DE1596847B1

DE1596847B1 - Phototropes Glas

Info

Publication number: DE1596847B1
Application number: DE19661596847D
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Gliemeroth
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1966-12-24
Filing date: 1966-12-24
Publication date: 1970-04-09
Also published as: AT278271B; JPS5233125B1; BE708510A; NL6710747A; GB1213799A; GB1213798A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein phototropes Glas, halogenidkristalle und gegebenenfalls geringe Mengen

dessen phototropische Eigenschaften durch Silber- an metallischem Silber bestimmt werden und bei

halogenidkristalle und gegebenenfalls geringe Mengen welchem eine außergewöhnliche Geschwindigkeit von

an metallischem Silber bestimmt werden. Verdunkelung und Regeneration erreicht wird.

Die Bemühungen, ein durchsichtiges Material zu 5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

erhalten, dessen spektrale Durchlässigkeit in Abhängig- gelöst, daß das Glas aus einem oder mehreren glas-

keit von der eingestrahlten Lichtmenge und Licht- bildenden Oxiden als Hauptkomponenten besteht,

weilenlänge reversibel variabel ist, haben auf dem deren Bindung untereinander im Glas schwächer ist

Gebiet der organischen Chemie zu phototropen als die Bindungen in einem Silikatgrundglas mit SiO₂ Materialien geführt, die sich vor allem durch die io als glasbildender Komponente,

große Schnelligkeit des phototropen Prozesses von Es wurde weiterhin gefunden, daß schon reines

Verdunkelung und Aufhellung (Regeneration) aus- Boroxid, das mit geringen Mengen an Silberhalogenen

zeichnen. Die meisten organischen Materialien be- als Träger der Phototropie und geringen Mengen

sitzen jedoch bekanntlich keine ausreichende zeitliche an CuO als Sensibilisator erschmolzen und anschließend Stabilität des phototropen Effekts, d. h., nach gewisser 15 schnell abgeschreckt zwar nur unter umständlichen

Zeit läßt die Verdunkelungsstärke (Durchlässigkeits- Bedingungen ein Glas ergibt, daß das zumindest aus

abnähme) für eine definierte Lichtstärke, Lichtwellen- einem Glasanteil bestehende Produkt aber phototrop

länge und Belichtungsdauer immer mehr nach. war. Die Geschwindigkeit von Verdunkelung und

In anorganischen Gläsern ist dagegen die zeitliche Regeneration, im folgenden als Geschwindigkeit des Stabilität des phototropen Effekts gewährleistet, nur 20 phototropen Prozesses bezeichnet, war dabei wesent-

ist in diesen anorganischen Gläsern die Geschwindig- lieh größer als in den bekannten Silikatgläsern; sie

keit von Verdunkelung und Regeneration wesentlich lag in der Größenordnung, wie sie bei organischen

langsamer als in den organischen Materialien. Materialien beobachtet wird.

Alle bisher bekanntgewordenen anorganischen Da jedoch reines Boroxid nur eine sehr geringe phototropen Gläser bestehen aus Silikatglas, in die 25 chemische Beständigkeit besitzt und die Abschreck-

die Träger des phototropen Prozesses eingebaut sind. bedingungen technische Schwierigkeiten bereiten,

Dabei fällt auf, daß in den bekannten phototropen wurde vom glasigen Einstoffsystem B₂O₃ auf die

Silikatgläsern die Hauptkomponente SiO₂ nur in glasigen Mehrstoffsysteme, in denen B₂O₈ eine

Grenzen von 40 bis 76 Gewichtsprozent variierbar ist Komponente darstellt, übergegangen, und eine Verwendung von geringeren SiO₂-Konzen- 30 Es wurde weiter gefunden, daß zur Lösung der

trationen völlig abwegig erscheint. der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ein Glas

Als Träger des phototropen Prozesses und anderer besonders geeignet ist, daß Boroxid in einer Konzen-

photochemischer Reaktionen sind vor allem die tration von mindestens 45 Gewichtsprozent und

Silberhalogenkristalle AgCl, AgJ und AgBr spätestens Erdalkalioxid in einer Gesamtkonzentration von seit der Veröffentlichung von R. W. Pohl (Physiker 35 höchstens 40 Gewichtsprozent sowie höchstens 12 Ge-

Z. 39 [1938] S. 36 bis 54) bekannt und untersucht. wichtsprozent Alkalioxid und/oder Alkalihalogenid

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von und maximal 25 Gewichtsprozent PbO und/oder

phototropem Glas beruhen darauf, daß man die Al₂O₃ und/oder ZnO enthält.

