專利名稱：：高折射率眼鏡片玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及無(wú)鉛、砷、鋇，及其高折射率、較高色散系數(shù)和低密度的環(huán)保玻璃，這種玻璃用作眼鏡鏡片的加工。它包含無(wú)色和膚色鏡片玻璃。技術(shù)背景高折射率光學(xué)玻璃己為人們所知，如專利公開(kāi)號(hào)為CN1252391A、折射率界于1.64—1.83之間，CN1234376A、CN1101345C、給出了折射率為1.83—1.88的研究成果，專利公開(kāi)號(hào)為CN1101345C給出了折射率大于1.88的研究成果，但是，該發(fā)明中任然存有少量的砷。在上述發(fā)明中，并且分別描述了玻璃的組分、形成范圍和技術(shù)性能。由于在光學(xué)玻璃產(chǎn)品中添加鉛、砷、鋇化學(xué)成分后，對(duì)環(huán)境造成污染，為此，人們對(duì)玻璃成分不含氧化鉛和三氧化二砷、氧化鋇的玻璃并具有各自性能的光學(xué)玻璃進(jìn)行研究，劉玻璃組成進(jìn)行新的開(kāi)發(fā)和更廣泛的改變，克服這些玻璃存在的多種缺陷。
發(fā)明內(nèi)容為了克服氧化鉛、三氧化二砷和氧化鋇在光學(xué)玻璃產(chǎn)品中不利影響，本發(fā)明目的是在玻璃組分中不添加含鉛、砷、鋇等有害環(huán)境的氧化物，這些玻璃的折射率(n產(chǎn)1.80)、阿貝數(shù)高(ud>34.5)、密度低(P《3.75)，可加工成厚度更薄、重量更輕的透鏡。尤其在高度近視或遠(yuǎn)視群體中使用該玻璃加工的鏡片更美觀，視覺(jué)校正精度高。并且，從消費(fèi)群體到社會(huì)需求來(lái)看，眼鏡領(lǐng)域需要環(huán)保高折射率(nd=1.80)眼鏡片玻璃。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是通過(guò)玻璃組分范圍實(shí)現(xiàn)的，其玻璃組分范圍是(按氧化物重量％計(jì))Si0220—36;BA1—10;ESi02+B20:i23—40;Li201—6;CaO10—20;Mg00—5;ECa0+Mg012—23;Ti025_15;La必,18—27;NbA10—20;Zr02l—8;Y2030—5以及在玻璃混合料中添加適當(dāng)?shù)闹珓〤oA0—9ppm;Er必，O—O.5Ni00—80卯m。該玻璃組分中不包含鉛、砷、鋇等有害環(huán)境的氧化物，除了不可避免的原料雜質(zhì)之外，沒(méi)有添加Ta205、W0:,等價(jià)格較貴的氧化物。也沒(méi)有引入Na20、K20。這兩種氧化物在其它玻璃中是非常更要的，但是，在本玻璃系統(tǒng)中是有害的因素，它會(huì)嚴(yán)重降低玻璃的折射率，其次，降低了玻璃的工藝性能。Si02的含量?jī)?yōu)選為23—34%(重量)，進(jìn)一步優(yōu)化為25—32%(重量)。如果用量少于25%(重量)，對(duì)玻璃的析晶性能和工藝性能產(chǎn)生不利的影響。如果用量超過(guò)32%(重量)，將對(duì)玻璃的光學(xué)特性產(chǎn)生不利的影響。BA的含量?jī)?yōu)化為2—9%(重量)，如果含量大于9%(重量)，玻璃的粘度降低，含量小于2%(重量)，玻璃容易析晶，對(duì)玻璃的生產(chǎn)成型產(chǎn)生不利。組分Sit)2+B2^的總量應(yīng)為26一37%(重量)，在該范圍內(nèi)的玻璃組分具有較好的熔化性能和光學(xué)性能。當(dāng)這些玻璃組分進(jìn)一步優(yōu)化為29_35%時(shí)，玻璃具有良好的熔化性能、光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性。在硼硅酸鹽玻璃系統(tǒng)中，添加適量的堿金屬氧化物有助于玻璃的熔化?？紤]到玻璃光學(xué)性能的特殊要求，首選I丄O作為堿金屬氧化物引入玻璃組分中，用量為1一6%(重量)，優(yōu)化為2_6%(重量)，進(jìn)一步優(yōu)化為3_5%(重量)可以獲得非常有利的效果。在該玻璃中加入一定量的堿土金屬氧化物，有利于光學(xué)性能的調(diào)整和玻璃的熔化?？紤]到玻璃的密度要求和環(huán)境保護(hù)的需要，選擇堿土金屬CaO、MgO作為添加物引入玻璃組分，其用量CaO為10—20%(重量)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化為10—18%(重量)，而且進(jìn)一步優(yōu)選為12—16%(重量)；Mg0為0—5y。(重量)，進(jìn)一步優(yōu)化為0—3%(重量)；ECaO+MgO含量為12—23%(重量)，進(jìn)一步優(yōu)化為14—18%(重量)。LaA、NbA、Zr02、Ti02、Y20:,的引入主要起提高折射率、降低色散系數(shù)和改善析晶性能的作用。LaA、NbA、YA在提高折射率和降低色散系數(shù)的同時(shí)，提高了玻璃的工藝穩(wěn)定性，Zr02、Ti02可以增強(qiáng)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。玻璃中LaA的含量為18—27%(重量)，優(yōu)化為21—25%(重量)；NbA在玻璃中的含量為10—20%(重量)，優(yōu)化為13—17%(重量)；ZrO.在玻璃中的含量為l一8%(重量)，優(yōu)化為3—6%(重量)；1^02在玻璃中的含量為5—15%(重量)，優(yōu)化為7—10%(重量)；￥203在玻璃中的含量為0—5%(重量)，優(yōu)化為0.5—4%(重量)，進(jìn)一步優(yōu)化為l一3%(重量)。經(jīng)過(guò)對(duì)玻璃組分的不斷優(yōu)化，形成如下的玻璃組成(按氧化物重量百分比計(jì))Si0225—32;B2032—9;ESi02+B20326—37;Li203—5;Ca012—16;Mg00—3;ECa0+Mg014—18;Ti027—10;La刀321—25;NbA13—17;Zr023—6;m1—3。