JPH01230452A - Production of colored photochromic glass - Google Patents
Production of colored photochromic glassInfo
- Publication number
- JPH01230452A JPH01230452A JP64000824A JP82489A JPH01230452A JP H01230452 A JPH01230452 A JP H01230452A JP 64000824 A JP64000824 A JP 64000824A JP 82489 A JP82489 A JP 82489A JP H01230452 A JPH01230452 A JP H01230452A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- photochromic
- color
- lens
- colored
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 307
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 78
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 74
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 56
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 52
- -1 silver halide Chemical class 0.000 abstract description 23
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 17
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 15
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 8
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000035807 sensation Effects 0.000 abstract 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 description 76
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 43
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 40
- 239000000047 product Substances 0.000 description 38
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 32
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 23
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N lead oxide Chemical compound [O-2].[Pb+2] HTUMBQDCCIXGCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 5
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 4
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 4
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 4
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M silver bromide Chemical compound [Ag]Br ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolanthaniooxy)lanthanum Chemical compound O=[La]O[La]=O KTUFCUMIWABKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 239000006064 precursor glass Substances 0.000 description 2
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 2
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 2
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PLXMOAALOJOTIY-FPTXNFDTSA-N Aesculin Natural products OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1Oc2cc3C=CC(=O)Oc3cc2O PLXMOAALOJOTIY-FPTXNFDTSA-N 0.000 description 1
- 208000002109 Argyria Diseases 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N Cs2O Inorganic materials [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100348017 Drosophila melanogaster Nazo gene Proteins 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical group [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 208000007014 Retinitis pigmentosa Diseases 0.000 description 1
- 239000004904 UV filter Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M dicesium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Cs+].[Cs+] AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(III) oxide Inorganic materials O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910001953 rubidium(I) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000003378 silver Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/04—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass
- C03C4/06—Compositions for glass with special properties for photosensitive glass for phototropic or photochromic glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は着色フォトクロミックガラスの製造方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing colored photochromic glass.
フォトクロミックガラスあるいはフォトトロピックガラ
スのようないろいろな名称で呼ばれるガラスは米国特許
第3.2011.860号にその起源を有している。こ
の特許に説明されているように、フォトクロミックガラ
スは一般には紫外線である化学線に露光される時暗黒化
、すなわち変色し、化学線から除去される時元の透過率
に戻る。このタイプのガラスはもっばら眼鏡に用いられ
ている。例えば、フォトクロミック眼鏡レンズは室内で
は90%よりも高い透過率を示すが、着用者が屋外の太
陽光中に出ると急速に暗黒化し、その透過率は50%よ
りも低くなる。着用者が室内に戻るとレンズは元の透過
率に退色する。Glasses, variously called photochromic glasses or phototropic glasses, have their origin in US Pat. No. 3.2011.860. As explained in this patent, photochromic glasses darken, or change color, when exposed to actinic radiation, typically ultraviolet radiation, and return to their original transmittance when removed from the actinic radiation. This type of glass is commonly used in eyeglasses. For example, photochromic eyeglass lenses have a transmittance of greater than 90% indoors, but when the wearer goes outdoors into sunlight, they quickly darken and their transmittance drops to less than 50%. When the wearer returns indoors, the lenses fade to their original transmittance.
ほかのフォトクロミック成分も知られているが、市販さ
れているガラスにおいてはハロゲン化銀の結晶、特にA
gCρとAgB rの結晶がフォトクロミック成分とし
て用いられている。同様に、はかの基礎ガラス組成も研
究されておりある程度の成功が収められているが、市販
のガラスには相当な量のシリカが含まれている。一般に
、市販のガラスはアルカリ金属アルミノ硼珪酸塩系内に
基礎組成を有している。上記米国特許第3,208,8
80号には、好ましい具体例としてハロゲン化銀結晶を
含有する上記基礎組成が述べられている。Although other photochromic components are known, silver halide crystals, especially A
Crystals of gCρ and AgBr are used as photochromic components. Similarly, basic glass compositions have been studied with some success, but commercially available glasses contain significant amounts of silica. Generally, commercially available glasses have a basic composition within an alkali metal aluminoborosilicate system. U.S. Patent No. 3,208,8
No. 80 describes the above basic composition containing silver halide crystals as a preferred example.
ガラスを着色するためにガラス組成にCoQ。CoQ in the glass composition to color the glass.
Nip、Cr203 、Cub、Fe203 。Nip, Cr203, Cub, Fe203.
■205およびM n Oのような遷移金属酸化物およ
びPr、403およびEr2O3のような希土類金属酸
化物を添加することは周知である。この方法によって着
色された眼鏡レンズはフォトクロミックレンズも含めて
現在市販されている。しかしながら、上記着色方法にお
いては、各レンズおよび各ガラス溶融物の着色を均一に
するために厳密に規定された量の着色剤を注意深く添加
することが必要である。さらに上記着色方法においては
、ガラスの溶融および成形の間の酸化還元条件を厳密に
調整することが必要である。従って、着色剤を添加しな
くともガラスに望みの色を付与することができるような
方法は実用上非常に魅力があるものであることは明白で
ある。眼鏡レンズが作られる場合にはこのような着色方
法はガラスのフォトクロミック特性に悪影響を及はすも
のであってはならないことが理解されるであろう。さら
に、レンズが化学強化されるか熱強化されねばならない
場合には、着色はガラスに上記強化が施された後でもそ
れがガラス中に保持されているような耐久性を有してい
なければならない。■ It is well known to add transition metal oxides such as 205 and M n O and rare earth metal oxides such as Pr, 403 and Er2O3. Spectacle lenses colored by this method, including photochromic lenses, are currently commercially available. However, the coloring method described above requires the careful addition of a precisely defined amount of colorant in order to uniformly color each lens and each glass melt. Furthermore, in the above coloring method, it is necessary to strictly control the redox conditions during melting and shaping of the glass. Therefore, it is clear that a method that can impart a desired color to glass without adding a colorant is very attractive in practice. It will be appreciated that where ophthalmic lenses are being made, such coloring methods must not adversely affect the photochromic properties of the glass. Additionally, if the lens must be chemically or thermally strengthened, the tinting must be durable enough that it remains in the glass even after the glass has been subjected to said toughening. .
米国特許第3,892,5.82号および第3.920
,4G3号はハロゲン化銀結晶をフォトクロミック成分
とするフォトクロミックガラスの着色方法に関するもの
である。前者には上記米国特許第3,208,860号
に含まれる組成を有するガラス製品を一般には水素を含
む雰囲気である還元性雰囲気中で300℃で約15分乃
至600℃で約4〜5分熱処理することが開示されてい
る。この方法においては、もたらされる着色メカニズム
のために上記熱処理パラメーターを厳格に守ることが要
求される。U.S. Patent Nos. 3,892,5.82 and 3.920
, No. 4G3 relates to a method for coloring photochromic glass using silver halide crystals as a photochromic component. In the former case, a glass product having the composition contained in the above-mentioned U.S. Pat. No. 3,208,860 is heated in a reducing atmosphere, which is generally an atmosphere containing hydrogen, at 300°C for about 15 minutes to 600°C for about 4 to 5 minutes. It is disclosed that heat treatment is performed. In this method, strict adherence to the above heat treatment parameters is required due to the coloring mechanism provided.
上記米国特許第3,892,582号には、はとんどす
べてのフォトクロミックガラス中にはもともと過剰のフ
ォトクロミック成分が存在するということが述べられて
いる。従って、この特許のガラス組成物中には過剰のハ
ロゲン化銀結晶か存在する。The above-mentioned US Pat. No. 3,892,582 states that in almost all photochromic glasses there is an inherent excess of photochromic components. Therefore, an excess of silver halide crystals is present in the glass composition of this patent.
この特許の還元法はフォトクロミック成分に作用するよ
うに、好ましくはフォトクロミック特性が損なわれるこ
とかないようにフォトクロミック成分の過剰分のみに作
用するように考慮されている。The reduction method of this patent is designed to act on the photochromic component, preferably only on the excess of the photochromic component so that the photochromic properties are not impaired.
フォトクロミック特性のわずかの減退が許容される場合
には、活性フォトクロミック成分の一部を還元すること
が許される。しかしながら、高温での長時間の熱処理は
ガラスのフォトクロミック特性が失われてしまう程フォ
トクロミック成分を還元してしまうので避けるべきであ
ることが述べられている。さらに、基礎ガラス組成中の
酸化物を還元してしまう程強烈な還元条件を使用するこ
とは避けるべきであることが述べられている。If a slight reduction in photochromic properties is tolerated, it is permissible to reduce some of the active photochromic components. However, it is stated that long-term heat treatment at high temperatures should be avoided because it reduces the photochromic component to the extent that the photochromic properties of the glass are lost. Furthermore, it is stated that the use of reducing conditions so severe as to reduce the oxides in the base glass composition should be avoided.
上記米国特許第3,920,463号は同じ還元法に関
するものであるが、この特許の方法においては還元され
たガラスがその後紫外線に露光される。この露光によっ
て還元処理のみによって得られる着色よりもより暗くよ
り深い着色が得られることが述べられている。No. 3,920,463 relates to the same reduction method, but in that patent's method the reduced glass is then exposed to ultraviolet light. It is stated that this exposure produces a darker and deeper coloration than that obtained by reduction treatment alone.
米国特許第4,118,214号には、改良された多色
ガラス(polychromatic glass)製
造方法が開示されている。従来の多色ガラス製造方法は
高エネルギー線あるいは化学線への露光およびその後の
空気中での熱処理を2回繰返すことからなっていた。U.S. Pat. No. 4,118,214 discloses an improved method for making polychromatic glass. Traditional methods for producing polychromatic glass consisted of two repetitions of exposure to high-energy or actinic radiation and subsequent heat treatment in air.
この特許の方法においては、第2の露光および空気中で
の熱処理の代わりに、還元性環境中で少なくとも350
℃であるがガラスのひずみ点よりも低い温度で熱処理か
行なわれる。In the method of this patent, instead of a second exposure and heat treatment in air, at least 350
The heat treatment is carried out at a temperature lower than the strain point of the glass.
多色ガラスの着色はガラス中に色中心が存在することに
よって生じる。この色中心はAgCρ。The coloration of polychromatic glass is caused by the presence of color centers in the glass. The center of this color is AgCρ.
AgB rおよびAgIからなる群より選ばれるハロゲ
ン化銀を含むアルカリ金属弗化物(一般にはNaF)の
微結晶であり、この微結晶の内部あるいは表面上には金
属銀が析出している。この多色ガラスはN a’z O
,Ag 、 F、およびCΩ、 BrおよびIからなる
群より選ばれるハロゲン化物からなり、場合によっては
任意成分としてA、QzO3およびZnOのいずれか一
方あるいはその両方を含んでいる。It is a microcrystal of an alkali metal fluoride (generally NaF) containing a silver halide selected from the group consisting of AgBr and AgI, and metallic silver is precipitated inside or on the surface of this microcrystal. This multicolored glass is N a'z O
, Ag, F, and a halide selected from the group consisting of CΩ, Br, and I, and may contain one or both of A, QzO3, and ZnO as optional components.
ほかの還元剤を用いることもできるが水素雰囲気が最も
有効な還元性環境であることか述べられている。ガラス
のひずみ点あるいはそれよりも高い温度の使用は色中心
が破壊されるので避けるべきであることか述べられてい
る。Although other reducing agents may be used, it is stated that a hydrogen atmosphere is the most effective reducing environment. It is stated that the use of temperatures at or above the strain point of the glass should be avoided as this destroys the color centers.
米国特許第4,125.4(15号には、ハロゲン化銀
含有赤色ガラスか開示されている。このガラスは還元性
の溶融条件の下で作られ、わずかにフォトクロミック特
性を示す。しかしながら、このガラスのフォトクロミッ
ク特性はこのガラスをフォトクロミック製品に実用する
のには不充分である。熱処理によってこのガラスのフォ
トクロミック特性を高めようとする場合、一般にガラス
の赤色着色が破壊される。U.S. Pat. No. 4,125.4 (15) discloses a red glass containing silver halide, which is made under reducing melting conditions and exhibits slight photochromic properties. The photochromic properties of the glass are insufficient to make it practical for photochromic products.If heat treatment is used to enhance the photochromic properties of the glass, the red coloration of the glass is generally destroyed.
改良された暗黒化および退色特性を示す別なタイプのハ
ロゲン化銀含有フォトクロミックガラスちまた最近開発
された。そのようなガラスの一族か米国特許第4,19
0,451号に開示されている。Another type of silver halide-containing photochromic glass has also recently been developed which exhibits improved darkening and fading properties. Such a glass family or U.S. Patent No. 4,19
No. 0,451.
また、上部のみが暗黒化し、従って勾配のある暗黒化特
性を示すフォトクロミックレンズの開発にも努力が払わ
れてきた。そのようなレンズの製造方法の実例は米国特
許第4,036,624号、第4.082,490号お
よび第4.1.60.[i55号に見られる。Efforts have also been made to develop photochromic lenses that darken only at the top and therefore exhibit gradient darkening characteristics. Examples of methods for making such lenses are U.S. Pat. No. 4,036,624, U.S. Pat. [Seen in issue i55.
上記各特許の説明から明らかなように、フォトクロミッ
クガラスおよび多色ガラスの着色は銀イオンを金属銀に
還元することによって達成される。As is clear from the descriptions of the above patents, coloring of photochromic and polychrome glasses is achieved by reducing silver ions to metallic silver.
そのような着色は比較的低い温度で行なわれる。Such coloring takes place at relatively low temperatures.
すなわち、ガラスのひずみ点よりも低い温度が用いられ
る。あるいは着色はより高い温度に非常に短時間暴露す
ることによっても行なわれる。That is, a temperature below the strain point of the glass is used. Alternatively, coloration can also be achieved by very short exposure to higher temperatures.
上記米国特許m 3,892,582号および第3.9
20,463号に述べられているような還元条件の下で
フォトクロミックガラスを熱処理した時に認められる黄
色の着色は熱処理の間にガラス中に沈殿した金属銀によ
って生じた吸収帯によるものである。その他の沈殿相の
ない銀含有ガラスにおいでは、この銀吸収帯はスペクト
ルの紫色領域内の約390nmの吸収ピークとして示さ
れる。マトリックスガラスの他にハロゲン化銀沈殿を含
む上記米国特許第3,892,582号および第3,9
20.4133号の還元焼成されたフォトクロミックガ
ラスにおいては、約430乃至4EiOnmの青色領域
に吸収ピークが存在することが報告されている。U.S. Patents No. 3,892,582 and 3.9, supra.
The yellow coloration observed when heat treating photochromic glasses under reducing conditions such as those described in No. 20,463 is due to absorption bands created by metallic silver precipitated in the glass during heat treatment. In other silver-containing glasses without precipitated phases, this silver absorption band appears as an absorption peak at about 390 nm in the violet region of the spectrum. Nos. 3,892,582 and 3,9, which contain silver halide precipitates in addition to the matrix glass.
It has been reported that the reduction-fired photochromic glass of No. 20.4133 has an absorption peak in the blue region of about 430 to 4 EiOnm.
上記2つの米国特許のガラスにおける着色の色相および
強度はおそらくは熱処理によって生じる吸収ピークの位
置および強度に依存する。430乃至460nmに存在
する強い吸収ピークによって最も濃い黄色が生じたが、
同じ基本吸収ピークが穏やかな熱処理の後に最初500
nm付近に弱く現われたのでそれによって淡いピンク色
が生じたものと思われる。The hue and intensity of the coloring in the glasses of the two US patents probably depends on the position and intensity of the absorption peaks produced by the heat treatment. The deepest yellow color was produced by the strong absorption peak present between 430 and 460 nm;
The same basic absorption peak was initially observed after mild heat treatment.
Since it appeared weakly around nm, it is thought that this caused the pale pink color.
