JP2525700B2 - 酸化銅(ii)含有アルモホスファ―トガラス - Google Patents

酸化銅(ii)含有アルモホスファ―トガラス

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は赤外領域において低い透
過率を有する酸化銅(II)含有アルモホスファートガ
ラスに関するものである。 【0002】 【従来の技術とその課題】このようなガラスは、例えば
カラービデオカメラの色補正フイルター、彩飾カラー表
示のカバー(例えば、航空機のコクピット)、モノクロ
メーター類のストレイ光フィルター、目盛り付けフイル
ター、プラスチック複合フイルターの無機質成分、また
ゴーグルとして使用される。 【0003】これらのガラス類は近紫外範囲および可視
光範囲(約400乃至625nm)では可能な限り高い
透明度を有し、赤外範囲(約626mn以上)では可能
な限り低い透明度を有していなければならない。この場
合、このガラスは十分にカラー・ニュートラルであるこ
とが必要である。湿気を含んだ空気中での耐候性では、
スペクトル透過特性が不変であることが保証されねばな
らない。大きな表面積のフイルターの工業生産では熱膨
張が低いことが必要とされる。 【0004】このようなガラスに就いては多くの開示が
ある。西独特許第2908697B2号公報では、バリ
ウム含有量の高いガラスが開示されているが、ここでは
Al2 3 含有量を低く抑える必要があるので耐候性に
悪影響を及ぼす。西独特許第3229442A1号公報
ではP2 5 /Sb2 5 /アルカリ土類酸化物+酸化
亜鉛をベースとするホスファートガラスを開示してい
る。Sb2 5 およびアルカリ土類酸化物の含有量が高
いと、これらのガラスの屈折率が大きいのでフィルター
が接触する領域での散乱光損失が大きいという欠点があ
る。特に、SrOおよびBaOのようなアルカリ土類酸
化物の場合には耐候性が急激に減少する。 【0005】特公昭59−15102号公報、特開昭6
0−235740号公報および特公昭61−59256
号公報では、同様にアルカリ土類酸化物(+ZnO)の
含有量が高いガラスであって、前2者ではB2 3 部分
が比較的低いために転移点(Tg)が高くなる。これら
のガラス類は狭い温度範囲における粘度変化が大きいの
で、製造が難しい。 【0006】特開昭62−153144号および特開昭
62−128943号公報には、アルカリを含有しない
ガラスが記載されているが、溶融が容易ではない。特開
昭57−149845号および特開昭63−25245
号公報にはホスファートガラスが開示されているが、こ
れらにはFe2 3 またはSnO2 が含まれている。 【0007】各種のCuO含有ホスファートガラスが知
られているが、依然として改良が望まれており、本発明
の目的は膨張率が僅少で優れた耐候性を有するIR−吸
収ガラスであって、近赤外領域で急勾配のエッジを示す
ガラスを提供することにある。さらに該ガラスは透明部
分において極めて均一で高い透過率を有するガラスであ
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、請
求項1に記載のガラスにより達成できる。このガラスは
67乃至77重量%、好ましくは69乃至75重量%の
2 5 を含有している。この範囲の上限では、耐候性
が減少し始め、下限ではUV光に対する透明範囲が狭く
なる。 【0009】このガラスは他の重要な成分として8乃至
13重量%のAl2 3 を含有している。Al2 3
耐候性を増加させるが、一方ではガラスの製造に際し高
い溶融温度を必要とし、Cu−着色ホスファートガラス
ではCu+ (赤、UV吸収)に対するCu++(青、IR
吸収)の比率がCu+ 側に傾き、その結果赤外フイルタ
ーとしてのガラスの適正が損なわれる。 【0010】しかし、アルカリ酸化物(R2 O)および
アルカリ土類酸化物および亜鉛(RO)をB2 3 との
組合わせにおいて注意深く調整しながら添加することに
より、この塩基ガラスの溶融点を低下させて、これに付
随する欠点が起きないようにすることができる。 【0011】アルカリ酸化物は全量で3乃至14重量%
であり、Li2 O,Rb2 OおよびCa2 Oから成るア
ルカリ酸化物のガラス中の含有量はそれぞれ2.5重量
%、Na2 OおよびK2 Oの含有量はそれぞれ6%以下
または14重量%以下である。値段の関係もあり、Li
2 O,Rb2 OおよびCs2 Oのガラス中の含有量は一
般的には極く少量であり、低価格のNa2 OおよびK2
O自体でほぼ満足な結果が得られる。K2 Oの好ましい
