[发明专利]无铅光学轻火石玻璃和双轻火石玻璃

说明书

本发明涉及折射率n_d为1.52-1.57、阿贝系数ν_d为43-52的无铅光学轻火石玻璃和双轻火石玻璃(double-light flint glass)。

由于近年来公众认为玻璃组分PbO和As₂O₃为环境污染物，因此一些消费品和光学仪器的制造商改为只使用不含PbO、也不含As₂O₃的玻璃。因此，具有特殊光学性能的这类玻璃可以在市场uh买到。

为了生产轻火石玻璃组分，也就是说低密度玻璃，也需要省却PbO。

结果用一种或多种组分简单地取代氧化铅在受PbO影响的所需光学性能和玻璃工艺性能的再生产方面没有成功。相反，在玻璃组分方面进行新的研制或广泛的改变是必要的。

在专利文献中已经发现描述具有所述光学值的无铅玻璃的说明书。然而，这些玻璃的表现出明显的缺点。

因此，在JP1-133,956A说明书中描述的光学纤维玻璃属于SiO₂-Al₂O₃-M₂O-F^-玻璃系统，PbO属于可选组分。为了获得足够的结晶稳定性，这些玻璃需要高Al₂O₃含量，但这降低可熔性。为了改进可熔性，它们可以含有至多25％(摩尔)的Li₂O。然而，这样高的Li₂O含量又会降低结晶稳定性。

JP6-107,425A中描述的玻璃含有BaO，其光学值在很宽的范围内改变。有时获得的玻璃同时B₂O₃的含量高，M₂O的含量也高，化学不稳定，结晶不稳定，但这可以通过使用至多25％(重量)的Nb₂O₅来补偿。然而，这种昂贵的组分极大地增加了混合物的价格，因此也增加了生产成本。

专利说明书EP0,645,349B1中描述的玻璃也含有Nb₂O₅。它们不含B₂O₃。为了改进玻璃的可熔性，它们含有至多40％(重量)的碱金属氧化物，在F^-含量至多8％(重量)的情况下，将使得玻璃的结晶稳定性低，耐化学性不足。

德国专利说明书DE973,350的玻璃属于SiO₂-M₂O-F玻璃系统。这些玻璃既不含La₂O₃，也不含ZrO₂。PbO是可选的组分。这些玻璃也显示出很宽的光学值。在上述值时，玻璃的F^-含量高。这些玻璃由于它们的组成，没有表现出良好的化学稳定性，特别是没有足够的耐酸性和耐碱性。它们也倾向于分层(不透明)，在析晶上限时表现出的粘度曲线不佳。

在说明书JP6-92,674A中描述了由SiO₂-M₂O-P₂O₅玻璃系统构成的光学玻璃。Na₂O(至少12.5％(重量))必须作为碱金属氧化物存在。由于M₂O和P₂O₅的含量高(高达15％(重量))，这些玻璃的结晶稳定性也不足，表现出的耐化学性差。

本发明的目的是提供折射率n_d为1.52-1.57、阿贝系数为43-52的无铅轻火石玻璃或双轻火石玻璃，其密度低(ρ≤2.60g/cm³)，熔化性能和加工性能好，也包括结晶稳定性好，具有允许在较大的熔化装置(例如在光学池窑)中生产的粘度，也就是说在析晶上限时的粘度≥1000dPas。此外，玻璃应具有良好的耐化学性，这对诸如研磨和抛光等的进一步加工是非常重要的，而且其生产成本应该低。

通过专利的权利要求1描述的玻璃达到了该目的。

该玻璃含有48-55％(重量)的玻璃形成体SiO₂。含量较低时，结晶倾向增加，而耐化学性降低；含量较高时，玻璃变得更难以熔化。该范围最好为50-52％(重量)。