Komponenten solcher Silberhalogenkristalle oder Desgleichen haben sich Gläser als besonders geeignet andere kristalline Silbersalze durch Zusatz von ent- 40 erwiesen, die als glasbildende Hauptkomponenten sprechenden Gemengekomponenten vor dem Schmel- Boroxid und Bleioxid enthalten, wobei das Glas zen zu einem Silikatglasgemenge in dieses Silikat- zweckmäßig Boroxid zwischen 14,2 und 45 Gewichtsgrundglas chemisch einbaut und dann durch einen prozent und Bleioxid zwischen 29 und 73 Gewichtsaus der Methodik der Anlauffärbung bekannten prozent sowie Erdalkalioxid in einer Gesamtkonzen-Temperaturprozeß kristallin als Träger der Photo- 45 tration von O bis 15 Gewichtsprozent, bis zu 8 Getropie ausscheidet. Wie in kolloidal gefärbtem Selen- wichtsprozent Alkalien sowie ZrO₂ und/oder Al₂O₃ rubinglas die kristalline, selenhaltige Phase zur Fär- und/oder ZnO in einer maximalen Konzentration bung ausgeschieden wird, so erfolgt in phototropen von 23 Gewichtsprozent enthält. Silikatgläsern die Ausscheidung kristalliner Silber- Als Sensibilisatoren eignen sich CuO mit einem halogene als Träger der Phototropie. Bekannt ist 5° Gehalt von O bis 0,8 Gewichtsprozent und/oder weiter, daß durch Sensibilisatoren und ähnliche Zu- Cr₂O zwischen O und 0,05 Gewichtsprozent. Sätze versucht und erreicht worden ist, die Geschwin- Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung kann digkeit und Stärke der Verdunkelung im phototropen das phototrope Glas kieselsäurefrei sein und folgende Silikatglas zu beeinflussen. Bekannt ist, daß im Glas Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweisen: auch geringe Mengen an elementarem Silber vorhanden 55

sein können. Bekannt ist weiter, daß die Phasen- B₂O₃ 13,5 bis 99

trennung im Glas einen bisher nicht genau geklärten PbO O bis 72

Einfluß auf den phototropen Effekt besitzt, in den MgO O bis 17

bekannten Untersuchungen zur Phototropie im Glas ZrO₂ O bis 12

wird sie als eine Voraussetzung angesehen. 60 ZnO O bis 12

Trotz der bekanntgewordenen Vorschläge mit Hilfe BaO und/oder SrO O bis 17,3

verschiedener Sensibilisatoren war bisher eine Ge- CaO O bis 3,7

schwindigkeit von Verdunkelung und Regeneration, Al₂O₃ O bis 14,5

wie sie in organischen phototropen Materialien zu Alkalien 2 bis 21

beobachten ist, nicht im anorganischen Glas zu 65 Cl)

erreichen. Br I einzeln oder

Aufgabe der Erfindung ist ein phototropes Glas, J J gemeinsam

dessen phototropische Eigenschaften durch Silber- mindestens0,02

Ag₂O mindestens0,09

F 0 bis 1,7

CuO 0 bis 0,8

Cr₂O₃ 0 bis 0,05

In der Tabelle sind Gemengezusammensetzungen für phototrope Boratgläser in Gewichtsprozent aufgeführt.

