JPH0859288A - 高屈折率光可逆変色ガラス - Google Patents

高屈折率光可逆変色ガラス

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JPH0859288A
JPH0859288A JP7042623A JP4262395A JPH0859288A JP H0859288 A JPH0859288 A JP H0859288A JP 7042623 A JP7042623 A JP 7042623A JP 4262395 A JP4262395 A JP 4262395A JP H0859288 A JPH0859288 A JP H0859288A
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glass
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refractive index
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JP7042623A
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Reinhard Kassner
ラインハルド、カスネル
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Deutsche Spezialglas AG
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    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 １．６９〜１．７以上の屈折率、少なくとも
３５のアッベ数及び３．５ｇ／ｃｍ3 以下の密度を有す
る眼科用レンズとして使用可能な高屈折率光可逆変色ガ
ラスを提供する。 【構成】 重量％でＳｉＯ2 ：１５〜３３、Ｂ2 Ｏ3 ：
１２〜２２、ΣＳｉＯ2＋Ｂ2 Ｏ3 ：３０〜５０、Ｌｉ2
Ｏ：０．５〜５．０、Ｎａ2 Ｏ：０〜３、Ｋ2Ｏ：０〜
１１、Σアルカリ酸化物：４〜１２、ＢａＯ：０〜２
３、ＳｒＯ：０〜２３、ΣＳｒＯ＋ＢａＯ：０〜２３、
ＺｒＯ2 ：５〜１４、Ｎｂ2 Ｏ5 ：１５〜２４、Ｔａ2
Ｏ5 ：２〜１１の基本組成に光可逆変色のキャリアとし
てＡｇ2 Ｏ：０．１０〜０．３５、Ｃｌ：０．１５〜
０．６５、Ｂｒ：０．１５〜０．４５、ＣｕＯ：０．０
０５〜０．０３０を加えた組成を有する。また、１〜３
ｐｐｍの金又は１種以上の白金族金属、特にパラジウム
をドープしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、眼科用レンズとして使
用可能であって、光可逆変色もしくはフォトクロミズム
のキャリアとして、ハロゲン化銀及び酸化銅の析出物を
含有する比較的低密度の高屈折率光可逆変色ガラスもし
くはフォトクロミックガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近頃、ガ
ラスは眼科光学において益々使用されるようになり、そ
れらのガラスは高屈折率及び低密度の点で識別される。
これらのガラスのおかげで、より薄くて軽量のレンズが
生産可能となり、視力の欠陥を大幅に矯正する必要があ
る眼鏡装着者にとって特に好都合となっている。高屈折
率ガラス（例えば米国特許第４，０８４，９７８号参
照）として、主に無色、またはイオンにより着色したタ
イプのものが供給されてきた。フォトクロミックガラス
は、近年の矯正用眼鏡レンズよりかなり大きな評価を得
ており、従って高屈折率フォトクロミックガラスに対す
る需要がある。
【０００３】望ましいフォトクロミック特性、高い屈折
率及び低い密度を有する最初のフォトクロミックガラス
が、ヨーロッパ特許出願公開第０ ０６３ ７９０Ａ号
により成し遂げられた。しかし、これらのガラスはフォ
トクロミズムの望ましい反応速度機構、すなわち日光を
照射した場合に十分素早く暗化し、照射が不十分な場合
には素早く明るくなるということを満たすために、ハロ
ゲン化物を相対的に高い割合で含有しなければならない
という欠点がある。しかし、ガラスバッチを溶融する
際、ハロゲン化物の蒸発が多く、かつ変化するため、フ
ォトクロミック特性を不変的に維持するのは非常に困難
である。
【０００４】一方、密度が小さくハロゲン含有量が少な