另外，該玻璃的優(yōu)點(diǎn)還在于在玻璃組分中添加CoA0—6ppm;ErA0.1一0.3%(重量)；Ni00—60ppm等離子著色劑，玻璃可以在無(wú)色到膚色之間調(diào)整出不同的顏色。本發(fā)明的環(huán)保眼鏡玻璃具有高折射率nd為1.79—1.81，低色散系數(shù)"d》34.5，低的玻璃密度P《3.75g/cm3。本發(fā)明的環(huán)保眼鏡玻璃在生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中所用的鹽類原料為碳酸鹽原料(Li2C0:i、CaC03、MgC03)，在玻璃熔化過(guò)程中所釋放的氣體對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。本發(fā)明滿足了眼鏡行業(yè)的需要，有良好的光學(xué)性能和化學(xué)性能。實(shí)施例將不同的玻璃組分按比例稱量200g進(jìn)行混合，將原料加入鉑金坩堝內(nèi)，在135(TC條件下保持2—4小時(shí)，進(jìn)行熔化，然后倒入一個(gè)成型模具中，形成一塊70X60X10的玻璃。放入箱式退火爐內(nèi)，在62(TC保溫2小時(shí)，以每小時(shí)60°C速率冷卻至室溫。將經(jīng)過(guò)退火的玻璃切成不同的樣品，測(cè)試光學(xué)性能、熱學(xué)性能和物理性能。測(cè)試結(jié)果、玻璃的組成及其部分特性列于表一、表二中。在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)玻璃在高溫條件下析晶性能進(jìn)行了目測(cè)。熔爐溫度分別設(shè)定為1050°C、1000°C、970°C、950°C，保溫時(shí)間為60分鐘。經(jīng)過(guò)測(cè)試，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)眼睛可以分辨的晶態(tài)物質(zhì)。表中所列包括587.6nm處的折射率nd和相對(duì)應(yīng)的Ud，2(TC時(shí)的密度P(g/W)，熱膨脹系數(shù)a柳(X1(T/。C)，轉(zhuǎn)變溫度Tg(。C)，軟化溫度Tf(。C)以及白光平均透過(guò)率i(%)。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注表中CoA、NiO計(jì)量單位為ppm。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種高折射率眼鏡玻璃，該玻璃折射率nd為1.79-1.81，阿貝數(shù)大于34.5，密度小于3.75的玻璃，其化學(xué)組成以氧化物為基準(zhǔn)的重量％表示如下SiO220-36B2O31-10∑SiO2+B2O323-40Li2O1-6CaO10-20MgO0-5∑CaO+MgO12-23TiO25-15La2O318-27Nb2O510-20ZrO21-8Y2O30-5其中含Co2O30-9ppm；Er2O30-0.5％(重量)；NiO0-80ppm。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高折射率眼鏡玻璃，其特征在于:所述的玻璃具有下列氧化物為基準(zhǔn)的重量%表示的化學(xué)組成Si0225—32B20:i2—9ESi02+B20326—37Li203—5Ca012—16Mg00—3ECa0+Mg014—18Ti027—10LaA21—25Nb20513—17Zr023—6Y2Ch1—3其中含0)2030—6ppm;Er2030.1—0.3%(重量)；NiO0—60ppm3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高折射率眼鏡玻璃，其特征在于:除了不可避免的雜質(zhì)以外，該玻璃不含有氧化鉛、三氧化二砷、氧化鋇以及釋放有害環(huán)境的化合物。全文摘要本發(fā)明涉及折射率為1.80，阿貝數(shù)大于34.5，密度小于3.75的玻璃，其化學(xué)組成以氧化物為基準(zhǔn)的重量％表示如下SiO<sub>2</sub>20-36；B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>1-10；∑SiO<sub>2</sub>+B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>23-40；Li<sub>2</sub>O1-6；CaO10-20；MgO0-5；∑CaO+MgO12-23；TiO<sub>2</sub>5-15；La<sub>2</sub>O<sub>3</sub>18-27；Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>10-20；ZrO<sub>2</sub>1-8；Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-5；以及在玻璃組成中添加適當(dāng)?shù)腃o<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-9ppm；Er<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0-0.5％(重量)NiO0-80ppm。在玻璃組分中不添加含鉛、砷、鋇等有害環(huán)境的氧化物。文檔編號(hào)C03C3/062GK101117267SQ20061001990公開(kāi)日2008年2月6日申請(qǐng)日期2006年8月1日優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日發(fā)明者詹祖盛,趙寶庫(kù)申請(qǐng)人:湖北華光新材料有限公司