以上説明した従来用いられているような還元熱処理はフ
ォトクロミックガラスに表面着色を付与するための簡便
な方法であるが、非常に限られた範囲の色しか得ること
ができない。例えばより強烈な熱処理を用いることによ
って着色を強めようとする試みはただ単に基本吸収ピー
クを紫色方向に移動させてしまい、黄色着色のより強い
ガラスを生じさせてしまうだけのよってある。Although the conventionally used reduction heat treatment described above is a simple method for imparting surface coloring to photochromic glass, it is possible to obtain only a very limited range of colors. Attempts to increase the coloration, for example by using more intense heat treatments, simply shift the fundamental absorption peak toward the violet direction, resulting in a glass with a stronger yellow coloration.
食品および薬品管理局(Food and DrugA
dministration)が眼鏡製品の強度基準を
制定したので、眼鏡用ガラス製品はその基準に合格する
ように熱強化あるいは化学強化されなければならない。Food and Drug Administration
Since the Japanese government has established strength standards for eyeglass products, glass products for eyeglasses must be thermally strengthened or chemically strengthened to pass the standards.
熱強化はガラス製品をそのガラスの軟化点まであるいは
それに近い温度まで加熱し、その後急冷することからな
る。化学強化はガラス製品(一般にアルカリ金属イオン
を含んでいる)をそのガラスのひずみ点よりも低い高温
で該ガラス製品中のイオンよりもサイズのより大きなイ
オン(一般にイオン半径がより大きなアルカリ金属イオ
ンである)に充分な時間接触させ、その大きなイオンを
ガラス表面に移動させてガラス中に存在する小さなイオ
ンを置換することからなる。このイオン交換反応は一般
に数時間、しばしば−晩中行なわれる。Thermal strengthening consists of heating a glass product to or near the softening point of the glass and then rapidly cooling it. Chemical strengthening is the process of strengthening a glass product (generally containing alkali metal ions) at a high temperature below the strain point of the glass with alkali metal ions that are larger in size than the ions in the glass product (generally having a larger ionic radius). ) for a sufficient period of time to cause the large ions to migrate to the glass surface and displace the small ions present in the glass. This ion exchange reaction is generally carried out for several hours, often overnight.
これら強化法はいずれも銀イオンの還元によってガラス
に生じた着色を変えるという副作用を有している。勿論
、このような弊害はガラスの還元熱処理を行なう前にガ
ラスの強化を行なうことによって取り除くことかできる
。しかしながら、現在ガラスの強化はレンズが顧客のフ
レームに挿入される直前に行なわれているので、還元熱
処理の前に強化を行なうことは現在の生産の流れに反す
る。さらに、還元熱処理の間の加熱によって熱強化ある
いは化学強化によって生じた強度が変えられてしまう。All of these strengthening methods have the side effect of altering the coloration produced in the glass by the reduction of silver ions. Of course, such adverse effects can be eliminated by strengthening the glass before subjecting it to the reduction heat treatment. However, since glass strengthening is currently performed just before the lens is inserted into the customer's frame, it is contrary to current production flow to perform the strengthening prior to the reductive heat treatment. Furthermore, the heating during the reduction heat treatment alters the strength produced by thermal or chemical strengthening.
これまでに眼鏡着用者は種々の色調を有するガラスの生
産を望んできた。例えば、スポーツマンは度付きレンズ
および度なしレンズとして用いるために黄色の色調を有
するいわゆるンユーターガラス(sl+ooter’s
glass)を購入してきた。着用者によって観察さ
れるくもりおよびグレアを減じるそのような製品の実用
性は色調を狭い範囲の透過率に保つことによって111
られる。理想的な製品は厳密に制御された透過率を有す
る色調をフォトクロミック特性を示すガラス中に有して
おり、その色調は優れた熱安定性を示すであろう。すな
わち、色調はガラスのひずみ点(=I近の温度での長時
間の熱処理あるいはガラスの軟化点付近の温度での短時
間の熱処理の影響をほとんど受けないであろう。In the past, eyeglass wearers have desired to produce glasses with a variety of shades. For example, sportsmen use so-called user glasses (SL+OOTER'S) with a yellow tint for use as prescription and non-prescription lenses.
glass). The utility of such products in reducing haze and glare observed by the wearer is 111 by keeping the color tone within a narrow range of transmittance.
It will be done. The ideal product would have a tint with tightly controlled transmission in a glass exhibiting photochromic properties, and the tint would exhibit excellent thermal stability. That is, the color tone will be hardly affected by a long heat treatment at a temperature near the strain point (=I) of the glass or a short time heat treatment at a temperature near the softening point of the glass.
別の望ましい製品は−様なフォトクロミック暗黒化特性
と共に固定された負勾配を示すフォトクロミック眼鏡レ
ンズであろう。そのようなレンズは化学線に露光される
時−様に暗黒化し、化学線から除去される時退色するが
、さらに固定された負勾配あるいはレンズ上に選択的に
設けられたその他の色模様を有するであろう。この固定
された負勾配あるいは色模様は照明条件の変化に応じて
変化しない。従って、すべてのレンズ部分においてフォ
トクロミック暗黒化を示し、また観察者が常に認めうる
負勾配を示すレンズを得ることかできる。そのようなレ
ンズに要求される重要なことは、比較的−様なフォトタ
ロミック暗黒化性能を有すること、固定された負勾配あ
るいはその他の色模様を有することおよびレンズ製造の
間に屈折力収差が生じないことである。勿論、サングラ
ス製品および度付き眼鏡レンズ製品いずれについても、
レンズの光学的性質に悪影響を及ぼす表面平滑性および
曲率の変化を生じる危険性のある製造方法は不適当であ
る。Another desirable product would be a photochromic ophthalmic lens that exhibits a fixed negative slope with -like photochromic darkening properties. Such lenses darken when exposed to actinic radiation and fade when removed from actinic radiation, but also have a fixed negative gradient or other color pattern selectively placed on the lens. will have. This fixed negative gradient or color pattern does not change as lighting conditions change. It is therefore possible to obtain a lens that exhibits photochromic darkening in all lens parts and also exhibits a negative gradient that is always perceptible to the observer. Important requirements for such lenses are that they have relatively-like phototalomic darkening performance, that they have a fixed negative slope or other color pattern, and that optical power aberrations must be controlled during lens manufacturing. should not occur. Of course, regarding both sunglass products and prescription eyeglass lens products,
Manufacturing methods that risk producing changes in surface smoothness and curvature that adversely affect the optical properties of the lens are unsuitable.
本発明の目的は優れた熱安定性を示す一定の色調のいく
つかの色合い(shade)、すなわち主として視感透
過率の変化によるかいくらかは色度の移動による色の相
違、を単一のフォトクロミックガラス組成物において生
じさせる方法を提供することにある。It is an object of the present invention to produce several shades of a constant color tone exhibiting excellent thermal stability, i.e. color differences primarily due to changes in luminous transmittance or to some extent due to shifts in chromaticity, into a single photochromic material. The object of the present invention is to provide a method for producing a glass composition.
本発明の別の目的は従来のフォトクロミックガラスの黄
色の色調とは異なった表面着色を示すフォトクロミック
ガラスの製造方法を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a method for producing a photochromic glass that exhibits a surface coloring different from the yellow tone of conventional photochromic glasses.
本発明のさらに別の目的は優れた熱安定性を示す黄色の
色調のいくつかの色合いを単一のフォトクロミックガラ
ス組成物において生じさせ、そのガラスの硯感透過率を
望みの水準に調整する方法を提供することにある。Yet another object of the present invention is a method for producing in a single photochromic glass composition several shades of yellow color exhibiting excellent thermal stability and for adjusting the inkstone transmittance of the glass to a desired level. Our goal is to provide the following.
本発明のさらに別の目的は比較的一定の色座標を有する
がその表面にそって透過率の勾配を有し、かつその色調
が優れた熱安定性を示すフォトクロミックガラス素地の
製造方法を提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide a method for producing a photochromic glass substrate having relatively constant color coordinates but with a transmittance gradient along its surface, and whose color tone exhibits excellent thermal stability. There is a particular thing.
本発明のさらに別の目的は一方の面が着色されており、
かつその着色が優れた熱安定性を示すフォトクロミック
ガラスレンズ半製品の製造方法を提供することにある。Yet another object of the present invention is that one side is colored;
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a photochromic glass lens semi-finished product whose coloring exhibits excellent thermal stability.
本発明のさらに別の目的は優れた熱安定性を示す着色を
有し、約450nmよりも短波長の輻射線を著しく吸収
するフォトクロミックガラス素地の製造方法を提供する
ことにある。Yet another object of the present invention is to provide a method for producing photochromic glass bodies having a coloration exhibiting excellent thermal stability and which significantly absorb radiation at wavelengths shorter than about 450 nm.
本発明のさらに別の目的は着色剤による色調が優れた熱
安定性を示す色調に変えられている組成中に通常の着色
剤を含有するフォトクロミックガラス素地の製造方法を
提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide a method for producing photochromic glass substrates containing conventional colorants in the composition in which the color tone is changed by the colorant to a color tone exhibiting excellent thermal stability.
本発明のさらに別の目的は表面着色を有する部分と、表
面着色を有していないかあるいは異なった表面着色を有
する別の部分とからなる選択的に着色されたフォトクロ
ミックガラスレンズの製造方法を提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a selectively colored photochromic glass lens comprising a portion with a surface coloration and another portion with no surface coloration or a different surface coloration. It's about doing.
本発明は従来の還元熱処理の使用によって生じる比較的
純粋な黄色着色に加えて、あるいはそれの代わりに透明
フォトクロミックガラス中に表面着色を生じさせる方法
を提供するものである。先に説明したように、フォトク
ロミックガラスにおいては、上記還元熱処理は一般にガ
ラス中に金属銀の基本吸収ピークのみを生じさせるのに
有効であり、その基本吸収ピークは強度および波長が変
化するが一般に430〜4[fOnmの範囲にある。The present invention provides a method of producing a surface coloration in transparent photochromic glass in addition to, or in place of, the relatively pure yellow coloration produced by the use of conventional reductive heat treatments. As explained above, in photochromic glass, the above-mentioned reduction heat treatment is generally effective in producing only the basic absorption peak of metallic silver in the glass, and although the basic absorption peak changes in intensity and wavelength, it is generally around 430 nm. ~4[fOnm].
本発明においては還元性気体環境中で約200 ’Cよ
りも高い温度で充分な時間熱処理が行なわれ、これによ
ってガラス中の金属銀の基本吸収ピークよりも長波長側
にある1つのあるいは2つ以上の波長においてガラス表
面層の視感透過率が未処理ガラス表面層の視感透過率よ
りも低くなる。そのような視感透過率の減少は、用いら
れる還元条件およびガラス組成に依存して、金属銀の基
本吸収ピークよりも長波長側にある可視領域における比
較的広範囲に亘っての透過率の減少によって、あるいは
該可視領域における比較的狭い新たな吸収帯の発生によ
って生じる。In the present invention, the heat treatment is carried out in a reducing gas environment at a temperature above about 200'C for a sufficient period of time so that one or two absorption peaks at longer wavelengths than the fundamental absorption peak of metallic silver in the glass are removed. At wavelengths above, the luminous transmittance of the glass surface layer is lower than that of the untreated glass surface layer. Such a decrease in luminous transmittance is a relatively wide-ranging decrease in transmittance in the visible region at longer wavelengths than the fundamental absorption peak of metallic silver, depending on the reducing conditions and glass composition used. or by the generation of a relatively narrow new absorption band in the visible region.
本発明の第1の具現においては、ハロゲン化銀結晶をフ
ォトクロミック成分とし、酸化鉛を必須成分として含有
するガラスを強還元性気体環境中でそのガラスのひずみ
点よりも高い温度、好ましくは徐冷点付近あるいはそれ
よりもいくぶん高い温度で熱処理することによって、上
記可視領域において比較的広範囲に互って透過率を減少
させることができることが見出された。上記のような高
温においては、ガラス中の銀イオンが金属銀に還元され
るだけでなく鉛イオンもまた金属鉛に還元される。そし
てこの金属鉛が銀粒子を被覆するかあるいは銀粒子と合
金を生成しているものと思われる。In a first embodiment of the present invention, a glass containing silver halide crystals as a photochromic component and lead oxide as an essential component is cooled to a temperature higher than the strain point of the glass in a strongly reducing gas environment, preferably slowly. It has been found that the transmittance can be reduced over a relatively wide range in the visible region by heat treatment at temperatures near or somewhat higher. At such high temperatures, not only the silver ions in the glass are reduced to metallic silver, but also the lead ions are reduced to metallic lead. It is thought that this metallic lead coats the silver particles or forms an alloy with the silver particles.
上記第1の具現においては、フォトクロミックガラスが
AgCIJ、AgBrおよびAglのうちの少なくとも
1種をフォトクロミック成分として含み、また本発明の
方法に従って還元される時望みの色を与えるような酸化
鉛を含んでいるならばそのガラスの基礎組成にかかわり
なく本発明の方法を適用することができる。例えば、米
国特許第3.548,060号にはAg2O3−B2O
3−RO系内に基礎組成を有するガラスが開示されてい
る。In the first embodiment, the photochromic glass contains at least one of AgCIJ, AgBr and Agl as a photochromic component, and also contains lead oxide which gives the desired color when reduced according to the method of the invention. If so, the method of the present invention can be applied regardless of the basic composition of the glass. For example, in U.S. Pat. No. 3,548,060, Ag2O3-B2O
Glasses having a base composition within the 3-RO system are disclosed.
すなわち、この特許のガラスは重量%で30乃至86%
のB2O3,2乃至35%のAg2O3および12乃至
45%のアルカリ土類金属酸化物からなる。米国特許第
3,703,388号にはLa203−B2O3系内に
基礎組成を有するガラスが開示されている。That is, the glass of this patent has a weight percentage of 30 to 86%.
of B2O3, 2 to 35% Ag2O3 and 12 to 45% alkaline earth metal oxide. U.S. Pat. No. 3,703,388 discloses glasses having a basic composition within the La203-B2O3 system.
すなわち、この特許のガラスは重量%で15乃至75%
のLa2O3および13乃至65%のB2O3からなる
。φ米国特許節3,834.912号にはpbo−B2
03系内に基礎組成を有するガラスが開示されている。That is, the glass of this patent has a weight percentage of 15 to 75%.
of La2O3 and 13 to 65% of B2O3. φ U.S. Patent Section 3,834.912 has pbo-B2
Glasses having a basic composition within the 03 series are disclosed.
すなわち、この特許のガラスは重量%で14.2乃至4
8%のB2O3,29乃至73%のpbo。That is, the glass of this patent has a weight percentage of 14.2 to 4.
8% B2O3, 29-73% pbo.
0乃至15%のアルカリ土類金属酸化物およびO乃至2
3%のZrO2、Ai)z 03およびZnOのうぢの
少なくとも1種からなる。米国特許第3.878,43
6号にはR20−Ag2O3−B205系内に基礎組成
を有するガラスが開示されている。0-15% alkaline earth metal oxides and O-2
It consists of at least one of 3% ZrO2, Ai)z03 and ZnO. U.S. Patent No. 3.878,43
No. 6 discloses a glass having a basic composition within the R20-Ag2O3-B205 system.
