JPH0357059B2 - - Google Patents
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Description
本発明は急速退色フオトクロミツクガラスに関
する。 フオトクロミツクもしくはフオトトロピツクガ
ラスすなわち一般には紫外線に暴露された時に変
色し（暗くなり）、化学線が除去された時には元
の状態に戻るガラスは約20年前に米国特許第
3208860号に開示された。 今日までフオトクロミツクガラスの最も広汎な
使用は、度つきレンズおよび度ないしレンズとし
ての眼鏡レンズの分野においてである。 眼科製品の製造用に設計されたガラスに必要と
される基本的な化学および物理特性を保持したま
ま改良されたフオトクロミツク特性を示すガラス
組成を発明しようとする研究が数多く行なわれて
きた。 米国特許第4190451号に記載されるように、よ
り低い視感透過率まで暗黒化しより迅速に退色し
比較的温度依存性の低いガラスから度つきレンズ
が製造された。 前記米国特許第4190451号に開示されるような
フオトクロミツクガラス製レンズは従来の、すな
わち非フオトクロミツク眼科レンズの製造法と同
様な以下の方法で製造された。すなわちガラスブ
ランクをプレスした後、このブランクを研削し研
磨することにより予め定められた度数とする。こ
のガラスブリンクは予め定められた条件で熱処理
し、フオトクロミツク特性を発現させる。 米国特許第4018965号および第4130437号は度な
しフオトクロミツクレンズ例えばサングラスが前
記の研削および研磨による度つきレンズの成形を
経ることなく製造され得ることを開示している。
これら２つの特許は両方ともガラス板に圧伸成形
することができる潜在的なフオトクロミツクガラ
ス組成を開示している。潜在的なフオトクロミツ
クという表現はシートに成形された段階ではほと
んど非フオトクロミツクであるが、適当な熱処理
が行なわれた後にはフオトクロミツク特性を発現
するガラスを意味する。 上記各特許に開示されるガラス組成の液相線粘
度は104ポイズ以上、通常は104〜106ポイズであ
り、このガラス組成は104〜106ポイズのガラス粘
度に対応する温度において白金金属および高温耐
火セラミツク物質と接触した際には矢透に対する
長期安定性を示す。ここで定義された矢透に対す
る長期安定性とは30日間の接触後にガラスと金属
もしくは耐火物質との間の界面に厚さ10ミクロン
以上の結晶層が生じないことを意味する。好まし
いシート成形方法は米国特許第3338696号および
第3682609号に記載されるような白金もしくは高
温耐火セラミツク物質から加工することが可能な
引落し溶融管の使用を伴うものであるため、この
耐結晶化性が必要とされる。したがつて、この方
法は他の工業的に使用される板ガラス圧伸成形法
と同様にガラス製品成形用の従来のプレス工程に
おける非常に速い急冷を必要としない。このた
め、曇りが無く高度に暗黒化する潜在的なフオト
クロミツクガラスの実現性には本質的に不確実さ
が伴なう。 前記各特許のガラスは約1.3.〜1.7mm厚のシート
とした場合に連邦食品および医薬品管理局
（FDA）が定めた眼鏡レンズ安全規準に従うよう
に化学的強化することが可能である。 米国特許第4130437号の好ましい潜在的なフオ
トクロミツクガラス組成は、米国特許第4088470
号に開示されるように、熱処理してフオトクロミ
ツク特性を生じさせると同時に望ましい曲率の眼
鏡レンズが製造されるように型中でたわませるこ
とができる。この特性はシート成形適性と共にサ
ングラスレンズの迅速かつ経済的な加工を可能と
する要因である。 米国特許第4168339号はマイクロシート、すな
わち、0.25〜0.5mmの板ガラスの形状にあるフオ
トクロミツクガラスの製造に関するものである。 米国特許第4358542号も前述の流出引落し圧伸
成形溶融管を使用するシート形状のフオトクロミ
ツクガラスが製造に関するものである。必要に応
じて、このガラスは熱処理してフオトクロミツク
特性を誘発すると同時に適当な曲率の眼鏡レンズ
ブランクを形成するように型中でたわませること
が可能である。 特開昭54−139624号には約２mm厚において、以
下の(a)〜(e)のようなフオトクロミツク作用 (a) 約20℃において、化学線の存在下で、例えば
晴天の屋外太陽光の下で、40％よりも低い透過
率に暗黒化し、化学線から除去された後５分後
に透過率単位で少なくとも30パーセントの透過
率が退色し、化学線から除去された後２時間以
内に80％以上の透過率に退色し、 (b) 約40℃において、化学線の存在下で、例えば
晴天の屋外太陽光の下で、55％よりも低い透過
率に暗黒化し、化学線から除去された後５分後