い高屈折率フォトクロミックガラスが、ドイツ特許明細
書第３８ ２５ ２１０Ｃ２号に初めて記載された。し
かし、このガラスはわずかに約１．６０〜１．６１の屈
折率ｎd 、約４１．５〜４３のアッベ数、及び３ｇ／ｃ
ｍ3 未満の密度を有するものである。従って、本発明の
目的は、１．６１より高い屈折率、低密度及び高いアッ
ベ数を有する光可逆変色ガラスもしくはフォトクロミッ
クガラスを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、酸化物基準の重量％でＳｉＯ2 ：
１５〜３３％、Ｂ2 Ｏ3 ：１５〜２２％、ΣＳｉＯ2 ＋
Ｂ2 Ｏ3 ：３０〜５０％、Ｌｉ2 Ｏ：０．５〜５％、Ｎ
ａ2 Ｏ：０〜３％、Ｋ2 Ｏ：０〜１１％、アルカリ酸化
物：４〜１２％、ＢａＯ：０〜２３％、ＳｒＯ：０〜２
３％、ΣＳｒＯ＋ＢａＯ：０〜２３％、ＺｒＯ2 ：５〜
１４％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：１５〜２４％及びＴａ2 Ｏ5 ：２
〜１１％を基礎ガラスとし、かつこの基礎ガラス組成に
加えて光可逆変色のキャリアとして、Ａｇ2 Ｏ：０．１
０〜０．３５％、Ｃｌ：０．１５〜０．６５％、Ｂｒ：
０．１５〜０．４５％、ＣｕＯ：０．００５〜０．０３
０％を含有するガラスが提供される。
【０００６】
【発明の作用及び態様】基本ガラスは、不可避の原料中
の不純物以外では、鉛もカドミウムも亜鉛も含有せず、
またＡｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＬａ2 Ｏ3 を含ま
ない。しばしば他のフォトクロミックガラスにとって不
可欠な成分であるＡｌ2 Ｏ3 は、本発明のガラス系には
不利益と判明した。Ａｌ2 Ｏ3 は、一方では耐酸性を減
少させ、他方、アニールの間に望ましくない相分離傾向
を増加させる。Ｌａ2 Ｏ3 、ＣａＯ及びＭｇＯに関して
は、すべてフォトクロミック相に対して悪影響を及ぼ
す。普通は高屈折率ガラスの代表的な成分であるＴｉＯ
2 も、不可避の原材料中の不純物以外、本発明のガラス
中に含まれない。本発明のガラス中では、ＴｉＯ2が相
分離並びに結晶化傾向に悪影響を及ぼすためである。不
純物として許容され得るＡｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、
Ｌａ2 Ｏ3 及びＴｉＯ2 の最大含有量はそれぞれ２％以
下、好ましくは１％以下とすべきであり、これらの成分
の合計も２％以下、好ましくは１％以下とすべきであ
る。
【０００７】本発明のガラス中のＳｉＯ2 含有量は、１
５〜３３重量％である。ＳｉＯ2 含有量が１５重量％未
満になると、ガラスの化学的安定性が著しく低下し、一
方、３３重量％を超えると、少なくとも１．６９０の必
要な屈折率が達成できない。ＳｉＯ2 の含有量は、２０
〜２９重量％が好ましく、特に２１〜２７重量％が好ま
しい。
【０００８】Ｂ2 Ｏ3 の含有量は、１２〜２２重量％と
すべきである。Ｂ2 Ｏ3 含有量が１２重量％未満となる
と、ガラス安定性及びガラスの溶融性に対して悪影響を
及ぼし、逆に２２重量％を超えると、ガラスの化学的性
質及び加水分解特性に悪影響を及ぼすことがある。Ｂ2
Ｏ3 の含有量は１４〜１８重量％が好ましい。成分Ｓｉ
Ｏ2 ＋Ｂ2 Ｏ3 の総量は、３０〜５０重量％になるべき
である。この範囲では、優れた溶融性及び良好な耐薬品
性と共にガラスの十分な安定性が得られる。しかし、こ
れらの成分の総量は３５〜４７重量％、特に３８〜４７
重量％が好ましい。
【０００９】アルカリ酸化物を添加することで、ガラス
の溶融は容易になる。０．５〜５重量％の酸化リチウム
の含有が必要である。０．５〜４重量％、特に０．５〜
２重量％の酸化リチウムの含有量が好ましい。酸化ナト
リウムの含有は絶対必要というわけではないが、３重量
％以下の量でガラス中に存在してよい。酸化カリウムは
０〜１１重量％、好ましくは０〜８重量％の量で存在し
てよい。もしガラスが１〜６重量％の酸化カリウムを含
有するならば、特に好ましい。また、アルカリ酸化物の
総量は４〜１２重量％となるべきである。アルカリ酸化
物の含有量が４％未満の場合、ガラスの溶融は益々困難
となり、１２重量％を超えると、化学的耐久性、過度の
相分離及びフォトクロミズムの悪影響に関する問題が生
じる。一般的に、６．５〜１０重量％のアルカリ酸化物