すなわち、この特許のガラスは重量%で少なくとも17
%のP2O5,9乃至34%のAg2O3,40%以下
のSiO2,19%以下の8203および少なくとも1
0%のアルカリ金属酸化物からなる。米国特許第3,9
57,498号にはR20−A、Q 203−8i02
系内に基礎組成を有するガラスが開示されている。すな
わち、この特許のガラスは重量%で13乃至21%のア
ルカリ金属酸化物、17乃至25%のAg2O3および
45乃至56%の5i02からなる。さらに、先に米国
特許第3,208,860号の説明において述べたよう
に、現在市販されているフォトクロミックガラスはアル
カリ金属アルミノ硼珪酸塩系内に基礎組成を有している
。この特許には好ましいガラスとして重量%で4乃至2
626のAg2O3;4乃至2[i%(’)B203;
40乃至76%(7)Si02;および2乃至8%(
7)Li20,4乃至15%のNa20.6乃至20%
のに20,8乃至25%のRb2Oおよび1o乃至30
% ノCS 20からなる群より選ばれる少なくとも1
種のアルカリ金属酸化物からなるガラスか開示されてい
る。化学分析に基づいた重量%て表わした場合、上記ガ
ラスは最小有効量かそれぞれ0,2%、0.1%および
0.08%である塩素、臭素および沃素のうちの少なく
とも1種と、少なくとも最小有効量の銀を含んでいる。That is, the glass of this patent contains at least 17% by weight.
% P2O5, 9 to 34% Ag2O3, up to 40% SiO2, up to 19% 8203 and at least 1
Consisting of 0% alkali metal oxide. U.S. Patent No. 3,9
No. 57,498 has R20-A, Q 203-8i02
A glass having a basic composition within the system is disclosed. That is, the glass of this patent consists of 13-21% alkali metal oxide, 17-25% Ag2O3 and 45-56% 5i02 by weight. Furthermore, as previously mentioned in the discussion of US Pat. No. 3,208,860, currently commercially available photochromic glasses have a base composition within the alkali metal aluminoborosilicate system. This patent states that the preferred glass is 4 to 2% by weight.
626 Ag2O3; 4 to 2[i%(')B203;
40-76% (7) Si02; and 2-8% (
7) Li20.4-15% Na20.6-20%
20.8-25% Rb2O and 1o-30
% CS At least 1 selected from the group consisting of 20
A glass comprising alkali metal oxides of various species is disclosed. The glass contains minimum effective amounts of at least one of chlorine, bromine and iodine of 0.2%, 0.1% and 0.08%, respectively, based on chemical analysis and at least Contains the minimum effective amount of silver.
銀の最小有効量は有効ハロゲンが塩素である場合には0
.2%、有効ハロゲンか臭素であるが0.08%よりも
少量の沃素が含まれる場合には0.05%および少なく
とも0.08%の沃素が含まれる場合には0.03%で
ある。透明ガラスが望まれる場合には銀の量は0.7%
以下でなければならず、また3種類のハロケンの合31
’JALは0.6%以下でなければならない。上記各基
礎ガラス成分、銀およびハロゲンの合計量は全組成の少
なくとも85%でなければならない。The minimum effective amount of silver is 0 when the available halogen is chlorine.
.. 2%, 0.05% if the available halogen or bromine but less than 0.08% iodine is present, and 0.03% if at least 0.08% iodine is present. If clear glass is desired, the amount of silver is 0.7%
Must be below, and the total of the three types of Haloken must be 31
'JAL must be below 0.6%. The total amount of each of the above basic glass components, silver and halogens must be at least 85% of the total composition.
ガラスが本発明の方法に従って処理される時透過率に対
して望みの効果を及はすのに必要な鉛の量はPbOで表
わして少なくとも0.5%であり、1%よりも多量であ
るのが最も好ましいことが判明した。淡黄色からほぼオ
レンジ色までの色を生じさせることができ、また生じる
色およびガラスの視感透過率の厳密な制御が可能であり
、このために着色を再現性良く生じさせることができる
。The amount of lead required to have the desired effect on transmittance when the glass is treated according to the method of the invention is at least 0.5%, expressed as PbO, and greater than 1%. was found to be the most preferable. Colors ranging from pale yellow to almost orange can be produced, and tight control of the color produced and the luminous transmittance of the glass is possible, so that the coloration can be produced with good reproducibility.
生じる実際の色および視感透過率はいくぶんかはガラス
組成、特にPbO含有量に依存するが、主として還元処
理のパラメーターの関数である。The actual color and luminous transmittance produced depends somewhat on the glass composition, especially the PbO content, but is primarily a function of the parameters of the reduction process.
上記米国特許第3,892.582号および第3.92
0,403号の記載内容に反して、還元処理温度がかな
りの時間に亘ってガラスの徐冷点を著しく越えない限り
はガラスのフォトクロミック特性はたいして減退しない
。実験結果から判断すると、ガラスの徐冷点よりも約5
0℃以上高い温度での約1時間以上の還元処理はガラス
のフォトクロミック特性に悪影響を及ぼすようである。No. 3,892.582 and 3.92, supra.
Contrary to the content of No. 0,403, the photochromic properties of the glass do not significantly deteriorate unless the reduction treatment temperature significantly exceeds the annealing point of the glass for a considerable period of time. Judging from the experimental results, it is approximately 5% lower than the annealing point of glass.
Reduction treatments at temperatures above 0° C. for longer than about 1 hour appear to have an adverse effect on the photochromic properties of the glass.
反応速度に関しては純粋な水素雰囲気が最も有効な環境
であることが見出された。従って、反応は着色が表面で
始まり次第に内部に移動するような拡散作用に基づいて
いるものと思われる。この現象のために、処理時間が長
ければ長い程あるいは処理温度が高ければ高い程着色は
より深くガラス中に浸透する。さらに、上記現象の強い
温度依−19=
在外のために、ガラス表面にそって負勾配を生じさせる
ことができる。反応速度の点から純粋な水素が好ましい
が、−酸化炭素、分解アンモニアおよび水素と窒素の混
合物のようなその他の還元性環境も用いることができる
。一般に、ガラスはそのガラス中の鉛イオンが金属鉛に
還元され、金属粒子色中心が生成されるのに充分な時間
規定温度において還元性気体雰囲気にさらされる。この
暴露時間はガラスの組成、用いられる環境および用いら
れる温度に依存する。例えば、純粋な水素が用いられる
場合、より高い温度においては数分間程の短時間の暴露
で充分であるが、ガラスのひずみ点(=J近の温度にお
いては数時間の暴露が必要である。さらに、ガラスにお
ける色浸透の深さも勿論考慮されねばならない要素であ
る。この色浸透の深さは拡散の法則によって支配される
。A pure hydrogen atmosphere was found to be the most effective environment in terms of reaction rate. Therefore, the reaction appears to be based on a diffusion effect, with the coloring starting at the surface and gradually moving into the interior. Because of this phenomenon, the longer the treatment time or the higher the treatment temperature, the deeper the coloring penetrates into the glass. Furthermore, due to the strong temperature dependence of the above phenomenon, a negative gradient can be created along the glass surface. Although pure hydrogen is preferred from a reaction rate standpoint, other reducing environments such as -carbon oxides, cracked ammonia, and mixtures of hydrogen and nitrogen can also be used. Generally, the glass is exposed to a reducing gas atmosphere at a specified temperature for a sufficient time to reduce the lead ions in the glass to metallic lead and produce metallic particle color centers. This exposure time depends on the composition of the glass, the environment used and the temperature used. For example, if pure hydrogen is used, exposure as short as a few minutes is sufficient at higher temperatures, but at temperatures near the strain point of the glass (=J) exposures of several hours are required. Additionally, the depth of color penetration in the glass is of course a factor that must be taken into account.This depth of color penetration is governed by the law of diffusion.
本発明の方法は半製品の製造を可能にする。例えば、眼
鏡レンズブランクの一方の面が仕上げられ(適当な度に
研削され、研摩され)、ブランク全体あるいはブランク
の仕上り面が該ブランクに−2〇 −
望みの着色を与える金属鉛粒子を含有する一体表面層が
生じるのに充分な時間還元性環境に暴露される。その後
、ブランクの未仕上り面が研削され最終的な度が得られ
る。未仕上り面に生じた着色はその面の仕上げの間に除
去されるが、最終レンズは最初に仕上げられた面に着色
を保持している。The method of the invention allows the production of semi-finished products. For example, one side of an eyeglass lens blank may be finished (grinded and polished to an appropriate degree), and the entire blank or the finished side of the blank may contain metallic lead particles that impart the desired coloration to the blank. Exposure to a reducing environment for a sufficient period of time to form an integral surface layer. The unfinished surface of the blank is then ground to obtain the final degree. Any coloring that develops on the unfinished surface is removed during finishing of that surface, but the final lens retains the coloring on the originally finished surface.
本発明はフォトクロミック眼鏡レンズ、すなわち可逆性
の視感透過率を示す眼鏡レンズを製造しようとするもの
であるので、本発明においては好ましくは眼鏡着用者が
太陽光中に出た時の化学線の吸収を避けるためにレンズ
の背面のみに高吸収性表面層が形成される。Since the present invention aims to produce a photochromic eyeglass lens, that is, a eyeglass lens that exhibits reversible luminous transmittance, the present invention preferably reduces the amount of actinic radiation when the eyeglass wearer is exposed to sunlight. A highly absorbent surface layer is formed only on the back side of the lens to avoid absorption.
本発明の方法はPbO含有量が非常に多いガラス(例え
ば上記米国特許第3,834,912号の29乃至73
%のPbOを含むガラス)にも適用することができるが
、高PbO含有量のガラスにおいて得られる着色はPb
O含有量がずっと少ないガラスにおいて得られる着色と
変わりはない。しかしながら、ガラスは少なくとも0.
5%、好ましくは1%よりも多量のPbOを含んでおり
、またフォトクロミック成分としてハロゲン化銀結晶を
含んでいることが必要である。上記米国特許第3,20
8.8GO号の好ましいガラス組成物については、最大
PbO含有量は一般に約10%を越えない。The method of the present invention is suitable for glasses with very high PbO contents (e.g., U.S. Pat.
% PbO), but the coloration obtained in glasses with high PbO content is
This is no different from the coloring obtained in glasses with much lower O contents. However, glass is at least 0.
It is necessary to contain more than 5%, preferably more than 1%, of PbO, and also to contain silver halide crystals as a photochromic component. U.S. Patent No. 3,20
For the preferred glass compositions of No. 8.8GO, the maximum PbO content generally does not exceed about 10%.
先に述べたように、本発明の方法は表面の一部のみが着
色されているかあるいは表面にそって色勾配が生ぜしめ
られた成形品の製造に有用である。As mentioned above, the method of the present invention is useful for producing molded articles in which only a portion of the surface is colored or a color gradient is created along the surface.
米国特許第4.072,490号には本発明の方法に役
立つように容易に変更可能な装置および方法が開示され
ている。U.S. Pat. No. 4,072,490 discloses an apparatus and method that can be easily modified to assist in the method of the present invention.
さらに、本発明の方法は著しく紫外線吸収性である着色
フォトクロミックガラス素地の製造を可能にする。この
ようなガラスは強い照明、特に紫外線からの保護が必要
である色素性網膜炎のような病起用の眼鏡レンズとして
医学的に処方される時特に有効である。上記着色フォト
クロミックガラス素地を得るためには2段階処理が必要
である。まずフォトクロミックガラスが米国特許第3.
892,582号に開示されている方法に従って還元性
雰囲気中で焼成される。すなわち、Ag+イオンを金属
銀に還元するのに充分な焼成条件(焼成温度および焼成
時間)の下でガラスが焼成される。ガラスのひずみ点よ
りも低い焼成温度が用いられるのが好ましい。その後、
上記処理が施されたガラスが還元性環境中でそのガラス
の徐冷点付近あるいはそれよりも高い温度で薄い表面層
において鉛イオンが金属鉛に還元されるのに充分な時間
焼成される。この異なった温度でのガラスの連続焼成の
結果、金属銀粒子含有層上に金属鉛粒子含有層が形成さ
れる。金属銀粒子のために約45゜nl11の波長にお
いて透過率が鋭くカットされ、その結果可視スペクトル
の青色領域から紫外領域に亘って強い吸収が生じる。ガ
ラスが紫外線用フィルターとして特に適しているのはこ
のためである。Furthermore, the method of the invention allows the production of colored photochromic glass bodies that are highly UV-absorbing. Such glasses are particularly useful when prescribed medically as ophthalmic lenses for conditions such as retinitis pigmentosa, where protection from intense lighting, especially ultraviolet light, is necessary. A two-step process is required to obtain the colored photochromic glass substrate. First, photochromic glass received the No. 3 U.S. patent.
892,582 in a reducing atmosphere. That is, the glass is fired under firing conditions (firing temperature and firing time) sufficient to reduce Ag+ ions to metallic silver. Preferably, a firing temperature below the strain point of the glass is used. after that,
The treated glass is fired in a reducing environment at a temperature near or above the annealing point of the glass for a time sufficient to reduce the lead ions to metallic lead in a thin surface layer. As a result of this continuous firing of the glass at different temperatures, a layer containing metal lead particles is formed on the layer containing metal silver particles. The metallic silver particles cause a sharp cut in the transmittance at a wavelength of approximately 45°nl11, resulting in strong absorption from the blue region of the visible spectrum to the ultraviolet region. This is why glass is particularly suitable as a UV filter.
しかしながら、人間の眼は約555nn+の波長(黄緑
色)に最も感度があるので、この金属銀粒子による吸収
でさえスペクトルの可視領域における透過率を低くする
ことはできない。これに対して、金属鉛粒子は一般に可
視スペクトルを吸収する。従って、ガラスによって示さ
れる視感透過率は主として金属鉛粒子含有層の厚さによ
って決められる。However, since the human eye is most sensitive to wavelengths of approximately 555 nn+ (yellow-green), even this absorption by metallic silver particles cannot reduce transmission in the visible region of the spectrum. In contrast, metallic lead particles generally absorb in the visible spectrum. Therefore, the luminous transmittance exhibited by the glass is determined primarily by the thickness of the layer containing metal lead particles.
要するに、本発明の第1の具現はその背面に金属銀粒子
および金属鉛粒子を含有する一体表面層を有するフォト
クロミックガラス製品、特に眼鏡レンズを製造しようと
するものである。この本発明の第1の方法はスペクトル
の紫外領域を強く吸収し、また種々の色合いを示す上記
ガラス製品を熱ガラス成形法にたよらずに製造すること
を可能にする。In summary, a first embodiment of the invention seeks to produce a photochromic glass product, in particular a spectacle lens, having an integral surface layer containing metallic silver particles and metallic lead particles on its back side. This first method of the invention makes it possible to produce the above-mentioned glass products, which absorb strongly in the ultraviolet region of the spectrum and exhibit various shades, without resorting to hot glass forming methods.
本発明の第2の具現においては、ハロゲン化銀含有フォ
i・クロミックガラスを適当な熱条件の下で還元熱処理
することによって銀の基本吸収波長よりも長波長側に比
較的狭い吸収帯を生じさせることができ、このために非
暗黒化状態において例えばオレンジ色、赤色、紫色ある
いは青色のような表面着色を示す着色フォトクロミック
ガラスを得ることができることが見出された。このよう
な結果は還元処理の間のフォトクロミック相(ハロゲン
化銀)溶融をできるだけ少なくするために従来用いられ
ていた熱処理温度範囲よりもいくぶん低い熱処理温度範
囲を用いることによって得られる。結果に影響を及ぼす
その他の要素はこの着色法に用いられるフォトクロミッ
クガラス出発材料の組成および熱履歴である。In a second embodiment of the present invention, a relatively narrow absorption band is produced on the longer wavelength side than the basic absorption wavelength of silver by subjecting silver halide-containing photochromic glass to a reduction heat treatment under appropriate thermal conditions. It has now been found that it is possible to obtain a colored photochromic glass which exhibits a surface coloration, for example orange, red, violet or blue, in the undarkened state. Such results are obtained by using a heat treatment temperature range that is somewhat lower than that conventionally used in order to minimize photochromic phase (silver halide) melting during the reduction process. Other factors that influence the results are the composition and thermal history of the photochromic glass starting material used in this coloring process.
