JPH02296747A - 高屈折率フォトクロミックガラス - Google Patents

高屈折率フォトクロミックガラス

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JPH02296747A
JPH02296747A JP2118508A JP11850890A JPH02296747A JP H02296747 A JPH02296747 A JP H02296747A JP 2118508 A JP2118508 A JP 2118508A JP 11850890 A JP11850890 A JP 11850890A JP H02296747 A JPH02296747 A JP H02296747A
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glass
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photochromic
photochromic glass
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JP2118508A
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Roger J Araujo
ロジャー ジェローム アラウジョ
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Corning Inc
Original Assignee
Corning Inc
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    • C03C4/08Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は改良されたフォトクロミックガラスに関する。
(従来技術) 眼病レンズは従来、1.523の屈折率を示すガラス組
成から調製されている。大きな負の倍率(negatl
ve power)を有するこのようなガラスから作ら
れるレンズは、外側端部がとても厚いため、美容上好ま
しくない。大きい屈折率を有するガラスを使用するとレ
ンズの曲率半径を大きくすることができ、その結果レン
ズの厚さを減じることができる。それにもかかわらず、
従来得られる高屈折率のガラスは屈折率の上昇に伴って
密度が急激に増加する組成から調製され、従ってそのよ
うなガラスを使用するとレンズが重くなって使用者にと
って好ましくないため、高屈折率のガラスは制限された
使用を余儀なくされていた。さらに、屈折率の増加はし
ばしばガラスの分散をかなり増加させる。
多量のTl o2を含む多くの新しいガラス組成が工夫
された。これらは高屈折率とほどほどの低密度との望ま
しい組み合せを有していた。このようなガラスは、眼病
レンズの製造における高屈折率ガラスの使用を激的に増
加させた。眼病レンズ業界におけるこれらのガラス組成
の成功は、l、6以上の屈折率を示すフォトクロミック
ガラスを開発するための考慮すべき研究へと導いた。
断然多くの市販眼病用フォトクロミックレンズがハロゲ
ン化銀結晶含有ホウ珪酸塩ベースのガラス組成から調製
されてきた。不都合なことに、高屈折率ガラスを製造す
るための任意に選択された配合に銀とハロゲンを単に加
えるだけではフォトクロミックガラスはできない。例え
ば、組成が比較的大きい濃度の8203を有しかつB2
O3に対する改質剤の比が適切な範囲内にある場合でな
ければ、ハロゲン化銀を透明なホウ珪酸塩ガラス内に沈
降させることは困難である。屈折率を変化させ得る材料
は前記比に影響を与え、その結果ハロゲン化銀を沈降さ
せることができる容易性に影響を与える。
十分な量のTa205 、Hf’ 02 、Nb205
およびZrO2を親ガラス組成に加えて、ガラスのフォ
トクロミック挙動または耐薬品性に重大な悪影響を与え
ることなく屈折率を上げることができる、ということが
従来の研究によって示されている。しかしながら、Ta
 Z 05およびH1’ 02は極めて高価であるばか
りでなく、ガラスの密度を相当上げる。Nb20.およ
びzro2は高濃度で加えると溶融の問題を起す。Ti
O□がフォトクロミックガラスに悪影響を与えない場合
は、所望の屈折率を得るために十分なTi ozを加え
ればよい。というのは、このような方法は所望した特定
の屈折率と両立できる可能な限り小さい密度を与えるか
らである。しかし、不都合なことに、Ti 02添加に
よる屈折率の増加は、黄褐色変と小さいアツベ数(大き
いレベルの分散)を伴う。
さらに、TlO2濃度が大き過ぎるとハロゲン化銀の存
在下で乳白化を生じ、ガラスの暗色化性および退色速度
を減じる。
La2O2はガラスの屈折率を高めるが、ガラス内の相
分離の形成を阻害し、密度を上げる。アルカリ土類金属
酸化物もガラスの屈折率を上げるのに使用できるが、か
なりの量を加えるとガラスのフォトクロミック特性に悪
影響を与える。鉛はハロゲン化銀結晶に入り込み、ガラ
スの密度を著しく上げるだけでなく、激的に退色速度を
低下させる。
米国特許第3.830.765号は、ハロゲン化銀を含
