JPH0834638A - 紫外線を吸収する透明ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 厚さが２ｍｍのときに380 ｎｍの紫外線の透
過を１％以下に制限する眼鏡用途に適したガラスを提供
する。 【構成】 65％−72％のＳｉＯ₂ 、３％−８％のＢ₂ Ｏ
₃ 、0.5 ％−５％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、６％−12％のＮａ
₂ Ｏ、６％−12％のＫ₂ Ｏ、０％−４％のＣａＯ、０％
−４％のＺｎＯ、および4.8 ％−７％のＦｅ₂ Ｏ₃ から
実質的になる。ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの合計が15％−
21％であり、ＣａＯ＋ＺｎＯの合計が１％−５％であ
る。図１において、Ａ（0.3139、0.3791）、Ｃ（0.316
8、0.4278）、Ｄ（0.3394、0.4061）、Ｅ（0.3267、0.3
668）、Ａ（0.3139、0.3791）の各点を頂点として形成
される多角形に囲まれる領域を緑色と定義し、18％−32
％の範囲の純度および554 ｎｍ−564 ｎｍの範囲の主波
長を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は紫外線を吸収する緑色ま
たは茶色のサングラス用透明ガラスに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、目を明るい日光にさらすと目に悪
い影響がでることが政府機関および民間機関によりさか
んに言われている。その悪い影響は、主に放射線スペク
トルの紫外線部分の波長に目をさらすことによるもので
ある。そのために、ガラス製造メーカーは、紫外線の透
過を実質的に防止するサングラス用のガラス組成物を設
計することに積極的になっている。米国特許第5,256,60
7 号および同第5,268,335 号は、そのようなガラス組成
物の製造に関するものである。

【０００３】米国特許第5,268,335 号にはまた、コーニ
ング社（ニューヨーク州、コーニング）から市販されて
いる、無彩灰色を有し、厚さが２ｍｍの場合に380 ｎｍ
の紫外線の透過を１％以下に制限するガラスが開示され
ている。コーニグコード８０１５と称するそのガラス
は、酸化物基準の重量パーセントで表して、68.14 ％の
ＳｉＯ₂ 、0.51％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、8.81％のＮａ₂ Ｏ、9.
71％のＫ₂ Ｏ、6.76％のＺｎＯ、5.54％のＦｅ₂ Ｏ₃ 、
0.021 ％のＣｏ₃ Ｏ₄ 、0.126 ％のＮｉＯ、および0.11
1 ％のＡｓ₂ Ｏ₃ から実質的になる。

【０００４】望ましい色調の茶色または緑色を有し、十
分な厚さの表面圧縮層を設けることによりかなりの程度
まで化学的に強化でき、厚さが２ｍｍの場合に380 ｎｍ
の紫外線の透過を１％以下に制限する眼鏡用途に適した
ガラスが要望されている。

【０００５】化学的に強化できる茶色または緑色の眼鏡
用のガラスまたは他の用途のガラスがガラス業界で知ら
れている。コーニング社から市販されているコーニング
コード８０７９と称するガラスは、上述したガラスの例
として挙げられるものである。そのガラスは、酸化物基
準の重量パーセントで表して、65.4％のＳｉＯ₂ 、7.0
％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、13.9％のＮａ₂ Ｏ、2.6 ％のＫ₂ Ｏ、
6.0 ％のＣａＯ、3.0％のＺｎＯ、0.25％のＴｉＯ₂ 、
0.28％のＦｅ₂ Ｏ₃ 、0.48％のＮｉＯ、0.40％のＶ₂ Ｏ
₅ 、0.10％のＡｓ₂ Ｏ₃ 、および0.60％のＳｂ₂ Ｏ₃ か
ら実質的になる。比較的高レベルのＮｉＯと低レベルの
Ｆｅ₂ Ｏ₃ とを組み合わせることにより、ガラスは茶色
くなる。しかしながら、困ったことに、波長380 ｎｍの
紫外線の透過率が30％を越える値となってしまう。