本発明の第2の方法に従って製造されるフォトクロミッ
クガラスに見られる広範な表面着色は熱処理の間にガラ
ス表面に生じる強い吸収帯によるものである。この吸収
帯は480nnよりも長波長側にあり、しばしば510
〜580nmの範囲にある。この吸収帯によってガラス
の色が黄色からオレンジ色、赤色、紫色あるいは青色に
移動する。このように本発明の方法によって得られる表
面着色フォトクロミックガラスは430〜4GOnmの
みに強い吸収を示し、また非黄色ガラス製造に必要な波
長において比較的弱い吸収を示す従来の表面着色フォト
クロミックガラスとは異なるものである。The extensive surface coloration seen in photochromic glasses produced according to the second method of the invention is due to the strong absorption bands that develop on the glass surface during heat treatment. This absorption band is on the longer wavelength side than 480nm, and is often at 510nm.
~580 nm. This absorption band shifts the color of the glass from yellow to orange, red, purple or blue. Thus, the surface-colored photochromic glass obtained by the method of the present invention exhibits strong absorption only at 430 to 4 GO nm, and is different from conventional surface-colored photochromic glasses that exhibit relatively weak absorption at the wavelengths necessary for producing non-yellow glass. It is something.
分光透過率特性の面から見ると、従来の表面着色フォト
クロミックガラス製品は少なくとも一般に用いられる眼
鏡レンズの形状において第7図乃至第9図の線CBより
も左側に位置する吸収ピーりを示す。これは第8図に最
も明確に示されている。第7図および第9図に示される
ように、本発明は線CBよりも右側に位置する吸収ピー
クを有する表面着色フォトクロミックガラス製品を提供
する。In terms of spectral transmittance characteristics, conventional surface-colored photochromic glass products exhibit an absorption peak located to the left of line CB in FIGS. 7 to 9, at least in the shape of commonly used spectacle lenses. This is most clearly shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 9, the present invention provides a surface-colored photochromic glass product with an absorption peak located to the right of line CB.
詳細には、本発明の第2の具現はハロゲン化銀含有フォ
トクロミックガラス製品を還元性条件の下で約450℃
以下の温度で熱処理することからなる方法によって製造
される表面着色フォトクロミックガラス製品を提供する
ものである。上記熱処理はガラス製品中に特定の光吸収
特性が生じるのに充分な時間続けられる。この光吸収特
性とは、上記還元熱処理の後、ガラス製品が少なくとも
非暗黒化状態の一断面において、一般に430〜460
nmに見られる銀の基本吸収波長よりも長波長側にある
少なくとも1つの吸収ピークを有する分光透過率曲線を
示すような特性である。従って、上記還元熱処理によっ
て生じたピークは一般に第7図の線CBよりも右側の分
光透過率領域にある。In particular, a second embodiment of the present invention provides a silver halide-containing photochromic glass article under reducing conditions at about 450°C.
There is provided a surface-colored photochromic glass product manufactured by a method comprising heat treatment at a temperature of: The heat treatment is continued for a sufficient period of time to develop specific light absorption properties in the glass article. This light absorption characteristic is generally 430 to 460 at least in one cross section of the non-darkened state of the glass product after the above-mentioned reduction heat treatment.
It has such a characteristic that it exhibits a spectral transmittance curve having at least one absorption peak on the longer wavelength side than the fundamental absorption wavelength of silver observed in nm. Therefore, the peak produced by the reduction heat treatment is generally in the spectral transmittance region to the right of line CB in FIG.
従って、上記のような表面着色フォトクロミックガラス
製品はハロゲン化銀含有フオトクロミ・ツクガラス製品
を還元性条件の下で約450℃以下の温度で上記特性を
有する少なくとも1つの吸収ピークか生じるのに充分な
時間熱処理することによって得られる。Accordingly, surface-tinted photochromic glass articles such as those described above are prepared by preparing silver halide-containing photochromic glass articles under reducing conditions at temperatures below about 450° C. for a period sufficient to produce at least one absorption peak having the characteristics described above. Obtained by heat treatment.
上記光吸収特性は最初上記米国特許箱
4.190,451号に開示されているタイプのフォト
クロミックガラスに生ぜしめられた。しかしながら、こ
の新規な光吸収効果はそのようなガラスに限られるもの
ではなく、上記のような方法で還元熱処理されたその他
のタイプのフォトクロミックガラスにも見られた。The above light absorption properties were first produced in photochromic glasses of the type disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 4,190,451. However, this novel light absorption effect is not limited to such glasses, and has also been observed in other types of photochromic glasses that have been subjected to reduction heat treatment in the manner described above.
本発明の第2の方法によって得られるフォトクロミック
ガラスに見られる異常な着色効果はガラス表面に非常に
近い領域におけるハロゲン化銀微結晶に接触している銀
の化学還元によって引き起こされるものと思われ、観察
される色は微結晶上の金属銀の形状および配列によって
決められるものと思われる。これは一定の還元熱処理が
用いられる場合、ある特定のフォトクロミックガラスは
該ガラス中にハロゲン化銀微結晶を生じさせるのに最初
に使用された方法に依存して多数の異なった吸収ピーク
のいずれをも示し得るという実験的に観察された事実に
矛盾しない。The unusual coloring effect observed in the photochromic glass obtained by the second method of the present invention is believed to be caused by the chemical reduction of silver in contact with silver halide microcrystals in the region very close to the glass surface; The observed color appears to be determined by the shape and arrangement of metallic silver on the microcrystals. This means that when a certain reducing heat treatment is used, a particular photochromic glass will produce any of a number of different absorption peaks depending on the method originally used to produce the silver halide crystallites in the glass. This is consistent with the experimentally observed fact that
さらに、還元熱処理によってフォトクロミックガラスに
イ・1与される表面着色はガス表面に充分接近したもの
であるので、着色ガラス表面の一部をその表面の光学的
性質をほとんど変えることなく選択的に除去することが
できることが見出された。Furthermore, since the surface coloring imparted to the photochromic glass by reduction heat treatment is sufficiently close to the gas surface, a portion of the colored glass surface can be selectively removed without changing the optical properties of the surface. It has been found that it can be done.
すなわち、還元熱処理によって生じる着色は処理された
レンズ表面上の一般に約10〜100 ミクロン厚の非
常に薄い層中にあり、化学的手段によるこの表面層の除
去はレンズ表面の屈折力あるいは表面品質にさほど悪影
響を及ぼさないことが見出された。That is, the coloration produced by reductive heat treatment is in a very thin layer, typically about 10 to 100 microns thick, on the treated lens surface, and removal of this surface layer by chemical means has no effect on the refractive power or surface quality of the lens surface. It was found that there were no significant negative effects.
従って、さらに本発明は上述の還元性気体環境中での熱
処理によって生じた表面着色フォトクロミックガラス製
品を処理し、選択的に着色されたガラス製品を得るため
の方法を提供するものである。この方法は着色表面層の
選ばれた部分を化学的に除去し、その層の見かけの色、
従ってその製品の見かけの色を変えることからなる。レ
ンズから化学的に除去される着色表面層部分は色模様、
好ましくはレンズ上部の比較的強い色からレンズ下部の
無色に変化する負勾配を与えるように選択することがで
きる。化学的に除去される着色表面層部分は厚さについ
ても制御することができ、従って色変化は色強度の限ら
れた低減と色の完全な除去の両方からなる。Accordingly, the present invention further provides a method for treating surface-colored photochromic glass products produced by heat treatment in a reducing gas environment as described above to obtain selectively colored glass products. This method chemically removes selected portions of the colored surface layer, reducing the apparent color of that layer.
It therefore consists of changing the apparent color of the product. The colored surface layer that is chemically removed from the lens has a colored pattern,
Preferably, it can be chosen to provide a negative gradient varying from a relatively strong color at the top of the lens to achromatic at the bottom of the lens. The portion of the colored surface layer that is chemically removed can also be controlled in terms of thickness, so that the color change consists of both a limited reduction in color intensity and a complete removal of color.
さらに、必要に応じてガラス組成中に既知のガラス着色
剤が含有せしめられてもよい。勿論、着色剤と本発明の
方法によって生じる着色との組合わせは種々の色調およ
び色合いを生じる。Furthermore, a known glass colorant may be included in the glass composition if necessary. Of course, the combination of colorants and the coloration produced by the method of the invention produces a variety of shades and shades.
コーニング社(Corning Glass Work
s、 Corning。Corning Glass Work
s, Corning.
New York)から眼鏡レンズ用として市販されて
いる3種類のフォトクロミックガラスを用いて本発明の
第1の方法を以下に説明する。各ガラスのおよその組成
は下表に重量%で示されている。ガラスA、BおよびC
はそれぞれコーニング8097、コーニング8111お
よびコーニング8105という名称で販売されている。The first method of the present invention will be described below using three types of photochromic glasses commercially available from Co., Ltd. (New York) for use in eyeglass lenses. The approximate composition of each glass is shown in weight percent in the table below. Glass A, B and C
are sold under the names Corning 8097, Corning 8111 and Corning 8105, respectively.
下表には各ガラスの軟化点、徐冷点およびひずみ点のお
よその値も示されている。The table below also shows approximate values for the softening point, annealing point and strain point of each glass.
A B C
8i 02 55.8 56.4[i
55.52B2o316.4 1.8.1
5 1G、10Al) 2o38.9 G、
19 8.90L i 2 0 2.f
li5 1.81 2.65N a 2 0
1.85 4.0g 1.8
3に20 0.01 5.72
−B a O[i、7 B、
70Ca OO,2−−
P b O5,05,04
Z r 02 、2.2 4.99
2.O7Ag 0.1B
0.207 0.175Cu OO,0350,
0060,0128CL) 0.24
0.1G6 0.125B r
O,1450,1370,50F
O,190,2Ti02
2.07 −軟化点 675° 662°
675゜徐冷点 511° 500’ 510
’ひずみ点 473° 468° 475゜
ガラスCから直径が約70mm、厚さが約6n++nの
円形レンズブランク2枚をプレスし、いずれも4分割し
、3+++m厚に研摩した。このようにして得た8個の
サンプルのうち2個を純粋水素ガス源に接続されたチュ
ーブ電気炉に入れた。電気炉を窒素ガスで置換し、その
後純粋水素ガスで置換し、しかる後サンプルを大気圧よ
りもわずかに高い圧力を有する流速約10cc/秒の純
粋水素ガス気流中で415℃、435℃、460℃およ
び525℃の温度で30分間熱処理した。サンプルを電
気炉から取り出し、その−面を研摩して2+++m厚と
した。その後一方のサンプルを化学強化した。この化学
強化は60重量%のKNO3と40重量%のNaNO3
からなる400℃の溶融塩バス中にサンプルを16時間
浸漬することによって行なった。A B C 8i 02 55.8 56.4[i
55.52B2o316.4 1.8.1
5 1G, 10Al) 2o38.9G,
19 8.90L i 2 0 2. f
li5 1.81 2.65N a 2 0
1.85 4.0g 1.8
3 to 20 0.01 5.72
-B a O [i, 7 B,
70Ca OO,2-- P b O5,05,04 Z r 02 , 2.2 4.99
2. O7Ag 0.1B
0.207 0.175Cu OO,0350,
0060,0128CL) 0.24
0.1G6 0.125B r
O, 1450, 1370, 50F
O,190,2Ti02
2.07 - Softening point 675° 662°
675° Annealing point 511° 500' 510
'Strain Points 473° 468° 475° Two circular lens blanks with a diameter of about 70 mm and a thickness of about 6n++n were pressed from glass C, and each was divided into four parts and polished to a thickness of 3+++m. Two of the eight samples thus obtained were placed in a tube electric furnace connected to a source of pure hydrogen gas. The electric furnace was purged with nitrogen gas and then with pure hydrogen gas, and then the sample was heated at 415°C, 435°C, and 460°C in a pure hydrogen gas stream with a pressure slightly higher than atmospheric pressure and a flow rate of about 10 cc/sec. ℃ and 525 ℃ for 30 minutes. The sample was taken out of the electric furnace and its negative side was polished to a thickness of 2+++ m. One sample was then chemically strengthened. This chemical reinforcement consists of 60% by weight KNO3 and 40% by weight NaNO3.
This was done by immersing the sample in a 400°C molten salt bath for 16 hours.
普通の三刺激値潤色計および研究用露光/光度計装置を
用いて非暗黒化状態の色およびフォトクロミック特性を
測定した。各サンプルを室温、すなわち約20〜25℃
で20分間紫外線に露光し、その後5分間紫外線から除
去した。下記第1表は各サンプルによって示された視感
透過率を示すものであり、To、TD2oおよびTF5
はそれぞれ暗黒化の前、20分間の暗黒化の後および5
分間の退色の後の視感透過率を表わす。また第1表には
非暗黒化状態の各サンプルの色度座標(x、 y)も
示されている。The color and photochromic properties of the undarkened state were measured using a conventional tristimulus colorimeter and research exposure/photometer equipment. Store each sample at room temperature, i.e. approximately 20-25°C.
Exposure to UV light for 20 minutes followed by removal from UV light for 5 minutes. Table 1 below shows the luminous transmittance exhibited by each sample, including To, TD2o and TF5.
before darkness, after 20 minutes of darkness, and 5 minutes, respectively.
It represents the luminous transmittance after fading for minutes. Table 1 also shows the chromaticity coordinates (x, y) of each sample in the non-darkened state.
第1図は非暗黒化状態の各サンプルの色度座標を色度図
上に示すものであり、第2図は熱退色を行なった後、す
なわち97℃で35分間加熱した後の化学強化を行なっ
たサンプルの分光透過率曲線を示すものである。Figure 1 shows the chromaticity coordinates of each sample in the non-darkening state on a chromaticity diagram, and Figure 2 shows the chemical strengthening after thermal bleaching, that is, after heating at 97°C for 35 minutes. This figure shows the spectral transmittance curve of the sample.
第1表、第1図および第2図における実施例4とその他
の実施例の比較から明らかなように、実施例4とその他
の実施例との間にはかなりの違いがある。この違いは特
に第2図の分光透過率曲線において明確に示されている
。525℃の温度(ガラスCの徐冷点よりも高い)は銀
イオンの還元のほかに鉛イオンの還元を生じさせるのに
充分に高い温度である。この温度で熱処理されたガラス
は全可視領域の光を吸収するようになり、450nmよ
りも長波長側にピークを有する金属銀粒子によるシャー
プな吸収帯を有していない。また鉛イオンの還元によっ
て色が緑色方向へ移動する。As is clear from the comparison of Example 4 and the other Examples in Table 1, FIGS. 1 and 2, there are significant differences between Example 4 and the other Examples. This difference is particularly clearly shown in the spectral transmittance curves in FIG. The temperature of 525° C. (above the annealing point of Glass C) is sufficiently high to cause reduction of lead ions in addition to reduction of silver ions. Glass heat-treated at this temperature absorbs light in the entire visible region, and does not have a sharp absorption band due to metallic silver particles having a peak on the wavelength side longer than 450 nm. In addition, the color shifts toward green due to the reduction of lead ions.
化学強化されたサンプルによって示される色およびフォ
トクロミック特性と化学強化が行なわれなかったサンプ
ルによって示される色およびフォトクロミック特性の比
較から明らかなように、化学強化法は本発明の方法に悪
影響を及ぼすものではない。The chemical strengthening method does not have an adverse effect on the method of the present invention, as evidenced by the comparison of the color and photochromic properties exhibited by the chemically strengthened samples with those exhibited by the non-chemically strengthened samples. do not have.
上記ガラスCの円形レンズブランクと同じ直径および厚
さを有する円形レンスブランクをガラスAからプレスし
、4分割し、約3mm厚に研削し研摩した。その後ろサ
ンプルを上記と同様にして純粋水素ガス気流中て400
°C,455°C,480℃および530°Cの温度で
0.5時間焼成した。A circular lens blank having the same diameter and thickness as the circular lens blank of glass C was pressed from glass A, divided into four parts, and ground and polished to a thickness of about 3 mm. After that, the sample was heated in the same manner as above for 400 min in a pure hydrogen gas stream.