むアルカリ金属ホウ珪酸塩ベースの組成にlロー50v
t、%のTa205を存在させることによって高屈折率
を示すフォトクロミックガラスを製造することを開示し
ている。
米国特許第3.703,388号は、ハロゲン化銀を含
むランタンホウ酸塩ベースの組成からなる高屈折率のフ
ォトクロミックガラスの製造を記載している。
米国特許第3.999.998号は、ハロゲン化銀を含
む高濃度鉛(2B−30wt、%)アルミノホウ珪酸塩
親組成からなる高屈折率のフォトクロミックガラスの形
成を記載している。
米国特許第4.486,541号は、0.5−6wt、
%のLI Z 0.8−12vt、%のK2O,2−2
4vt、%のアルカリ土類酸化物、 1.5−10wt
、%のZr O2゜14.5−27vt、%のBz 0
3 、0.5−12vt、%のpb o。
0.5−8wt、%のTlO2および32−47wt、
%の510zから実質的になる、BaOを含まないハロ
ゲン化銀含有高屈折率フォトクロミックガラスの製造を
開示している。この組成範囲は本発明のガラスの組成範
囲と数値的には一部重複しているが、実際の実施例にお
いて高屈折率を確保するための方法が本発明とは全く異
なる。この特許では、屈折率を上げるためにPbOおよ
び/またはLa2O3の存在に大きく依存している。こ
れに対して、本発明のガラスはPbOを実質的に含まず
、高屈折率を達成するために、主に、Z「02と、高濃
度のに20および随意にLi 20.または低レベルの
に20およびCaOおよび/またはSrOおよび/また
はBaOとの組合せに依存している。
この特許における実際の実施例はどれも本発明の範囲内
に入る組成を有していない。
米国特許第4,886.1g(i号は、3−9vt 、
%のL120、3−12vt、%のMg 0.3.06
−8.74vt、%のTlO2、2−Hwt、%のZ4
02 、2.28−8wt、%のNb z O5,1l
−16vt、%のB2O3および42−56vt0%の
5to2から実質的に成る、ハロゲン化銀含有高屈折率
眼病用フォトクロミックガラスレンズの製造を記載して
いる。Mg Oの添加が要求されていることを除いて、
この組成範囲と本発明のガラスの組成範囲は一部重複す
る。しかしながら、親ガラスの屈折率を上げるためにZ
rO2とCaOおよび/またはSrOおよび/またはB
aOとの組合せを用いることは全く示されていない。M
g Oの存在を考慮に入れなくても、この特許における
実際の実施例は、本発明のガラスの範囲内の組成を有し
ていない。
米国特許出願第07/281.636号は、1.585
より大きい屈折率、42より大きいアツベ数、 2.8
09/c!n3未満の密度および200ポアズより大き
い液相線粘度を有し、ベースガラスが実質的に、重量%
で表わして、 8102   33−50   Mg O0−5B20
3   15−25   Ca O0−5si O2+
B2o3         り5−eeSr 0   
 0−10   AJz 032−9Ba 0    
0−10   Zr 021−5ZnO0−5 Afz 03 +Zr 02        4−10
Mg O+Ca O+Sr O+Ba O+Zn 0l
−15(XO) Li 20  1.5−6   xzo+xo 1O−
24Na 20   0−4    La 203 0
−5に20    2−9    Nb2058−11
1L1 z O+Na z O+に20  7−16 
(X20)TlO22−8 Li 20/X20        0.20−0.5
0Zr O2+T10z +Nb z 05 +La 
z 03から成る、ハロゲン化銀含有フォトクロミック
ガラスを開示している。
(発明の目的) 上記問題点に鑑みて、本発明の基本的な目的は、良好な
フォトクロミック特性と高屈折率、および比較的小さい
密度と大きいアツベ数を有する眼病用に適したガラス組
成を提供することである。
本発明のより特定的な目的は、1.59を超える屈折率
(nd)、3.1 fl/r:m3以下の密度(ρ)お
よび40以上のアツベ数(νd)を示し、室温において
標準的ソーラーシュミレーションの下での化学線に暴露
した際に40%未満の透過率に暗色化し、前記ソーラー
シュミレーションによって与えられる化学線から取り出
して5分以内に透過率の15パ一セントポイント以上の
退色を示し、標準的な米国光学的耐薬品性試験(Aa+
eriean 0ptical chemicaldu
rability test )に供した際に表面の0
.OLQ/d以下の重量損失を示すガラス組成を提供す
ることである。
さらに本発明の目的は、ガラスの歪点以下の温度で行う
、ガラス表面の小さいアルカリ金属イオンと外部供給源
からの大きいアルカリ金属イオンとの交換を含む従来の
イオン交換処理によって化学的に強化できる前述のよう
な組成を提供することである。
(発明の構成) これらの目的は、ガラスの屈折率を上げるための主なメ
カニズムが、zrO2と、高濃度のに20および随意に
L1□O1または低濃度のに20かつCa0.SrOお
よびBaOの群から選択される1つ以上のアルカリ土類
酸化物(SrOが最も好ましい)との組合せから成る比
較的制限された範囲のベースアルカリ金属ホウ珪酸塩レ
ンズガラス組成によって達成される。そのため、La2