に透過率単位で少なくとも25パーセントの透過
率が退色し、化学線から除去された後２時間以
内に80％以上の透過率に退色し、 (c) 約−18℃において、化学線の存在下で、例え
ば晴天の屋外太陽光の下で、15％よりも低い透
過率に暗黒化せず、 (d) 望ましいフオトクロミツク特性を維持したま
までテンパリングあるいは化学的強化法によつ
て強化されることが可能であり、 (e) 望ましいフオトクロミツク特性を失うことが
なく屈折率調整が可能な組成を有すること。 を示す透明なフオトクロミツクガラスが開示され
ており、その組成は主として、酸化物換算の重量
パーセントで０乃至2.5％のLI2O、０乃至９％の
Na2O、０乃至17％のK2O、０乃至６％のCs2O、
14乃至23％のB2O3、５乃至25％のAl2O3、０乃至
25％のP2O3、20乃至65％のSiO2、0.004乃至0.02
％のCuO、0.15乃至0.3％のAg、0.1乃至0.25％の
Clおよび0.1乃至0.2％のBr（但しLi2O＋Na2O＋
K2O＋Cs2Oは８乃至20％である）から成る。 「フオトグレイエクストラ」（PHOTOGRAY
EXTRA）という商標で市販されているレンズは
前記組成範囲に含まれるものである。 前記各特許に記載されたガラスの初期の透明化
した視感透過率は約90％である。例えばCoO、
Cr2O3、Fe2O3、MnO2、NiO、およびV2O5等の
遷移金属酸化物および／もしくは例えばEr2O3、
Ho2O3、Nd2O3、およびPr2O3等の希土類酸化物
等、様々な着色剤を基礎ガラス組成に添加すると
初期の透明化した視感透過率は60％付近の値にま
で減少する。使用される着色剤の量は非常に少な
いため、このような添加によつても前記各ガラス
のフオトクロミツク特性はほとんど影響されな
い。 前記ガラスのフオトクロミツク特性は最初のフ
オトクロミツクレンズよりかなり改良されたもの
であるが、より深い暗黒化および迅速な退色に対
する要求は常に存在している。そして前述よう
に、このような改良されたフオトクロミツク特性
を有するガラスはまた通常の方法で製造、販売お
よび着用することができるような従来の眼科レン
ズに備わつた化学および物理特性を示すガラスで
なればならない。これらの特性にはFDAの眼鏡
レンズ安全規準を満たすように化学的に強化可能
であること、および度つきレンズの場合には適当
な屈折率を有することが含まれる。 本発明の目的はフオトクロミツク特性が改良さ
れ、かつ化学的強化が可能であるガラスを提供す
ることである。 本発明によるフオトクロミツクガラスの示す初
期視感透過率は（着色剤が含まれない場合）約90
％であり、室温（約25℃）における化学線（紫外
線）暴露後の1.5〜２mmでの透過率は25％未満で
あり、室温における退色速度は５分後に透過率を
少なくとも35％、場合によつては50％近く増加さ
せる速度である。40℃における1.5〜２mm厚の前
記ガラスは化学線に暴露すると視感透過率35％未
満、時には30％未満に暗黒化し、その退色速度は
５分後に透過率が40％以上、しばしば50％より多
く増加するような速度である。０℃における1.5
〜２mm厚の前記ガラス化学線に暴露した際の視感
透過率は15％より大であり、いくつかの組成物に
おいては20％より大である。 本発明によるガラスに科学的強化技術を適用す
ると破壊係数が30000psiより大となり、35000psi
という値も測定された。 「フオトグレイエクストラ」レンズのフオトク
ロミツク特性を更に改良しようとする組成の研究
において、そのLi2O含有を2.5重量％より大、好
ましくは2.75重量％より大である値まで増加する
ことにより退色速度が急激に増大するが、同時に
ガラスの暗黒化能が大幅に劣化することが本発明
者により認められた。本発明によるガラス改良さ
れたフオトクロミツク特性は、Li2O含量の高い
ガラス中に約0.1〜0.15重量％のPbOを添加する
ことにより、高Li2O含量により付与されるより
速い退色速度を維持しつつ、ガラスの暗黒化能を
回復、および向上することさえ可能であるという
本発明者の知見に基づくものである。 すなわち、前記組成中にPbOが含有されない場
合、前記ガラスの退色速度は非常に速いが、暗黒
化した視感透過率を50％未満とすることは困難で
ある。しかしながら、PbOを過剰な量とすること
は以下の２つの理由により避けねばならない。 (a) 暗黒化状態におけるガラスの色調が無彩灰色
から望ましくない赤〜紫に変化すること、およ
び、 (b) ガラスの退色速度が激減すること。 また、必要な溶融および成形特性と眼科レンズ
に望まれる化学および物理特性を示すガラスを開
発するためには他の基礎ガラス成分、特に他のア
ルカリ金属含量について様々な変更が行なわれな
