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高折射率、高色散率环境友好重火石光学玻璃国内外专利介绍

供稿人:唐鹃  供稿时间:2006-7-6   关键字:光学玻璃  重火石玻璃  环境友好  专利  
由于军事上的需要,光学玻璃及其制造技术一直被各国视为关键技术,并严格保密。目前,随着光学、信息技术、能源、航空航天技术、生物技术以及生命科学等学科的迅速发展,光学玻璃由传统意义上的光学仪器用成像介质-透镜(主要是应用几何光学原理进行成像)逐渐向新的应用领域迅速发展。无色光学玻璃属于普通光学玻璃,按其组成和光学常数特征,主要分为冕类和火石类。
 
中国国家标准“无色光学玻璃”(GB903-1987)适用于直径或边长不大于300mm,厚度不大于60mm的无色光学玻璃毛坯。无色光学玻璃分为两个系列:普通光学玻璃系列(P系列)和耐辐射光学玻璃系列(N系列)。根据折射率nd和色散系数υd在nd-υd领域图中的位置,无色光学玻璃分为18种类型,其中包括重火石玻璃(代号:ZF,图中为SF区域)。
 
有关重火石玻璃,也就是高折射率(nd≈1.8)、高色散率(υd≈25%)的环境友好(无砷、无铅、无镉)光学玻璃的国内外专利文献报道不多,主要集中在日本厂商和德国SCHOTT公司。国内仅有成都光明光电股份有限公司申请了一件中国发明专利。
 
以下按申请人介绍相关专利:
 
(一)日本保谷(HOYA)株式会社:
1、光学玻璃的制造方法
出处:CN1583614A (申请日:2003年10月30日 授权公告日:2006年3月22日) ZL专利号:200510021727.9
该日本发明JP2003-295131的等同专利已获中国知识产权局授权,公开了一种光学玻璃的制造方法,在玻璃成分包括TiO2或Nb2O5的光学玻璃的制造方法中,在容纳并熔化玻璃原料的含有白金的熔化槽的上部提供燃烧气,通过其燃烧焰加热熔化玻璃原料时,向所述燃烧气中同时供给空气和氧,制造的光学玻璃10mm厚时分光透过率为70%的光的波长小于等于470nm。在制造玻璃成分包括TiO2或Nb2O5的高折射率、高分散的光学玻璃时,抑制玻璃的着色,得到在可视光范围透过率高的光学玻璃。
 
2、光学玻璃、模压成形用玻璃原料、光学元件及其制造方法
出处:CN1418837A (申请日:2002年10月15日 公开日:2003年5月21日) 申请号:02147548.2
该日本发明JP2001-316630的中国等同专利,涉及一种光学玻璃,以重量%表示,含SiO2在18%以上、30%以下,含BaO在12%以上、23%以下,含TiO2为22~37%,含Nb2O5在7%以上、16%以下,含Na2O为5~20%,含K2O为0~6%,含CaO为0~5%,含SrO为0~5%,含ZrO2为0~4%,含Ta2O5为0~3%,含Sb2O5为0~1%,以及含P2O5在0%以上、0.5%以下,并且实质上不含PbO、As2O3和F。其折射率(nd)在1.80以上,阿贝数(νd)在30以下,析出的晶粒的数目密度在12个/mm3以下。采用对上述成型用玻璃原料加热、软化并且模压成型的玻璃模压成型品的制造方法,即使用通过再加热模压成型容易失透的玻璃,也可制造透明的高品质的模压成型品。
 
3、光学玻璃、压制成形用预制件及其制造方法、光学元件及其制造方法
出处:CN1609026A (申请日:2004年4月16日 公开日:2005年4月27日) 申请号:200410059516.X
该日本发明JP2003-113282和JP2003-304364的中国等同专利,涉及具有高折射率高分散特性,适于精密压制成形用的光学玻璃,精密压制成形用预制件及其制造方法,以及由所述光学玻璃制成的光学元件及其制造方法。精密挤压成形用的光学玻璃含有作为必须成分的P2O5、Nb2O5、WO3、TiO2、Bi2O3、Li2O、Na2O,和作为任意成分的B2O3、BaO、ZnO、K2O、Sb2O3、As2O3,所述必须成分和任意成分的总含量为98摩尔%或以上,折射率(nd)为1.75~2.0,阿贝数(υd)为18~30。
 