Es wurde weiter gefunden, daß die Geschwindigkeit der Verdunkelung und Regeneration einiger Gläser nicht absinkt, wenn man auf Gläser solcher Mehrstoffsysteme mit Boroxid als einer Komponente, die kieselsäurefrei sind, übergeht. Die Schmelze 53-01-0582 zeigt dabei, wie weit der B₂O₃-Gehalt vermindert werden kann. Im allgemeinen gilt jedoch, daß durch Zugabe von stabilisierenden Komponenten, vor allem auch von geringen Mengen an SiO₂, die Struktur des Glases wieder fester wird und die Geschwindigkeit der Phototropie entsprechend vermindert wird. Je nach dem Verwendungszweck sind optimale Bedingungen auszuwählen.

Tabelle

	53-01-0582	-0587	-0595	-0607	-0608	-0618
B₂O₃ ....	14,9	81,4	47,8	71,0	67,5	73,6
PbO ....	69,4	—	35,6	—	—	—
MgO ...	—	—	—	15,4	13,5	—
BaO ....	—	—	—	—	15,4	—
ZnO ....	9,90	10,2	—	—	—	9,20
Al₂O₃ ...	1,98	—	12,5	9,60	—	—
Na₂O ...	0,10	—	—	—	—	—
K₂O ....	—	5,08	—	—	—	7,40
KCl ....	—	—	—	0,48	—	0,92
KBr ....	1,49	1,53	1,44	1,44	1,45	1,38
KJ	1,49	1,53	1,44	1,44	1,45	1,38
LiF	0,50		J-J r 1 0,96	J-J * I 0,29	0,29	0,28
Ag₂O ...	0,19	0,30	0,29	0,38	0,38	0,37
CuO ....	0,005	—	0,01	—	0,02	0,02
K₂Cr₂O₇	—	—	—	0,01	0,005	0,01
ZrO₂....	—	—	—	—	—	5,52

35

40

Claims

Patentansprüche:

1. Phototropes Glas, dessen phototropische Eigenschaften durch Silberhalogenidkristalle und gegebenenfalls geringe Mengen an metallischem Silber bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas aus einem oder mehreren glasbildenden Oxiden als Hauptkomponenten besteht, deren Bindung untereinander im Glas schwächer ist, als die Bindungen in einem Silikatgrundglas mit SiO₂ als glasbildender Komponente.

2. Phototropes Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als glasbildende Hauptkomponente Boroxid enthält.

3. Phototropes Glas nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es Boroxid in einer Konzentration von mindestens 45 Gewichtsprozent und Erdalkalioxid in einer Gesamtkonzentration von höchstens 40 Gewichtsprozent sowie höchstens 12 Gewichtsprozent Alkalioxid und/oder Alkalihalogenid und maximal 25 Gewichtsprozent PbO und/oder Al₂O₃ und/oder ZnO enthält.

4. Phototropes Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als glasbildende Hauptkomponenten Boroxid und Bleioxid enthält.

5. Phototropes Glas nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Boroxid zwischen 14,2 und 45 Gewichtsprozent und Bleioxid zwischen 29 und 73 Gewichtsprozent sowie Erdalkalioxid in einer Gesamtkonzentration von 0 bis 15 Gewichtsprozent, bis zu 8 Gewichtsprozent Alkalien, sowie ZrO₂ und/oder Al₂O₃ und/oder ZnO in einer maximalen Konzentration von 23 Gewichtsprozent enthält.

6. Phototropes Glas nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Gehalt an CuO zwischen 0 und 0,8 Gewichtsprozent und/oder Cr₂O₃ zwischen 0 und 0,05 Gewichtsprozent.

7. Phototropes Glas nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß es kieselsäurefrei ist und folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozent aufweist:

B₂O₃ 13,5 bis 99

PbO 0 bis 72

MgO 0 bis 17

ZrO₂ 0 bis 12

ZnO 0

BaO und/oder SrO 0

bis 12
bis 17,3
bis 3,7
bis 14,5
bis 21

CaO 0

Al₂O₃ 0

Alkalien 2

Br > einzeln oder gemein-

J J sam mindestens 0,02

Ag₂O mindestens 0,09

F 0 bis 1,7

CuO 0 bis 0,8

Cr₂O₃ 0 bis 0,05