o3.Nb2o、およびTlO2などのようなガラスの
屈折率を上げるための公知の添加剤を必要としない。し
かし、所望ならば、これらの屈折率に対する作用を享受
するために少量加えてもよい。
この場合、ガラスの特性および/または構造に悪影響を
与えないレベルで加えなければならない。
PbOはガラスのフォトクロミック挙動に悪影響を与え
るため、PbOは組成から除くことが望ましい。
従って、本発明によるベースガラス組成は、酸化物基準
のカチオン%で表わして、 S 10z    35−47   Nb z 05 
0−5Sr 0    0−16  8Z 03  2
4−38Ti 02    0−7    Ba OO
−4,52r 02   2.5−8    La 2
03 0−3L120   0−15   K2O2−
13ZnOO−3Na2O0−8 Aj!z 03    (1−8Ca 0   0−8
.5Li2O+Na2O+K2O 20+Na z O
十に20     2−27から実質的に構成され、フ
ッ化物の随意添加と共に“フォトクロミック要素“であ
るAg、CJ!。
BaおよびCuOを、100を超えて重量%で、Ag 
    0.15−0.4   Cu O0.005−
0,05Cj!0.3−0.65  F      O
−0,8B r      0.2−0.65 の量加えてなる。
カチオン%を正確な重量%に変換することは数学的に可
能ではないが、以下は前記ベースガラス組成を重量%で
表わしたおよその値である。
S I Oz    34−50   Nb z 05
 0−11Sr O0−28Bz 0314−22Tl
 02    0−10   Ba O0−24Zr 
02     B−15La 203 0−7L1 z
 OO−5Kz 0   2−12ZnOO−4Nan
o   0−5 AJlz 03   0−8    Ca 0   0
−9Li2O+Na2O+K2O 20+Na 20+
に20     2−15一般に、特定の成分の使用可
能な限度は、組成中に存在する他の成分の関数である。
例えば、高レベルのアルカリ土類酸化物は、アルカリ金
属酸化物の濃度が低い組成においてのみ使用できる。
また、アルカリ金属酸化物の量によらず、ガラスのフォ
トクロミック特性に重大な悪影響を与えずに組成に加え
ることのできるアルカリ土類酸化物の最大量は、そのア
ルカリ土類酸化物がSrO単独であるか(通常約7−1
6力チオン%)またはカチオン基準でほぼ同じ割合のC
aOとBaOの組合せである場合に見られることがわか
った。CaOとBaOのどちらかを単独で使用する場合
、その濃度は、存在するアルカリ金属酸化物の量および
/またはより少ない程度に組成中の8203の量につい
て調節しないならば、比較的低レベルに維持しなければ
ならない。
化学的に強化されず、本発明に係る上述の目的を達成で
き、これらの目的に示された最低条件より優れたフォト
クロミック挙動を示すベースガラス組成は、酸化物基準
のカチオン96で表わして、Sl 02   39−4
2   Nb 2050−3.5Ca O+Sr O+
Ba 0       7−11B203  27.5
−30   Tl 02  2−5.5Li z OO
−32r Oz  5.5−8.5Ca 0    0
−4.5   Na20  0−3に20    4−
9    SrO0−11Li2O+Na2O+K2O
 z O+Na z O+に20     7−9AJ
z 03   0−2.5   Ba 0   0−4
.5から実質的に構成され、さらにフッ化物の随意添加
と共に、100を超えて重量%で、Ag      0
.2−0,35Cu 00.010−0.017C,f
)       0J−0,8F        O−
0,2B r        0.2〜0.5の“フォ
トクロミック要素“を加えてなる。
再びこれらの範囲を重量%で表わすと、およそ以下のよ
うになる。
S I Oz    39−42   Nb z Os
  O−7,5Ca O+Sr O+Ba 0    
  13−26B2o317−1g   Ti oz2
.75−7Li2O+Na2O+K2O 20   0
−I    Zr 02 11.5−14Ca OO−
4,5Na z OO−2,5に20    3−7 
   SrO0−17Li2O+Na2O+K2O z
 O+Na 20+に20     5−9AJ!z 
03   0−2.5  8a 0   0−12大き
いアルカリ金属イオンと小さいアルカリ金属イオンによ
る従来のイオン交換反応によって化学的に強化できるガ
ラス組成は、前述したベースガラス組成より大きいレベ
ルのアルカリ金属酸化物を含む。重大な黄変なしに最大
の透過率を示すべくさがし求められたガラスは前述のガ
ラス組成より大きい割合のアルカリ金属酸化物を含むの
みならず、より少ない量のアルカリ土類酸化物(望まし
くは0)およびより少ない量のTiO□含有量を示す。
しかし、これら化学的に強化できるガラスは、暗色化状
態から前述の組成範囲に入るガラスのいくつかと同じ程
度に急激に退色しないことがわかった。
化学的に強化でき、比較的急激に退色するベースガラス
は、酸化物基準のカチオン%で表わして、S I Oz
    39−42   Aj! z 03 0−2.