の含有量で特に有利な結果が得られることが明らかとな
った。
【００１０】アルカリ土類酸化物のうち、酸化バリウム
及び酸化ストロンチウムはそれぞれ０〜２３重量％の量
でガラス中に存在してよいが、これらの酸化物の総量は
２３重量％を超えるべきでない。さもなければ、耐酸性
が低下し、また、フォトクロミズムの反応速度機構が不
利に影響を受けることがある。アルカリ土類酸化物のう
ち、酸化ストロンチウムのみが、特に１７〜２３重量％
の量で存在するのが好ましい。
【００１１】酸化ジルコニウム、酸化ニオブ及び酸化タ
ンタルは、第一にガラスの屈折率の増加に帰着する。さ
らに、ＺｒＯ2 はガラスに高い化学的安定性を与え、Ｎ
ｂ2Ｏ5 及びＴａ2 Ｏ2 は、共にフォトクロミズムに不
利に影響することなく良好な失透安定性を与える。Ｚｒ
Ｏ2 の含有量は５〜１４重量％、好ましくは５〜８重量
％である。Ｎｂ2 Ｏ5 の含有量は１５〜２４重量％、好
ましくは１８〜２２重量％、或いは１８〜２０重量％の
量でガラス中に存在する。また、Ｔａ2 Ｏ5 は高価であ
ることから、２〜１１重量％、好ましくは２〜８重量％
あるいは５〜１０．５重量％の量でガラスに添加され
る。
【００１２】本発明のガラスは、基本ガラスに加え、ガ
ラス全体の組成を基準とした量で、Ａｇ2 Ｏ：０．１０
〜０．３５重量％、Ｃｌ：０．１５〜０．６５重量％、
Ｂｒ：０．１５〜０．４５重量％及びＣｕＯ：０．００
５〜０．０３０重量％から成るフォトクロミズムのキャ
リアを含有する。
【００１３】特に有利な基礎ガラスの組成は、酸化物基
準の重量％で以下の組成である。ＳｉＯ2 ：２０〜２９
％、Ｂ2 Ｏ3 ：１４〜１８％、ΣＳｉＯ2 ＋Ｂ2 Ｏ3 ：
３８〜４７％、Ｌｉ2 Ｏ：０．５〜４％、Ｎａ2 Ｏ：０
〜３％、Ｋ2 Ｏ：１〜６％、Ｒ2 Ｏ（上記アルカリ酸化
物の合計）：４〜１２％、ＳｒＯ：１７〜２３％、Ｚｒ
Ｏ2 ：５〜８％、Ｎｂ2 Ｏ5 ：１８〜２２％、Ｔａ2 Ｏ
5 ：５〜１０．５％。この基礎ガラスの組成に加え、フ
ォトクロミズムのキャリアとして、前記必要量のＡｇ2
Ｏ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＣｕＯを含有する。
【００１４】前記フォトクロミックガラスは、太陽光線
の作用で灰色乃至灰青色に着色する。もし、露光状態で
茶色の色彩を望むなら、ガラスは当業界で公知の方法に
より１〜３ｐｐｍの金又は１種以上の白金族金属、特に
パラジウムをドープできる。その上、例えば２重量％以
下の着色酸化物を加えることにより、ガラスに原色を付
与することも有利となることがある。特に、例えば１重
量％以下のＥｒ2 Ｏ 3 、１重量％以下のＮｄ2 Ｏ3 、
０．１重量％以下のＣｏＯ、０．３重量％以下のＮｉ
Ｏ、又は０．１重量％以下のＣｒ2 Ｏ3 の群のうち１種
以上の酸化物が適している。
【００１５】
【発明の効果】本発明によるガラスは、少なくとも１．
６９、好ましくは１．７０４の高屈折率ｎe 、少なくと
も３５、好ましくは３７より大きく、特に３９より大き
いアッベ数、及び３．５ｇ／ｃｍ3 以下、好ましくは
３．４ｇ／ｃｍ3 未満の密度を有している。これらのガ
ラスは、優れたフォトクロミック特性を有し、反射減少
膜による被覆可能性並びに、普通に使用している間に眼
鏡がさらされる洗浄薬品及び他の薬剤に対する十分な耐
性等の眼鏡レンズに対するあらゆる要求を満たしてい
る。
【００１６】
【実施例】以下、実施例を示して本発明について具体的
に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので
ないことはもとよりである。なお、特に指示がない限
り、部及び％は全て重量に基づくものである。
【００１７】種々の組成のガラスを白金るつぼ内で１３
００℃で溶融した後、鋼製金型に注ぎ、バッチ炉内で約
８０℃／時間の冷却速度で冷却した。これら冷却した注
型品から試料を切り取り、約２時間半の間６００〜６５
０℃でアニールした。さらにその試料から２ｍｍの厚さ
の磨き仕上した薄板を生産し、フォトクロミズムの反応
速度機構を測定した。これらの測定結果、ガラスの組成
並びにそれらの物性を、下記の表１及び表２にまとめて
示す。表中、ｎe は５４６ｎｍでの屈折率、νe は対応
するアッベ数、ｄは２０℃におけるガラスの密度（ｇ／
ｃｍ3 ）、τo は未露光ガラスの初期透過率（％）、τ
s は２３℃での飽和透過率（％）、τR は飽和状態から
