO+La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ),較佳係30.00%以下,更佳順序依序係29.00%以下、28.00%以下、27.00%以下、26.00%以下、25.00%以下、24.50%以下、24.00%以下、23.50%以下、23.00%以下。又,就從增加阿貝值νd的觀點,BaO、La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量(BaO+La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )較佳係超過0%,更佳順序依序係1.00%以上、2.00%以上、3.00%以上、4.00%以上、5.00%以上、6.00%以上、7.00%以上、7.50%以上、8.00%以上、8.50%以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,BaO與La2 O3 均屬於低分散化成分,但就提高折射率的作用而言,BaO卻較小於La2 O3 。所以,就從提高折射率的觀點,BaO含量相對於La2 O3 含量的質量比(BaO/La2 O3 )較佳係8.30以下,更佳順序依序係8.00以下、7.50以下、7.00以下、6.50以下、6.00以下、5.50以下、5.40以下、5.30以下、5.20以下、5.10以下、5.00以下、4.90以下、4.80以下、4.70以下。 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,質量比(BaO/La2 O3 )係可為0、亦可為0.00以上。就從維持玻璃熱安定性的觀點,質量比(BaO/La2 O3 )較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上、0.07以上、0.08以上、0.09以上、0.10以上、0.11以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,屬於稀土族氧化物的La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 係有助提高折射率、低分散性,但若該等含量偏多,則會有熱安定性降低的傾向。又,雖SiO2 與B2 O3 具有改善熱安定性的作用,但若該等的含量偏多,則會有熔解性降低的傾向、以及折射率降低的傾向。就從以上的觀點,SiO2 與B2 O3 合計含量相對於La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比((SiO2 +B2 O3 )/(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.25以上、0.50以上、0.75以上、1.00以上、1.25以上、1.50以上、1.75以上、1.80以上、1.85以上,又,較佳係7.47以下,更佳順序依序係7.40以下、7.35以下、7.30以下、7.25以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 均屬於可提高玻璃折射率的成分,但就提高比重而言,Gd2 O3 與Y2 O3 係屬於La2 O3 更能提高比重比的成分。所以,就從更加低比重化的觀點,La2 O3 含量相對於La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比(La2 O3 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.10以上、0.20以上、0.30以上、0.40以上、0.50以上、0.60以上、0.70以上、0.75以上。質量比(La2 O3 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ))係可設為1.00以下。 就從同樣的觀點,當玻璃組成C的情況,Gd2 O3 含量相對於La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比(Gd2 O3 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係未滿1.00,更佳順序依序係0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下、0.40以下、0.30以下、0.25以下、0.20以下。質量比(Gd2 O3 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ))係可設為0.00以上。 再者,就從同樣的觀點,當玻璃組成C的情況,Y2 O3 含量相對於La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比(Y2 O3 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係未滿1.00,更佳順序依序係0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下、0.40以下、0.30以下、0.25以下。質量比(Y2 O3 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ))係可設為0.00以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就從上述觀點,屬於稀土族氧化物的上述成分含量,最好分別均在以下範圍內。 La2 O3 含量較佳係0.00%以上,更佳順序依序係超過0.00%、0.50%以上、1.00%以上、1.33%以上、1.50%以上、2.00%以上、2.50%以上、2.75%以上、3.00%以上。又,La2 O3 含量較佳係30.00%以下,更佳順序依序係25.00%以下、20.00%以下、18.00%以下、16.00%以下、15.00%以下、14.00%以下、13.50%以下、13.00%以下、12.50%以下、12.00%以下。 Gd2 O3 含量較佳係0.00%以上。又,Gd2 O3 含量較佳係10.00%以下,更佳順序依序係9.00%以下、8.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.00%以下、4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下。 Y2 O3 含量較佳係0.00%以上。又,Y2 O3 含量較佳係10.00%以下,更佳順序依序係9.00%以下、8.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.00%以下、4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,La2 O3 係具有提高玻璃折射率的作用,B2 O3 係具有使玻璃折射率降低的傾向。所以,就從更加高折射率化的觀點,La2 O3 含量相對於B2 O3 含量的質量比(La2 O3 /B2 O3 )較佳係1.30以上,更佳順序依序係1.35以上、1.40以上、1.45以上、1.50以上、1.55以上、1.60以上、1.65以上、1.70以上、1.72以上。就從更加低比重化的觀點,質量比(La2 O3 /B2 O3 )較佳係20.00以下,更佳順序依序係18.00以下、16.00以下、14.00以下、13.00以下、12.00以下、11.50以下、11.00以下、10.50以下、10.00以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,B2 O3 含量相對於La2 O3 含量的質量比(B2 O3 /La2 O3 )較佳係0.79以下,更佳順序依序係0.78以下、0.77以下、0.76以下、0.75以下、0.70以下、0.65以下、0.64以下、0.62以下、0.61以下、0.60以下、0.59以下、0.58以下、0.57以下、0.50以下。質量比(La2 O3 /B2 O3 )較佳係0.00以上、更佳係超過0.00。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖稀土族氧化物可提高玻璃的折射率,但若稀土族氧化物的含量偏多,則會有熱安定性降低、玻璃熔融性降低的傾向。所以,就從維持玻璃的熱安定性、更加提高折射率的觀點,La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量,相對於BaO、La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比((La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )/(BaO+La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係1.00以下,更佳順序依序係未滿1.00、0.99以下、0.98以下、0.97以下、0.96以下、0.95以下、0.94以下、0.93以下、0.92以下、0.91以下、0.90以下。質量比((La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )/(BaO+La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ))較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.05以上、0.06以上、0.07以上、0.08以上、0.09以上、0.10以上、0.11以上、0.12以上、0.13以上、0.14以上、0.15以上、0.16以上、0.17以上、0.18以上、0.20以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖稀土族氧化物可提高玻璃的折射率,但若含量偏多,則會有玻璃熔融性降低的傾向。另一方面,雖鹼土族金屬氧化物可提高玻璃的熔融性,但若含量偏多,則會有降低折射率的傾向。所以,就從在維持玻璃熔融性狀態下,更加提高折射率的觀點,La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量,相對於MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比((La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO+La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上、0.07以上、0.08以上,又,較佳係0.85以下,更佳順序依序係0.80以下、0.75以下、0.70以下、0.65以下、0.60以下、0.55以下、0.50以下、0.45以下、0.44以下、0.43以下、0.42以下、0.41以下、0.40以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖稀土族氧化物可提高玻璃的折射率,但若含量偏多,則會有降低玻璃熱安定性的傾向。另一方面,雖B2 O3 可提高玻璃的熱安定性,但若含量偏多,則會有降低折射率的傾向。