℃, 455°C, 480°C and 530°C for 0.5 hour.
各サンプルの一方の面を研摩して約2mm厚とし、その
後」1記と同じ方法および装置を用いて各サンプルの色
およびフォトクロミック特性を測定した。One side of each sample was ground to a thickness of approximately 2 mm, and then the color and photochromic properties of each sample were measured using the same method and equipment as in Section 1.
各サンプルを室温において20分間紫外線に露光し、そ
の後5分間紫外線から除去した。下記第2表は各サンプ
ルによって示された暗黒化される前の視感透過率(To
)および色度座標(x、 y)を示すものである。Each sample was exposed to UV light for 20 minutes at room temperature and then removed from UV light for 5 minutes. Table 2 below shows the luminous transmittance (To) before darkening exhibited by each sample.
) and chromaticity coordinates (x, y).
第 2 表
実施例No、 熱処理温度 T。 x y5
400℃ 65.9 0.4080 0.39546
455°CGo、9 0.44G7 0.442774
80°C5B、5 0.4153 0.4190853
0°C27,80,40490,4063第3図は非暗
黒化状態の各サンプルの分光透過率曲線を示すものであ
り、この第3図には上記還元熱処理を受けていないサン
プルの分光透過率曲線も示されている。Table 2 Example No. Heat treatment temperature T. x y5
400℃ 65.9 0.4080 0.39546
455°CGo, 9 0.44G7 0.442774
80°C5B, 5 0.4153 0.4190853
0°C27, 80, 40490, 4063 Figure 3 shows the spectral transmittance curves of each sample in the non-darkening state, and this Figure 3 shows the spectral transmittance curves of the samples that have not undergone the above-mentioned reduction heat treatment. is also shown.
第2表から明らかなように、48(l乃至530℃の温
度範囲で起こる色変化は比較的小さいが、視感透過率の
変化は大きい。第3図から明らかなように、処理温度が
400°Cおよび455℃であるガラスの透過率曲線に
は約450〜500nmに銀粒子の存在による強い吸収
ピークが見られる。処理温度がより高いガラスにおいて
はこの吸収ピークはなくなっており、その代わりに全可
視波長領域に亘ってピークのない吸収が生じている。そ
してこの吸収は波長の増加とともに減少している。従っ
て、処理温度が480℃(ガラスAのひずみ点よりもわ
ずかに高い。)であるガラスの透過率曲線に見られる吸
収ピークのなごりは処理時間を長くすることによって除
去することかできるであろう。As is clear from Table 2, the color change that occurs in the temperature range from 48°C to 530°C is relatively small, but the change in luminous transmittance is large. The transmittance curve of the glass at 455 °C and 455 °C shows a strong absorption peak at about 450-500 nm due to the presence of silver particles. In the glass treated with higher processing temperatures, this absorption peak disappears and is replaced by Peakless absorption occurs over the entire visible wavelength range, and this absorption decreases with increasing wavelength.Therefore, at a processing temperature of 480 °C (slightly higher than the strain point of glass A). The traces of absorption peaks seen in the transmittance curve of certain glasses may be removed by increasing the processing time.
上記と同様にしてガラスAおよびガラスBから円形レン
ズブランクをプレスし、4分割し、研摩して2mm厚と
した。上記と同じ装置および方法を用いて得られたサン
プルを純粋水素ガス気流中で520℃、すなわちガラス
のひずみ点よりも約50°C高い温度て5. 1.0.
20および40分間焼成した。紫外線によって暗黒化さ
れる前の各サンプルによって示される視感透過率(To
)、色度座標(x。Circular lens blanks were pressed from glass A and glass B in the same manner as above, divided into four parts, and polished to a thickness of 2 mm. 5. Samples obtained using the same apparatus and method as described above were heated in a stream of pure hydrogen gas at a temperature of 520°C, i.e. approximately 50°C above the strain point of the glass. 1.0.
Baked for 20 and 40 minutes. The luminous transmittance (To
), chromaticity coordinate (x.
y)および色純度(%)を上記と同じ装置および方法を
用いて測定した。その結果を下記第3表に示す。y) and color purity (%) were measured using the same equipment and method as above. The results are shown in Table 3 below.
第4図は実施例9〜12のガラスの分光透過率曲線を示
すものであり、第5図は実施例13〜16のガラスの分
光透過率曲線を示すものである。FIG. 4 shows the spectral transmittance curves of the glasses of Examples 9 to 12, and FIG. 5 shows the spectral transmittance curves of the glasses of Examples 13 to 16.
実施例9〜12(鉛含有ガラス)と実施例13〜16(
鉛を含まないガラス)の比較から明らかなように、両者
の間には下記のような3つの大きな相違点がある。Examples 9 to 12 (lead-containing glass) and Examples 13 to 16 (
As is clear from the comparison of lead-free glass (lead-free glass), there are three major differences between the two:
(a) 鉛を含まないガラスは比較的長時間焼成した
後でも分光透過率曲線中の銀による吸収帯が消失しない
。(a) In lead-free glass, the silver absorption band in the spectral transmittance curve does not disappear even after being fired for a relatively long time.
(b) 鉛を含まないガラスは比較的長時間焼成した
後でも非常にわずかしか透過率が向上しない。(b) Lead-free glass shows only a very small improvement in transmittance even after firing for a relatively long time.
(C) 鉛を含まないガラスはかなり大きな色度の変
化を示すが、その視感透過率は比較的わずかしか変化し
ない。(C) Although lead-free glass exhibits fairly large changes in chromaticity, its luminous transmittance changes relatively little.
これらの相違点は鉛イオンの金属鉛粒子への還元がガラ
スの色および透過率に及ぼす多大な影響を如実に示して
いる。第3表のデータおよび第5図の分光透過率曲線は
本発明の方法によれば銀および鉛を含むガラス中に生じ
る色合いを厳密に制御することができることを示してい
る。These differences highlight the profound effect that the reduction of lead ions to metallic lead particles has on the color and transmittance of the glass. The data in Table 3 and the spectral transmittance curves in FIG. 5 demonstrate that the method of the present invention allows for tight control of the tint produced in glasses containing silver and lead.
ガラスCのレンズブランクの背面を研削し研摩して望み
の曲率とし、レンズ半製品とした。このレンズ半製品を
純粋水素雰囲気中で下記の焼成スケジュールを用いて焼
成して着色レンズ半製品を得た。The back surface of a glass C lens blank was ground and polished to a desired curvature, resulting in a semi-finished lens. This lens semi-finished product was fired in a pure hydrogen atmosphere using the following firing schedule to obtain a colored lens semi-finished product.
(a) 420℃で22時間および560℃で1時間
(実施例17)。(a) 22 hours at 420°C and 1 hour at 560°C (Example 17).
(b) 4GO℃テ22時間および560℃テ0.5
時間(実施例18)。(b) 4GO℃te 22 hours and 560℃te 0.5
Time (Example 18).
その後前面を研削し研摩して厚さが約3mmのレンズを
得た。得られたレンズにおいては、すべての着色は背面
の薄層によって与えられている。従ってガラスのフォト
クロミック特性は影響を受けない。Thereafter, the front surface was ground and polished to obtain a lens with a thickness of about 3 mm. In the resulting lens, all the coloring is provided by a thin layer on the back. The photochromic properties of the glass are therefore unaffected.
第6図は実施例17および1Bのガラスの分光透過率曲
線を示すものである。実施例17のガラスは実施例18
のガラスよりもわずかに多量の青色光をカットする。こ
の違いはガラスのひずみ点よりも低い温度とは言え48
0 ’Cての長時間の処理は鉛イオンをある程度金属鉛
に還元し、金属銀による吸収を変えてしまうのに充分で
あったためであると思われる。還元すれば、2回焼成法
は深い層中に銀による強い吸収を生じ、これによって約
450nmよりも短波長の光は透過しなかった。2回l
」の焼成に用いられたより高い温度はガラスの全体の視
感透過率を低下させた。FIG. 6 shows the spectral transmittance curves of the glasses of Examples 17 and 1B. The glass of Example 17 is the glass of Example 18.
It blocks slightly more blue light than glass. Although this difference is at a temperature lower than the strain point of glass, 48
This appears to be because the prolonged treatment at 0'C was sufficient to reduce some of the lead ions to metallic lead and alter the absorption by metallic silver. In reduction, the double firing process resulted in strong absorption by the silver in the deep layers, which prevented the transmission of light with wavelengths shorter than about 450 nm. 2 times
The higher temperatures used for firing the glass decreased the overall luminous transmittance of the glass.
より長波長に狭い吸収ピークを示す着色フォトクロミッ
クガラスを与える本発明の第2の方法を以下に説明する
。A second method of the invention, which provides a colored photochromic glass exhibiting a narrow absorption peak at longer wavelengths, is described below.
処理によって生じる吸収ピークは本明細書で述べられる
ようなフォトクロミックガラスの表面還元によって生じ
た吸収ピークとして定義される。Process-induced absorption peaks are defined as absorption peaks caused by surface reduction of photochromic glasses as described herein.
そのようなピークはそれから表面着色フォトクロミック
ガラスか作られる親フォトクロミックガラス中には存在
しない。従って、表面着色フォトクロミックガラスは表
面の色がガラス本体の色(ガラス本体が色を有している
ならば)とは異なるものである。これは表面ガラスを除
去する前および除去した後のガラスの分光透過率特性を
比較することによって容易に確かめることができる。No such peak is present in the parent photochromic glass from which the surface-colored photochromic glass is made. Therefore, a surface-colored photochromic glass is one in which the color of the surface is different from the color of the glass body (if the glass body has a color). This can be easily verified by comparing the spectral transmittance characteristics of the glass before and after removing the surface glass.
吸収ピークのピーク位置はその波長と強度によって定め
られる。この場合波長は非暗黒化状態のガラスの光透過
率が最小となる波長である。しかしながら、ピークを有
する複数の吸収帯が著しく接近しており、ある吸収ピー
クが別の吸収ピークのショルダーとしてしか示されない
場合がある。The peak position of the absorption peak is determined by its wavelength and intensity. In this case, the wavelength is the wavelength at which the light transmittance of the glass in the non-darkened state is minimum. However, multiple absorption bands with peaks may be so close together that one absorption peak appears only as a shoulder of another absorption peak.
このような場合にはピーク位置は通常のスペクトル分析
法に従って決定される。In such cases, peak positions are determined according to conventional spectral analysis methods.
第8図は従来の方法によって製造された一連の表面着色
フォトクロミックガラス眼鏡レンズブランクの非暗黒化
状態における分光透過率曲線を示すものであり、従来の
表面着色フォトクロミックガラスの吸収特性を説明する
ものである。これらのレンズブランクはいずれもコーニ
ング社から「フォトグレイ(登録商標)」として市販さ
れているコーニングコード8097フオトクロミツクガ
ラスからなり、未着色フォトクロミックガラスレンズブ
ランクを純粋水素ガス雰囲気中で第8図に示される種々
の温度で10分間熱処理することによって製造された。FIG. 8 shows the spectral transmittance curves of a series of surface-colored photochromic glass eyeglass lens blanks manufactured by the conventional method in a non-darkened state, and illustrates the absorption characteristics of the conventional surface-colored photochromic glasses. be. All of these lens blanks are made of Corning Code 8097 photochromic glass, which is commercially available from Corning Corporation as "Photogray (registered trademark)". They were prepared by heat treatment for 10 minutes at the various temperatures indicated.
第8図から明らかなように、従来の方法によって製造さ
れた表面着色ガラスは穏やかな熱処理によって得られる
510nm付近における非常にわずかの吸収からより強
烈な熱処理によって得られる短波長側へ移動した強い吸
収までの範囲の吸収特性を有している。300℃の熱処
理によって製造されたわずかに光吸収性であるガラスは
ピンク色を示し、一方より強く光を吸収するガラスは黄
色を示す。As is clear from Figure 8, the surface-colored glass produced by the conventional method has a very slight absorption near 510 nm obtained by mild heat treatment, and a strong absorption shifted to the short wavelength side obtained by more intense heat treatment. It has absorption properties ranging from Slightly light-absorbing glasses produced by heat treatment at 300° C. exhibit a pink color, while more strongly light-absorbing glasses exhibit a yellow color.
先行技術文献に記載されている限りでは、これらガラス
は510nmよりも長波長側では著しい吸収を示さず、
また460〜510nmの範囲では強い吸収ピークを示
さない。従ってその位置が透過率が最小となる点で示さ
れるこれらガラスによって示される吸収ピークは第8図
中の線CBよりも左側の領域に限られ、従ってガラスの
色が限られる。この線CBを以後“色バリヤー” (
color barrier)と呼ぶことにする。As far as the prior art documents describe, these glasses do not exhibit significant absorption at wavelengths longer than 510 nm;
Moreover, it does not show a strong absorption peak in the range of 460 to 510 nm. Therefore, the absorption peak exhibited by these glasses, whose position is indicated by the point of minimum transmittance, is limited to the region to the left of line CB in FIG. 8, and the color of the glass is therefore limited. This line CB will be referred to as “color barrier” (
color barrier).
上記とは全く異なり、本発明の方法に従って得= 4
4 −
られるガラス製品は色バリヤーよりも右側の緑色および
黄色領域に強い吸収帯を示す。第7図はいくつかのその
ような表面着色ガラス製品の非暗黒化状態における分光
透過率曲線を示すものであり、それらガラス製品によっ
て示される種々の異なった吸収特性を説明するものであ
る。第8図および第9図中の色バリヤーCBと同様に第
7図中の色バリヤーCBは等分目盛透過率−波長図」二
の460nmにおける透過率0%の点と510nmにお
ける透過率100%の点を結ぶ直線である。本発明のガ
ラス製品によって示される吸収特性はオレンジ色の着色
を与える色バリヤーよりも右側の青色領域における強い
吸収ピーク(第7図の曲線1および5)から青色の着色
を与える黄色領域の幅の広い吸収ピーク(第7図の曲線
4)までの範囲内で変化する。無色フォトクロミックガ
ラス中に上記範囲に含まれる吸収ピークが発生すること
によってオレンジ色、赤色、紫色および青色、あるいは
それらの混色の着色を示す表面着色ガラスが生じる。Quite different from the above, according to the method of the invention obtained = 4
4 - The glass products shown exhibit strong absorption bands in the green and yellow regions to the right of the color barrier. FIG. 7 shows the spectral transmittance curves of several such surface-tinted glass products in the undarkened state, illustrating the various different absorption characteristics exhibited by the glass products. Similar to the color barrier CB in FIGS. 8 and 9, the color barrier CB in FIG. is a straight line connecting the points. The absorption characteristics exhibited by the glass products of the invention vary from the strong absorption peak in the blue region to the right of the color barrier giving the orange coloration (curves 1 and 5 in Figure 7) to the width of the yellow region giving the blue coloration. It varies within a range up to a broad absorption peak (curve 4 in Figure 7). The generation of absorption peaks within the above range in colorless photochromic glass produces surface-colored glass exhibiting orange, red, purple, blue, or a mixture thereof.
先に述べたように、本発明に従って得られる吸収特性は
還元熱処理中にガラスが保たれる温度に強く依存する。As mentioned above, the absorption properties obtained according to the invention are strongly dependent on the temperature at which the glass is kept during the reductive heat treatment.
詳細には、約450℃よりも高い温度を用いてオレンジ
色、赤色、紫色および青色、あるいはそれらの混色の着
色を得ることは非常に困難である。例えば第7図の曲線
]のガラスが還元性雰囲気中で450℃付近あるいはそ
れよりも高い温度て熱処理される場合には、510部m
付近の比較的強い吸収ピークは移動して450部m付近
の吸収となり、ガラスはより明るくなりその色は黄色に
近くなる。このために、本発明の第2の方法においては
約200乃至450℃の温度を用いるのが好ましい。In particular, it is very difficult to obtain colors of orange, red, purple and blue, or mixtures thereof, using temperatures higher than about 450°C. For example, when the glass shown in the curve in Figure 7 is heat treated at a temperature around 450°C or higher in a reducing atmosphere, 510 parts m
The relatively strong absorption peak in the vicinity shifts to an absorption near 450 parts m, and the glass becomes brighter and its color approaches yellow. For this reason, temperatures of about 200 to 450°C are preferably used in the second method of the invention.