【０００６】放射線スペクトルの紫外線領域の波長を強
力に吸収する茶色の眼鏡用ガラスがＢ−１５の名称で、
ボシュロム（ニューヨーク州、ロチェスター）から市販
されている。そのガラスは、酸化物基準の重量パーセン
トで表した近似組成で、69.1％のＳｉＯ₂ 、0.49％のＡ
ｌ₂ Ｏ₃ 、8.2 ％のＮａ₂ Ｏ、9.8 ％のＫ₂ Ｏ、６．１
％のＺｎＯ、５．８ ％のＦｅ₂ Ｏ₃ 、0.11％のＮｉ
Ｏ、0.046 ％のＳｅ、および0.40％のＡｓ₂ Ｏ₃ からな
る。そのガラスの歪点（strain point）は非常に低いの
で（すなわち、約435 ℃）、市販の標準白色クラウンガ
ラスの塩槽（the standard commercial white crown gl
ass salt bath ）内においてそのガラスを化学的に強化
する際、すなわち、450 ℃に保たれている溶融ＫＮＯ₃
の槽中に２時間から16時間の範囲の時間に亘りそのガラ
スを浸漬する際に、ガラスに問題が発生してしまう。塩
槽中のカリウムイオンがガラス表面にあるナトリウムイ
オンとイオン交換されることによってもたらされる化学
的強化を効果的に行なうためには、ガラスの歪点が塩槽
の温度よりも高くなければならない。この場合、ガラス
の歪点は450 ℃よりも高くなければならない。

【０００７】緑色を有するガラスもまた知られている。
例えば、「Coloured Glasses」、Dawson´s of Pall Ma
ll、（ロンドン、1959）、Ｗ．Ａ．ウェイルには、緑色
のガラスを製造する際にクロム、コバルト、銅、バナジ
ウムおよびプラセオジウムのイオンを使用することが記
載されており、またガラス中のＦｅ⁺²イオンおよびＦｅ
⁺³イオンの組合せにより得られる、緑色の色調を含む色
調ついて考察がなされている。

【０００８】米国特許第2,937,952 号（スミス等）に
は、眼鏡用途に適した緑色のガラスが開示されている。
ここでは、2.8 ％−５％のＦｅ₂ Ｏ₃ を含有させること
により、ガラスを緑色にしている。上記特許は、鉄の合
計量をＦｅ₂ Ｏ₃ 換算で示しているものの、この鉄はＦ
ｅ⁺²およびＦｅ⁺³の両方の形態で存在していることが確
認されていることを注記している。そのガラスは、重量
パーセントで表して、65％−75％のＳｉＯ₂ 、７％−10
％のＮａ₂ Ｏ、７％−10％のＫ₂ Ｏ、５％−８％のＣａ
Ｏ、２％−４％のＭｇＯ、および2.8 ％−５％のＦｅ₂
Ｏ₃ から実質的になり、ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの合計
が15.5％−17.5％であり、ＣａＯ＋ＭｇＯの合計が７％
−10.5％である。

【０００９】前記米国特許第5,268,335 号には、多量の
ＣａＯがガラス組成物中に存在する場合、塩槽中に含ま
れるカリウムイオンとガラス表面に存在するナトリウム
イオンとの間で行なわれるイオン交換が阻害されること
が説明されている。そのようなＣａＯの作用のために、
比較的長期間に亘りイオン交換を行なった後でさえも表
面圧縮層の厚さが薄くなり、当初は機械強度の改善がみ
られるものの、実際の使用に伴ってガラスの表面が酷使
される結果、機械強度は著しく減少してしまう。スミス
等により記載されるガラスは多量のＣａＯを含有してい
る。

【００１０】コーニング社から市販されているコーニン
グコード８０５３のガラスは、緑色を有し、放射線スペ
クトルの紫外線領域の波長を強力に吸収する。このガラ
スにおいては、その色と紫外線吸収性は、主にガラス中
に高レベルの鉄が含まれていることによるものである。
そのガラスは、酸化物基準の重量パーセントで表して、
67.0％のＳｉＯ₂ 、7.5 ％のＢ₂ Ｏ₃ 、2.0 ％のＡｌ₂
Ｏ₃ 、2.4 ％のＮａ₂Ｏ、13.1％のＫ₂ Ｏ、2.5 ％のＺ
ｎＯ、1.0 ％のＴｉＯ₂ 、および5.1 ％のＦｅ₂ Ｏ₃ か
ら実質的になる。

【００１１】あいにくガラス中のＮａ₂ Ｏの含有量が少
ないので、市販の標準白色クラウンガラス塩槽内でガラ
スを化学的に強化する際、すなわち、450 ℃に保たれて
いる溶融ＫＮＯ₃ の槽中に２時間から16時間の範囲の時
間に亘りそのガラスを浸漬する際、そのようなガラスは
都合良くない。すなわち、ガラス表面には、塩槽からの
Ｋ⁺ イオンの間でイオン交換を行なって十分な厚さの表
面圧縮層を形成するためにはＮａ⁺ イオンが不十分であ
る。