所以,就從在維持玻璃熱安定性的狀態下,更加提高折射率的觀點,B2 O3 含量相對於BaO、La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比(B2 O3 /(BaO+La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係0.00以上,更佳順序依序係超過0.00、0.01以上、0.02以上、0.03以上,又,較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.55以下、0.50以下、0.45以下、0.40以下、0.35以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 係具有提高玻璃折射率的作用,但若該等的合計含量偏多,則會有熱安定性降低的傾向。另一方面,雖B2 O3 具有改善玻璃熱安定性的作用,但卻會有使折射率降低的傾向。所以,就從一邊維持玻璃熱安定性,一邊提高折射率的觀點,La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量相對於B2 O3 、La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比((La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )/(B2 O3 +La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係0.57以上,更佳順序依序係0.58以上、0.59以上、0.60以上、0.61以上、0.62以上、0.63以上、0.64以上。就從更加低比重化的觀點,質量比((La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )/(B2 O3 +La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ))較佳係1.00以下,更佳順序依序係未滿1.00、0.99以下、0.98以下、0.97以下、0.96以下、0.95以下、0.94以下、0.93以下、0.92以下、0.91以下、0.90以下、0.89以下、0.88以下、0.87以下、0.86以下、0.85以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 及ZrO2 係具有提高折射率、改善部分分散特性的作用,但若ZrO2 含量偏多,則會有玻璃熔融性降低的傾向。就從以上的觀點,ZrO2 含量相對於La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 及ZrO2 合計含量的質量比(ZrO2 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 +ZrO2 )),較佳係0.01以上,更佳順序依序係0.02以上、0.03以上、0.04以上,又,較佳係5.00以下,更佳順序依序係4.00以下、3.00以下、2.00以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 及ZrO2 均屬於提高折射率的成分,但ZrO2 相較於La2 O3 、Gd2 O3 、Y2 O3 之下,提高折射率的作用較大、且提高分散的作用(減少阿貝值得作用)亦較大。就從維持低分散的觀點,ZrO2 含量相對於La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比(ZrO2 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )),較佳係3.30以下,更佳順序依序係3.00以下、2.90以下、2.80以下、2.70以下、2.60以下、2.50以下、2.40以下、2.30以下、2.20以下、2.10以下、2.00以下、1.90以下、1.80以下、1.70以下、1.60以下、1.50以下、1.40以下、1.30以下、1.25以下。質量比(ZrO2 /(La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 ))係可設為0.00以上,就從更加提高折射率的觀點,較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,ZrO2 含量就從實現較佳光學常數、及改善部分分散特性的觀點,較佳係7.63%以下,更佳順序依序係未滿7.63%,更佳順序依序係7.60以下、7.50以下、7.40以下、7.30以下、7.20以下、7.10以下、7.00以下、6.90以下、6.80以下、6.70以下、6.60以下、6.50以下、6.40以下、6.30以下、6.20以下、6.10以下、6.00以下、5.95以下、5.90以下,特別就從提高再加熱失透性的觀點,較佳係6.00以下,更佳順序依序係5.50以下、5.00以下、4.00以下、3.00以下、2.50以下。又,ZrO2 含量就從實現更佳光學常數、及更加改善部分分散特性的觀點,較佳係0.00%以上,更佳順序依序係超過0.00%、0.10%以上、0.20%以上、0.30%以上、0.40%以上、0.50%以上、0.60%以上、0.65%以上、1.10%以上、1.60%以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO係具有改善玻璃熱安定性的作用,但若該等的含量偏多,則會有降低折射率的傾向。另一方面,雖La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 具有提高折射率的作用,但若該等的含量偏多,則會有降低熱安定性的傾向。就從以上的觀點,MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量,相對於La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量的質量比((MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/(La2O3+Gd2O3+Y2O3)),較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.10以上、0.20以上、0.30以上、0.40以上、0.50以上、0.60以上、0.70以上、0.80以上、0.90以上、1.00以上、1.10以上、1.20以上、1.30以上、1.40以上,又,較佳係20.00以下,更佳順序依序係18.00以下、16.00以下、14.00以下、11.09以下、11.08以下、11.07以下、11.06以下、11.05以下、11.04以下、11.03以下、11.02以下、11.01以下、11.00以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SrO、BaO、La2O3、Gd2O3及Y2O3均屬於能維持低分散性的有效成分。所以,就從維持更低分散性的觀點,SrO、BaO、La2O3、Gd2O3及Y2O3合計含量(SrO+BaO+La2O3+Gd2O3+Y2O3),較佳係9.00%以上,更佳順序依序係9.50%以上、10.00%以上、10.50%以上、11.00%以上、11.50%以上、12.00%以上、12.50%以上、13.00%以上、13.50%以上。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就從更加低比重化的觀點,合計含量(SrO+BaO+La2O3+Gd2O3+Y2O3)較佳係45.00%以下,更佳順序依序係40.00%以下、35.00%以下、30.00%以下、29.00%以下、28.00%以下、27.00%以下、26.00%以下、25.00%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,La2O3、Gd2O3及Y2O3係屬於提高折射率的作用的成分,SiO2係屬於維持玻璃熱安定性的成分。La2O3、Gd2O3及Y2O3合計含量,相對於La2O3、Gd2O3、Y2O3及SiO2合計含量的質量比((La2O3+Gd2O3+Y2O3)/(La2O3+Gd2O3+Y2O3+SiO2)),就從更加提高折射率的觀點,較佳係0.12以上,更佳係0.13以上。就從維持玻璃熱安定性的觀點,質量比((La2O3+Gd2O3+Y2O3)/(La2O3+Gd2O3+Y2O3+SiO2))較佳係0.70以下,更佳順序依序係0.60以下、0.50以下、0.49以下、0.48以下、0.47以下、0.46以下、0.45以下、0.44以下、0.43以下、0.42以下、041以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,針對SiO2 與CaO合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比((SiO2 +CaO)/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),分母係屬於提高折射率作用較大成分的合計含量,分子係有效於低分散化、低比重化成分的合計含量。就從維持高折射率化與低分散性,以及維持低比重化與熱安定性的觀點,質量比((SiO2 +CaO)/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ))較佳係1.20以下,更佳順序依序係1.09以下、1.08以下、1.07以下、1.06以下、1.05以下、1.04以下、1.03以下、1.02以下、1.01以下、0.99以下、0.94以下、0.89以下、0.86以下。又,就從維持更高折射率化、更低分散性、及更低比重化的觀點,質量比((SiO2 +CaO)/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ))較佳係0.25以上,更佳順序依序係0.30以上、0.35以上、0.40以上、0.42以上、0.44以上、0.46以上、0.48以上、0.50以上、0.52以上、0.54以上、0.55以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,屬於提高折射率成分的ZrO2 、TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 、Bi2 O3 中,ZrO2 提高分散的作用較小。所以,就從維持更低分散性的觀點,ZrO2 含量相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比(ZrO2 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),較佳係0.00以上,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上。就從維持玻璃熱安定性、以及加熱玻璃使軟化再施行衝壓成型時維持耐失透性(再加熱衝壓成型時的安定性:亦稱「再熱衝壓成型性」)的觀點,質量比(ZrO2 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ))較佳係0.21以下,更佳順序依序係0.20以下、0.19以下、0.18以下、0.17以下、0.16以下、0.15以下、0.12以下、0.10以下,0.08以下、0.06以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O、Na2 O及K2 O合計含量[Li2 O+Na2 O+K2 O]的下限,較佳係0.1%,更佳順序依序係0.2%、0.5%、1.0%、1.2%、1.5%。又,該合計含量的上限較佳係20%,更佳順序依序係15%、10%、8%、6%、4%、2%。
