JPH03197336A - 耐候性に優れたフッ化物ガラス及びその製造方法 - Google Patents
耐候性に優れたフッ化物ガラス及びその製造方法Info
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- JPH03197336A JPH03197336A JP33485889A JP33485889A JPH03197336A JP H03197336 A JPH03197336 A JP H03197336A JP 33485889 A JP33485889 A JP 33485889A JP 33485889 A JP33485889 A JP 33485889A JP H03197336 A JPH03197336 A JP H03197336A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は耐候性に優れたフッ化物ガラス及びその製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
［従来の技術〕
フッ化物ガラスは可視から赤外域まで広い波長域で透過
性を有する材料で、赤外透過用の光ファイバー、レンズ
等の用途が期待されている。フッ化物ガラスとしてはＺ
ｒＦ４− ＢａＦｇ系ガラス（特公昭５８−２１７３号
公報）やＡＩＦ、を主成分とするガラス系（特公昭６２
−５９０６６号公報）、またＺｒＦ４− ＡＩＦｓ系の
ガラス（特開昭６２−２７５０３９号公報）が知られて
いる。
性を有する材料で、赤外透過用の光ファイバー、レンズ
等の用途が期待されている。フッ化物ガラスとしてはＺ
ｒＦ４− ＢａＦｇ系ガラス（特公昭５８−２１７３号
公報）やＡＩＦ、を主成分とするガラス系（特公昭６２
−５９０６６号公報）、またＺｒＦ４− ＡＩＦｓ系の
ガラス（特開昭６２−２７５０３９号公報）が知られて
いる。
［発明の解決しようとする課題］
しかしながら前述のフッ化物ガラスはいずれも耐候性が
悪（、高温多湿の環境に置かれると、表面から水分が拡
散し、ＯＨ結合を作り、失透してしまうという欠点を有
していた。耐候性はＺｒＦ４− ＢａＦｘ系ガラス＞
ＺｒＦ４− ＡＩＦＩ系ガラス〉ＡｌＦ３を主成分とす
るガラス、の順に悪く、最も良いＡＩＦ、系ガラスの場
合でも通常の板ガラスに用いられているソーダライムガ
ラスに比べて１／１０程度であり、いずれのガラスも実
用には適さなかった。
悪（、高温多湿の環境に置かれると、表面から水分が拡
散し、ＯＨ結合を作り、失透してしまうという欠点を有
していた。耐候性はＺｒＦ４− ＢａＦｘ系ガラス＞
ＺｒＦ４− ＡＩＦＩ系ガラス〉ＡｌＦ３を主成分とす
るガラス、の順に悪く、最も良いＡＩＦ、系ガラスの場
合でも通常の板ガラスに用いられているソーダライムガ
ラスに比べて１／１０程度であり、いずれのガラスも実
用には適さなかった。
［課題を解決するための手段］
本発明は、フッ化物ガラスにイオンビームを照射し、フ
ッ化物ガラス表面の組成、物性等を変化させ、表面にフ
ッ化物ガラスの持つ光学特性を損なわず、かつ耐候性に
優れた物質の層を形成する方法、即ち、フッ化物ガラス
にイオンビームを照射することにより、フッ化物ガラス
表面の組成を変化させ、該フッ化物ガラス表面に耐候性
に優れた改質の層を形成することを特徴とする耐候性に
優れたフッ化物ガラスの製造方法を提供するものである
。
ッ化物ガラス表面の組成、物性等を変化させ、表面にフ
ッ化物ガラスの持つ光学特性を損なわず、かつ耐候性に
優れた物質の層を形成する方法、即ち、フッ化物ガラス
にイオンビームを照射することにより、フッ化物ガラス
表面の組成を変化させ、該フッ化物ガラス表面に耐候性
に優れた改質の層を形成することを特徴とする耐候性に
優れたフッ化物ガラスの製造方法を提供するものである
。
本発明に用いるフッ化物ガラスとしてはＺｒＦ＜−Ｂａ
Ｆｉ系ガラス、 ＡＩＦａ系ガラス、 ＺｒＦ４−Ａｌ
Ｆ３系のガラスが挙げられる。また、本発明で用いるイ
オンビームは酸素、窒素、アルゴン、その他金属イオン
ビームが挙げられる。かかるイオンビームをフッ化物ガ
ラスに照射し、ガラス表層を改質する。その際、改質さ
れてできる物質は主としてイオンの加速電圧、ビーム電
流により変化する。したがって求める改質物質を形成す
るために、フッ化物ガラスとイオンビームのそれぞれの
組合せに対して条件を厳密にコントロールしなければな
らない。イオンビームの加速電圧は０．５ｋＶ 〜３０
ｋＶ、ビーム電流はＣｍ２当り０．１μ八〜２０μＡが
適当である。加速電圧が０．５ｋＶより小さいとイオン