【００１２】ショットグラスワーク（ドイツ、メイン
ツ）から市販されているガラスＲＢ−３は、緑色を有
し、放射線スペクトルの紫外線領域を非常に強力に吸収
する。前記コーニングコード８０５３のガラスと同様
に、このガラスの色および紫外線吸収性は、主にガラス
組成に高レベルの鉄が含まれていることによるものであ
る。このガラスの組成は、酸化物基準の重量パーセント
で表して、72.6％のＳｉＯ₂、、0.54％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、1
0.6％のＮａ₂ Ｏ、6.0 ％のＫ₂ Ｏ、4.4 ％のＣａＯ、
0.12％のＡｓ₂ Ｏ₃ 、および5.76％のＦｅ₂ Ｏ₃ から実
質的になる。

【００１３】このガラスは化学的強化を行なうに際して
２つの点で問題がある。このガラスは、多量のＣａＯを
含有し、450 ℃より低い歪点を有している。化学的強化
の基礎をなすイオン交換反応にＣａＯが及ぼす阻害効果
は、上述のとおりである。表面圧縮層を形成させるため
に、ガラスの歪点は塩層の温度よりも高くなければなら
ない。この場合、ガラスの歪点は450 ℃よりも高くなけ
ればならない。そうでなければ、その槽の温度がガラス
の歪点より高いために、ガラス表面が弛緩されて圧縮応
力がガラス内に蓄積しなくなってしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、望ましい色調
である茶色または緑色を有し、十分な厚さの表面圧縮層
を設けることによりかなりの程度まで化学的に強化で
き、厚さが２ｍｍの場合に380 ｎｍの紫外線の透過を１
％未満に制限する眼鏡用途に適したガラスが要望されて
いる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記に鑑みて、本発明
は、波長380 ｎｍの紫外線に対して１％未満の透過率を
有し、1.523 の屈折率を有し、化学的に強化できる、眼
鏡用途に適した茶色のガラス並びに緑色のガラスを提供
する。茶色のガラスは、580 ｎｍ−588 ｎｍの範囲の主
波長および48％−70％の範囲の純度を有する。また、緑
色のガラスは、554 ｎｍ−564 ｎｍの範囲の主波長およ
び18％−32％の範囲の純度を有する。それらのガラスは
1.523 の屈折率を有し、化学的に強化し得る。

【００１６】すなわち、本発明は、２ｍｍの厚さで380
ｎｍの波長を有する紫外線を１％未満しか透過させない
緑色の透明ガラスであって、酸化物基準の重量パーセン
トで表して、65％−72％のＳｉＯ₂ 、３％−８％のＢ₂
Ｏ₃ 、0.5 ％−５％のＡｌ₂Ｏ₃ 、６％−12％のＮａ₂
Ｏ、６％−12％のＫ₂ Ｏ、０％−４％のＣａＯ、０％−
４％のＺｎＯ、および4.8 ％−７％のＦｅ₂ Ｏ₃ から実
質的になり、ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの合計が15％−21
％であり、ＣａＯ＋ＺｎＯの合計が１％−５％であり、
色度座標においてｘを横軸に、ｙを縦軸にとったとき
に、Ａ（0.3139、0.3791）、Ｃ（0.3168、0.4278）、Ｄ
（0.3394、0.4061）、Ｅ（0.3267、0.3668）、Ａ（0.31
39、0.3791）の各点を頂点として形成される多角形に囲
まれる領域を緑色と定義し（図１参照）、18％−32％の
範囲の純度および554 ｎｍ−564 ｎｍの範囲の主波長を
有することを特徴とするガラスを提供する。

【００１７】本発明はまた、２ｍｍの厚さで380 ｎｍの
波長を有する紫外線を１％未満しか透過しない茶色の透
明ガラスであって、酸化物基準の重量パーセントで表し
て、65％−72％のＳｉＯ₂ 、３％−８％のＢ₂ Ｏ₃ 、６
％−10％のＮａ₂ Ｏ、７％−12％のＫ₂ Ｏ、０％−４％
のＡｌ₂ Ｏ₃ 、０％−5.5 ％のＣａＯ、０％−４％のＺ
ｎＯ、３％−５％のＦｅ₂ Ｏ₃ 、0.01％−２％のＳｅ、
および０％−0.12％のＮｉＯから実質的になり、ここで
Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの合計が15％−20％であり、ＣａＯ＋
ＺｎＯの合計が２％−5.5 ％であり、色度座標において
ｘを横軸に、ｙを縦軸にとったときに、Ａ′（0.4075、
0.3977）、Ｂ′（0.4520、0.4353）、Ｄ′（0.4875、0.
4002）、Ｆ′（0.4317、0.3748）、Ａ′（0.4075、0.39
77）の各点を頂点として形成される多角形に囲まれる領
域が緑色と定義し（図２参照）、48％−70％の範囲の純
度および580 ｎｍ−588 ｎｍの範囲の主波長を有するこ
とを特徴とするガラスを提供する。