玻璃組成C中,藉由合計含量[Li2O+Na2O+K2O]的下限滿足上述,便可改善玻璃的熔融性,並能抑制液相溫度上升。又,藉由該合計含量的上限滿足上述,便可提高玻璃黏性、降低玻璃熔液的結晶化速度,且可提升再加熱時的安定性。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,屬於鹼金屬氧化物的Li2O、Na2O、K2O及Cs2O,係具有改善部分分散特性的作用,亦具有降低液相溫度、改善玻璃熱安定性的作用。就從該等觀點,Li2O、Na2O、K2O及Cs2O合計含量(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)較佳係0.00%以上,更佳順序依序係超過0.00%、0.05%以上、0.10%以上、0.15%以上、0.20%以上、0.25%以上、0.28%以上、0.60%以上、1.10%以上、1.30%以上、1.60%以上。就從提升化學耐久性與耐候性的觀點,合計含量(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)較佳係20.00%以下,更佳順序依序係18.00%以下、16.00%以下、14.00%以下、12.00%以下、10.00%以下、9.00%以下、8.00%以下、7.00%以下、6.50%以下、6.00%以下、5.50%以下、5.00%以下、4.50%以下、3.90%以下、2.90%以下、2.40%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2O、Na2O、K2O及Cs2O合計含量,相對於SiO2、P2O5及B2O3合計含量的質量比[(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)/(SiO2+P2O5+B2O3)]上限,較佳係1.0,更佳順序依序係0.7、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08。又,該質量比的下限較佳係0.001,更佳順序依序係0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06。
玻璃組成C中,若質量比[(Li2O+Na2O+K2O+Cs2O)/(SiO2+P2O5+B2O3)]過低,則會有熔解性惡化的虞慮。又,若過高,則除會有玻璃熔融時的黏性降低、熔液的熱安定性降低之外,尚亦會有再加熱時之安定性惡化的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O、Na2 O、K2 O及Cs2 O合計含量,相對於Nb2 O5 、TiO2 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)/(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]上限,較佳係1.0,更佳順序依序係0.5、0.3、0.2、0.1、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05。又,該質量比的下限較佳係0.005,更佳順序依序係0.01、0.02、0.03、0.04。
玻璃組成C中,若質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O)/(Nb2 O5 +TiO2 +WO3 +Bi2 O3 )]過低,則會有部分分散比Pg,F上升、穿透率惡化的虞慮。又,若過高,則除會有阿貝值變大、折射率亦降低之外,尚亦會有再加熱時之安定性惡化的虞慮。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖鹼金屬氧化物與鹼土族金屬氧化物係有助於維持玻璃熔融性與熱安定性,但若該等的含量偏多,則會有玻璃的熔融性與熱安定性降低的傾向。所以,就從維持玻璃的熔融性、熱安定性的觀點,屬於鹼金屬氧化物的Li2 O、Na2 O、K2 O及Cs2 O、與屬於鹼土族金屬氧化物的MgO、CaO、SrO及BaO之合計含量(Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O+MgO+CaO+SrO+BaO),較佳係5.00%以上,更佳順序依序係7.00%以上、9.00%以上、10.00%以上、12.00%以上、14.00%以上、15.00%以上、16.00%以上、17.00%以上、18.00%以上、18.50%以上,又,較佳係50.00%以下,更佳順序依序係48.00%以下、46.00%以下、44.00%以下、43.00%以下、42.00%以下、41.00%以下、40.00%以下、39.00%以下、38.00%以下、37.00%以下、36.00%以下、35.00%以下、34.50%以下、34.00%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖鹼金屬氧化物與鹼土族金屬氧化物係具有降低液相溫度、改善熱安定性的作用,但若該等的含量相對於玻璃的網絡形成成分呈偏多,則會有化學耐久性與耐候性降低的傾向。又,雖SiO2 與B2 O3 具有改善熱安定性的作用,但若該等的含量偏多,則會有熔融性降低的傾向。就從該等的觀點,Li2 O、Na2 O、K2 O、Cs2 O、MgO、CaO、SrO及BaO的合計含量,相對於SiO2 與B2 O3 合計含量的質量比((Li2 O+Na2 O+K2 O+Cs2 O+MgO+CaO+SrO+BaO)/(SiO2 +B2 O3 )),較佳係0.50以上,更佳順序依序係0.52以上、0.54以上、0.56以上、0.58以上、0.60以上、0.62以上、0.64以上、0.66以上、0.68以上、0.70以上、0.72以上、0.74以上、0.75以上、0.76以上、0.77以上、0.78以上、0.79以上,又,較佳係5.00以下,更佳順序依序係4.50以下、4.00以下、3.50以下、3.00以下、2.50以下、2.00以下、1.90以下、1.80以下、1.70以下、1.65以下、1.60以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O、Na2 O及K2 O中,Li2 O係屬於最不易降低折射率的成分。所以,就從更加高折射率化的觀點,Li2 O含量相對於Li2 O、Na2 O及K2 O合計含量的質量比(Li2 O/(Li2 O+Na2 O+K2 O)),較佳係0.00以上,更佳順序依序係超過0.00、0.10以上、0.20以上、0.30以上、0.40以上、0.45以上。另一方面,質量比(Li2 O/(Li2 O+Na2 O+K2 O))係可設為例如1.00以下,又,就從抑制再加熱失透性降低的觀點,亦可設為0.99以下、0.98以下、0.95以下、0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.65以下、0.60以下、0.50以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖Li2 O、Na2 O、K2 O、MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO係具有改善玻璃的熱安定性、改善玻璃熔融性的作用,但若Li2 O、Na2 O及K2 O的合計含量偏多,則玻璃會有呈高分散性傾向。所以,就從獲得更佳分散性的觀點,Li2 O、Na2 O、K2 O合計含量,相對於MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量的質量比((Li2 O+Na2 O+K2 O)/(MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)),較佳係0.00以上,更佳順序依序係超過0.00、0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上,又,較佳係4.00以下,更佳順序依序係3.50以下、3.00以下、2.50以下、2.00以下、1.50以下、1.00以下、0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下、0.40以下、0.35以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O、Na2 O及K2 O合計含量,相對於SiO2 與B2 O3 合計含量的質量比((Li2 O+Na2 O+K2 O)/(SiO2 +B2 O3 )),就從維持熱安定性及/或維持再熱衝壓成型性的觀點,較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下、0.40以下、0.35以下、0.30以下、0.25以下。就從維持熔融性及/或減少部分分散比俾提供適於高階色像差校正用玻璃的觀點,質量比((Li2 O+Na2 O+K2 O)/(SiO2 +B2 O3 ))較佳係0.00以上,更佳順序依序係超過0.00、0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O含量較佳係0.00%以上,更佳順序依序係0.05%以上、0.10%以上、0.15%以上、0.20%以上、0.25%以上、0.30%以上、0.40%以上、0.50%以上、0.60%以上。又,Li2 O含量較佳係14.00%以下,更佳順序依序係12.00%以下、10.00%以下、8.00%以下、7.00%以下、6.50%以下、6.00%以下、5.50%以下、5.00%以下。就從實現更佳光學常數的觀點,以及就從保持化學耐久性、耐候性、再加熱時安定性的觀點,最好將Li2 O含量設為上述範圍。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Na2 O含量較佳係0.00%以上。又,Na2 O含量較佳係10.00%以下,更佳順序依序係8.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.00%以下、4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下。將Na2 O含量設在上述範圍內,就改善部分分散特性的觀點而言係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,K2 O含量較佳係0.00%以上。又,K2 O含量較佳係10.00%以下,更佳順序依序係8.00%以下、7.00%以下、6.00%以下、5.00%以下、4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下。將K2 O含量設在上述範圍內,就從提升玻璃熱安定性的觀點而言係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Cs2 O含量較佳係5.00%以下,更佳順序依序係4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下、1.00%以下、0.50%以下,亦可為0%。