5Na z OO−5B203  24−3ONb20
5  3−4 Li2O+Na2O+K2O 20+Na 20+Kz
 0    2O−272r o22.s−4,5’r
t o2  2−4Ca O+Sr O+Ba 0  
     0−3Kz O4(2L i 20 10−
15から実質的に構成され、100を超えて重量%で、
Ag     0.15−0.3   Br    0
.2−0,5(470,3−0,5Cu O0.007
−0,017の“フォトクロミック要素”を加えてなる
ここでも、これらの範囲を重量%で表わすと、およそ以
下のようになる。
S I Oz    39−42   A J z 0
3 0−2.5Na 20   0−5    B20
3  1B−16Nb zo、   7.5−8.5 L1 z O+Na Z O+に20    1O−1
6Zr 02    B、5−9    Ti 02 
2.5−8.5Ca O+Sr O+Ba O0−3 Kz O3,5−11Li2O+Na2O+K2O z
 0 3.5−6(実 施 例)本発明を以下の実施例
に基づいてさらに詳細に説明する。
表1は、本発明のパラメーターを表わす、酸化物基準の
カチオン%で表示したベースガラス組成の群を示してい
る。表IAは、酸化物基準の重量部で表わした“フォト
クロミック要素°を加えたガラス組成の群を示している
。表IAに示された各組成における成分の合計が100
に近いので、各位は便宜上重量%とみなしてもさしつか
えない。
実際のバッチ成分は、酸化物、あるいはバッチの残りの
部分と共に溶融した際に適切な割合の所望する酸化物に
変換される他の化合物など、どのような材料であっても
よい。例えば、Li 2 CO3およびSrCO3はそ
れぞれL120およびSrOの供給源となりうる。ベー
スガラス組成において塩化物および臭化物がどのカチオ
ンと組み合わされるかわからないので、それらの量は従
来のガラス分析ブラクティスに従ってC1およびB「と
して表示しである。また、ガラス中の銀の量は極めて少
ないので、単にAgとして表示しである。
バッチ成分を混ぜ合せ、互いにボールミル摩砕して均質
溶融を達成する助けとし、それをプラナするつぼに充填
した。このるつぼにふたをし、約1350−1450℃
で運転される炉に入れ、均質溶融を生じるのに十分な時
間(通常的3−6時間)そこで保持した。るつぼのふた
をとり、溶融体をかくはんし、その後スチールモールド
に注いで、約8’ X4’ Xo、5 ’  (:20
XIOXIJ cm>の寸法を有するガラススラブにし
た。これらのスラブを直ちに約550−800℃で運転
されるアニーラ−に移した。
上述の説明は研究室での溶融および成形についてのもの
であるが、本発明のガラスは、大規模な溶融装置で溶融
し、ガラス製造業界で用いられる従来の技術を用いて所
望の形状に造形できることは容易に理解されよう。標準
的ガラス溶融および成形ブラクティスに従って、バッチ
材料を完全に混合し、均質溶融を達成するのに十分な温
度と時間溶融し、その後冷却すると同時に所望の形状の
ガラス体に造形し、そして通常アニールするだけでよい
表1 (カチオン%) r 02 に20 a2o3 aO SrO aO I20 36.0 35.0 4.0 3.0 3.0 9.5 9.5 3G、0 37.0 5.0 3.0 2.0 8.5 8.5 36.5 37.5 7.5 4.5 2.5 36.5 34.9 5.5 4.5 2.5 40.0 32.3 7.5 6.0 2.5 4.0  3.0 38.5 29.8 5.0 4.5 2.5 14.0 14.1 15.7 10.741.5 28.8 6.0 8.0 5.0 8.2 8   9   10    N l2 rO2 Aj!z 03 Nb2O6 rO nO aO a0 45.5 28.3 3.5 8.0 0.5 38.0 26.6 3.5 8.0 8.0 5.5  5.5 B、8 10.4 41.5 28.8 6.0 8.0 2.5 5.0 8.2 39.0 28.8 6.0 8.0 2.5 38.5 31.8 5.7 8.0 2.8 5.0 8.2 42.0 32.0 4.0 42.0 26.2 3.5 8.0 4.0 5.5 2.5 表 A (重量%) I O2 r02 に20 Aj!z 03 TI O□ a203 b O aO rO aO l 20 g J2 B「 uO 34,835,535,5 1g,821,221,1 ?