ければならない。すなわち本発明者の知見によれ
ば、基礎ガラス中において「アルカリバランス」
を維持しなければならない。例えば「フオトグレ
イエクストラ」レンズにおいてはLi2O、Na2O、
およびK2Oの各含量は約６陽イオン％として存在
するようにし、これら３成分の合計は約18陽イオ
ン％となるようにする。 これに対して、本発明によるガラスのLi2O含
量は約3.5重量％以下であり、「フオトグレイエク
ストラ」レンズに使用されるものとほぼ同様な基
礎ガラス組成に混合された場合には約8.5〜10.5
陽イオン％のレベルになる。Li2O含量が約3.5重
量％を越えると溶融矢透が問題となる。K2Oはガ
ラス中のハロゲン化銀結晶の有効な発達を促進し
ガラス暗黒化を高める上でNa2Oよりも効果的で
あるため、Li2O含量が増加することによつて通
常Na2O含量は減少する。したがつて、本発明に
よる組成物中のNa2O含量は約0.5〜2.5重量％す
なわち約0.75〜３陽イオン％である。またK2O含
量は約５〜７重量％すなわち約5.5〜6.5陽イオン
％である。 要約すれば本発明によるガラスは主として、ガ
ラス中の分析値として表わされる「フオトクロミ
ツク要素」すなわちAg、Cl、Br、およびCuOを
除いては酸化物換算の重量％で表わされる以下の
成分 SiO2 56−60 B2O3 18−21 Al2O3 ６−９ Li2O ＞2.5−3.5 Na2O 0.5−2.5 K2O ５−７ ZrO2 3.75−５ TiO2 ０−３ PbO 0.1−0.15 Ag ＞0.15−0.25 Cl 0.2−0.35 Br 0.075−0.15 CuO 0.004−0.02 から成る。 一般にガラスの屈折率はZrO2とTiO2もしくは
ZrO2のみの含有量により調整される。さらに必
要であれば従来のガラス着色剤を従来の量でガラ
ス組成に添加しガラスを着色させることも可能で
ある。しかしながら、着色剤の必要量は極めて少
ないため、ガラスのフオトクロミツク特性はほと
んど影響されない。また、放射スペクトルの近紫
外領域における透過を減少させるために0.5％以
下のCeO2を前記組成中に添加することもできる。 必要とされるフオトクロミツク特性を示すガラ
ス製品の製造法は以下の３段階、 (1) 適当な組成のガラス形成バツチ溶融する段
階、 (2) 前記溶融物を冷却しながら、必要な形状のガ
ラス製品に成形する段階、および (3) 前記ガラス製品を十分な時間約650°〜675℃
の温度に加熱しフオトクロミツク特性を発現さ
せる段階 から成る。 以下、好ましい実施例により、本発明を詳細に
説明する。 表１は本発明の組成上のパラメータを説明する
ガラス群を酸化物換算の重量％で表わすものであ
る。各成分の合計は100に近似するため、表示さ
れた各値はあらゆる実用目的において重量％と見
なして良い。ハロゲン化物はどの陽イオンと結合
するか知られていないため、従来のガラス分析法
に従つて各ハロゲン化物としてのみ記録されてい
る。また、銀の値は極めて小さいため、金属銀と
してのみ記載されている。カツコ内の値は特定の
成分に対する蛍光Ｘ線測定による分析値を示す。
基礎ガラス成分の揮発はほとんど無視して良い。
する。 フオトクロミツクもしくはフオトトロピツクガ
ラスすなわち一般には紫外線に暴露された時に変
色し（暗くなり）、化学線が除去された時には元
の状態に戻るガラスは約20年前に米国特許第
3208860号に開示された。 今日までフオトクロミツクガラスの最も広汎な
使用は、度つきレンズおよび度ないしレンズとし
ての眼鏡レンズの分野においてである。 眼科製品の製造用に設計されたガラスに必要と
される基本的な化学および物理特性を保持したま
ま改良されたフオトクロミツク特性を示すガラス
組成を発明しようとする研究が数多く行なわれて
きた。 米国特許第4190451号に記載されるように、よ
り低い視感透過率まで暗黒化しより迅速に退色し
比較的温度依存性の低いガラスから度つきレンズ
が製造された。 前記米国特許第4190451号に開示されるような
フオトクロミツクガラス製レンズは従来の、すな
わち非フオトクロミツク眼科レンズの製造法と同
様な以下の方法で製造された。すなわちガラスブ
ランクをプレスした後、このブランクを研削し研
磨することにより予め定められた度数とする。こ
のガラスブリンクは予め定められた条件で熱処理
し、フオトクロミツク特性を発現させる。 米国特許第4018965号および第4130437号は度な
しフオトクロミツクレンズ例えばサングラスが前
記の研削および研磨による度つきレンズの成形を
経ることなく製造され得ることを開示している。
これら２つの特許は両方ともガラス板に圧伸成形
することができる潜在的なフオトクロミツクガラ
ス組成を開示している。潜在的なフオトクロミツ