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 的合計含量(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ),就從更高折射率化的觀點,較佳係30.00%以上,更佳順序依序係31.00%以上、32.00%以上、33.00%以上、34.00%以上、35.00%以上、36.00%以上、36.50%以上、37.00%以上、37.55%以上。就從更加低比重化與提升熱安定性的觀點,TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ),較佳係60.00%以下,更佳順序依序係58.00%以下、56.00%以下、54.00%以下、52.00%以下、51.00%以下、50.00%以下、49.50%以下、49.00%以下、48.50%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SiO2 與B2 O3 合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比((SiO2 +B2 O3 )/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),就從在抑制比重增加情況下,獲得高折射率玻璃的觀點,較佳係0.75以下。除上述之外,就從實現所需阿貝值νd的觀點、改善部分分散特性的觀點、以及提升耐失透性的觀點,質量比((SiO2 +B2 O3 )/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ))較佳係0.16以上,更佳順序依序係0.20以上、0.25以上、0.30以上、0.35以上、0.36以上、0.37以上、0.38以上、0.39以上、0.40以上、0.41以上、0.42以上,又,較佳係0.75以下,更佳順序依序係0.74以下、0.73以下、0.72以下、0.71以下、0.70以下、0.69以下、0.68以下、0.67以下、0.66以下、0.65以下、0.64以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SiO2 與B2 O3 係具有使折射率降低、降低分散(增加阿貝值)的作用。另一方面,TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 、Bi2 O3 、ZrO2 係屬於高折射率高分散化成分。就從更加提高折射率的觀點,SiO2 與B2 O3 合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 、Bi2 O3 及ZrO2 合計含量的質量比((SiO2 +B2 O3 )/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 +ZrO2 )),較佳係0.64以下,更佳順序依序係0.63以下、0.62以下、0.61以下、0.60以下、0.59以下、0.58以下。 另一方面,玻璃組成C的情況,就從抑制高分散化的觀點,質量比((SiO2 +B2 O3 )/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 +ZrO2 ))較佳係0.13以上,更佳順序依序係0.15以上、0.20以上、0.25以上、0.26以上、0.27以上、0.28以上、0.29以上、0.30以上、0.31以上、0.32以上、0.33以上、0.34以上、0.35以上、0.36以上、0.37以上、0.38以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O、Na2 O及K2 O合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比((Li2 O+Na2 O+K2 O)/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),就從改善部分分散特性與穿透率的觀點,較佳係0.00以上,更佳順序依序係0.01以上。就從維持玻璃熱安定性及/或再熱衝壓成型性的觀點,質量比((Li2 O+Na2 O+K2 O)/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 ))較佳係0.67以下,更佳順序依序係0.60以下、0.50以下、0.40以下、0.30以下、0.20以下、0.15以下、0.10以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO係具有改善玻璃熱安定性的作用,但若該等的含量偏多,則會有折射率降低的傾向,且會有玻璃呈現更低分散性的傾向。另一方面,雖TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及Bi2 O3 具有提高折射率、使玻璃更高分散性的傾向,但若該等的含量偏多,則會有熱安定性降低的傾向。就從以上的觀點,MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比((MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),較佳係0.09以上,更佳順序依序係0.10以上、0.15以上、0.20以上、0.21以上、0.22以上、0.23以上、0.24以上、0.25以上、0.26以上、0.27以上、0.28以上、0.29以上、0.30以上、0.31以上、0.32以上、0.35以上、0.40以上、0.45以上,又,較佳係1.66以下,更佳順序依序係1.60以下、1.50以下、1.40以下、1.30以下、1.20以下、1.10以下、1.00以下、0.95以下、0.90以下、0.88以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO中,MgO、CaO相較於SrO、BaO、ZnO之下,較屬於抑制玻璃比重增加、且縮小α100-300 與αmax 的有效成分。所以,就從抑制比重增加的觀點,ZnO、SrO及BaO合計含量,相對於MgO與CaO合計含量的質量比((ZnO+SrO+BaO)/(MgO+CaO)),較佳係1.98以下,更佳順序依序係1.96以下、1.94以下、1.92以下、1.90以下、1.88以下、1.86以下、1.85以下、1.84以下、1.83以下、1.82以下、1.81以下、1.80以下、1.79以下、1.78以下、1.50以下、1.20以下、0.95以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下。
另一方面,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,SrO、BaO、ZnO係藉由少量導入便可提高玻璃安定性,且亦具有提高折射率的作用。所以,就從維持低分散性的觀點,質量比((ZnO+SrO+BaO)/(MgO+CaO))較佳係0.17以上,更佳順序依序係0.18以上、0.19以上、0.20以上、0.25以上、0.30以上。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2 O、Na2 O及K2 O合計含量,相對於Nb2 O5 與TiO2 合計含量的質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O)/(Nb2 O5 +TiO2 )]下限,較佳係0.001,更佳順序依序係0.01、0.02、0.03、0.04。又,該質量比的上限較佳係1.00,更佳順序依序係0.50、0.30、0.20、0.10、0.08、0.06。
玻璃組成C中,就從在維持玻璃熔解特性、熱安定性、再加熱時安定性情況下,獲得所需光學常數的觀點,質量比[(Li2 O+Na2 O+K2 O)/(Nb2 O5 +TiO2 )]最好在上述範圍內。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就有助於分散性而言,若將TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 ,與La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 進行對比,TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 較具有使玻璃更低分散性的傾向,而La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 較具有使玻璃更高分散性的傾向。就從獲得所需分散性的觀點,La2 O3 、Gd2 O3 及Y2 O3 合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比((La2 O3 +Gd2 O3 +Y2 O3 )/(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),較佳係超過0.00,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上、0.07以上,又,較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.90以下、0.80以下、0.70以下、0.60以下、0.50以下、0.45以下、0.40以下、0.35以下、0.32以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,TiO2 含量相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比(TiO2 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),就從高折射率且低比重化的觀點,較佳係0.00以上,更佳順序依序係超過0.00、0.01以上、0.02以上、0.03以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上、0.07以上、0.08以上、0.09以上、0.15以上、0.20以上、0.25以上、0.30以上。另一方面,就從抑制玻璃著色、提高玻璃安定性的觀點,較佳係1.00以下,更佳順序依序係未滿1.00、0.95以下、0.90以下、0.85以下、0.80以下、0.75以下、0.73以下、0.60以下、0.50以下、0.45以下、0.40以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Nb2 O5 含量相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比(Nb2 O5 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),就從改善部分分散特性的觀點,較佳係0.00以上,更佳順序依序係超過0.00、0.01以上、0.05以上、0.10以上、0.15以上、0.20以上、0.21以上、0.22以上、0.23以上、0.24以上、0.25以上、0.26以上、0.27以上。