はガラス内部に打ち込まれず、また、３０ｋＶより大き
いとイオンはガラスの表面近傍より深奥に打込まれてし
まい、いずれの場合も表層に改質層、例えばＺｒ０ｔを
主成分とする膜が形成されない。またビーム電流がＣｍ
”当り０．１μＡよりも小さいとイオン、例えば酸素イ
オンの数が少ないため改質層（ｅｘ。
Ｆｉ系ガラス、 ＡＩＦａ系ガラス、 ＺｒＦ４−Ａｌ
Ｆ３系のガラスが挙げられる。また、本発明で用いるイ
オンビームは酸素、窒素、アルゴン、その他金属イオン
ビームが挙げられる。かかるイオンビームをフッ化物ガ
ラスに照射し、ガラス表層を改質する。その際、改質さ
れてできる物質は主としてイオンの加速電圧、ビーム電
流により変化する。したがって求める改質物質を形成す
るために、フッ化物ガラスとイオンビームのそれぞれの
組合せに対して条件を厳密にコントロールしなければな
らない。イオンビームの加速電圧は０．５ｋＶ 〜３０
ｋＶ、ビーム電流はＣｍ２当り０．１μ八〜２０μＡが
適当である。加速電圧が０．５ｋＶより小さいとイオン
はガラス内部に打ち込まれず、また、３０ｋＶより大き
いとイオンはガラスの表面近傍より深奥に打込まれてし
まい、いずれの場合も表層に改質層、例えばＺｒ０ｔを
主成分とする膜が形成されない。またビーム電流がＣｍ
”当り０．１μＡよりも小さいとイオン、例えば酸素イ
オンの数が少ないため改質層（ｅｘ。
ＺｒＯ２を主成分とする膜）は形成されず、また、２０
μＡよりも大きいとイオンビームによるスパッタ効果が
起き、ガラス表面は削られていってしまう。
μＡよりも大きいとイオンビームによるスパッタ効果が
起き、ガラス表面は削られていってしまう。
かかる表面改質層は、表面から１００人程度の深さまで
形成されていれば、優れた耐候性を得られるので好まし
い。
形成されていれば、優れた耐候性を得られるので好まし
い。
フッ化物ガラスの耐候性をさらに向上させるために、イ
オンビームにより表面改質を行なったフッ化物ガラスの
上にさらにＡｌＮ等、耐候性に優れた薄膜をコーティン
グしても良い。その際のコーティングの方法としては、
例えばスパッタリング法、蒸着法、イオンブレーティン
グ法等の物理的方法、ＣＶＤ法等の化学的方法が用いら
れる。
オンビームにより表面改質を行なったフッ化物ガラスの
上にさらにＡｌＮ等、耐候性に優れた薄膜をコーティン
グしても良い。その際のコーティングの方法としては、
例えばスパッタリング法、蒸着法、イオンブレーティン
グ法等の物理的方法、ＣＶＤ法等の化学的方法が用いら
れる。
また、フッ化物ガラスの耐候性をさらに向上させる方法
として、表面改質を行なったフッ化物ガラスに混水剤を
塗布するのも良い。これにより、フッ化物ガラスの劣化
の主な原因である水をガラス表面から遠ざける事ができ
る。イオンビームにより表面改質を行なったフッ化物ガ
ラスの上にさらに耐候性に優れた薄膜、例えば上述のＡ
ｌＮＩＦＪをコーティングし、その上にさらに混水剤を
塗布すれば、耐候性はさらに向上する。
として、表面改質を行なったフッ化物ガラスに混水剤を
塗布するのも良い。これにより、フッ化物ガラスの劣化
の主な原因である水をガラス表面から遠ざける事ができ
る。イオンビームにより表面改質を行なったフッ化物ガ
ラスの上にさらに耐候性に優れた薄膜、例えば上述のＡ
ｌＮＩＦＪをコーティングし、その上にさらに混水剤を
塗布すれば、耐候性はさらに向上する。
［作用］
本発明においては、ガラス表面に成膜したり塗布したり
する場合とは異なり、改質層はガラス内部に形成される
ため、改質層とガラス母体との密着性は極めて強く、フ
ッ化物ガラスの耐候性が大幅に改善される。
する場合とは異なり、改質層はガラス内部に形成される
ため、改質層とガラス母体との密着性は極めて強く、フ
ッ化物ガラスの耐候性が大幅に改善される。
また、イオン照射条件、照射時間を調節する事により、
改質層の厚さを調節することができるので、改質層がフ
ッ化物ガラスの光学特性を損なう物質であっても、その
厚さを薄くすることにより、その影響を最小限に押える
ことができる。
改質層の厚さを調節することができるので、改質層がフ
ッ化物ガラスの光学特性を損なう物質であっても、その
厚さを薄くすることにより、その影響を最小限に押える
ことができる。
［実施例］
実施例Ｉ
ＺｒＦ、５３モル％、 ＢａＦ＊２０モル％、 ＬａＦ
ｓ４モル％、 ＡＩＦｇ３モル％、 ＮａＦ ２０モル
％からなるフッ化物ガラス（サンプルＢとする）を真空
容器内に設置した。次に真空容器を２ Ｘ １０−’Ｔ
ｏｒｒの真空度まで排気した。続いて酸素イオンビーム