クという表現はシートに成形された段階ではほと
んど非フオトクロミツクであるが、適当な熱処理
が行なわれた後にはフオトクロミツク特性を発現
するガラスを意味する。 上記各特許に開示されるガラス組成の液相線粘
度は104ポイズ以上、通常は104〜106ポイズであ
り、このガラス組成は104〜106ポイズのガラス粘
度に対応する温度において白金金属および高温耐
火セラミツク物質と接触した際には矢透に対する
長期安定性を示す。ここで定義された矢透に対す
る長期安定性とは30日間の接触後にガラスと金属
もしくは耐火物質との間の界面に厚さ10ミクロン
以上の結晶層が生じないことを意味する。好まし
いシート成形方法は米国特許第3338696号および
第3682609号に記載されるような白金もしくは高
温耐火セラミツク物質から加工することが可能な
引落し溶融管の使用を伴うものであるため、この
耐結晶化性が必要とされる。したがつて、この方
法は他の工業的に使用される板ガラス圧伸成形法
と同様にガラス製品成形用の従来のプレス工程に
おける非常に速い急冷を必要としない。このた
め、曇りが無く高度に暗黒化する潜在的なフオト
クロミツクガラスの実現性には本質的に不確実さ
が伴なう。 前記各特許のガラスは約1.3.〜1.7mm厚のシート
とした場合に連邦食品および医薬品管理局
（FDA）が定めた眼鏡レンズ安全規準に従うよう
に化学的強化することが可能である。 米国特許第4130437号の好ましい潜在的なフオ
トクロミツクガラス組成は、米国特許第4088470
号に開示されるように、熱処理してフオトクロミ
ツク特性を生じさせると同時に望ましい曲率の眼
鏡レンズが製造されるように型中でたわませるこ
とができる。この特性はシート成形適性と共にサ
ングラスレンズの迅速かつ経済的な加工を可能と
する要因である。 米国特許第4168339号はマイクロシート、すな
わち、0.25〜0.5mmの板ガラスの形状にあるフオ
トクロミツクガラスの製造に関するものである。 米国特許第4358542号も前述の流出引落し圧伸
成形溶融管を使用するシート形状のフオトクロミ
ツクガラスが製造に関するものである。必要に応
じて、このガラスは熱処理してフオトクロミツク
特性を誘発すると同時に適当な曲率の眼鏡レンズ
ブランクを形成するように型中でたわませること
が可能である。 特開昭54−139624号には約２mm厚において、以
下の(a)〜(e)のようなフオトクロミツク作用 (a) 約20℃において、化学線の存在下で、例えば
晴天の屋外太陽光の下で、40％よりも低い透過
率に暗黒化し、化学線から除去された後５分後
に透過率単位で少なくとも30パーセントの透過
率が退色し、化学線から除去された後２時間以
内に80％以上の透過率に退色し、 (b) 約40℃において、化学線の存在下で、例えば
晴天の屋外太陽光の下で、55％よりも低い透過
率に暗黒化し、化学線から除去された後５分後
に透過率単位で少なくとも25パーセントの透過
率が退色し、化学線から除去された後２時間以
内に80％以上の透過率に退色し、 (c) 約−18℃において、化学線の存在下で、例え
ば晴天の屋外太陽光の下で、15％よりも低い透
過率に暗黒化せず、 (d) 望ましいフオトクロミツク特性を維持したま
までテンパリングあるいは化学的強化法によつ
て強化されることが可能であり、 (e) 望ましいフオトクロミツク特性を失うことが
なく屈折率調整が可能な組成を有すること。 を示す透明なフオトクロミツクガラスが開示され
ており、その組成は主として、酸化物換算の重量
パーセントで０乃至2.5％のLI2O、０乃至９％の
Na2O、０乃至17％のK2O、０乃至６％のCs2O、
14乃至23％のB2O3、５乃至25％のAl2O3、０乃至
25％のP2O3、20乃至65％のSiO2、0.004乃至0.02
％のCuO、0.15乃至0.3％のAg、0.1乃至0.25％の
Clおよび0.1乃至0.2％のBr（但しLi2O＋Na2O＋
K2O＋Cs2Oは８乃至20％である）から成る。 「フオトグレイエクストラ」（PHOTOGRAY
EXTRA）という商標で市販されているレンズは
前記組成範囲に含まれるものである。 前記各特許に記載されたガラスの初期の透明化
した視感透過率は約90％である。例えばCoO、
Cr2O3、Fe2O3、MnO2、NiO、およびV2O5等の
遷移金属酸化物および／もしくは例えばEr2O3、
Ho2O3、Nd2O3、およびPr2O3等の希土類酸化物
等、様々な着色剤を基礎ガラス組成に添加すると
初期の透明化した視感透過率は60％付近の値にま
で減少する。使用される着色剤の量は非常に少な
いため、このような添加によつても前記各ガラス
のフオトクロミツク特性はほとんど影響されな