また、熱処理ガラスによって示される表面着色は先駆ガ
ラスの熱履歴に強く依存することが判明した。極端な例
として、例えば第7図曲線1のガラスの先駆ガラスがフ
ォトクロミック相発生温度で熱処理されずに単に徐冷さ
れた場合には、300乃至450℃の範囲の還元熱処理
すべてについて得られるガラスは黄色である。It has also been found that the surface coloration exhibited by heat-treated glasses is strongly dependent on the thermal history of the precursor glass. As an extreme example, if the precursor glass of the glass shown in curve 1 in Figure 7 is simply slowly cooled without being heat-treated at the photochromic phase generation temperature, the glass obtained for all reduction heat treatments in the range of 300 to 450°C is It is yellow.
基礎ガラス組成もまた得られる種々の表面着色に大きな
影響を及ぼすよってある。第7図曲線1のガラスは40
0℃で1時間の還元熱処理の後オレンジ色であるが、従
来の方法に従って表面着色フォトクロミックガラスを得
るのに用いられたコーニングコード8097フオトクロ
ミツクガラスは同じ還元熱処理の後黄色である。The base glass composition also has a significant influence on the various surface colors obtained. The glass of curve 1 in Figure 7 is 40
The Corning code 8097 photochromic glass used to obtain the surface-colored photochromic glass according to the conventional method is yellow after the same reductive heat treatment, while it is orange after a one hour reductive heat treatment at 0°C.
本発明の方法に従って表面着色フォトクロミックガラス
製品を製造するのに好ましいフォトクロミックガラスは
上記米国特許第4,190,451号に開示されている
フォトクロミックガラスである。この特許のガラスは重
量%でおよそ0乃至2.5%のLi2O、O乃至9%の
N a Z O% O乃至17%のに20、O乃至6%
のCs2O,14乃至23%の8203.5乃至25%
のAg2O3,0乃至25%のP 205.20乃至6
5%5i02.0.004乃至0.02%のCu 0.
0.15乃至0.3%のAg、0.1乃至0.25%の
CΩおよび0.1乃至0.2%のBrからなり、ここで
L i20+Na20+に20+C820は8乃至20
%であり、アルカリ金属酸化物二B2O3モル比は約0
,55乃至0,85であり、またAg : (CΩ+
Br)重量比は約165乃至0.95である。またこの
特許に述べられているように、ガラスは任意成分として
合計量が約10%以下のその他の酸化物あるいは元素を
含んでいてもよい。そのような任意成分として6%以下
のZrO2,3%以下のTiO2,05%以下のPb0
,7%以下のBa0,4%以下のCaO13%以下のM
gO16%以下のNb2O5,4%以下のLa2O3お
よび2%以下のFが挙げられる。Preferred photochromic glasses for making surface-colored photochromic glass products according to the method of the present invention are those disclosed in the above-referenced US Pat. No. 4,190,451. The glass of this patent contains approximately 0 to 2.5% LiO, O to 9% NaZO, O to 17%, and 20 to 6% by weight.
Cs2O, 14-23% of 8203.5-25%
Ag2O3,0 to 25% P 205.20 to 6
5%5i02.0.004-0.02% Cu 0.
It consists of 0.15-0.3% Ag, 0.1-0.25% CΩ and 0.1-0.2% Br, where Li20+Na20+20+C820 is 8-20
%, and the alkali metal oxide diB2O3 molar ratio is approximately 0
,55 to 0,85, and Ag: (CΩ+
Br) weight ratio is approximately 165 to 0.95. Also, as described in this patent, the glass may optionally contain other oxides or elements in a total amount up to about 10%. Such optional components include up to 6% ZrO2, up to 3% TiO2, and up to 5% Pb0.
, 7% or less Ba0, 4% or less CaO13% or less M
Nb2O5 with gO up to 16%, La2O3 up to 4% and F up to 2%.
勿論、その他のフォトクロミックガラスも還元熱処理に
よって生じる吸収特性次第では本発明の方法に用いるこ
とかてきることが判明した。本発明の方法に用いるのに
適した別のフォトクロミックガラスは、米国特許第4,
018,965号に開示されているフォトクロミックガ
ラスである。このガラスは重量%ておよそ57.1乃至
65.3%の5i02.9.6乃至13.9%のAp
z−03,12,0乃至22,0%のB2O3,1,0
乃至3.5%のし120.3,7乃至12.0%のNa
no、0乃至5.896のに20,0.7乃至3096
のPb0,0.1乃至1.0%のAg。Of course, it has been found that other photochromic glasses can also be used in the method of the present invention depending on the absorption properties produced by the reduction heat treatment. Another photochromic glass suitable for use in the method of the invention is U.S. Pat.
This is a photochromic glass disclosed in No. 018,965. This glass has approximately 57.1 to 65.3% 5i02.9.6 to 13.9% Ap by weight.
z-03,12,0 to 22,0% B2O3,1,0
3.5% to 120.3, 7 to 12.0% Na
no, 0 to 5.896, 20, 0.7 to 3096
of Pb0, 0.1 to 1.0% Ag.
〇、15乃至1.Q%のBSo乃至8.0%のBr。〇, 15 to 1. Q% BSo to 8.0% Br.
0乃至2.5%のF、 0.008乃至0.12%の
Cub。0-2.5% F, 0.008-0.12% Cub.
合計量がO乃至1%の遷移金属酸化物着色剤および合計
量が0.5%の希土類酸化物着色剤からなり、ここでL
i20+Na20+に20は6乃至15%であり、L
i2OとNa2O+に20の重量比は約2二3以下であ
る。この特許に述べられているように、上記ガラスはフ
ォトクロミックサングラスレンズ等の板ガラスの製造に
特に適している。consisting of a transition metal oxide colorant in a total amount of O to 1% and a rare earth oxide colorant in a total amount of 0.5%, where L
20 is 6 to 15% for i20+Na20+, and L
The weight ratio of 20 to i2O to Na2O+ is about 223 or less. As stated in this patent, the glass is particularly suitable for the production of glazings such as photochromic sunglass lenses.
次に実施例によって本発明を説明する。Next, the present invention will be explained by examples.
実施例 A
重量部でおよそ5B、46部のS i 02 、θ、1
9部のA、ll’203、18.15部のB203.1
..81部のLi2O,4,08部のNa20.5.7
2部のに20.4.99部のZrO2,2,07部のT
i 02、 o、ooe部のCu 0. 0.207
部のAg 、 0.100部のc4および0.137
部のBr・か゛らなるフォトクロミックガラス用組成物
を連続溶融装置中で溶融し、プレスして眼鏡レンズブラ
ンクとし、470°Cのピーク徐冷温度で10分間徐冷
し、その後炉の冷却速度で冷却した。次にこれら徐冷を
行った眼鏡レンズブランクのいくつかを660℃の温度
で30分間熱処理してフォトクロミックレンズブランク
に変え、また別のいくつかを550℃で65時間熱処理
してフォトクロミックレンズブランクに変えた。これら
フォトクロミックレンズブランクから小さなサンプルを
切取り、サンプルを2mm厚に研摩した。Example A Approximately 5B in parts by weight, 46 parts S i 02 , θ, 1
9 parts A, ll'203, 18.15 parts B203.1
.. .. 81 parts Li2O, 4.08 parts Na20.5.7
2 parts 20.4.99 parts ZrO2, 2.07 parts T
i 02, o, ooe part Cu 0. 0.207
part of Ag, 0.100 part of c4 and 0.137 part
A composition for photochromic glass consisting of 100% Br is melted in a continuous melting device, pressed to form a spectacle lens blank, slowly cooled for 10 minutes at a peak slow cooling temperature of 470°C, and then cooled at the cooling rate of the furnace. did. Next, some of these slowly cooled eyeglass lens blanks were heat-treated at 660°C for 30 minutes to turn them into photochromic lens blanks, and some were heat-treated at 550°C for 65 hours to turn them into photochromic lens blanks. Ta. Small samples were cut from these photochromic lens blanks and the samples were polished to a thickness of 2 mm.
550°Cの温度て熱処理して得た上記フォトクロミン
クガラスサンプルを100%H2気流を含む400℃の
炉に入れた。ガラスサンプルを炉中に1時間保ち、その
後炉から取り出して検査した。The photochromic glass sample obtained by heat treatment at a temperature of 550°C was placed in a 400°C furnace containing a 100% H2 flow. The glass samples were kept in the oven for one hour and then removed from the oven and examined.
上記処理によって得られた表面着色サンプルは光透過状
態において淡いオレンジ色に見え、また、非暗黒化状態
において第7図曲線1とほぼ同じ分光透過率曲線を示し
た。この分光透過率曲線は460nmおよび510nm
を中心とする2つの強い吸収ピークを有しており、51
0nmにおける透過率は非暗黒化状態において約11%
である。The surface-colored sample obtained by the above treatment appeared pale orange in the light transmitting state, and exhibited a spectral transmittance curve almost the same as curve 1 in FIG. 7 in the non-darkening state. This spectral transmittance curve is 460nm and 510nm
It has two strong absorption peaks centered around 51
Transmittance at 0 nm is approximately 11% in non-darkened state
It is.
実施例 B
660℃の熱処理によって得られた実施例Aのフォトク
ロミックガラスサンプルの1つを実施例Aと同しく10
0%H2気流中で400℃の温度で1時間還元熱処理し
た。この還元熱処理の後、サンプルは光透過状態におい
て赤色を示し、また非暗黒化状態において第7図曲線2
とほぼ同じ分光透過率曲線を示した。この分光透過率曲
線は4GOnm付近および540nm付近を中心とする
2つの強い吸収ピークを有しており、サンプルの540
nmにおける透過率は非暗黒化状態において約9%であ
る。Example B One of the photochromic glass samples of Example A obtained by heat treatment at 660°C was heated to 10% as in Example A.
Reductive heat treatment was performed at a temperature of 400°C for 1 hour in a 0% H2 stream. After this reduction heat treatment, the sample exhibits a red color in the light transmitting state and curve 2 in Figure 7 in the non-darkening state.
It showed almost the same spectral transmittance curve. This spectral transmittance curve has two strong absorption peaks centered around 4 GO nm and around 540 nm, and the spectral transmittance curve has two strong absorption peaks centered around 4 GO nm and 540 nm.
The transmittance in nm is about 9% in the undarkened state.
実施例 C
550℃熱処理によって得られた実施例Aのフォトクロ
ミックガラスサンプル2つを用いて還元熱処理を行なっ
た。一方のサンプル(サンプル3)は100%H2気流
中で300℃の温度で1時間還元熱処理した。もう一方
のサンプル(サンプル4)は100%H2気流中で20
0℃の温度で16時時間光熱処理した。Example C Two photochromic glass samples of Example A obtained by heat treatment at 550° C. were subjected to reduction heat treatment. One sample (sample 3) was subjected to reduction heat treatment at a temperature of 300° C. for 1 hour in a 100% H 2 stream. The other sample (sample 4) was
Photothermal treatment was performed at a temperature of 0° C. for 16 hours.
上記処理後、光透過状態においてサンプル3は中程度の
強度の紫色を示し、一方サンプル4は淡い青色を示した
。サンプル3およびサンプル4の分光透過率曲線はそれ
ぞれ第7図の曲線3および曲線4とほぼ同じであった。After the above treatment, sample 3 exhibited a medium intensity purple color while sample 4 exhibited a pale blue color in the light transmission state. The spectral transmittance curves of Sample 3 and Sample 4 were approximately the same as Curve 3 and Curve 4 in FIG. 7, respectively.
サンプル3は可視スペクトルの黄緑色領域内に535n
m付近を中心とする吸収ピークを示し、585nmにお
ける透過率は非暗黒化状態において約29%である。サ
ンプル4は可視スペクトルの黄色領域内に565r+m
付近を中心とする幅の広い吸収ピークを示し、5[i5
nmにおける透過率は非暗黒化状態において約63.5
%である。Sample 3 contains 535n in the yellow-green region of the visible spectrum.
It shows an absorption peak centered around m, and the transmittance at 585 nm is about 29% in the non-darkened state. Sample 4 has 565r+m in the yellow region of the visible spectrum.
It shows a broad absorption peak centered around 5[i5
The transmittance in nm is about 63.5 in the non-darkened state.
%.
これら新たな吸収帯の1つを有する表面着色フォトクロ
ミックガラス製品がイオン交換強化あるいは熱強化の場
合のようにその製品を着色するのに用いられた温度より
も高い温度に加熱される場合には、一般に吸収帯がスペ
クトルの紫色方向へ移動し、このためにガラスの色が黄
色方向へ移動する。そのような色の移動を避けるのか望
まれる場合には、還元熱処理の前にフォトクロミックガ
ラスを化学的にあるいはその他の方法で強化し、その後
還元熱処理を行なうことができる。この場合、還元熱処
理はガラス強度にほとんど悪影響を及はさない。上記に
ついての実施例を以下に説明する。If a surface-colored photochromic glass product with one of these new absorption bands is heated to a temperature higher than that used to color the product, as in the case of ion-exchange or thermal strengthening, In general, the absorption band shifts toward the violet side of the spectrum, which shifts the color of the glass toward yellow. If it is desired to avoid such color migration, the photochromic glass can be chemically or otherwise strengthened prior to the reductive heat treatment, followed by the reductive heat treatment. In this case, the reducing heat treatment has little negative effect on glass strength. Examples regarding the above will be described below.
実施例 D
コーニング社からコーニングコード811ルンズブラン
クとして市販されている一対のフォトクロミックガラス
眼鏡レンズブランクを実験に用いた。Example D A pair of photochromic glass spectacle lens blanks, commercially available from Corning Inc. as Corning Code 811 Lens Blanks, were used in the experiments.
このレンズブランクは実施例A−Cのサンプルとほぼ同
じ組成を有している。この一対のレンズブランクを研削
し研摩して度を付け、フレーム用のへりを付け、その後
化学強化を行なった。この化学強化はK N O3とN
aNO3からなる400℃の溶融塩バス中に16時間浸
漬することによって行なった。This lens blank has approximately the same composition as the samples of Examples AC. This pair of lens blanks were ground and polished to give them a prescription, frame edges were added, and then chemically strengthened. This chemical strengthening involves KN O3 and N
This was done by immersion in a 400° C. molten salt bath consisting of aNO3 for 16 hours.
イオン交換強化処理の後、レンズをチューブ炉に入れ、
100%H2雰囲気の下で430℃の温度で15分分間
光熱処理し、その後炉から取り出して検査した。光透過
状態においてレンズは朱色を示した。これはスペクトル
の緑色領域内に510nm付近を中心とする中程度の広
さの強い吸収ピークが生じたためである。レンズの51
0nmにおける透過率は非暗黒化状態において約44%
であった。After ion exchange strengthening treatment, the lens is placed in a tube furnace,
It was photothermally treated at a temperature of 430° C. for 15 minutes under 100% H2 atmosphere and then removed from the oven and inspected. In the light transmitting state, the lens exhibited a vermilion color. This is because a moderately broad strong absorption peak centered around 510 nm occurred in the green region of the spectrum. lens 51
Transmittance at 0 nm is approximately 44% in non-darkened state
Met.
レンズをフレームに入れフォトクロミックサングラスと
した時、これらレンズは屋外において緑色を背景とする
場合に特に優れた性能を示した。When the lenses were placed in a frame to form photochromic sunglasses, these lenses showed particularly excellent performance outdoors against a green background.