【００１８】ここで、「から実質的になる」という表現
は、ガラスの基本的特性および新規な特性に実質的に影
響を及ぼさない成分であればガラス組成に含んでもさし
つかえないことを意味する。通常、そのような成分の含
有量の合計は約５％未満程度である。

【００１９】米国特許第5,268,335 号に説明されている
ように、仕上げ作業により発生する廃水中に放出される
亜鉛の濃度を減少させようとする圧力が光学および眼科
関係の研究所に対して高まっている。そのため、ＺｎＯ
を一部または全てのＣａＯの代替として用いることがで
きるにもかかわらず、上述した環境に関する問題のため
だけでなく、ＺｎＯ含有ガラス溶融物の場合、その溶融
中の酸化還元条件にはより厳しいコントロールが必要と
されるために、この特許の好ましいガラスは実質的にＺ
ｎＯを含まない組成を有している。ここで、「実質的に
ＺｎＯを含まない」とは、ガラス組成中にＺｎＯ含有材
料を意図的には実質的に含ませないことを意味する。

【００２０】また、米国特許第5,268,335 号に説明され
ているように、通常ガラス組成中にＣａＯが存在する
と、塩槽中のカリウムイオンとガラス表面にあるナトリ
ウムイオンとの間で行なわれるイオン交換を阻害するこ
とが観察されている。そのようなＣａＯの作用のため
に、比較的長期間に亘りイオン交換を行なった後でさえ
も表面圧縮層の厚さが薄くなり、当初は機械強度の改善
がみられるものの、実際の使用に伴ってガラスの表面が
酷使される結果、機械強度は著しく減少してしまう。極
めて驚いたことに、薄い圧縮層を生じるという通常は起
こる現象が本発明のガラスにおいては見られなかったの
で、本発明のガラスに含まれる多量のＣａＯは、化学的
に強化し得るという性質に悪影響を与えないようであ
る。Ｂ₂ Ｏ₃ が含まれるために、望ましい厚さの表面圧
縮層を得ようとする際にある程度の影響があるものと考
えられる。

【００２１】コーニングコード８０５３のガラスと比較
すると、本発明の緑色のガラスは、Ｋ₂ Ｏの一部をＮａ
₂ Ｏで代替し、ＺｎＯの代わりにＣａＯを用い、ＴｉＯ
₂ を除去して所望の緑色を持たせたことにより得られた
ガラスである。一般的に、Ｎａ₂ ＯとＫ₂ Ｏのレベルは
ほぼ等しいのが好ましい。

【００２２】ショット社のＲＢ−３ガラスと比較する
と、本発明の緑色のガラスは多量のＢ₂ Ｏ₃ を含有して
おり、本発明のガラスの歪点が確実に460 ℃より高くな
るように、残りの成分のレベル、特にＮａ₂ ＯおよびＫ
₂ Ｏのレベルが調節されている。

【００２３】上述したコーニングコード８０５３のガラ
スについて検討すると、そのガラスは茶色を有し、化学
的に強化できるものであるが、今日のサングラス市場に
おいては紫外線の透過率が大きすぎることが分かった。
ボシュロム社のガラスＢ−１５についても検討すると、
そのガラスの紫外線の透過レベルを減少させるのに、コ
ーニングコード８０７９のガラスに使用されている酸化
鉄よりもずっと高レベルの酸化鉄を含有させる必要があ
ることが指摘できる。所望の色を持たせるため並びに紫
外線を吸収させるために高レベルの酸化鉄を用いる場
合、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、お
よび／または酸化亜鉛のいずれかを除去することにより
屈折率を1.523 に調節しなければならない。酸化鉄によ
ってアルカリ土類金属酸化物および／または酸化亜鉛を
代替すると、歪点の温度がきわめて急激に下がってしま
う。前述したように、ガラス中のナトリウムイオンを45
0 ℃に保っている溶融ＫＮＯ₃ の標準槽内のカリウムイ
オンで置換することを用いた適切なイオン交換による強
化を行なうために、そのガラスは450 ℃より高い歪点を
有さなければならない。本発明のガラスは少なくとも46
0 ℃よりも高い歪点を有している。