い。 前記ガラスのフオトクロミツク特性は最初のフ
オトクロミツクレンズよりかなり改良されたもの
であるが、より深い暗黒化および迅速な退色に対
する要求は常に存在している。そして前述よう
に、このような改良されたフオトクロミツク特性
を有するガラスはまた通常の方法で製造、販売お
よび着用することができるような従来の眼科レン
ズに備わつた化学および物理特性を示すガラスで
なればならない。これらの特性にはFDAの眼鏡
レンズ安全規準を満たすように化学的に強化可能
であること、および度つきレンズの場合には適当
な屈折率を有することが含まれる。 本発明の目的はフオトクロミツク特性が改良さ
れ、かつ化学的強化が可能であるガラスを提供す
ることである。 本発明によるフオトクロミツクガラスの示す初
期視感透過率は（着色剤が含まれない場合）約90
％であり、室温（約25℃）における化学線（紫外
線）暴露後の1.5〜２mmでの透過率は25％未満で
あり、室温における退色速度は５分後に透過率を
少なくとも35％、場合によつては50％近く増加さ
せる速度である。40℃における1.5〜２mm厚の前
記ガラスは化学線に暴露すると視感透過率35％未
満、時には30％未満に暗黒化し、その退色速度は
５分後に透過率が40％以上、しばしば50％より多
く増加するような速度である。０℃における1.5
〜２mm厚の前記ガラス化学線に暴露した際の視感
透過率は15％より大であり、いくつかの組成物に
おいては20％より大である。 本発明によるガラスに科学的強化技術を適用す
ると破壊係数が30000psiより大となり、35000psi
という値も測定された。 「フオトグレイエクストラ」レンズのフオトク
ロミツク特性を更に改良しようとする組成の研究
において、そのLi2O含有を2.5重量％より大、好
ましくは2.75重量％より大である値まで増加する
ことにより退色速度が急激に増大するが、同時に
ガラスの暗黒化能が大幅に劣化することが本発明
者により認められた。本発明によるガラス改良さ
れたフオトクロミツク特性は、Li2O含量の高い
ガラス中に約0.1〜0.15重量％のPbOを添加する
ことにより、高Li2O含量により付与されるより
速い退色速度を維持しつつ、ガラスの暗黒化能を
回復、および向上することさえ可能であるという
本発明者の知見に基づくものである。 すなわち、前記組成中にPbOが含有されない場
合、前記ガラスの退色速度は非常に速いが、暗黒
化した視感透過率を50％未満とすることは困難で
ある。しかしながら、PbOを過剰な量とすること
は以下の２つの理由により避けねばならない。 (a) 暗黒化状態におけるガラスの色調が無彩灰色
から望ましくない赤〜紫に変化すること、およ
び、 (b) ガラスの退色速度が激減すること。 また、必要な溶融および成形特性と眼科レンズ
に望まれる化学および物理特性を示すガラスを開
発するためには他の基礎ガラス成分、特に他のア
ルカリ金属含量について様々な変更が行なわれな
ければならない。すなわち本発明者の知見によれ
ば、基礎ガラス中において「アルカリバランス」
を維持しなければならない。例えば「フオトグレ
イエクストラ」レンズにおいてはLi2O、Na2O、
およびK2Oの各含量は約６陽イオン％として存在
するようにし、これら３成分の合計は約18陽イオ
ン％となるようにする。 これに対して、本発明によるガラスのLi2O含
量は約3.5重量％以下であり、「フオトグレイエク
ストラ」レンズに使用されるものとほぼ同様な基
礎ガラス組成に混合された場合には約8.5〜10.5
陽イオン％のレベルになる。Li2O含量が約3.5重
量％を越えると溶融矢透が問題となる。K2Oはガ
ラス中のハロゲン化銀結晶の有効な発達を促進し
ガラス暗黒化を高める上でNa2Oよりも効果的で
あるため、Li2O含量が増加することによつて通
常Na2O含量は減少する。したがつて、本発明に
よる組成物中のNa2O含量は約0.5〜2.5重量％す
なわち約0.75〜３陽イオン％である。またK2O含
量は約５〜７重量％すなわち約5.5〜6.5陽イオン
％である。 要約すれば本発明によるガラスは主として、ガ
ラス中の分析値として表わされる「フオトクロミ
ツク要素」すなわちAg、Cl、Br、およびCuOを
除いては酸化物換算の重量％で表わされる以下の
成分 SiO2 56−60 B2O3 18−21 Al2O3 ６−９ Li2O ＞2.5−3.5 Na2O 0.5−2.5 K2O ５−７ ZrO2 3.75−５ TiO2 ０−３ PbO 0.1−0.15 Ag ＞0.15−0.25 Cl 0.2−0.35 Br 0.075−0.15 CuO 0.004−0.02 から成る。 一般にガラスの屈折率はZrO2とTiO2もしくは
ZrO2のみの含有量により調整される。さらに必
要であれば従来のガラス着色剤を従来の量でガラ