另一方面,為求提升玻璃之熱安定性、改善再加熱失透性,較佳係1.00以下,更佳順序依序係未滿1.00、0.99以下、0.98以下、0.97以下、0.96以下、0.95以下、0.94以下、0.93以下、0.92以下、0.91以下、0.85以下、0.80以下、0.75以下、0.70以下、0.66以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Ta2 O5 含量相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比(Ta2 O5 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),就從降低玻璃原料成本與更加低比重化的觀點,較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.80以下、0.60以下、0.40以下、0.30以下、0.20以下、0.10以下,更佳係0。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就屬於高折射率高分散化成分的TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 中,WO3 與Bi2 O3 提高比重的作用較大。所以,就從更加低比重化的觀點,WO3 含量相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比(WO3 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.80以下、0.60以下、0.40以下、0.30以下、0.20以下、0.10以下,特佳係0。 就從同樣的觀點,玻璃組成C的情況,Bi2 O3 含量相對於TiO2 、Nb2 O5 、Ta2 O5 、WO3 及Bi2 O3 合計含量的質量比(Bi2 O3 /(TiO2 +Nb2 O5 +Ta2 O5 +WO3 +Bi2 O3 )),較佳係1.00以下,更佳順序依序係0.80以下、0.60以下、0.40以下、0.30以下、0.20以下、0.10以下,特佳係0。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Li2O、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、WO3及Bi2O3係具有提高折射率的作用。另一方面,SiO2、B2O3、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO係具有使折射率降低的傾向。就從更加高折射率化的觀點,SiO2、B2O3、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO及ZnO合計含量,相對於Li2O、La2O3、Gd2O3、Y2O3、ZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、WO3及Bi2O3合計含量的質量比((SiO2+B2O3+Na2O+K2O+MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)/(Li2O+La2O3+Gd2O3+Y2O3+ZrO2+TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3)),較佳係0.12以上,更佳順序依序係0.15以上、0.20以上、0.30以上、0.35以上、0.40以上、0.45以上、0.50以上、0.55以上,又,更佳係2.83以下,更佳順序依序係2.80以下、2.60以下、2.40以下、2.20以下、2.00以下、1.80以下、1.70以下、1.60以下、1.50以下、1.40以下、1.30以下、1.26以下、1.25以下、1.24以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖TiO2、Nb2O5、Ta2O5、WO3、Bi2O3及ZrO2具有提高玻璃折射率的作用,但若ZrO2含量偏多,則會有玻璃熔融性降低的傾向。就從以上的觀點,ZrO2含量相對於TiO2、Nb2O5、Ta2O5、WO3、Bi2O3及ZrO2合計含量的質量比(ZrO2/(TiO2+Nb2O5+Ta2O5+WO3+Bi2O3+ZrO2)),較佳係0.00以上,更佳順序依序係0.01以上、0.02以上,又,較佳係0.17以下,更佳順序依序係0.16以下、0.15以下、0.14以下、0.13以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖TiO2、Nb2O5、WO3及ZnO具有提高折射率、使玻璃更高分散性的傾向,但若大量含有該等的情況,則會有玻璃熱安定性降低的傾向。另一方面,MgO、CaO、SrO及BaO係具有使玻璃更低分散性的傾向,且具有改善熱安定性的作用,若大量含有該等的情況,會有折射率降低的傾向。就從以上的觀點,MgO、CaO、SrO及BaO合計含量,相對於TiO2 、Nb2 O5 、WO3 及ZnO合計含量的質量比((MgO+CaO+SrO+BaO)/(TiO2 +Nb2 O5 +WO3 +ZnO)),較佳係0.10以上,更佳順序依序係0.15以上、0.20以上、0.25以上、0.26以上、0.27以上、0.28以上、0.29以上、0.30以上、0.31以上、0.32以上,又,較佳係1.50以下,更佳順序依序係1.30以下、1.20以下、1.10以下、1.00以下、0.95以下、0.90以下、0.87以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,TiO2 含量較佳係0.00%以上,更佳順序依序係超過0.00%、0.50%以上、1.00%以上、1.50%以上、2.00%以上、2.50%以上、3.00%以上、3.50%以上、4.00%以上,又,較佳係50.00%以下,更佳順序依序係45.0%以下、40.00%以下、38.00%以下、36.00%以下、35.00%以下、34.00%以下、32.00%以下、31.00%以下、30.00%以下、29.50%以下、29.00%以下。TiO2 含量在上述範圍內,就實現更佳光學常數、且降低玻璃原料成本的觀點而言係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Nb2 O5 含量較佳係0.00%以上,更佳順序依序係超過0.00%、1.00%以上、2.00%以上、3.00%以上、4.00%以上、5.00%以上、6.00%以上、7.00%以上、8.00%以上、9.00%以上、10.00%以上、10.50%以上。又,Nb2 O5 含量較佳係60.00%以下,更佳順序依序係58.00%以下、56.00%以下、54.00%以下、52.00%以下、50.00%以下、49.00%以下、48.00%以下、47.00%以下、46.00%以下、45.00%以下、44.00%以下。Nb2 O5 含量在上述範圍內,就實現更佳光學常數、更加低比重化及改善部分分散特性的觀點而言,係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Ta2 O5 含量係可設為0.00%以上。又,Ta2 O5 含量較佳係5.00%以下,更佳順序依序係4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下、1.00%以下、0.50%以下。Ta2 O5 含量在上述範圍內,就提升玻璃熱安定性、提升熔融性、及更加低比重化的觀點,係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,WO3 含量係可設為0.00%以上。又,WO3 含量較佳係5.00%以下,更佳順序依序係4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下、1.00%以下、0.50%以下。WO3 含量在上述範圍內,就提升玻璃穿透率、改善部分分散特性、更加低比重化的觀點而言,係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,Bi2 O3 含量係可設為0.00%以上。又,Bi2 O3 含量較佳係5.00%以下,更佳順序依序係4.00%以下、3.00%以下、2.00%以下、1.00%以下、0.50%以下。Bi2 O3 含量在上述範圍內,就提升玻璃熱安定性、改善部分分散特性、及更加低比重化的觀點,係屬較佳。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,雖GeO2 具有提高折射率的作用,但屬於非常高單價的成分。就從抑制玻璃製造成本的觀點,GeO2 含量係可設為0.00%以上,且2.00%以下,更佳順序依序係1.50%以下、1.00%以下、0.50%以下。
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,除上述成分之外,尚亦可含有P2 O5 、Al2 O3 等中之一種以上。 P2 O5 含量係可設為0.00%以上,且較佳係10.00%以下,更佳順序依序係8.00%以下、6.00%以下、4.00%以下、2.00%以下、1.00%以下、0.50%以下。P2 O5 含量在上述範圍內,就提升玻璃熱安定性、及改善部分分散特性的觀點而言,係屬較佳。 Al2 O3 含量係可設為0.00%以上,且較佳係10.00%以下,更佳順序依序係8.00%以下、6.00%以下、4.00%以下、2.00%以下、1.00%以下、0.50%以下。Al2 O3 含量在上述範圍內,就提升玻璃耐失透性與熱安定性的觀點而言,係屬較佳。
Pb、As、Cd、Tl、Be、Se分別係具有毒性。所以,最好不要含有該等元素,即該等元素最好不要當作玻璃成分導入於玻璃中。
U、Th、Ra均屬於放射性元素。所以,最好不要含有該等元素,即該等元素最好不要當作玻璃成分導入於玻璃中。
V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ce係屬於會使玻璃的著色增加、或成為螢光發生源,最好不要成為光學元件用玻璃中所含的元素。所以,最好不要含有該等元素,即該等元素最好不要當作玻璃成分導入於玻璃中。
Sb、Sn係具有澄清劑功能的可任意添加元素。
Sb添加量係當換算為Sb2O3,且將Sb2O3以外的玻璃成分含量合計設為100質量%時,較佳係設為0~0.11質量%範圍、更佳係設為0.01~0.08質量%範圍、特佳係設為0.02~0.05質量%範圍。
Sn添加量係當換算為SnO2,且將SnO2以外的玻璃成分含量合計設為100質量%時,較佳係設為0~0.50質量%範圍、更佳係設為0~0.20質量%範圍、特佳係設為0質量%。
<玻璃物性>
(折射率nd)
本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,可成為高折射率的玻璃。玻璃組成C的情況,折射率nd較佳係1.860以上,更佳順序依序係1.865以上、1.870以上、1.875以上、1.880以上、1.885以上、1.890以上、1.895以上、1.900以上。又,折射率nd係例如設設為1.950以下、1.945以下、1.940以下、1.935以下、1.930以下、或1.925以下。本發明與本說明書中,「折射率」係指「折射率nd」。
(阿貝值νd)
阿貝值νd係表示分散性關聯性質的值,使用d線、F線、C線的各折射率nd、nF、nC,依νd=(nd-1)/(nF-nC)表示。本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就從光學元件用材料有用性的觀點,阿貝值νd較佳係22.00以上,更佳順序依序係22.50以上、23.00以上、23.50以上、24.00以上、24.20以上、24.40以上、24.60以上、24.70以上、24.80以上、25.00以上、25.50以上、25.60以上、25.80以上、26.00以上。就從同樣的觀點,阿貝值νd較佳係30.00以下,更佳順序依序係29.50以下、29.00以下、28.50以下、28.40以下、28.30以下、28.20以下、28.10以下、28.00以下、27.90以下、27.80以下、27.70以下。