【００２４】酸化鉄によりコーニングコード８０７９の
ガラスに含まれるアルカリ金属酸化物成分の一部を置換
したら、化学的強化を行なうのに十分な程高い歪点を有
するガラスが製造された。しかしながら、そのような置
換を行なうと、溶融温度領域における粘度が高くて溶融
するのが難しいガラスが作られてしまう。溶融と成形に
関する問題の生じることが予測されるため、並びにより
高い溶融温度が必要となるためにセレニウムが過剰に揮
発するため、そのような手法は断念した。

【００２５】本発明の茶色のガラスは、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｚ
ｎＯの代替として酸化鉄（Ｆｅ₂ Ｏ₃ として表した）を
含むこと、ＣａＯの含有量をわずかに減少させたこと、
並びに有意量のＢ₂ Ｏ₃ を含有することにより生じたも
のである。

【００２６】酸化ヒ素またはアルカリ金属塩化物とアル
カリ金属臭化物との組合せを、本発明の緑色のガラスの
清澄剤として用いることができる。例えば、約0.5 ％ま
での添加量のＡｓ₂ Ｏ₃ 、または合計で約1.5 ％までの
量の塩化物と臭化物との組合せ（１％までの塩化物と0.
5 ％までの臭化物からなる）が清澄剤用途にきわめて満
足なものであることが分かった。この後者の組合せを使
用することにより、よりいっそう還元されたガラスが作
られることが分かる。したがって、バッチ材料における
酸化鉄の比率を調節することにより、例えば、バッチ材
料において酸化鉄（＋３価）に対するシュウ酸鉄の比率
を調節することにより、不都合な点を補正しなければな
らない。

【００２７】酸化ヒ素または塩化ナトリウムと臭素ナト
リウムとの組合せを、本発明の茶色のガラスにおける清
澄剤として用いることができる。この後者の組合せを用
いると、よりいっそう還元されたガラスができる。しか
しながら、バッチ材料において酸化鉄の比率を調節する
ことにより、例えば、バッチ材料において酸化鉄（＋３
価）に対するシュウ酸鉄の比率を調節することにより、
上記のような不都合を補正することができる。

【００２８】前述したように、ガラス中に含まれる鉄の
合計含有量をＦｅ₂ Ｏ₃ 換算で記載しているが、そのガ
ラス中にはＦｅ⁺²イオンとＦｅ⁺³イオンの両方が存在す
ることが分かっている。したがって、鉄をガラス着色剤
として用い場合、ガラスに所望の色合いを出すために、
ガラスの酸化状態をコントロールしなければならない。
図１は、光源Ｃによる従来の三刺激色彩計を用いて測定
した、色度座標（ｘ、ｙ）の「カラーボックス」を示す
ものである。所望の緑色が図面の区域Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ａ内にあり、好ましいガラスは区域Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｆ、Ａ
内の色を有する。これから分かるように、ベースガラス
では、主波長は、18％−32％の範囲の純度において554
ｎｍ−564 ｎｍの範囲に及んでいる。好ましいガラスで
は、主波長は、18％−26％の範囲の純度において554 ｎ
ｍ−560 ｎｍの範囲に及んでいる。

【００２９】より好ましい緑色のガラスは、酸化物基準
の重量パーセントで表して、66％−72％のＳｉＯ₂ 、３
％−７％のＢ₂ Ｏ₃ 、0.5 ％−４％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、６％
−11％のＮａ₂ Ｏ、６％−11％のＫ₂ Ｏ、１％−４％の
ＣａＯ、および５％−７％のＦｅ₂ Ｏ₃ から実質的にな
り、ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの合計が15％−20％であ
る。

【００３０】Ｆｅ₂ Ｏ₃ を３重量パーセント以上の含有
量で用いると、ガラスははっきりした緑色を呈するもの
となる。所望の茶色をガラスに持たせるためには、２重
量パーセントまでの量でセレニウムを含有させる。この
ガラスにニッケル（ＮｉＯで表示）を添加することによ
り、その色を調節することができる。図２は、光源Ｃに
よる従来の三刺激色彩計を用いて測定した、色度座標
（ｘ、ｙ）の「カラーボックス」を示すものである。所
望の茶色が図面の区域Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′、Ｅ′、
Ｆ′、Ａ′内にあり、好ましいガラスは区域Ｃ′、
Ｄ′、Ｅ′、Ｇ′、Ｃ′内の色を有する。したがって、
ベースガラスでは、主波長は、48％−70％の範囲の純度
において580 ｎｍ−588 ｎｍの範囲に及んでいる。好ま
しいガラスでは、主波長は、54％−70％の範囲の純度に
おいて584 ｎｍ−588 ｎｍの範囲に及んでいる。一般的
に、ガラス中に含まれるＫ₂ ＯのレベルはＮａ₂ Ｏのレ
ベルよりも高く維持される。