な上記フッ化物ガラスの両面に１５分間照射した。
ｓ４モル％、 ＡＩＦｇ３モル％、 ＮａＦ ２０モル
％からなるフッ化物ガラス（サンプルＢとする）を真空
容器内に設置した。次に真空容器を２ Ｘ １０−’Ｔ
ｏｒｒの真空度まで排気した。続いて酸素イオンビーム
な上記フッ化物ガラスの両面に１５分間照射した。
ビームの加速電圧は５ｋＶ、ビーム電流はｃｍ”当９１
０μＡとした。その結果、フッ化物ガラス表面近傍に厚
さ１００人のＺｒＯ□を主成分とする改質層が形成され
た（サンプルＡとする）。
０μＡとした。その結果、フッ化物ガラス表面近傍に厚
さ１００人のＺｒＯ□を主成分とする改質層が形成され
た（サンプルＡとする）。
このようにして作成されたフッ化物ガラス（サンプルＡ
）と、未処理のフッ化物ガラス（サンプルＢ）に対して
、耐候性試験（６０℃、相対湿度９５％の環境に放置）
を行なったところ、第１図に示すように本発明のサンプ
ルＡは、５０時間放置しても耐候性試験前（曲線Ａ）と
試験後（曲線Ｂ）とで透過率の変化がほとんどな（、耐
候性が大幅に改善されていることがわかった。これに対
して未処理のサンプルＢは耐候性試験前（曲線１）に対
して、０．５時間放置後（曲線２）、１時間放置後（曲
線３）、２時間放置後（曲線４）、著しく透過率が低下
しているのが認められた。
）と、未処理のフッ化物ガラス（サンプルＢ）に対して
、耐候性試験（６０℃、相対湿度９５％の環境に放置）
を行なったところ、第１図に示すように本発明のサンプ
ルＡは、５０時間放置しても耐候性試験前（曲線Ａ）と
試験後（曲線Ｂ）とで透過率の変化がほとんどな（、耐
候性が大幅に改善されていることがわかった。これに対
して未処理のサンプルＢは耐候性試験前（曲線１）に対
して、０．５時間放置後（曲線２）、１時間放置後（曲
線３）、２時間放置後（曲線４）、著しく透過率が低下
しているのが認められた。
実施例２
ＡＩＦｓ ３５．０モル％、ＹＦｓ １３．０モル％、
ＭｇＦｚ８．７モル％、 ＣａＦｚ ２６．０モル％
、 ＳｒＦ、 ８．７モル％、 ＢａＦｚ ８゜７モル
％からなるフッ化物ガラス（サンプルＣとする）を真空
容器内に設置し、２ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの真空度ま
で排気した。続いて酸素イオンビーム（加速電圧１０ｋ
Ｖ、ビーム電流７μＡ／ｃｍ”）を照射し、表面に約１
００人の改質層が形成されたサンプルＤを得た。
ＭｇＦｚ８．７モル％、 ＣａＦｚ ２６．０モル％
、 ＳｒＦ、 ８．７モル％、 ＢａＦｚ ８゜７モル
％からなるフッ化物ガラス（サンプルＣとする）を真空
容器内に設置し、２ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの真空度ま
で排気した。続いて酸素イオンビーム（加速電圧１０ｋ
Ｖ、ビーム電流７μＡ／ｃｍ”）を照射し、表面に約１
００人の改質層が形成されたサンプルＤを得た。
別に、サンプルＣを真空容器内に設置し、同様に排気し
、続いて窒素イオンビーム（加速電圧１０ｋＶ、ビーム
電流７ μＡ ７ｃｍ” ）を照射し、表面に約１００
人の改質層が形成されたサンプルＥを得た。
、続いて窒素イオンビーム（加速電圧１０ｋＶ、ビーム
電流７ μＡ ７ｃｍ” ）を照射し、表面に約１００
人の改質層が形成されたサンプルＥを得た。
又、別に、サンプルＣを真空容器内に設置し、同様に排
気し、続いてアルゴンイオンビーム（加速電圧１０ｋＶ
、ビーム電流７μＡ／ｃｍ”）を照射し、表面に約１０
０人の改質層が形成されたサンプルＥを得た。
気し、続いてアルゴンイオンビーム（加速電圧１０ｋＶ
、ビーム電流７μＡ／ｃｍ”）を照射し、表面に約１０
０人の改質層が形成されたサンプルＥを得た。
サンプルＤ−Ｆは未処理のサンプルＣとほとんど同じ透
過率特性を有していた。
過率特性を有していた。
このようにして作成されたサンプルＤ−Ｆ及び未処理の
サンプルＣに対して実施例１と同様の耐候性試験を行な
ったところ、サンプルＤ〜Ｆは、実施例１のサンプルＡ
と同様に、５０時間放置しても耐候性試験前後で透過率
変化ははとのと認められず、優れた耐候性を有している
ことがわかった。
サンプルＣに対して実施例１と同様の耐候性試験を行な
ったところ、サンプルＤ〜Ｆは、実施例１のサンプルＡ
と同様に、５０時間放置しても耐候性試験前後で透過率
変化ははとのと認められず、優れた耐候性を有している
ことがわかった。
これに対してサンプルＣは、耐候性試験により著しく透
過率が低下しているのが認められた。
過率が低下しているのが認められた。