再者,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,就從光學元件用材料有用性的觀點,折射率nd與阿貝值νd較佳係滿足下述關係式中之1以上: nd≧-0.0025νd+1.925 nd≧-0.0025νd+1.935 nd≦-0.0025νd+1.995 nd≦-0.0025νd+2.005
(比重d) 構成光學系統的光學元件,係利用構成光學元件的玻璃折射率、與光學元件的光學功能面(所欲控制光線的入射、射出面)曲率,決定折射力。若欲增加光學功能面的曲率,則光學元件的厚度亦會增加。結果,光學元件變重。相對於此,若使用折射率較高的玻璃,除即使未增加光學功能面的曲率,仍可獲得較大的折射力。 依上述,若能在抑制玻璃比重增加情況下提高折射率,便可達具一定折射力的光學元件輕量化。 就從以上的觀點,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,比重d較佳係4.100以下,更佳順序依序係4.095以下、4.090以下、4.085以下、4.080以下、4.050以下、4.000以下、3.995以下、3.990以下、3.985以下。就從比重越低,則光學元件越輕量化的觀點,最好比重較低,而相關比重的下限並無特別的限定。一形態係可將比重設為3.400以上、3.450以上、3.500以上、3.550以上、3.600以上、3.650以上、3.700以上、或3.750以上。
(d/nd) 就從與前述相關比重d所記載事項的同樣觀點,本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,比重d除以折射率nd的商值(d/nd)較佳係4.35以下,更佳順序依序係4.00以下、3.50以下、3.00以下、2.90以下、2.80以下、2.70以下、2.60以下、2.50以下、2.40以下、2.30以下、2.20以下、2.15以下。就從(d/nd)值越小,則光學元件越輕量化的觀點,(d/nd)值最好較小,相關(d/nd)的下限並無特別的限定。一形態的(d/nd)係可設為例如:1.74以上、1.76以上、1.78以上、1.80以上、1.82以上、1.84以上、1.85以上、1.86以上、1.87以上、1.88以上、1.89以上、1.90以上、1.91以上、1.92以上、1.93以上、1.94以上、或1.95以上。
(著色度λ5) 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,相關玻璃的光線穿透性,詳言之係抑制短波長側的光吸收端長波長化,可利用著色度λ5進行評價。所謂「著色度λ5」係表示從紫外域至可見域中,厚度10mm玻璃的分光穿透率(包含表面反射損失)成為5%時的波長。玻璃組成C的情況,所謂「分光穿透率」係例如詳言之,使用厚度10.0±0.1mm且具有平行於被研磨方向平面的玻璃試料,光從垂直方向入射於上述研磨面時所獲得的分光穿透率,即,將入射於上述玻璃試料中的光強度設為Iin、將穿透上述玻璃試料的光強度設為Iout時,便指Iout/Iin。 根據著色度λ5係可定量性評價分光穿透率靠短波長側的吸收端。當為製作雙合透鏡而利用紫外線硬化型接著劑將透鏡間進行接合等之時,採行透過光學元件對接著劑照射紫外線而使接著劑硬化。就從效率佳施行紫外線硬化型接著劑硬化的觀點,分光穿透率在短波長側的吸收端最好在較短波長域。該短波長側的吸收端之定量性評價指標,係可使用著色度λ5。玻璃組成C的情況,較佳可呈現400nm以下的λ5。λ5更佳順序依序係395nm以下、390nm以下、385nm以下、380nm以下。λ5係越低越好,下限並無特別的限定。
(玻璃轉移溫度Tg) 本實施形態的成型用玻璃素材中,當玻璃組成C的情況,玻璃轉移溫度Tg就從機械加工性的觀點,較佳係560℃以上。玻璃轉移溫度較高的玻璃係當施行切斷、切削、研削、研磨等玻璃機械加工時,會有不易遭破損的傾向,故較佳。就從機械加工性的觀點,玻璃轉移溫度Tg更佳係570℃以上,更佳順序依序係580℃以上、590℃以上、600℃以上。另一方面,就從減輕對退火爐、成型模造成負擔的觀點,玻璃轉移溫度Tg較佳係800℃以下,更佳順序依序係790℃以下、780℃以下、770℃以下、760℃以下、750℃以下、740℃以下。
玻璃轉移溫度Tg係依如下述求取。微分掃描熱量分析時,若將玻璃試料升溫,便會出現伴隨比熱變化而產生的吸熱行為,即,出現吸熱尖峰,若更進一步升溫便會出現發熱尖峰。微分掃描熱量分析時,可獲得橫軸為溫度、縱軸為對應於試料發熱吸熱量的微分掃描熱量曲線(DSC曲線)。將該曲線中,從基線出現吸熱尖峰時的斜率最大處之切線,與上述基線的交點,設為玻璃轉移溫度Tg。玻璃轉移溫度Tg測定時,係可將玻璃利用研缽等充分粉碎者使用為試料,再使用微分掃描熱量計,依升溫速度10℃/分實施。
(液相溫度) 玻璃的熱安定性係有:玻璃熔液施行成型時的耐失透性、與將已固化的玻璃施行再加熱時的耐失透性。 相關玻璃熔液施行成型時的耐失透性,係可將液相溫度LT設為指標。可謂液相溫度越低,則具有越優異的耐失透性。液相溫度較高的玻璃為防止失透,玻璃熔液(即熔融玻璃)的溫度必需保持於高溫,但會發生例如:易揮發成分出現揮發、助長坩堝遭侵蝕,特別係貴金屬製坩堝的情況會因貴金屬離子溶入於玻璃熔液中導致玻璃遭著色、成型時的黏性降低導致不易成型為均質性高的玻璃等現象。因而,玻璃組成C的情況,液相溫度較佳係1400℃以下,更佳順序依序係1370℃以下、1340℃以下、1310℃以下、1280℃以下、1270℃以下、1260℃以下、1250℃以下。又,液相溫度係可設為例如1000℃以上、1050℃以上、或1100℃以上,但亦可高於此處所例示的值。
本發明與本說明書中的「液相溫度」係可依照以下方法求取。 使用微分掃描熱量計,一邊流入流量0.3L/min的氮,一邊在氮環境中將約0.02ml經粉碎的玻璃試料依升溫速度10℃/min升溫至1350℃時,當在升溫過程所生成的玻璃中結晶,在較高於玻璃轉移溫度或結晶化溫度的溫度域中出現熔解時,便將所生成吸熱尖峰的終點設為液相溫度。圖1所示係微分掃描熱量曲線(DSC曲線)的示意圖。橫軸係溫度,橫軸上越靠右邊係表示越高溫,越靠左邊則表示越低溫。縱軸係對應於試料的發熱・吸熱,在基線(虛線)的上側係屬於發熱,若在下側則屬於吸熱。在升溫過程中的結晶析出係對應於發熱尖峰,所析出結晶的熔解係對應於吸熱尖峰。結晶熔解並熔液化的溫度係液相溫度。液相溫度係求取吸熱尖峰靠高溫側的切線、與基線的交點溫度。
(玻璃素材之製造) 本發明實施形態的玻璃係依成為上述既定組成的方式調配玻璃原料,再從所調配的玻璃原料便可製作。例如調配複數種化合物,經充分混合成為母料,將母料放入石英坩堝、白金坩堝中,施行粗熔解(rough melting)。將利用粗熔解所獲得的熔融物施行冷卻、粉碎,而製作玻璃屑。更將玻璃屑放入白金坩堝中施行加熱、再熔融(再熔解)而成為熔融玻璃,更施行冷卻澄清、均質化後,將熔融玻璃鑄入於經溫度調整為到達未滿Tg之溫度Tx的模具中(步驟1),依溫度Tx保持(步驟2)。然後,為使玻璃的應變點溫度確實下降,而依-30℃/hr施行4小時冷卻(步驟3),依玻璃不會出現龜裂程度的漸冷速度,放冷至能取出於爐外的溫度(步驟4)。
另外,在玻璃中能依所需含量方式導入所需玻璃成分之前提下,就在調配母料時所使用的化合物並無特別的限定,此種化合物係可舉例如:氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、氟化物等。
以下,針對步驟1~4進行說明。
(步驟1) 步驟1,熔融玻璃係鑄入於經溫度調整為到達未滿玻璃轉移溫度Tg之溫度Tx的模具中。藉由將熔融玻璃的溫度控制呈如上述,便可抑制對玻璃施加的熱能量,俾能抑制玻璃內的原子移動。結果,在玻璃內的原子間之鍵結距離與鍵角等玻璃內部的構造因子呈均質化之前,均可規範原子的移動。所以,藉由維持如熔液狀態般的雜亂玻璃構造,便可獲得再加熱時安定性優異的玻璃素材。
另外,步驟1之前的熔解玻璃溫度,通常係玻璃的液相溫度~玻璃的熔解溫度。又,步驟1中,將熔融玻璃鑄入模具時的玻璃溫度係玻璃熔融時的溫度,大約1500℃~1100℃、較佳係1400℃~1200℃範圍。所以,步驟1中,熔融玻璃在鑄入模具時將被冷卻。此時的冷卻通常係利用大氣進行放冷。但是,若冷卻速度不夠快速,則玻璃內部其中一部分地方會呈現沒有流動程度的高黏度化或固化之虞慮。如此一來便會阻礙玻璃的均質化,且亦會有玻璃出現龜裂、玻璃發生斷裂的虞慮。所以,步驟1中的冷卻速度下限,較佳係大約1℃/秒,更佳順序依序係3℃/秒、6℃/秒。冷卻速度的上限較佳係20℃/秒,更佳順序依序係15℃/秒、12℃/秒、10℃/秒。
(步驟2) 步驟2中,熔融玻璃係依溫度Tx保持。步驟2的保持溫度Tx較佳係未滿玻璃轉移溫度Tg,上限較佳順序依序係Tg-1℃、Tg-5℃、Tg-10℃、Tg-15℃、Tg-20℃。藉由將保持溫度Tx的上限設為上述範圍,便可提高玻璃構造的雜亂性,俾獲得再加熱時安定性優異的玻璃素材。
步驟2中的保持溫度Tx下限,較佳係Tg-100℃,更佳順序依序係Tg-90℃、Tg-80℃、Tg-70℃、Tg-60℃、Tg-50℃。特佳係Tx未過度低於應變點,最佳係達應變點以上。藉由將保持溫度Tx的下限設為上述範圍,便可除去玻璃過剩的內部應變,俾在後步驟中可抑制玻璃加工性惡化、或防止玻璃塊材體遭破損。當後續步驟係屬於無關玻璃加工性有無惡化的製程時,步驟2的溫度下限並無特別的規定。
步驟2的保持時間係為使從熔融狀態冷卻的高溫玻璃呈均熱化,則玻璃厚度越厚、以及玻璃體積越大便會有越需長時間的傾向,較佳係10分鐘以上,亦可設為20分鐘以上、或30分鐘以上。就從生產性的觀點、及保持玻璃熱安定性的觀點,保持時間的上限係未滿3小時便足夠,更佳順序依序係未滿2小時、未滿1.5小時、或未滿1.0小時。若保持時間過久,則無法保持熔融狀態的原子配置無序狀態,因進行原子配置的有序化(structural ordering),導致玻璃的熱安定性降低,且亦會有αmax 變大的傾向。
(步驟3) 步驟3,玻璃係為能在漸冷中可確實降低應變點溫度,便依-30℃/hr進行4小時冷卻。該冷卻所需要的時間係當溫度Tx較高於應變點時,較佳係4小時以上、更佳係5小時以上、特佳係6小時以上。若溫度Tx較低於應變點時,亦可設為未滿4小時。
(步驟4) 步驟4,玻璃係依不會出現龜裂程度的漸冷速度,放冷至能取出爐外的溫度。步驟4的漸冷速度較佳係小於大約-50℃/hr,更佳係設為-10℃/hr或-30℃/hr程度。若較小於-1℃/hr,會有對生產性造成阻礙的虞慮。又,能取出爐外的玻璃溫度係依照爐外的絕熱狀況而異,較佳約100℃以下,更佳順序依序係80℃以下、60℃以下、40℃以下、20℃以下。若依與室溫的差表示,則能取出爐外的玻璃溫度上限,較佳係室溫+50℃,更佳順序依序係室溫+40℃、室溫+30℃、室溫+20℃、室溫+10℃。能取出爐外的玻璃溫度下限係只要設為室溫便可。
玻璃進行漸冷時,只要採取能獲得上述溫度分佈的公知方法(例如可溫度程式控制的漸冷爐等)便可。
藉由將步驟1的冷卻速度、及步驟2的保持溫度Tx設在上述範圍內,便可獲得玻璃構造的雜亂性高、再加熱時安定性優異的玻璃素材。又,藉由如步驟3、步驟4般地將玻璃施行冷卻、漸冷,便可除去玻璃的應變,俾在後續步驟中能維持玻璃的加工性。
本發明實施形態的光學玻璃係可直接使用本發明實施形態的成型用玻璃素材。