【００３１】最も好ましい茶色のガラスは、ＺｎＯを実
質的に含まず、酸化物基準の重量パーセントで表して、
66％−71％のＳｉＯ₂ 、３％−６％のＢ₂ Ｏ₃ 、７％−
10％のＮａ₂ Ｏ、８％−11％のＫ₂ Ｏ、0.25％−２％の
Ａｌ₂ Ｏ₃ 、2.5 ％−５％のＣａＯ、３％−５％のＦｅ
₂ Ｏ₃ 、0.03％−0.5 ％のＳｅ、および0.01％−0.1％
のＮｉＯから実質的になり、ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの
合計が16％−20％である。

【００３２】

【実施例】以下、実施例を参照して本発明をより詳細に
説明する。

【００３３】表ＩおよびＩＡは、本発明の実施例を示
す、酸化物基準の重量部で表したいくつかの基礎ガラス
組成を列記している。しかしながら、個々の成分の合計
がほぼ100 であるので、列記した値を重量パーセントと
みなしてもさしつかえない。ガラスを調製する実際のバ
ッチ成分は、ともに溶融したときに、適切な比率で所望
の酸化物に転化される、酸化物または他の化合物のいず
れの材料であってもよい。これを説明すると、Ｎａ₂ Ｃ
Ｏ₃ およびＫ₂ ＣＯ₃ を、それぞれ、Ｎａ₂ ＯおよびＫ
₂ Ｏの供給源とすることができる。

【００３４】バッチ成分を配合して、均一な溶融物を得
るためにともに完全に混合し、白金るつぼに装填した。
るつぼを約1450℃で運転している炉に導入し、約４時間
に亘りバッチを溶融した。それにより得た溶融物をスチ
ール型に注ぎ入れて、約25.4ｃｍ×10.2ｃｍ×1.3 ｃｍ
（10インチ×４インチ×0.5 インチ）の寸法を有する矩
形のガラススラブを製造した。そのガラススラブを約52
0 ℃で運転しているアニーラーに直ちに移した。

【００３５】軟化点、アニーリング点、歪点、線熱膨張
係数（25℃−300 ℃の範囲）、密度、および屈折率を測
定するために、アニーリングしたガラススラブから試験
用試料を切り取った。380 ｎｍの波長での色度および透
過率の測定は、２ｍｍ厚の研磨したプレートについて行
なった。

【００３６】上記記載は研究所レベルの溶融技術および
成形技術のみに関するものであるが、標準的なガラス成
形装置並びに技術とともに従来の商業的なガラス溶融設
備を用いて、本発明の範囲内に入る表Ｉに列記したガラ
ス組成物を大量に溶融および成形することができるのが
分かる。ガラスバッチを適切に配合し、配合したバッチ
を均一な溶融物を得るのに十分な温度と期間に亘り焼成
し、得られた溶融物を冷却して所望の形状を有するガラ
ス品に造型することのみが必要とされる。通常、それら
のガラス品はアニーリングされる。

【００３７】

【表１】

【００３８】上述したように、１％未満の量のＮａＣｌ
とＮａＢｒとの組合せおよびＡｓ₂Ｏ₃ のいずれかを用
いて、表ＩＡのガラスを清澄した。

【００３９】表IIおよびIIＡは、℃で表した、軟化点、
アニーリング点、および歪点；×10^-7／℃で表した、25
℃−300 ℃の温度範囲に亘る線熱膨張係数；ｇ／ｃｍ³
で表した密度；屈折率；２ｍｍの厚さにおける380 ｎｍ
の波長での透過率；および２ｍｍの厚さの研磨した試料
について測定した色度値（Ｙ、ｘ、ｙ）を列記してい
る。それら全ての値は、ガラス業界に慣例的な技術を用
いて測定したものである。実施例１および１ａは、鉄、
セレニウム、およびニッケルの含有量の変動がガラスの
色度値に与える影響について研究するためのベースガラ
ス組成を示すものである。ベースガラス成分のレベルの
変動が比較的わずかであるので、色度データを除いて、
実施例２−５および２ａ−５ａの物理的特性は、実施例
１および１ａの物理的特性と同様であると考えられるの
で、測定しなかった。