日本保谷(HOYA)株式会社没有进入中国的其他专利申请:
 
4、Optical glass and optical product using the same
出处:EP1357091 (申请日:2001年6月29日 公开日:2003年10月29日)
该欧洲专利涉及一种光学玻璃及其制备方法,其组成:P2O5:12~34,B2O3:0.2~15,(P2O5和B2O3总量为15~35),WO3:0~45,Nb2O5:0~25,TiO2:0~10(WO3、Nb2O5和TiO2合计20~45),BaO:0~25,ZnO:0~20(BaO和ZnO合计<30),Li2O:2~30,Na2O:2~30,K2O:2~15(Li2O、Na2O和K2O合计10~45),CaO:0~10,SrO:0~10,Al2O3:0~5,Y2O3:0~5,Sb2O3:0~1和As2O3:0~1%mol。该光学玻璃适用于制备精密模压制品,具有高的折射率和高的分散率,折射系数:1.7~2.0,阿贝系数:20~32。
 
(二)德国SCHOTT公司:
1、Lead-free optical heavy flint-glasses
出处:DE10133763 (申请日:2001年7月11日 公开日:2002年8月14日)
该德国发明涉及一种无铅光学重火石光学玻璃,折射系数nd:1.65~1.80,阿贝系数:21~33。主成分含量:SiO2:27~40,B2O3:0~<0.5,Al2O3:0~6,Na2O:7~18,K2O:1~10,BaO:1~10,SrO:0~3,CaO:0.5~5,MgO:0~3,其中:BaO+SrO+CaO+MgO<15,TiO2:21~37,ZrO2:0~7,Nb2O5:5~17以及WO3:0.1~7%wt。该光学玻璃具有良好的熔融和加工特性,良好的耐化学性能,良好的晶体稳定性,以及低密度:<3.4g/cm3,转换温度约为600℃。
 
2、Lead-free optical glasses
出处:US6333288 (申请日:2000年5月8日 授权公告日:2001年12月25日)
该已获授权的美国发明的优先权为DE19920865(申请日:1999年5月6日),公开了一种无铅光学玻璃,折射系数nd:1.65~1.87,阿贝系数:27~43。主成分含量:SiO2:10~约25,B2O3:约10~约25,Na2O:2.5~约10,K2O:0~约3,CaO:0.5~约5,BaO:15~30,ZnO:5~15,TiO2:6~15,ZrO2:0.5~8,Y2O3:0.1~2,La2O3:0.5~8,Nb2O5:6~12,其中La2O3+Nb2O5≤17,Ta2O5:0~1,以及Gd2O3:0~1。
 
(三)日本ミノルタ株式会社(Minolta)
1、光学ガラス
出处:JP2001342035 (申请日:2000年5月29日 公开日:2001年12月11日)
该日本发明涉及一种高折射系数、高分散率、重量轻和不褪色,不采用砷或者氟的化合物的光学玻璃。其组成(重量百分比):SiO2为22.0~35.0,Na2O为4.0~17.0,BaO为2.0~25.0,TiO2为18.0~27.0和Nb2O5为13.0~26.0。在其实施例中,nd为1.80~1.85,υd为22.9~26.9。
 
(四)成都光明光电股份有限公司
1、无铅高折射率高色散光学玻璃
出处:CN1772670A (申请日:2005年9月23日 公开日:2006年5月17日) 申请号:CN200510021727.9
该中国发明申请提供了一种折射率为1.78~1.84、色散为22~28的无铅高折射率高色散光学玻璃,其化学组分按重量百分比包括:SiO2:23~35%;TiO2:24~35.5%;Nb2O5:8~18%;Na2O:6~14%;K2O:1~8%;BaO:8~20%。该发明的光学玻璃不含有PbO、CdO、As2O3和ZrO2;折射率(Nd)为1.78~1.84、色散(Vd)为22~28;玻璃具有良好的透光性能、化学稳定性和熔融性能。
 
国内光学玻璃生产企业在研制高折射率(nd≈1.8)、高色散率(υd≈25%)的环境友好(无砷、无铅、无镉)光学玻璃新产品的时候,需要注意规避日本保谷(HOYA)株式会社已经获得授权的中国发明专利:CN1583614A(ZL专利号:200510021727.9)。此外,也需要密切关注上述专利的法律状态变化,注意规避上述中国发明的权利保护范围。
 

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