(光學元件等之製造) 當使用本發明實施形態的成型用玻璃素材進行光學元件製作時,只要採用公知方法便可。例如在上述玻璃素材製造時,將熔融玻璃流入於鑄模中成型為板狀,而製作本發明的成型用玻璃素材。所獲得玻璃素材經適當施行切斷、研削、研磨,而製作具有適於再加熱後施行成型之大小與形狀的成型前驅體(亦稱「切片」)。將切片施行加熱、軟化,利用公知方法施行成型(再熱衝壓、圓棒成型、擠出成型等),便製得近似光學元件形狀的光學元件毛坯。將光學元件毛坯施行退火,利用公知方法施行切斷、研削、研磨等,便製作得光學元件。
對所製作光學元件的光學功能面,亦可配合使用目的,施行抗反射膜、全反射膜等的塗佈。
根據本發明一態樣,可提供由上述光學玻璃所構成的光學元件。光學元件的種類係可例示如:球面透鏡、非球面透鏡等透鏡;稜鏡、繞射光柵等。透鏡的形狀係可例示如:雙凸透鏡、平凸透鏡、雙凹透鏡、平凹透鏡、凸彎月透鏡、凹彎月透鏡等諸種形狀。光學元件係利用包括有對由上述光學玻璃所構成玻璃成型體施行加工之步驟的方法,便可製造。加工係可例示如:切斷、切削、粗研削、精研削、研磨等。施行此種加工之際,藉由使用上述玻璃,便可減輕破損,俾能安定地供應高品質的光學元件。
第2實施形態 第2實施形態的成型用玻璃素材,係 線膨脹係數最大值αmax 、100~300℃平均線膨脹係數α100-300 、以及依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],滿足下式(4): αmax100-300 ×[SiO2 +ZrO2 ]≦264 ・・・(4)
第2實施形態的成型用玻璃素材中,線膨脹係數最大值αmax 、與100~300℃平均線膨脹係數α100-300 、以及依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],係滿足下式(4),更佳係滿足下式(5),特佳係滿足下式(6)。藉由滿足下式,便可獲得再加熱時安定性優異的成型用玻璃素材。 αmax100-300 ×[SiO2 +ZrO2 ]≦264 ・・・(4) αmax100-300 ×[SiO2 +ZrO2 ]≦260 ・・・(5) αmax100-300 ×[SiO2 +ZrO2 ]≦255 ・・・(6)
線膨脹係數最大值αmax 與平均線膨脹係數α100-300 ,係在後述玻璃素材的製造步驟中,藉由調整冷卻熔融玻璃的條件便可控制。
線膨脹係數最大值αmax 與平均線膨脹係數α100-300 係可依照與第1實施形態同樣地測定。
第2實施形態的成型用玻璃素材中,線膨脹係數最大值αmax 、以及依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],較佳係滿足下式(1),更佳係滿足下式(2),特佳係滿足下式(3)。就從獲得再加熱時安定性優異之成型用玻璃素材的觀點,較佳係滿足下式: αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27900 ・・・(1) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27500 ・・・(2) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27000 ・・・(3)
線膨脹係數最大值αmax 係在後述玻璃素材的製造步驟中,藉由調整冷卻熔融玻璃的條件便可控制。
第2實施形態的成型用玻璃素材中,相關除上述以外的特性與玻璃組成係可設為同第1實施形態。又,相關第2實施形態的玻璃素材之製造與光學元件等之製造,亦係可設為同第1實施形態。
第3實施形態 第3實施形態的成型用玻璃素材,係 線膨脹係數最大值αmax 係較小於線膨脹係數最大值αmax (Tg),而該線膨脹係數最大值αmax (Tg)係將該成型用玻璃素材依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化後,再依-30℃/hr施行4小時冷卻,然後經放冷所獲得玻璃素材的線膨脹係數最大值αmax (Tg)。
第3實施形態的成型用玻璃素材中,線膨脹係數最大值αmax 係較小於將該成型用玻璃素材依玻璃轉移溫度Tg施行均熱化後,再依-30℃/hr施行4小時冷卻,然後經放冷所獲得玻璃素材的線膨脹係數最大值αmax (Tg)。但,線膨脹係數最大值αmax 亦可些微大於上述線膨脹係數最大值αmax (Tg)。所以,αmax 與αmax (Tg)的差分[αmax (Tg)-αmax ],若依10-7 ・℃-1 單位表示製整數第1位,較佳係-9以上,更佳順序依序係-4以上、0以上、5以上、10以上、20以上、40以上、60以上、80以上、100以上、120以上、140以上、160以上、180以上、200以上、250以上、300以上。又,該差分的上限並無特別的限定,通常係αmax (Tg),較佳係αmax (Tg)-100左右。
第3實施形態的成型用玻璃素材中,最大值αmax (Tg)的測定方法係同第1實施形態。
第3實施形態的成型用玻璃素材中,線膨脹係數最大值αmax 、以及依質量%表示的SiO2 與ZrO2 合計含量[SiO2 +ZrO2 ],較佳係滿足下式(1)、更佳係滿足下式(2)、特佳係滿足下式(3)。就從獲得再加熱時安定性優異之成型用玻璃素材的觀點,最佳係滿足下式: αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27900 ・・・(1) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27500 ・・・(2) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ]≦27000 ・・・(3)
線膨脹係數最大值αmax 係在後述玻璃素材的製造步驟中,藉由調整冷卻熔融玻璃的條件便可控制。
第3實施形態的成型用玻璃素材中,相關上述以外的特性及玻璃組成係可設為同第1實施形態。又,相關第3實施形態的玻璃素材之製造及光學元件等之製造,亦可設為與第1實施形態同樣。 [實施例]
以下,針對本發明利用實施例進行更詳細說明。惟,本發明並不僅侷限於實施例所示態樣。
(實施例1-1) 依照以下順序製作具有表1(1)所示玻璃組成I的玻璃樣品,再針對所獲得玻璃樣品施行各種評價。結果係如表2(1)、2(2)所示。
[玻璃樣品之製造] 首先,原材料係準備玻璃構成成分所對應的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、及硝酸鹽,依所獲得光學玻璃的玻璃組成成為表1(1)所示組成I的方式,秤量上述原材料並進行調配,再將原材料充分混合。將依此獲得的調配原料(母料)投入白金坩堝中,依1350℃~1450℃施行2小時加熱而獲得熔融玻璃,攪拌呈均質化,再使澄清,然後將熔融玻璃鑄入於經預熱至適當溫度的模具中,並急冷(步驟1)。所鑄入的玻璃依較玻璃轉移溫度Tg低25℃的保持溫度Tx進行30分鐘保持(步驟2)。然後,依‐30℃/hr速度冷卻至較步驟2的保持溫度Tx低120℃之溫度(步驟3),然後在爐內放冷至室溫(步驟4),而獲得玻璃樣品。此處的玻璃量設為150g。
此處,步驟2的保持溫度Tx係將玻璃轉移溫度Tg(單位:℃)的小數點第1位四捨五入之值設為該玻璃樣品的Tg,再將較該溫度低25℃的值設為保持溫度Tx。表2(2)中,記載相當於此種溫度差之經四捨五入的Tg、與保持溫度Tx的差分。藉此,儘管Tg的測定值多少有現變動,但都可設定為相同的保持溫度Tx,俾能一次便保持複數樣品,故提升本發明玻璃的生產效率。
[玻璃成分組成之確認] 針對所獲得玻璃樣品,利用感應耦合電漿原子發射光譜分析法(ICP-AES),測定各玻璃成分的含量。確認到如表1(1)所示組成I。
[玻璃轉移溫度Tg] 玻璃轉移溫度Tg係使用NETZSCH JAPAN公司製的微分掃描熱量分析裝置(DSC3300SA),依升溫速度10℃/分進行測定。
[安定性試驗] 所獲得玻璃樣品經利用光學顯微鏡(100倍)確認內部並無異物之後,施行切斷、切削,獲得11mm×11mm×10.5mm的試料。將該試料放入設定為較Tg高出200℃溫度的熱處理爐中進行加熱,經5分鐘後取出,冷卻玻璃試料。經冷卻後的玻璃試料端部施行光學研磨,再利用光學顯微鏡(100倍)觀察玻璃試料內部。計數從該玻璃試料全體所觀察到的結晶(亮點)數,換算為每1g的數量。結晶係設為1~300μm範圍的大小。另外,玻璃試料並沒有發現龜裂、紋路。
[線膨脹係數] 針對所獲得的玻璃樣品,參照JOGIS08的規定進行平均線膨脹係數的測定。試料係設為長度20mm±0.5mm、直徑5mm±0.5mm的圓棒。在對試料施加98mN荷重的狀態下,依每分鐘4℃的一定速度升溫方式進行加熱,每隔1秒測定溫度與試料延伸。在室溫~降伏點溫度(試料降伏,表觀上停止延伸的溫度)之間,當試料延伸在每單位上升溫度中成為極大時,將該溫度下的線膨脹係數最大值設為αmax 。另外,αmax 係採用由31處測定點的線膨脹係數,經施行移動平均處理而獲得值的最大值。又,將100~300℃線膨脹係數的平均值設為平均線膨脹係數α100-300
測定線膨脹係數最大值αmax 、與將步驟2的保持溫度Tx設為玻璃轉移溫度時的玻璃之線膨脹係數最大值αmax (Tg),計算出差分Q:αmax (Tg)-αmax
[平均線膨脹係數αL ] 針對所獲得玻璃樣品,參照JOGIS16的規定進行平均線膨脹係數的測定。平均線膨脹係數係使用NETZSCH JAPAN公司製的熱機械分析裝置(TMA4000SE)進行測定。試料係使用長度20mm±0.5mm、直徑5mm±0.5mm的圓棒。首先,使用液態氮將試料溫度冷卻至-80℃以下,經保持20分鐘後,開始測定。測定中在對試料施加98mN荷重的狀態下,一邊依每分鐘4℃的一定速度上升方式升溫至320℃,一邊每隔1秒測定溫度與試料延伸。將-30~70℃線膨脹係數的平均值設為平均線膨脹係數αL
[光學特性之測定] 針對所獲得玻璃樣品,測定折射率nd、ng、nF及nC、阿貝值νd、部分分散比Pg,F、ΔPg,F。結果係如表2(1)、2(2)所示。
(i)折射率nd、ng、nF、nC及阿貝值νd 針對上述玻璃樣品,利用日本產業規格 JIS B 7071-1的折射率測定法,測定折射率nd、ng、nF、nC,並根據下式計算出阿貝值νd。 νd=(nd-1)/(nF-nC)
(ii)部分分散比Pg,F、ΔPg,F 使用g線、F線、c線的各折射率ng、nF、nC,根據下式計算出部分分散比Pg,F及ΔPg,F。 Pg,F=(ng-nF)/(nF-nC) ・・・(13) ΔPg,F=Pg,F-(0.6483-0.001802×νd) ・・・(14)
[光穿透性之評價] (i)λτ80 使用厚度2.0mm±0.1mm及10.0mm±0.1mm的玻璃試料,根據JOGIS17(光學玻璃的內部穿透率測定方法),依波長200~700nm範圍測定分光穿透率。將厚度10mm的內部穿透率成為80%之波長,設為λτ80。結果如表2(1)所示。
(ii)λ70 針對厚度10.0mm±0.1mm的玻璃試料,依波長200~700nm範圍測定分光穿透率。將內部穿透率成為70%之波長,設為λ70。結果如表2(1)所示。
[比重] 比重係利用阿基米德法測定。結果如表2(1)所示。