【００４０】

【表２】

【００４１】図１に示した「カラーボックス」におい
て、頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、およびＧは、下記に
列記するｘ座標およびｙ座標を示している。

【００４２】 ｘ ｙ Ａ 0.3139 0.3791 Ｂ 0.3153 0.4073 Ｃ 0.3168 0.4278 Ｄ 0.3394 0.4061 Ｅ 0.3267 0.3668 Ｆ 0.3216 0.3718 Ｇ 0.3267 0.3965 表IIに列記した測定値から分かるように、また図１にグ
ラフとして示したように、ガラスが、頂点Ａ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ａにより規定された多角形内に入る色度を示し、一
方で、380 ｎｍの波長のガラスに対する透過率を１％未
満に制限するのを確実にするために、本発明のガラスに
おいては組成のコントロールが重要である。もちろん、
ガラス組成の色度を頂点Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｆ、Ａにより囲ま
れた好ましい色標的区域内に入るようにすることがより
重要である。

【００４３】

【表３】

【００４４】図２に示した「カラーボックス」におい
て、頂点Ａ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′、Ｅ′、Ｆ′、および
Ｇ′は、下記に列記するｘ座標およびｙ座標を示してい
る。

【００４５】 ｘ ｙ Ａ′ 0.4075 0.3977 Ｂ′ 0.4520 0.4353 Ｃ′ 0.4703 0.4175 Ｄ′ 0.4875 0.4002 Ｅ′ 0.4467 0.3810 Ｆ′ 0.4317 0.3748 Ｇ′ 0.4352 0.3942 表IIＡに列記した測定値から分かるように、また図２に
グラフとして示したように、ガラスが、頂点Ａ′、
Ｂ′、Ｄ′、Ｆ′、Ａ′により規定された多角形内に入
る色度を示し、一方で、380 ｎｍの波長のガラスに対す
る透過率を１％未満に制限するのを確実にするために、
本発明のガラスにおいては組成のコントロールが重要で
ある。もちろん、ガラス組成の色度を頂点Ｃ′、Ｄ′、
Ｅ′、Ｇ′、Ｃ′により囲まれた好ましい色標的区域内
に入るようにすることがより重要である。

【００４６】約２ｍｍ厚の研磨レンズを、450 ℃に保た
れている溶融ＫＮＯ₃ の水槽中に16時間に亘り浸漬し
た。そのレンズを水槽から取り出し、流水で塩を濯ぎ落
とし、レンズを乾燥した。試料を２つの群に分けた。通
常使用に供されている間の酷使される状況をシミュレー
トさせる眼鏡用ガラス工業の標準方法である、アメリカ
ン オプティカル タンブリング方法を第１群の試料に
施してレンズを摩耗させた。第２の群の試料にはその方
法を施さなかった。表III は、試験前にレンズが摩耗し
たか否か、および測定値の標準偏差とともに各々のガラ
スの25個の試料の全体に亘り測定した平均破損高さ（me
an failure height ）を列記している。この試験は、試
料の中心に約1.6 ｃｍ（0.625 インチ）の直径を有する
スチール製ボールを落とすことにより行なった。

【００４７】

【表４】

【００４８】化学的に強化された本発明のガラスにより
立証された摩耗強度は、約127 ｃｍ（50インチ）の高さ
以上を必要とする米国食品薬品局（ＦＤＡ）の「ボール
落下試験」の水準より著しく優れているのが明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】光源Ｃを用いた、本発明の緑色のガラスの色度
が入る色度座標を示す図形

【図２】光源Ｃを用いた、本発明の茶色のガラスの色度
が入る色度座標を示す図形

フロントページの続き (72)発明者 ワグナー ロドリゲス ロサノ ブラジル国 サオ パウロ モヒ ダスク ルセス アベ プレシデンテ ヘトゥーリ ョ バルガス （番地なし) (72)発明者 デヴィッド ウィリアム モルガン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング オネイダ プレース 213