始まって３０分後に調整された明るさにおける透過率
（％）を表している。（一般に、ｎe 値とｎd の関係は
ｎe −０．００３≒ｎd である。）
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルド、カスネル ドイツ連邦共和国、31061 アルフェルド、 カーランドシュトラーセ １アー

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 酸化物基準で以下の基礎ガラス組成： ＳｉＯ2 １５〜３３ 重量％、 Ｂ2 Ｏ3 １２〜２２ 重量％、 ΣＳｉＯ2 ＋Ｂ2 Ｏ3 ３０〜５０ 重量％、 Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜５．０重量％、 Ｎａ2 Ｏ ０〜 ３ 重量％、 Ｋ2 Ｏ ０〜１１ 重量％、 Σアルカリ酸化物 ４〜１２ 重量％、 ＢａＯ ０〜２３ 重量％、 ＳｒＯ ０〜２３ 重量％、 ΣＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜２３ 重量％、 ＺｒＯ2 ５〜１４ 重量％、 Ｎｂ2 Ｏ5 １５〜２４ 重量％、 Ｔａ2 Ｏ5 ２〜１１ 重量％ を有し、かつ上記基礎ガラス組成に加えて光可逆変色の
    キャリアとして Ａｇ2 Ｏ ０．１０〜０．３５ 重量％、 Ｃｌ ０．１５〜０．６５ 重量％、 Ｂｒ ０．１５〜０．４５ 重量％、 ＣｕＯ ０．００５〜０．０３０重量％ を含有し、３．５ｇ／ｃｍ3 以下の密度、１．６９以上
    の屈折率、３５以上のアッベ数を有することを特徴とす
    る高屈折率光可逆変色ガラス。
  2. 【請求項２】 基礎ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ２０〜２９ 重量％、 Ｂ2 Ｏ3 １４〜１８ 重量％、 ΣＳｉＯ2 ＋Ｂ2 Ｏ3 ３８〜４７ 重量％、 Ｌｉ2 Ｏ ０．５〜 ４ 重量％、 Ｎａ2 Ｏ ０〜 ３ 重量％、 Ｋ2 Ｏ １〜 ６ 重量％、 ΣＲ2 Ｏ ４〜１２ 重量％、 ＳｒＯ １７〜２３ 重量％、 ＺｒＯ2 ５〜 ８ 重量％、 Ｎｂ2 Ｏ5 １８〜２２ 重量％、 Ｔａ2 Ｏ5 ５〜１０．５重量％ から成ることを特徴とする請求項１に記載の高屈折率光
    可逆変色ガラス。
  3. 【請求項３】 １〜３ｐｐｍの金又は１種以上の白金族
    金属をさらに含有し、それによってガラスが露光された
    ときに茶色の色彩を示すことを特徴とする請求項１又は
    ２に記載の高屈折率光可逆変色ガラス。
  4. 【請求項４】 着色のため、さらに約２重量％以下の着
    色酸化物を含有することを特徴とする請求項１乃至３の
    いずれか一項に記載の高屈折率光可逆変色ガラス。
  5. 【請求項５】 Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｌａ2 Ｏ
    3 及びＴｉＯ2 の総含有量が２重量％以下であることを
    特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の高屈
    折率光可逆変色ガラス。
  6. 【請求項６】 Ａｌ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｌａ2 Ｏ
    3 及びＴｉＯ2 の総含有量が１重量％以下であることを
    特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の高屈
    折率光可逆変色ガラス。
  7. 【請求項７】 Ｌｉ2 Ｏの含有量が０．５〜２重量％で
    あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に
    記載の高屈折率光可逆変色ガラス。 【請求高８】 Ｎｂ2 Ｏ5 の含有量が１８〜２０重量％
    であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項
    に記載の高屈折率光可逆変色ガラス。
JP7042623A 1994-03-11 1995-02-08 高屈折率光可逆変色ガラス Ceased JPH0859288A (ja)

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