これはこれらレンズの透過率が緑色光に対しては比較的
低く、青色、黄色および赤色光に対しては著しく高いた
めである。このような透過率特性は緑色を背景として観
察される多くの物体について物体−背景コントラストを
高める。This is because the transmittance of these lenses is relatively low for green light and significantly high for blue, yellow and red light. Such transmittance characteristics enhance object-background contrast for many objects observed against a green background.
本発明の方法によってガラス着色剤を溶質酸化物(di
ssolved oxide)の形で含有するフォトク
ロミックガラス製品から表面着色フォトクロミックガラ
ス製品を製造する場合についての実施例を以下に説明す
る。By the method of the present invention, the glass colorant is added to the solute oxide (di
An example will be described below in which a surface-colored photochromic glass product is manufactured from a photochromic glass product containing a photochromic glass product in the form of ssolved oxide.
実施例 E
上記実施例Aのフォトクロミックガラスとほぼ同じ組成
を有するが、さらに0.09重量部のNiOおよび0.
01重量部のCooを溶質酸化物ガラス着色剤として倉
荷する一対のフォトクロミックガラス眼鏡レンズブラン
クを実験に用いた。これらレンズブランクはコーニング
社からコーニングコード8115レンズブランクとして
市販されており、その色は淡褐色である。Example E has approximately the same composition as the photochromic glass of Example A above, but additionally contains 0.09 parts by weight of NiO and 0.09 parts by weight of NiO.
A pair of photochromic glass eyeglass lens blanks containing 0.01 parts by weight of Coo as the solute oxide glass colorant were used in the experiment. These lens blanks are commercially available from Corning Corporation as Corning Code 8115 lens blanks and are light brown in color.
ブランクを研削し研摩して特定の度を(=Jけた。Grind and polish the blank to a certain degree (=J digit).
得られた一対のレンズを100%H2雰囲気を含む42
0℃の炉に入れ、その中に15分間保って表面着色を牛
じさせ、その後炉から取り出した。The resulting pair of lenses was placed in a 42-meter tube containing a 100% H2 atmosphere.
It was placed in an oven at 0°C and kept there for 15 minutes to remove the surface coloration, and then removed from the oven.
このようにして得た着色レンズは本体の色と生じた表面
着色との混色を示した。この着色レンズに実施例りと同
様のイオン交換強化処理を施した。The colored lenses thus obtained exhibited a color mixture between the body color and the resulting surface coloring. This colored lens was subjected to the same ion exchange strengthening treatment as in Example.
すなわち、着色レンズをKNO3とNaNO3からなる
400°Cの溶融塩バス中に10時間浸漬した。That is, the colored lens was immersed in a 400°C molten salt bath containing KNO3 and NaNO3 for 10 hours.
その後着色レンズをバスから取り出し、洗浄し、特性を
調べた。得られた強化レンズは赤褐色を示し、485n
m付近を中心とする多少幅の広い吸収帯を示し、また2
mm厚において約25%の485+un透過率を有して
いた。またこれら強化レンズは優れた暗黒化および退色
応答を示した。The colored lenses were then removed from the bath, cleaned, and characterized. The obtained reinforced lens exhibited a reddish-brown color and had a 485n
It shows a somewhat wide absorption band centered around m, and 2
It had a 485+un transmittance of about 25% at mm thickness. These reinforced lenses also exhibited excellent darkening and fading responses.
上記のような組成を有するコーニングコード8115ガ
ラスは本発明の方法に特に好ましいフォトクロミックガ
ラスであり、また淡い灰色のコーニフグコード8114
ガラスもまた本発明の方法に特に好ましいフォトクロミ
ックガラスである。この8114ガラスは8115ガラ
スと同じ基礎組成を有するが、8115ガラスに含まれ
る0、09重量部のNiOおよび0.01重量部のCo
oの代わりに0.017重量部のNiOおよび0.02
0重量部のCooを含んでいる。しかしながら、以下の
実施例で説明するように、その他のフォトクロミックガ
ラスもまた本発明に従って表面容色フォ]・クロミック
ガラス製品を製造するのに用いることができる。Corning Code 8115 glass having a composition as described above is a particularly preferred photochromic glass for the method of the present invention, and light gray Corning Code 8114 glass
Glass is also a particularly preferred photochromic glass for the method of the invention. This 8114 glass has the same basic composition as 8115 glass, except that 0.09 parts by weight of NiO and 0.01 parts by weight of Co are contained in 8115 glass.
0.017 parts by weight of NiO and 0.02 parts by weight in place of o
Contains 0 parts by weight of Coo. However, as illustrated in the Examples below, other photochromic glasses can also be used to make surface color photochromic glass products in accordance with the present invention.
実施例 F
重量%でおよそ5983%の8102.15.01%の
8203.9.42%のAJ7203.1.84%のし
”20% 3.5%のNa20.5.8%のI(20
146%のCab、0.5%のAg=0.5%のCρお
よび0206%のCuOからなるフォトクロミックガラ
ス用組成物を小型連続溶融装置中で溶融し、成形してガ
ラス製品とした。このようにして得たガラス製品を約4
70℃のピーク徐冷温度で10分間徐冷し、その後炉の
冷却速度で冷却した。Example F Approximately 5983% by weight 8102.15.01% 8203.9.42% AJ7203.1.84% 20% 3.5% Na20.5.8% I(20
A photochromic glass composition consisting of 146% Cab, 0.5% Ag = 0.5% Cρ and 0.206% CuO was melted in a small continuous melter and formed into glass products. The glass products obtained in this way are approximately 4
It was slowly cooled for 10 minutes at a peak slow cooling temperature of 70°C, and then cooled at the cooling rate of the furnace.
次にガラス製品からいくつかの小さなガラスサンプルを
切り取り、研摩して2mm厚とした。得られたサンプル
の1つを575℃の温度で約60分間熱処理し、フォト
クロミックガラスサンプルを得た。Several small glass samples were then cut from the glassware and polished to a thickness of 2 mm. One of the obtained samples was heat treated at a temperature of 575° C. for about 60 minutes to obtain a photochromic glass sample.
次にこのフォトクロミックガラスサンプルを100%H
2雰囲気を含む400°Cの温度の炉に入れ、その中に
1時間保った。その後サンプルを炉から取り出し、その
特性を調べた。Next, this photochromic glass sample was heated to 100% H.
The sample was placed in a furnace at a temperature of 400°C containing 2 atmospheres and kept there for 1 hour. The sample was then removed from the furnace and its properties investigated.
光透過状態におけるこのサンプルの色は暗いオレンジ色
であった。またこのサンプルの分光透過率曲線は第7図
曲線5とほぼ同じてあった。この分光透過率曲線はスペ
クトルの青色領域内に470nm(i近を中心とする強
い吸収ピークを有している。The color of this sample in the light transmission state was dark orange. Moreover, the spectral transmittance curve of this sample was almost the same as curve 5 in FIG. This spectral transmittance curve has a strong absorption peak centered near 470 nm (i) in the blue region of the spectrum.
2n+m厚のサンプルの470nmにおける透過率は非
暗黒化状態において約6%である。The transmittance at 470 nm for a 2n+m thick sample is approximately 6% in the undarkened state.
実施例 G
重量部でおよそ58.6部の5i02.17.5部のB
203.11.5部のAg2O3、7,7部 のNan
o、 2,0部のLi2O,1,5部のに2012.2
部のpbo、o、a部のAg 、OJ7部のCρ、0.
13部のB「、0.022部のF、 0.025部の
Cub。Example G Approximately 58.6 parts by weight of 5i02.17.5 parts of B
203.11.5 parts of Ag2O3, 7.7 parts of Nan
o, 2.0 parts of Li2O, 1.5 parts of 2012.2
pbo of part, o, Ag of part a, Cρ of part OJ7, 0.
13 parts B, 0.022 parts F, 0.025 parts Cub.
0.041部のNiOおよび0.029部のCooから
なる組成を有する引上げ板ガラスから成形された薄いフ
ォトクロミックレンズを実験に用いた。このレンズは非
暗黒化状態において淡い灰色であり、その厚さは約1.
5w++nであった。またこのレンズの非暗黒化状態に
おりる分光透過率曲線は第9図の゛°未処理′と名イ;
]けられた曲線とほぼ同じてあった。Thin photochromic lenses molded from drawn glass having a composition of 0.041 parts NiO and 0.029 parts Coo were used in the experiments. This lens is pale gray in the undarkened state and its thickness is approximately 1.5 mm.
It was 5w++n. Also, the spectral transmittance curve of this lens in the non-darkened state is called ``untreated'' in Figure 9;
] It was almost the same as the curve that was eclipsed.
100%H2雰囲気を含む420 ’Cの炉中に15分
間入れておくことによってこのレンズに表面着色を(−
1与した。この還元熱処理の後、レンズを炉から取り出
し、その特性を調べた。This lens was surface colored by placing it in a 420'C oven containing 100% H2 atmosphere for 15 minutes (-
I gave 1. After this reduction heat treatment, the lenses were taken out of the furnace and their properties were investigated.
光透過状態におけるレンズの色は灰色がかった褐色(g
ray−brown)であり、非暗黒化状態におけるこ
のレンズの分光透過率曲線は第9図の“420°C”の
曲線とほぼ同じてあった。従って、レンズは490部m
(”J近を中心とする吸収ピークを示し、レンズの4
9[1nI11における透過率は非暗黒化状態において
約42%である。The color of the lens in the light transmitting state is grayish brown (g
The spectral transmittance curve of this lens in the non-darkened state was almost the same as the curve at "420°C" in FIG. Therefore, the lens is 490 parts m
(It shows an absorption peak centered near J, and the lens shows an absorption peak centered near J.
The transmittance at 9[1nI11 is about 42% in the undarkened state.
次に上記と同じフォI・クロミックザングラスレンズを
100%H2雰囲気中で465℃の温度で15分分間光
熱処理した。この還元熱処理後のレンズは黄色がかった
灰色(yet low−gray)てあり、第9図の“
465℃“の曲線とほぼ同じ分光透過率曲線を有してい
た。この分光透過率曲線から明らかなように、465℃
での還元熱処理の場合、上記420℃の還元熱処理の場
合には490部m伺近に存在していた吸収ピークが短波
長側へ移動し、第9図中の色バリヤーCBよりも左側の
480部m (・I近に現われる。Next, the same FoI chromic xanglass lens as above was photothermally treated at a temperature of 465°C for 15 minutes in a 100% H2 atmosphere. The lens after this reduction heat treatment is yellowish gray (yet low-gray), as shown in Figure 9.
It had a spectral transmittance curve that was almost the same as the curve at 465°C.As is clear from this spectral transmittance curve, at 465°C
In the case of the reduction heat treatment at 420°C, the absorption peak that existed near 490 parts m shifts to the shorter wavelength side, and the absorption peak at 480 parts to the left of the color barrier CB in Fig. 9 shifts to the shorter wavelength side. Part m (・Appears near I.
そしてこのためにレンズに強い黄色成分か見られる。こ
の実施例から明らかなように、還元熱処理されたフォト
クロミックガラスに見られる吸収特性は還元熱処理の温
度に強く依存する。And for this reason, a strong yellow component can be seen in the lens. As is clear from this example, the absorption characteristics observed in the photochromic glass subjected to the reduction heat treatment strongly depend on the temperature of the reduction heat treatment.
本発明の方法による表面層除去によって選択的に着色さ
れたフォトクロミックガラスレンズを得るに際しては、
F−−イオンを含有する酸性薬剤が着色レンズから表面
物質を選択的に除去するための化学薬剤として好適であ
ることが見出された。In obtaining a selectively colored photochromic glass lens by removing the surface layer by the method of the present invention,
It has been found that acidic agents containing F--ions are suitable as chemical agents for selectively removing surface material from tinted lenses.
しかしなから、表面層除去によるレンズの表面層滑性へ
の影響をできるだけ小さくするために、処理される表面
着色フォトクロミックレンズの着色表面層の厚さは約1
00ミクロン以下であるのが好ましい。However, in order to minimize the effect of removing the surface layer on the surface layer lubricity of the lens, the thickness of the colored surface layer of the surface-tinted photochromic lens to be treated is approximately 1.
00 microns or less is preferable.
選択的な表面除去に用いられる化学薬剤の種類は特に重
要ではない。フロストや上孔のような表面欠陥を生じる
ことなく選択されたフォ!・クロミックガラスを溶解す
るのに有効な化学薬剤はいずれも使用することができる
。市販用組成の珪酸塩フォトクロミックガラスに使用す
るのに好ましい薬剤はHFの水溶液である。The type of chemical agent used for selective surface removal is not particularly important. The selected fo! without surface defects such as frost or upper holes! - Any chemical agent effective to dissolve chromic glass can be used. A preferred agent for use in commercial compositions of silicate photochromic glasses is an aqueous solution of HF.
ガラスからの表面除去の速度は除去剤の組成を制御する
ことによって、例えば希釈によっであるいは酸、塩等の
変性剤の導入によって制御することができ、また除去の
間の除去剤の温度を制御することによっても制御するこ
とができる。これらパラメーターを適当に変えることに
よって例えば数秒以内での全着色層除去のような非常に
迅速な着色表面ガラスの除去に適した条件、あるいは完
全な着色層除去に数分間を要するような比較的おそい溶
解速度に適した条件を容易に得ることができる。The rate of surface removal from glass can be controlled by controlling the composition of the remover, for example by dilution or by the introduction of modifiers such as acids, salts, etc., and by controlling the temperature of the remover during removal. It can also be controlled by controlling. By appropriately varying these parameters, conditions suitable for very rapid removal of colored surface glass, e.g. complete removal of the colored layer within a few seconds, or relatively slow conditions, such as requiring several minutes for complete removal of the colored layer, can be achieved. Conditions suitable for dissolution rate can be easily obtained.
化学的に除去される表面部分の面積および形状について
の制御はガラス製品の弗化水素酸エツチングに一般に用
いられる種々のマスキング技術を用いて行なうことがで
きる。そのようなマスキング技術はパラフィン系マスキ
ング剤の使用あるいは除去剤とガラス表面との接触を妨
げるその他の方法を含んでいる。Control over the area and shape of the surface portion that is chemically removed can be achieved using various masking techniques commonly used in hydrofluoric acid etching of glass products. Such masking techniques include the use of paraffinic masking agents or other methods of preventing contact of the removal agent with the glass surface.
力1にレンズの一部を着色層の変化あるいは除去が得ら
れるのに充分な時間除去剤中に浸漬し、その後レンズを
除去剤から取り出してゆすぎ、除去処理を停止させるの
が好ましい。この方法はレンズに色勾配を生じさせるの
に特に有効である。なぜならば浸漬方法を変えることに
よって色勾配を容易に制御することができるからである
。従って、迅速な部分的浸漬および浸漬の後の迅速な取
り出し並びにゆすぎによってレンズの上部と下部の間に
シャープな色勾配すなわち急激な色変化を得ることがで
き、一方緩慢な浸漬および取り出しによってレンズの上
部と下部の間になたらかな負勾配すなわち緩慢な色変化
を得ることかできる。このような’/M’lk法におい
て生じるレンズの浸漬部分と非浸漬部分の間のンヤーブ
な色境界線は浸漬の前にレンズを水で湿らずことによっ
て避けることができる。Preferably, a portion of the lens is immersed in the remover for a time sufficient to effect change or removal of the colored layer, after which the lens is removed from the remover and rinsed to stop the removal process. This method is particularly effective in creating color gradients in lenses. This is because the color gradient can be easily controlled by changing the dipping method. Thus, a quick partial immersion and immersion followed by rapid removal and rinsing can provide a sharp color gradient or rapid color change between the top and bottom of the lens, while a slow immersion and removal allows the lens to It is possible to obtain a gentle negative gradient, that is, a slow color change between the upper and lower parts. The dark color border between the immersed and non-immersed parts of the lens that occurs in such '/M'lk methods can be avoided by not moistening the lens with water before immersion.