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２ｍｍ厚のときに380 ｎｍの波長を有す
   る紫外線を１％未満しか透過させない緑色の透明ガラス
   であって、酸化物基準の重量パーセントで表して、65％
   −72％のＳｉＯ₂ 、３％−８％のＢ₂ Ｏ₃ 、0.5 ％−５
   ％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、６％−12％のＮａ₂ Ｏ、６％−12％の
   Ｋ₂ Ｏ、０％−４％のＣａＯ、０％−４％のＺｎＯ、お
   よび4.8 ％−７％のＦｅ₂ Ｏ₃ から実質的になり、ここ
   でＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの合計が15％−21％であり、ＣａＯ
   ＋ＺｎＯの合計が１％−５％であり、色度座標において
   ｘを横軸に、ｙを縦軸にとったときに、Ａ（0.3139、0.
   3791）、Ｃ（0.3168、0.4278）、Ｄ（0.3394、0.406
   1）、Ｅ（0.3267、0.3668）、Ａ（0.3139、0.3791）の
   各点を頂点として形成される多角形に囲まれる領域を上
   記緑色と定義し、18％−32％の範囲の純度および554 ｎ
   ｍ−564 ｎｍの範囲の主波長を有することを特徴とする
   透明ガラス。
2. 【請求項２】 酸化物基準の重量パーセントで表して、
   66％−72％のＳｉＯ₂ 、３％−７％のＢ₂ Ｏ₃ 、0.5 ％
   −４％のＡｌ₂ Ｏ₃ 、６％−11％のＮａ₂ Ｏ、６％−11
   ％のＫ₂ Ｏ、１％−４％のＣａＯ、および５％−７％の
   Ｆｅ₂ Ｏ₃ から実質的になり、ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ
   の合計が15％−20％であり、色度座標においてｘを横軸
   に、ｙを縦軸にとったときに、Ａ（0.3139、0.3791）、
   Ｂ（0.3153、0.4073）、Ｇ（0.3267、0.3965）、Ｆ（0.
   3216、0.3718）、Ａ（0.3139、0.3791）の各点を頂点と
   して形成される多角形に囲まれる領域を前記緑色と定義
   し、18％−26％の範囲の純度および554 ｎｍ−560 ｎｍ
   の範囲の主波長を有することを特徴とする請求項１記載
   の透明ガラス。
3. 【請求項３】 ２ｍｍ厚のときに380 ｎｍの波長を有す
   る紫外線を１％未満しか透過させない茶色の透明ガラス
   であって、酸化物基準の重量パーセントで表して、65％
   −72％のＳｉＯ₂ 、３％−８％のＢ₂ Ｏ₃ 、６％−10％
   のＮａ₂ Ｏ、７％−12％のＫ₂ Ｏ、０％−４％のＡｌ₂
   Ｏ₃ 、０％−5.5 ％のＣａＯ、０％−４％のＺｎＯ、３
   ％−５％のＦｅ₂ Ｏ₃ 、0.01％−２％のＳｅ、および０
   ％−0.12％のＮｉＯから実質的になり、ここでＮａ₂ Ｏ
   ＋Ｋ₂ Ｏの合計が15％−20％であり、ＣａＯ＋ＺｎＯの
   合計が２％−5.5 ％であり、色度座標においてｘを横軸
   に、ｙを縦軸にとったときに、Ａ′（0.4075、0.397
   7）、Ｂ′（0.4520、0.4353）、Ｄ′（0.4875、0.400
   2）、Ｆ′（0.4317、0.3748）、Ａ′（0.4075、0.397
   7）の各点を頂点として形成される多角形に囲まれる領
   域を上記茶色と定義し、48％−70％の範囲の純度および
   580 ｎｍ−588 ｎｍの範囲の主波長を有することを特徴
   とするガラス。
4. 【請求項４】 酸化物基準の重量パーセントで表して、
   66％−71％のＳｉＯ₂ 、３％−６％のＢ₂ Ｏ₃ 、７％−
   10％のＮａ₂ Ｏ、８％−11％のＫ₂ Ｏ、0.25％−２％の
   Ａｌ₂ Ｏ₃ 、2.5 ％−５％のＣａＯ、３％−５％のＦｅ
   ₂ Ｏ₃ 、0.03％−0.5 ％のＳｅ、および0.01％−0.1 ％
   のＮｉＯから実質的になり、ここでＮａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏの
   合計が16％−20％であり、色度座標においてｘを横軸
   に、ｙを縦軸にとったときに、Ｃ′（0.4703、0.417
   5）、Ｄ′（0.4875、0.4002）、Ｅ′（0.4467、0.381
   0）、Ｇ′（0.4352、0.3942）、Ｃ′（0.4703、0.417
   5）の各点を頂点として形成される多角形に囲まれる領
   域を前記茶色と定義することを特徴とする請求項３記載
   の透明ガラス。
5. 【請求項５】 実質的にＺｎＯを含まないことを特徴と
   する請求項１、２、３または４いずれか１項記載の透明
   ガラス。