ス組成に添加しガラスを着色させることも可能で
ある。しかしながら、着色剤の必要量は極めて少
ないため、ガラスのフオトクロミツク特性はほと
んど影響されない。また、放射スペクトルの近紫
外領域における透過を減少させるために0.5％以
下のCeO2を前記組成中に添加することもできる。 必要とされるフオトクロミツク特性を示すガラ
ス製品の製造法は以下の３段階、 (1) 適当な組成のガラス形成バツチ溶融する段
階、 (2) 前記溶融物を冷却しながら、必要な形状のガ
ラス製品に成形する段階、および (3) 前記ガラス製品を十分な時間約650°〜675℃
の温度に加熱しフオトクロミツク特性を発現さ
せる段階 から成る。 以下、好ましい実施例により、本発明を詳細に
説明する。 表１は本発明の組成上のパラメータを説明する
ガラス群を酸化物換算の重量％で表わすものであ
る。各成分の合計は100に近似するため、表示さ
れた各値はあらゆる実用目的において重量％と見
なして良い。ハロゲン化物はどの陽イオンと結合
するか知られていないため、従来のガラス分析法
に従つて各ハロゲン化物としてのみ記録されてい
る。また、銀の値は極めて小さいため、金属銀と
してのみ記載されている。カツコ内の値は特定の
成分に対する蛍光Ｘ線測定による分析値を示す。
基礎ガラス成分の揮発はほとんど無視して良い。
【表】
バツチ物質は調合され、均質な溶融の達成を助
けるためにボールミル中で混合された後、約
1400°〜1450℃で作動される実験室規模の連続溶
融装置中に供給された。溶融物からレンズブラン
クがプレスされ、425℃で作動されうる徐冷器に
直ちに移された。 前記ブランクを表２に記載された条件に従つて
熱処理しフオトクロミツク特性を発現させた後、
研削し研磨することにより約1.5〜２mm厚とし、
さらに「フオトグレイエクスラ」レンズに通常使
用される化学的強化技術、すなわち60重量％の
KNO3および40重量％から成る400℃の溶融塩浴
中に16時間浸漬することを適用した。浴から除去
した後、前記標本を冷却し、固着する前記塩を水
道水で洗い流した後、強度およびフオトクロミツ
ク特性の測定を行なつた。 ガラス技術における従来の測定方法を用いて測
定される破壊係数は35000psiを超える値であつ
た。バビネの補償板を用いる偏光顕微鏡の使用に
より観察された表面圧縮層の厚さは0.762mmを超
えていた。 本発明によるフオトクロミツクガラスは主とし
てスペクトルの紫外線領域および短可視領域から
の放射によつて活性化されるが、経験によれば紫
外線ランプを用いて得た試験データと戸外で太陽
光線を用いて測定された値の相関は低い。したが
つて、戸外での太陽暴露とより良く相関されるた
めに「太陽光シユミレーター」が使用された。 米国特許第4125775号に記載された太陽光シユ
ミレーター装置は特に紫外、青色、および赤色領
域において太陽スペクトルに近似するようにスペ
クトル出力を変化させるためのフイルターが取り
つけられた150ワツトキセノンアーク光源から成
る。スペクトルの赤外領域は、太陽の幅射照度に
等しい幅射照度を与えるがその領域のスペクトル
分布には大きな影響を及ぼさない充分な厚さの水
の層によつて弱められる。 前記アーク光源の強度は、暗黒化の量がニユー
ヨーク州コーニング（気団値は約1.06である）に
おいて雲のない夏の日の正午に屋外で暗黒化され
た、「フオトグレイ」レンズランクを含む数種の
市販フオトクロミツクガラスの暗黒化の量と等し
くなるように調整された。広範囲の組成を有する
多数の試験的なフオトクロミツクガラスもまた太
陽光シミユレータおよび屋外太陽光の両方で試験
された。得られた２つのデータを比較した場合、
２つのデータは全体にわたつて良く一致してい
た。 暗黒化した試験の透過率を連続的に監視するた
めに、各試料はPIN型シリコン光ダイオードによ
つて検出されるタングステンハロゲンランプから
のチヨツプされた光源によつて試験された。PIN
型シリコン光ダイオードの出力はロツクイン増幅
器によつて検波された。CIEによつて規定されて
いるように、標準光源Ｃのもとで人間の眼の視感
レスポンスに近似させるために合成カラーフイル
ターが光源中に設置された。 この装置は自動的な試料交換、温度選択、測定
操作進行、およびデータの収集、保管、換算なら
びに修正をするためにデジタルクウイツプメント
社（Digital Equipment Corporation、
Waynard、Massachusetts）から市販されている
PDP−11／04コンピユーターに接続され、測定
者の手間が最小にされた。 本発明書においては、ガラスの視感透過率は標
準光源Ｃを利用する1931CIE三色測定法のＹ値と
して表わされる。この測定法および光源はA.C.