以下に本発明の表面6色フォトクロミックガラス製品の
む広表面層を選択的に除去する方法を実施例によって説
明する。The method for selectively removing the wide surface layer of the six-color surface photochromic glass product of the present invention will be explained below using Examples.
実施例 H
重量部でおよそ58.6部の5i02.17.5部の8
203.11.5部のAρ203、 7.7部 のNa
20、20部のLi2O,l、5部のに20.2.2部
のpbo、0.3部のAg 、047部のCρ、0.1
3部のBr、 0.022部のF、 0.025部
のCub。Example H Approximately 58.6 parts by weight of 5i02.17.5 parts of 8
203.11.5 parts of Aρ203, 7.7 parts of Na
20.20 parts of Li2O,l, 5 parts of 20.2.2 parts of pbo, 0.3 parts of Ag, 0.47 parts of Cρ, 0.1
3 parts Br, 0.022 parts F, 0.025 parts Cub.
0.150部のNiOおよび0.014部のCooから
なる組成を有する引上げ板ガラスから成形された薄いフ
第1・クロミックサングラスレンズを実験に用いた。こ
のレンズは非暗黒化状態において淡褐色であり、約1.
5nr+nの厚さを有しており、コーニング社からコー
ニングコード8103ガラスとして市販されている。Thin F1 chromic sunglass lenses molded from drawn glass having a composition of 0.150 parts NiO and 0.014 parts Coo were used in the experiments. The lens is light brown in the undarkened state and is approximately 1.
It has a thickness of 5nr+n and is commercially available from Corning Corporation as Corning Code 8103 glass.
このレンズ上に着色表面層を設けるために、レンズを1
00%H2雰囲気を含むチューブ炉中て550°Cの温
度て30分間還元熱処理した。その後レンズを炉から取
り出し、その特性を調べた。光透過状態においてレンズ
は暗褐色の表面着色を示した。To provide a colored surface layer on this lens, the lens is
Reductive heat treatment was performed at a temperature of 550°C for 30 minutes in a tube furnace containing 00% H2 atmosphere. The lenses were then removed from the furnace and their properties were investigated. In the light transmitting state, the lens exhibited a dark brown surface coloration.
この表面着色レンズから選択的に着色されたレンズを得
るために、まずレンズを水で湿らせ、次いでその一部を
約16重量%のHFを含むHF水溶液中に約2分間浸漬
することによってレンズの表面着色層の一部を化学的に
除去した。To obtain a selectively colored lens from this surface-tinted lens, the lens is first moistened with water and then a portion thereof is immersed in an aqueous HF solution containing about 16% by weight of HF for about 2 minutes. A part of the surface colored layer was chemically removed.
レンズの約1/2をHF水溶液中に浸漬し、レンズ表面
の処理部分と未処理部分の間に比較的緩慢な色変化が得
られるようにレンズの浸漬および取り出しを制御した。Approximately 1/2 of the lens was immersed in the HF aqueous solution, and the immersion and removal of the lens was controlled such that a relatively slow color change was obtained between the treated and untreated portions of the lens surface.
上記処理によって、紫外線に露光される時比較的−様な
暗黒色を示し、また非暗黒化状態および暗黒状態のいず
れにおいても観察される固定された負勾配を有するフォ
トクロミックサングラスレンズが得られた。非暗黒化状
態において、このレンズの上部は比較的暗い褐色であり
、下部は非常に淡い黄色である。さらに、レンズ表面の
屈折力の変化は目視ては認められなかった。The above process resulted in a photochromic sunglass lens that exhibits a relatively dark black color when exposed to ultraviolet light and has a fixed negative slope observed in both the undarkened and darkened states. In the undarkened state, the upper part of this lens is a relatively dark brown and the lower part is a very pale yellow. Furthermore, no change in refractive power on the lens surface was visually observed.
実施例 I
上記実施例Hで得た固定された負勾配を有するサングラ
スレンズの下部に対比色を付与するために実施例Hで説
明した浸漬処理の後レンズを再着色した。淡黄色のレン
ズ下部を再着色するためにレンズを還元熱処理した。こ
の還元熱処理はレンズを100%H2雰囲気を含むチュ
ーブ炉中で350℃の温度で1時間焼成することによっ
て行なった。Example I To impart a contrasting color to the lower part of the fixed negative slope sunglass lens obtained in Example H above, the lens was retinted after the dipping treatment described in Example H. The lens was subjected to a reducing heat treatment to recolor the pale yellow lower part of the lens. This reduction heat treatment was performed by firing the lens at a temperature of 350° C. for 1 hour in a tube furnace containing a 100% H2 atmosphere.
還元熱処理の後レンズを炉から取り出し、その特性を調
べた。光透過状態においてレンズ下部は淡紫色であった
。この色はレンズ上部の暗褐色と高いコントラストを示
す。After the reduction heat treatment, the lenses were removed from the furnace and their properties were investigated. In the light transmitting state, the lower part of the lens was pale purple. This color shows a high contrast with the dark brown color at the top of the lens.
上記再加熱表面着色を行なう場合には、ガラス上に第2
のあるいはそれ以上の着色表面層を設けるのに用いられ
る再加熱は、先に設けられた第1のあるいは別のむ広表
面層がガラス上に設けられた時に用いられた温度よりも
低い温度で行なうのが好ましい。これはより低い温度を
使用した場合には一般に先に設けられた層の色が変化し
ないからである。従って、多色ガラス製品を製造する場
合には、一般にガラスに最初に設けられる色は最も高い
還元熱処理温度を必要とする色でなければならず、その
後に設けられる色は順次還元熱処理温度を低くして設け
られなければならない。When performing the above-mentioned reheating surface coloring, apply a second layer on the glass.
The reheating used to apply the or more colored surface layers is at a lower temperature than that used when the first or other extended surface layer was applied on the glass. It is preferable to do so. This is because lower temperatures generally do not change the color of the previously applied layer. Therefore, when producing multicolored glass products, generally the first color applied to the glass must be the color that requires the highest reductive heat treatment temperature, and subsequent colors are sequentially applied at lower reductive heat treatment temperatures. must be established.
先に述べたPbOを包含するフォトタロミックガラスの
還元熱処理においては、勿論銀による着色の他にPbO
の金属鉛への還元による着色がガラス中に存在する。こ
の鉛による着色もまたガラス表面に限られ、除去可能で
ある。鉛による着色は銀による着色よりもずっと非浸透
性である。従って、表面除去処理を適当に制御すること
によっである表面部分から鉛着色を除去し、別の表面部
分から鉛着色および鋲着色を除去することが可能であり
、このために熱処理を1回行なっただけの単一ガラス製
品中に褐色黄色および透明部分を設けることかできる。In the aforementioned reduction heat treatment of phototalomic glass containing PbO, in addition to coloring with silver, PbO
Coloration is present in the glass due to the reduction of lead to metallic lead. This lead staining is also confined to the glass surface and can be removed. Lead staining is much more impermeable than silver staining. Therefore, by appropriately controlling the surface removal process, it is possible to remove lead staining from one surface area and lead and stud staining from another surface area, and for this purpose a single heat treatment is required. It is possible to provide brown-yellow and clear areas in a single glass product.
第1図は本発明の還元熱処理法によって製造された着色
フォトクロミックガラスの色度座標を色度図上に示すも
のである。
第2図は本発明の還元熱処理法によって製造された着色
フォトクロミックガラスの分光透過率曲線を示すグラフ
である。
第3図は本発明の還元熱処理法によって製造された着色
フォトクロミックガラスおよび未処理のフォトクロミッ
クガラスの分光透過率曲線を示すグラフである。
第4図乃至第7図は本発明の還元熱処理法によって製造
された着色フォトクロミックガラスの分光透過率曲線を
示すグラフである。
第8図は従来の還元熱処理法によって製造された青色フ
ォトクロミックガラスの分光透過率曲線を示すグラフで
ある。
第9図は本発明の還元熱処理法によって製造された着色
フォトクロミックガラスおよび未処理のフォトクロミッ
クガラスの分光透過率曲線を示すグラフである。
−4費(メ)
礪噌2餡(波)
@→斗(絨)FIG. 1 shows on a chromaticity diagram the chromaticity coordinates of colored photochromic glass produced by the reduction heat treatment method of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the spectral transmittance curve of colored photochromic glass produced by the reductive heat treatment method of the present invention. FIG. 3 is a graph showing spectral transmittance curves of colored photochromic glass produced by the reduction heat treatment method of the present invention and untreated photochromic glass. 4 to 7 are graphs showing spectral transmittance curves of colored photochromic glass produced by the reductive heat treatment method of the present invention. FIG. 8 is a graph showing a spectral transmittance curve of blue photochromic glass manufactured by a conventional reduction heat treatment method. FIG. 9 is a graph showing spectral transmittance curves of colored photochromic glass produced by the reduction heat treatment method of the present invention and untreated photochromic glass. -4 expenses (me) 2 bean paste (wave) @→Dou (rug)
Claims (1)
気体環境中で熱処理して該製品の少なくとも一部に着色
表面層を設け、しかる後 b)上記着色表面層の少なくとも一部を化学的に除去し
て該着色表面層の色を変える ことを特徴とする選択的に着色されたフォトクロミック
ガラスの製造方法。(1) a) heat treating a transparent photochromic glass product in a reducing gas environment to provide a colored surface layer on at least a portion of the product; and then b) chemically removing at least a portion of the colored surface layer. A method for producing selectively colored photochromic glass, characterized in that the color of the colored surface layer is changed by changing the color of the colored surface layer.
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/095,434 US4259406A (en) | 1979-11-19 | 1979-11-19 | Method for producing selectively tinted photochromic glass lens and products |
| US06/095,436 US4290794A (en) | 1979-11-19 | 1979-11-19 | Method of making colored photochromic glasses |
| US06/095,435 US4240836A (en) | 1979-11-19 | 1979-11-19 | Colored photochromic glasses and method |
| US095435 | 1979-11-19 | ||
| US095434 | 1993-07-20 | ||
| US095436 | 1993-07-21 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16317480A Division JPS5678453A (en) | 1979-11-19 | 1980-11-19 | Manufacture of colored photochromic glass |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01230452A true JPH01230452A (en) | 1989-09-13 |
Family
ID=27377948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP64000824A Pending JPH01230452A (en) | 1979-11-19 | 1989-01-05 | Production of colored photochromic glass |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01230452A (en) |
| DE (1) | DE3042553C2 (en) |
| FR (1) | FR2470100A1 (en) |
| GB (1) | GB2063852B (en) |
| IT (1) | IT1134347B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014532614A (en) * | 2011-10-28 | 2014-12-08 | コーニング インコーポレイテッド | Glass article having infrared reflectivity and method for producing the article |
| JP2021032923A (en) * | 2019-08-16 | 2021-03-01 | Hoya株式会社 | Optical element and optical device |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1153650B (en) * | 1981-11-20 | 1987-01-14 | Ppg Industries Inc | LOW TEMPERATURE REDUCTION PROCEDURE FOR PHOTOMASKS |
| EP0091247B1 (en) * | 1982-04-01 | 1986-07-23 | Corning Glass Works | Coloured photochromic glasses and method for production thereof |
| DE3301604C2 (en) * | 1983-01-19 | 1984-11-22 | Ppg Industries, Inc., Pittsburgh, Pa. | Process for the production of color samples in glass plates and their application for photomasks |
| US4498919A (en) * | 1983-10-31 | 1985-02-12 | Corning Glass Works | Method for making colored photochromic prescription ophthalmic lenses |
| US5351332A (en) * | 1992-03-18 | 1994-09-27 | Galileo Electro-Optics Corporation | Waveguide arrays and method for contrast enhancement |
| WO2000014594A1 (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-16 | Corning Incorporated | Protective filter lens |
| CN113376715B (en) * | 2021-04-26 | 2022-06-07 | 东莞市晶博光电股份有限公司 | Light-transmitting film for displaying gradient color and preparation method and application thereof |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3892582A (en) * | 1974-02-01 | 1975-07-01 | Robert A Simms | Process for changing the tint of a photochromic material and material formed thereby |
| JPS5337893A (en) * | 1976-09-18 | 1978-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Controller for linear cable engine |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3902881A (en) * | 1971-06-04 | 1975-09-02 | Owens Illinois Inc | Method of forming an opalescent article having a colored bulk and at least one surface strata of a different color than the bulk |
| US3920463A (en) * | 1974-02-01 | 1975-11-18 | Robert A Simms | Process for changing the tint of a photochromic material and material formed thereby |
| FR2289458A1 (en) * | 1975-11-03 | 1976-05-28 | Corning Glass Works | Brown-coloured photochromatic glass - produced by two-stage thermal treatment |
| US4118214A (en) * | 1977-06-22 | 1978-10-03 | Corning Glass Works | Treating polychromatic glass in reducing atmospheres |
| US4190451A (en) * | 1978-03-17 | 1980-02-26 | Corning Glass Works | Photochromic glass |
-
1980
- 1980-11-12 DE DE3042553A patent/DE3042553C2/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-11-17 GB GB8036854A patent/GB2063852B/en not_active Expired
- 1980-11-18 FR FR8024421A patent/FR2470100A1/en active Granted
- 1980-11-19 IT IT26079/80A patent/IT1134347B/en active
-
1989
- 1989-01-05 JP JP64000824A patent/JPH01230452A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3892582A (en) * | 1974-02-01 | 1975-07-01 | Robert A Simms | Process for changing the tint of a photochromic material and material formed thereby |
| JPS5337893A (en) * | 1976-09-18 | 1978-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Controller for linear cable engine |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014532614A (en) * | 2011-10-28 | 2014-12-08 | コーニング インコーポレイテッド | Glass article having infrared reflectivity and method for producing the article |
| JP2021032923A (en) * | 2019-08-16 | 2021-03-01 | Hoya株式会社 | Optical element and optical device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1134347B (en) | 1986-08-13 |
| DE3042553C2 (en) | 1995-01-05 |
| DE3042553A1 (en) | 1981-08-27 |
| FR2470100A1 (en) | 1981-05-29 |
| FR2470100B1 (en) | 1985-05-03 |
| GB2063852B (en) | 1983-07-20 |
| IT8026079A0 (en) | 1980-11-19 |
| GB2063852A (en) | 1981-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0137341B2 (en) | ||
| US4240836A (en) | Colored photochromic glasses and method | |
| US4290794A (en) | Method of making colored photochromic glasses | |
| EP0710630B1 (en) | Laser eyewear protection | |
| EP0041789B1 (en) | Photochromic glass for spectacle lenses and production thereof | |
| US4358542A (en) | Photochromic glass suitable for microsheet and simultaneous heat treatment and shaping | |
| CA1190426A (en) | Very fast fading photochromic glass | |
| US4130437A (en) | Photochromic glasses suitable for simultaneous heat treatment and shaping | |
| JPS6351981B2 (en) | ||
| JP2839532B2 (en) | Method for producing surface colored photochromic glass | |
| JPS6031781B2 (en) | photochromic glass | |
| JP2873183B2 (en) | Photochromic glass and spectacle lens comprising the same | |
| JPS632904B2 (en) | ||
| JPH01230452A (en) | Production of colored photochromic glass | |
| CA1050273A (en) | Process for making multifocal photochromic ophthalmic lens | |
| US4979976A (en) | Making colored photochromic glasses | |
| US5491117A (en) | Optical filter glasses | |
| US4036624A (en) | Heat treatment method for making photochromic gradient lenses | |
| US4101302A (en) | Photochromic gradient lenses | |
| US4092174A (en) | Photochromic glasses | |
| JP2001522777A (en) | Photochromic glass and lens | |
| US5482901A (en) | Amber photochromic glasses | |
| KR900004383B1 (en) | Coloured photochromic glass and method for production thereof | |
| CA1061618A (en) | Photochromic gradient lenses | |
| US4282021A (en) | Method of making photochromic glasses suitable for simultaneous heat treatment and shaping |