［発明の効果］
本発明はフッ化物ガラスの耐候性を大幅に改善させる。
また。改質層とガラス母体との密着性が極めて良いので
改質層を薄（することができ、たとえ改質層がフッ化物
ガラスの光学特性を損なうものであっても、その影響を
最少限に押えることができる。
改質層を薄（することができ、たとえ改質層がフッ化物
ガラスの光学特性を損なうものであっても、その影響を
最少限に押えることができる。
第１図、及び第２図はそれぞれは本発明のＺｒＯ□の改
質層付きフッ化物ガラスと未処理のフッ化物ガラスにつ
いての耐候性テスト前後の透過率を示すグラフである。 第１ 目
質層付きフッ化物ガラスと未処理のフッ化物ガラスにつ
いての耐候性テスト前後の透過率を示すグラフである。 第１ 目
Claims (9)
- １．フッ化物ガラスにイオンビームを照射することによ
り、フッ化物ガラス表面の組成を変化させ、表面に耐候
性に優れた改質層を形成することを特徴とする耐候性に
優れたフッ化物ガラスの製造方法。 - ２．フッ化物ガラスに、酸素イオン、窒素イオン、アル
ゴンイオンのうち少なくとも１種のイオンビームを照射
することを特徴とする請求項１記載の耐候性に優れたフ
ッ化物ガラスの製造方法。 - ３．イオンビームの加速電圧が０．５〜３０ｋＶ，ビー
ム電流が０．１〜２０μＡ／ｃｍ＾２のイオンビームを
照射することを特徴とする請求項１又は２記載の耐候性
に優れたフッ化物ガラスの製造方法。 - ４．フッ化物ガラスが、ＺｒＦ＿４及びＡｌＦ＿３のう
ち少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求
項１〜３いずれか１項記載の耐候性に優れたフッ化物ガ
ラスの製造方法。 - ５．酸素、窒素、アルゴンのうち少なくとも１種のイオ
ンビームを照射することによって、表面から１００Å以
上の深さまで形成された改質層を有することを特徴とす
る耐候性に優れたフッ化物ガラス。 - ６．フッ化物ガラスが、ＺｒＦ＿４及びＡｌＦ＿３のう
ち少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求
項５記載の耐候性に優れたフッ化物ガラス。 - ７．ＺｒＦ＿４−ＢａＦ＿２系フッ化物ガラスであって
、酸素イオンビームを照射することによって、 表面から１００Å以上の深さまで形成されたＺｒＯ＿２
を主成分とする改質層を有することを特徴とする請求項
６記載の耐候性に優れたフッ化物ガラス。 - ８．上記改質層上に、ＡｌＮ薄膜が形成されていること
を特徴とする請求項５〜７いずれか１項記載の耐候性に
優れたフッ化物ガラス。 - ９．露出表面が撥水剤で被覆されていることを特徴とす
る請求項５〜８いずれか１項記載の耐候性に優れたフッ
化物ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33485889A JPH03197336A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 耐候性に優れたフッ化物ガラス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33485889A JPH03197336A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 耐候性に優れたフッ化物ガラス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03197336A true JPH03197336A (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=18282008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33485889A Pending JPH03197336A (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 耐候性に優れたフッ化物ガラス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03197336A (ja) |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP33485889A patent/JPH03197336A/ja active Pending
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