含有量範囲は0.2乃至13重量%である。K2 O含有
量は溶融挙動に対して積極的な影響を及ぼすが、一方で
はK2 O含有量が著しく高いと熱膨張係数増加の原因に
なる。 【0012】ガラスの溶融点を適当に調節する一方で、
優れた光学的特性(鋭い吸収エッジ)を達成するため
の、アルカリ土類酸化物および酸化亜鉛の合計量は5重
量%以下であるべきである。この場合、アルカリ土類酸
化物含有量は本質的にMgOによって決まり、その含有
量は2.5乃至4.9重量%である。このことは、実際
においてはROの全含有量はMgOから成り得ることを
意味する。好ましいMgO含有量は2.8乃至4.8重
量%である。他のアルカリ土類酸化物および酸化亜鉛は
2.5重量%以下である。しかし、CaOは2%以下、
SrOは1.5%以下、BaOは2.2%以下、ZnO
は1.5重量%以下が好ましい。 【0013】このガラスは2重量%以下のSiO2 をさ
らに含有することができる。赤外範囲において急勾配な
吸収エッジを示す、好ましい鋭い吸収および耐候性はS
iO2 により積極的に影響される。好ましいSiO2
有量は0.5乃至2重量%である。 【0014】赤外領域の吸収に対して必須なCuO含有
量は7.5重量%以下、特に2.1乃至6.5重量%で
ある。さらに、V2 5 を0.001乃至0.5重量%
添加するとIRにおける吸収エッジの勾配に対して著し
い影響を及ぼすことが判明したので、V2 5 は本発明
では必須の要素であることを示す。高いV2 5 含有量
では可視光領域で吸収が起こるので、V2 5 の添加量
は0.001乃至0.1重量%、好ましくは0.001
乃至0.05重量%である。しかし、CuOとV2 5
の全添加量は7.5重量%を越えないようにするべきで
ある。 【0015】赤外領域の吸収に対しては、+2価の銅イ
オンおよび+5価のバナジウムイオンの存在が決定的な
影響を及ぼす。したがって、このガラスは酸化性雰囲気
下で公知の方法により溶融するのが好ましい。このこと
は例えばバッチ中に硝酸塩を添加して達成する。NO3
- イオンを最終ガラス重量基準で5.5重量%以下、好
ましくは1.5乃至5.5重量%添加すると好ましい結
果が得られる。ガラス中にMnO2 ,Cr2 3 または
CeO2 のような酸化剤が含まれる場合には、高度な酸
化工程の安定化のために都合がよい。CeO2 の添加が
好ましく、その理由はこれにより近いUV領域における
所望の吸収が達成できるからである。CeO2 のガラス
中への添加量は3重量%以下、好ましくは0.05乃至
2.5重量%であり、MnO2 は3重量%以下、好まし
くは1重量%以下、およびCr23 は0.5重量%以
下、好ましくは0.1重量%以下である。Cr2 3
スペクトルの可視領域において吸収を起こすので、稀に
しか使用されない。CeO2 ,MnO2 およびCr2
3 の全使用量は5.5重量%を超過してはならず、全含
有量は3重量%を越えないのが好ましい。 【0016】必要に応じて、本発明のガラスにはAs2
3 ,Sb2 3 ,F- またはCl- のようなハロゲン
から成る公知のファイニング剤(fining age
nt)を用いてファイン化できる。しかし、この場合
は、このファイニング剤がイオンの高原子価と低原子価
状態間の平衡の位置に影響を及ぼすことに注意を払う必
要があり、この平衡位置の移動は各種の酸化工程におい
て、例えばCu,CeおよびVイオンにおいて低原子価
の方向に生起する。このことはファイン化に際してハロ
ゲン(Cl- またはF- )またはSb2 3 を使用した
場合に特に顕著である。したがって、着色イオン類、酸
化剤類およびファイン化剤類の濃度を調整して最適結果
が達成されるようにすることが必要である。この最適結
果は簡単な試験溶融により随意に再現させることができ
る。 【0017】通常、好ましい結果はAs2 3 ,Sb2
3 およびSO3 を各々0.5重量%、およびハライド
(Cl- ,F- )を0.5重量%以下添加し、ファイニ
ング剤は全量として0.8重量%を越えない量、通常は
多くても0.5重量%添加することにより十分に達成さ
れる。さらに、As2 3 のみ、またはこれと他のファ
イニング剤との併用が望ましい。しかし、CeO2 もフ
ァイニング剤として知られているので、CeO2 が存在
する場合にはファイニングに関与することが指摘されて
いる。 【0018】 【実 施 例】8種類のガラスを溶融し、酸化物の重量
%基準での組成を表中に示した。透過率τ(反射損失も
含む)は1−mm厚さの試料片で400nm、550n
m、および650nmにおいて測定した。さらに、膨張