ハーデイ氏によつて「測色法便覧」（Handbook
of Colorimetry、Technology Press、M.I.T.、
Cambridge、Massachusetts（1936））中に述べら
れている。 表２に試料の厚さ、試料が暴露された温度、
T0で示される太陽光シユミレータ暴露以前にお
ける試料の初期透過率、TD10で示される太陽光シ
ユミレータに10分間暴露した後における試料の透
過率、および△TF5で示される太陽光シミユレー
ター暴露停止５分後における退色率を記載する。
表２はまた「フオトグレイエクストラ」レンズの
試料について測定された同様のデータも記載して
いる。 例４，５および「フオトグレイエクストラ」レ
ンズと例１〜３および６は比較することにより、
ガラスのフオトクロミツク特性に対するLi2Oの
影響が明らかとなる。PbOを含有しない例７は必
要とされる程度まで暗黒化しないが非常に急速に
退色する。例３は本発明における最も好ましい組
成である。
けるためにボールミル中で混合された後、約
1400°〜1450℃で作動される実験室規模の連続溶
融装置中に供給された。溶融物からレンズブラン
クがプレスされ、425℃で作動されうる徐冷器に
直ちに移された。 前記ブランクを表２に記載された条件に従つて
熱処理しフオトクロミツク特性を発現させた後、
研削し研磨することにより約1.5〜２mm厚とし、
さらに「フオトグレイエクスラ」レンズに通常使
用される化学的強化技術、すなわち60重量％の
KNO3および40重量％から成る400℃の溶融塩浴
中に16時間浸漬することを適用した。浴から除去
した後、前記標本を冷却し、固着する前記塩を水
道水で洗い流した後、強度およびフオトクロミツ
ク特性の測定を行なつた。 ガラス技術における従来の測定方法を用いて測
定される破壊係数は35000psiを超える値であつ
た。バビネの補償板を用いる偏光顕微鏡の使用に
より観察された表面圧縮層の厚さは0.762mmを超
えていた。 本発明によるフオトクロミツクガラスは主とし
てスペクトルの紫外線領域および短可視領域から
の放射によつて活性化されるが、経験によれば紫
外線ランプを用いて得た試験データと戸外で太陽
光線を用いて測定された値の相関は低い。したが
つて、戸外での太陽暴露とより良く相関されるた
めに「太陽光シユミレーター」が使用された。 米国特許第4125775号に記載された太陽光シユ
ミレーター装置は特に紫外、青色、および赤色領
域において太陽スペクトルに近似するようにスペ
クトル出力を変化させるためのフイルターが取り
つけられた150ワツトキセノンアーク光源から成
る。スペクトルの赤外領域は、太陽の幅射照度に
等しい幅射照度を与えるがその領域のスペクトル
分布には大きな影響を及ぼさない充分な厚さの水
の層によつて弱められる。 前記アーク光源の強度は、暗黒化の量がニユー
ヨーク州コーニング（気団値は約1.06である）に
おいて雲のない夏の日の正午に屋外で暗黒化され
た、「フオトグレイ」レンズランクを含む数種の
市販フオトクロミツクガラスの暗黒化の量と等し
くなるように調整された。広範囲の組成を有する
多数の試験的なフオトクロミツクガラスもまた太
陽光シミユレータおよび屋外太陽光の両方で試験
された。得られた２つのデータを比較した場合、
２つのデータは全体にわたつて良く一致してい
た。 暗黒化した試験の透過率を連続的に監視するた
めに、各試料はPIN型シリコン光ダイオードによ
つて検出されるタングステンハロゲンランプから
のチヨツプされた光源によつて試験された。PIN
型シリコン光ダイオードの出力はロツクイン増幅
器によつて検波された。CIEによつて規定されて
いるように、標準光源Ｃのもとで人間の眼の視感
レスポンスに近似させるために合成カラーフイル
ターが光源中に設置された。 この装置は自動的な試料交換、温度選択、測定
操作進行、およびデータの収集、保管、換算なら
びに修正をするためにデジタルクウイツプメント
社（Digital Equipment Corporation、
Waynard、Massachusetts）から市販されている
PDP−11／04コンピユーターに接続され、測定
者の手間が最小にされた。 本発明書においては、ガラスの視感透過率は標
準光源Ｃを利用する1931CIE三色測定法のＹ値と
して表わされる。この測定法および光源はA.C.