(實施例1-2) 玻璃樣品的製造中,除將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg低50℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(實施例1-3) 玻璃樣品的製造中,除將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg低100℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(實施例2-1) 製造具有表1(1)所示玻璃組成II的玻璃樣品。在玻璃樣品的製造中,除依成為玻璃組成II的方式調配原材料,且將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg低60℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(比較例1-1) 在玻璃樣品的製造中,除將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg高出30℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(比較例1-2) 在玻璃樣品的製造中,除將步驟2中的保持溫度Tx設為玻璃轉移溫度Tg之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。另外,將比較例1-2的線膨脹係數最大值設為αmax (Tg),並與實施例1-1、1-2、1-3的線膨脹係數最大值αmax 進行比較。
(比較例1-3) 在玻璃樣品的製造中,除將步驟2的保持時間設為72小時之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。另外,比較例1-3雖能獲得玻璃,但在安定性試驗時卻發生明顯失透。且,折射率nd、阿貝值νd、部分分散比Pg,F、ΔPg,F均無法測定。
(比較例2-1) 在玻璃樣品的製造中,除將步驟2中的保持溫度Tx設為玻璃轉移溫度Tg之外,其餘均依照與實施例2-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例2-1同樣地施行各種評價。另外,將比較例2-1的線膨脹係數最大值設為αmax (Tg),並與實施例2-1的線膨脹係數最大值αmax 進行比較。
(實施例3-1) 製造具有表1(2)所示玻璃組成III的玻璃樣品。在玻璃樣品的製造中,除依成為玻璃組成III的方式調配原材料,並將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg低60℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(實施例3-2) 製造具有表1(2)所示玻璃組成III的玻璃樣品。在玻璃樣品的製造中,除依成為玻璃組成III的方式調配原材料,並將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg低100℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(實施例4-1) 製造具有表1(3)所示玻璃組成IV的玻璃樣品。在玻璃樣品的製造中,除依成為玻璃組成III的方式調配原材料,並將步驟2中的保持溫度Tx設為較玻璃轉移溫度Tg低100℃的溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。 製造具有表1(3)所示玻璃組成IV的玻璃樣品。在玻璃樣品的製造中,除依成為玻璃組成IV的方式調配原材料,並將步驟2的保持溫度Tx設為與玻璃轉移溫度Tg相同溫度之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
(實施例4-2) 製造具有表1(3)所示玻璃組成IV的玻璃樣品。在玻璃樣品的製造中,除依成為玻璃組成IV的方式調配原材料之外,其餘均依照與實施例1-1同樣地獲得玻璃樣品。依照與實施例1-1同樣地施行各種評價。
[表1(1)]
組成(質量%) I II
P2 O5 1.10 0.76
SiO2 23.27 31.91
Li2 O 5.66 5.26
Na2 O 5.15 11.06
K2 O 3.79 0.71
ZrO2 5.82 8.75
Nb2 O5 50.14 35.79
TiO2 5.07 5.77
合計 100 100
Sb2 O3 0.02 0.02
{5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]} 0.169 0.269
[表1(2)]
組成(質量%) III
SiO2 7.20
B2 O3 12.40
SrO 0.29
BaO 31.94
La2 O3 22.01
Y2 O3 17.99
ZrO2 2.35
TiO2 5.82
合計 100.00
{5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]}
[表1(3)]
組成(質量%)
SiO2 19.94
B2 O3 3.11
Li2 O 1.76
CaO 14.78
SrO 1.69
BaO 3.36
La2 O3 11.99
ZrO2 2.34
Nb2 O5 26.58
TiO2 14.45
合計 100
Sb2 O3 0.050
{5×[TiO2 ]}/{3×[Nb2 O5 ]} 0.91
[表2(1)]
玻璃組成 SiO2 (質量%) ZrO2 (質量%) nd νd Pg_F ⊿Pg_F -0.00286×νd+0.68700 比重 αL (10-5-1 ) λτ80 (nm) λ70 (nm) 玻璃轉移溫度 Tg(℃) 步驟2的保持溫度Tx(℃) 步驟2的保持時間t1 (hr) Tx與Tg的差(℃)
比較例1-1 I 23.27 5.82 1.85455 25.18 0.610 0.007 0.615 3.486 0.81 389 395 553 580 0.5 +30
比較例1-2 I 23.27 5.82 1.85403 25.18 0.610 0.007 0.615 3.487 0.81 389 395 553 550 0.5 0
比較例1-3 I 23.27 5.82 無法測定 無法測定 無法測定 無法測定 無法測定 3.488 0.81 389 395 553 525 72 -25
實施例1-1 I 23.27 5.82 1.85355 25.19 0.610 0.007 0.615 3.486 0.81 389 395 553 525 0.5 -25
實施例1-2 I 23.27 5.82 1.85217 25.25 0.610 0.007 0.615 3.483 0.81 389 395 553 500 0.5 -50
實施例1-3 I 23.27 5.82 1.85116 25.26 0.610 0.007 0.615 3.480 0.81 389 395 553 450 0.5 -100
比較例2-1 II 31.91 8.75 1.77090 29.26 0.598 0.002 0.603 3.267 0.82 369 372 562 560 0.5 0
實施例2-1 II 31.91 8.75 1.76788 29.34 0.598 0.002 0.603 3.264 0.82 369 372 562 500 0.5 -60
實施例3-1 III 7.20 2.35 1.80515 40.58 0.572 -0.003 0.571 4.607 0.90 688 630 0.5 -60
實施例3-2 III 7.20 2.35 0.572 -0.003 4.608 0.90 688 590 0.5 -100
實施例4-1 19.99 2.35 1.9003 27.1 0.607 0.007 0.609 3.833 --- 429 445 640 640 0.5 0
實施例4-2 19.99 2.35 1.90025 27.14 0.607 0.007 0.609 3.834 --- 428 445 640 615 0.5 -25
[表2(2)]
安定性試驗 結晶的數量密度D (個/g) 線膨脹係數最大值 αmax (10-7-1 ) (底線係αmax (Tg)) 平均線膨脹係數 α100-300 (10-7-1 ) αmax ×[SiO2 +ZrO2 ] αmax100-300 ×[SiO2 +ZrO2 ] αmax (Tg)-αmax (10-7-1 )
比較例1-1 5.5×104 974 106 28333 266 -10
比較例1-2 10 964 105 28043 268 0
比較例1-3 9.5×105 1077 106 31335 295 -113
實施例1-1 2 925 106 26906 253 39
實施例1-2 720 107 20945 196 244
實施例1-3 0 631 106 18346 172 333
比較例2-1 2.5×103 880 111 35764 321 0
實施例2-1 0 615 111 25006 224 265
實施例3-1 0 495 103 4728 46 67
實施例3-2 0 471 103 4499 44 91
實施例4-1 6 848 91 18942 208 0
實施例4-2 0 837 91 18696 205 11
(實施例3) 使用實施例1-1、1-2、1-3、2-1、3-1、3-2、4-1、4-2所製作的各玻璃樣品,利用公知方法製作透鏡毛坯,再將透鏡毛坯利用研磨等公知方法施行加工而製作各種透鏡。 所製作的光學透鏡係有如:雙凸透鏡、雙凹透鏡、平凸透鏡、平凹透鏡、凹彎月透鏡、凸彎月透鏡等各種透鏡。 各種透鏡係藉由與由其他種類的光學玻璃所構成透鏡組合,便可良好地校正二次色像差(secondary chromatic aberration)。
同樣的,使用實施例1-1、1-2、1-3、2-1、3-1、3-2、4-1、4-2所製作的各種光學玻璃,進行稜鏡製作。
本次所揭示的實施形態全部均僅止於例示而已,不應認為係限定。本發明的範圍並不僅侷限於上述所說明,而是依申請專利範圍所示,舉凡與申請專利範圍具均等涵義與範圍內的所有變更均涵蓋在內。
例如針對上述所例示的玻璃組成,藉由進行說明書所記載的組成調整,便可製作本發明一態樣的光學玻璃。 再者,當然亦可將說明書所例示或較佳範圍中記載的事項2項以上任意組合。
無。
[圖1]圖1係本實施形態的成型用玻璃素材一例,製造步驟時的玻璃溫度圖;縱軸係玻璃溫度,橫軸係依對數表示的時間(秒)。

Claims (6)

  1. 一種成型用玻璃素材,係SiO 2含量為3質量%以上,ZrO 2含量為0.005質量%以上, 線膨脹係數最大值α max、與依質量%表示的SiO 2與ZrO 2合計含量[SiO 2+ZrO 2],滿足下式(1): α max×[SiO 2+ZrO 2]≦27900 ・・・(1), Bi 2O 3含量為10質量%以下。
  2. 如請求項1記載之成型用玻璃素材,其中,將11mm×11mm×10.5mm樣品,依較玻璃轉移溫度Tg高200℃的溫度施行5分鐘熱處理時,玻璃每1g的結晶數量密度D係未滿10個/g。
  3. 如請求項1記載之成型用玻璃素材,其中,含有TiO 2以及Nb 2O 5,依質量%表示的TiO 2含量[TiO 2]與Nb 2O 5含量[Nb 2O 5],係滿足下式(7): {5×[TiO 2]}/{3×[Nb 2O 5]}≦3 ・・・(7)。
  4. 如請求項1記載之成型用玻璃素材,其中,在280~700nm波長範圍內,厚度10mm玻璃的內部穿透率呈80%之波長λτ 80係在395nm以下。
  5. 如請求項1記載之成型用玻璃素材,其中,阿貝值νd與部分分散比Pg,F係滿足下式(8): Pg,F≦-0.00286×νd+0.68700 ・・・(8)。
  6. 一種光學玻璃,係由請求項1至5中任一項記載之成型用玻璃素材形成。
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