係数α200−300・107・K-1は20乃至300
℃で示した。耐候性△τを決めるために1−mm厚さの
試料片を40℃で20日間相対湿度90%において貯蔵
し、貯蔵前後に400nmで透過率を測定した。貯蔵の
前後に測定した二つの透過率値の相互の偏差%が耐候性
の測定値である。実施例8は比較例であり、CuO+V
2 5 の全含有量が7.5重量%を越えるとガラスの自
己着色が起きることを示している。 【0019】 【表1】 【表2】【0020】 【発明の効果】このガラスは、ビデオカメラのフイルタ
ーガラスまたは例えばゴーグルやカラー表示用フイルタ
ーガラスとして有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C03C 4/08 C03C 4/08 G02B 5/20 G02B 5/20 5/22 5/22 (72)発明者 マグダリナ ウィンクラートルデウイグ ドイツ連邦共和国、6500 マインツ、ア ム キルシュボーン20B (56)参考文献 特開 昭57−149845(JP,A) 特開 昭55−121924(JP,A) 特開 昭62−153144(JP,A) 特開 昭63−25245(JP,A) 特開 昭63−35434(JP,A) 特開 平1−167257(JP,A) 特開 昭54−38311(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 赤外領域において低透過率を有する酸化
    銅(II)含有アルモホスファートガラスであって、次
    の組成(酸化物の重量%基準)組成から成り、さらに任
    意成分としての通常のファイニング剤(fining
    agent)を含有するアルモホスファートガラス: P 67乃至77 MgO 2.5 乃至4.9 Al 8乃至13 CaO 0 乃至2.5 B 0乃至5.5 SrO 0 乃至2.5 SiO 0乃至2.1 BaO 0 乃至2.5 LiO 0乃至2.5 ZnO 0 乃至2.5 NaO 0乃至6 MgO+CaO+SrO+BaO+ ZnO <5 KO 0乃至14 CuO 2 乃至7.5 RbO 0乃至2.5 V 0.001乃至0.5 CsO 0乃至2.5 CuO+V 2乃至7.5Li O+Na O+K +Rb O+Cs 3乃至14 【請求項2】 請求項1に記載のアルモホスファートガ
    ラスにおいて、P25 含有量が69乃至75重量%で
    あることを特徴とするアルモホスファートガラス。 【請求項3】 請求項1または2に記載のアルモホスフ
    ァートガラスにおいて、K2 Oの含有量が0.2乃至1
    3重量%であることを特徴とするアルモホスファートガ
    ラス。 【請求項1】 請求項1乃至3の何れか一つに記載のア
    ルモホスファートガラスにおいて、次の成分含有量: MgO 2.8乃至4.8重量% CaO 0 乃至2 重量% SrO 0 乃至1.5重量% BaO 0 乃至2.2重量% ZnO 0 乃至1.5重量% を特徴とするアルモホスファートガラス。 【請求項5】 請求項1乃至4の何れか一つに記載のア
    ルモホスファートガラスにおいて、次の成分含有量: CeO2 0 乃至3.0重量% MnO2 0 乃至3.0重量% Cr2 3 0 乃至0.5重量% であって、全量が5.5重量%を超過しないことを特徴
    とするアルモホスファートガラス。 【請求項6】 請求項1乃至5の何れか一つに記載のア
    ルモホスファートガラスにおいて、次のファイニング剤
    含有量: As2 3 0 乃至0.3重量% Sb2 3 0 乃至0.3重量% SO3 0 乃至0.3重量% ハライド(Cl,F) 0 乃至0.5重量% であって、全量が0.8重量%を超過しない含有量であ
    ることを特徴とするアルモホスファートガラス。 【請求項7】 請求項1乃至6の何れか一つに記載のア
    ルモホスファートガラスにおいて、SiO2 の含有量が
    0.2乃至2重量%であることを特徴とするアルモホス
    ファートガラス。 【請求項8】 請求項1乃至7の何れか一つに記載のア
    ルモホスファートガラスにおいて、V2 5 の含有量が
    0.001乃至0.1重量%であることを特徴とするア
    ルモホスファートガラス。 【請求項9】 請求項1乃至8の何れか一つに記載のア
    ルモホスファートガラスにおいて、V2 5 の含有量が
    0.001乃至0.05重量%であることを特徴とする
    アルモホスファートガラス。
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