ハーデイ氏によつて「測色法便覧」（Handbook
of Colorimetry、Technology Press、M.I.T.、
Cambridge、Massachusetts（1936））中に述べら
れている。 表２に試料の厚さ、試料が暴露された温度、
T0で示される太陽光シユミレータ暴露以前にお
ける試料の初期透過率、TD10で示される太陽光シ
ユミレータに10分間暴露した後における試料の透
過率、および△TF5で示される太陽光シミユレー
ター暴露停止５分後における退色率を記載する。
表２はまた「フオトグレイエクストラ」レンズの
試料について測定された同様のデータも記載して
いる。 例４，５および「フオトグレイエクストラ」レ
ンズと例１〜３および６は比較することにより、
ガラスのフオトクロミツク特性に対するLi2Oの
影響が明らかとなる。PbOを含有しない例７は必
要とされる程度まで暗黒化しないが非常に急速に
退色する。例３は本発明における最も好ましい組
成である。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主として、ガラス中の分析値として表わされ
るAg、Br、ClおよびCuOを除いては酸化物換算
として、重量％で表わされる以下の成分、 SiO2 56−60 Al2O3 ６−９ B2O3 18−21 Li2O ＞2.5−3.5 Na2O 0.5−2.5 K2O ５−７ ZrO2 3.75−５ PbO 0.1−0.15 Ag ＞0.15−0.25 Cl 0.2−0.35 Br 0.075−0.15 CuO 0.004−0.02 CeO2 ０−0.5 から成り、圧縮層を0.762mm以上として破壊係数
が35000psi以上となるように化学的に強化するこ
とが可能であり、断面が約1.5〜３mmとして存在
する際には以下のフオトクロミツク特性、 (a) 着色しない場合には透明化した視感透過率が
約90％であり、 (b) 着色しない場合には40℃における暗黒化した
視感透過率が35％未満であり、40℃における退
色速度は５分後に視感透過率を40％以上増加さ
せるような速度であり、 (c) 着色しない場合には25℃における暗黒化した
視感透過率が25％未満であり、25℃における退
色速度は５分後に視感透過率を35％以上増加さ
せるような速度であり、かつ (d) ０℃における暗黒化した視感透過率が15％よ
り大であること を示すことを特徴とするフオトクロミツクガラ
ス。 ２ ガラス中の分析値として表わされるAg、
Br、ClおよびCuOを除いては酸化物換算として、
重量％の近似値で表わされる以下の成分、 SiO2 58.9 B2O3 20.0 Al2O3 7.17 Li2O 3.12 Na2O 0.78 K2O 5.89 ZrO2 3.86 PbO 0.12 Ag 0.175 Cl 0.24 Br 0.09 CuO 0.011 から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のフオトクロミツクガラス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/418,971 US4407966A (en) | 1982-09-16 | 1982-09-16 | Very fast fading photochromic glass |
| US418971 | 1982-09-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983958A JPS5983958A (ja) | 1984-05-15 |
| JPH0357059B2 true JPH0357059B2 (ja) | 1991-08-30 |
Family
ID=23660279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58168094A Granted JPS5983958A (ja) | 1982-09-16 | 1983-09-12 | 急速退色フオトクロミツクガラス |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4407966A (ja) |
| EP (1) | EP0104052B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5983958A (ja) |
| KR (1) | KR900006114B1 (ja) |
| CA (1) | CA1190426A (ja) |
| DE (1) | DE3362320D1 (ja) |
| ES (1) | ES525598A0 (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4549894A (en) * | 1984-06-06 | 1985-10-29 | Corning Glass Works | Ultraviolet absorbing photochromic glass of low silver content |
| US4550087A (en) * | 1984-09-13 | 1985-10-29 | Corning Glass Works | Photochromic comfort glasses |
| FR2584706B1 (fr) * | 1985-07-11 | 1991-08-16 | Corning Glass Works | Verre photochromique a eclaircissement rapide |
| US4608349A (en) * | 1985-11-12 | 1986-08-26 | Corning Glass Works | Photochromic glass compositions for lightweight lenses |
| US5212120A (en) * | 1991-06-10 | 1993-05-18 | Corning Incorporated | Photosensitive glass |
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