、9210.1 14.9 2.27 2J2 3.43 2.46 167 34.7 38.4 3B、7 1g.2 16.4 16.1 9.74 9.7114.9 3.35 3.34 4.56 2.02 2.OL 5.03 6.44 41.1 16.5 12.2 6.21 2、■0 3.86 6.59 8.58 7.82 23.4 21.4 0.24 0.24 0.48 0.49 0.48 0.49 0.0240.25 0.48 0.49 23.5 23.0 25.6 1?、8 14.0 OJ3504380.33 0.48 0.48 0.48 0.4B  0.48 0.48 0.0240.029 Q、042 0.48 0.48 0.48 0.35 0.30 0.50 0.50 0.50 0.50 0.0350.015 0゜50 IO2 rO2 z O3 Nb205 i O2 b O a203 12 O a20 40.0 25.0 2.7 12.4 40.0 25.0 3.0 2.5 39.0 28.0 3.5 8.5 0.5 8.5  3.0 2.5  4.0  4.Q 1.5 3.0 40、O 25,0 2,5 40,0 24,5 3,2 12,9 40,0 25,0 3,0 5,0 40,0 24,9 2,7 12,0 3,04,03,03,5 4,03,04,04,0 12,415,(l  f3.5 15.0 12.4
 12.5 12.lt7.5  −   7.5  
−   7.510z r02 に20 AJ!203 Nb20゜ l  O2 rO nO aO aO g (J’ r uO ”Er2O3 ”Co304 S容色剤 45.8 37.9 40.7 1B、5 15.4 1B、4 7.23 7.IQ 12.1 8.32 8.28  B、16 0.43  B、78 2.08 37.9 38.8 41.4 1B、2 16.6 16J 12.0 11.8  8.08 13.11 8.32  B、03 2.07 2J9 7.63 41.2 14.9 7.0 6.16 3.33 7.37 7.30 13.53 9.71  B、7
1 2.88 7.1B15.0 17.9 13.9
 13.8 14J  14.40.30 0.50 0.50 0.02 0.30 0.50 0.50 0.02 0.29 0.49 0.49 0.01 1.0 0.29 0.49 0.49 0、Ol 1、Q 3.32 2.66 13.5 0.25 0.22 0.24 0.45 0.49 0J9 0.40 0.49 0.24 0.0070.01 0.02 0.015− B203 ZrO□ に20 Al2O2 Nb  20う I O2 b O a203 12O Nan。
g j2 r uO 44,248.145,048.245,547,74
6,01G、0 17.4 16.7 17.5 1B
、2 17.3 16.8B、12 7.40  g、
27 7.42 7.47 7.33 8.3610.
7  2.3G  7.68 2J711.5  4.
8710.80.49 8.55 7.98 −   8.0010.07 7
.91  g、893.67 649 6.13  B
、42 4.54 8.34 8.106.15 9.38 3.41 4.48 3,87 4.65 0.16 0.10 0.17 0.55 0.55 0.5g 0.55 0.55 0.49 0.0130.0160.014 4.5  3.51 3.70 3.6[i4.8[f
−4,81 0,170,170,1B40.1750.4Q  Q
、57 0.40 0.37B0.40 0.57 0
.40 0.2790.0130.01g0.0150
.010上記表から明らかなように、例1−14は、屈
折率を上げるための主な成分としてに20とアルカリ土
類金属酸化物(主にS「0)とZrO2の組合せを用い
たガラス組成を示している。一方、例15−21は、上
記成分としてK2Oと他のアルカリ金属酸化物(主にL
i2O+Na2O+K2O z O)とZ「02の組合
せを用いたガラス組成を示している。
表2は、従来の?#j定方決方法って測定された屈折率
(nd)、密度(ρ)およびアツベ数(νd)を示して
いる。表2はまた、ガラスを米国光学試験(Aa+er
lcan 0ptical(A、0.)test)に供
した際に得られた結果を示している。へ〇〇、試験は、
1ovt、%のHC1水溶液に25℃で10分間浸漬し
た後のガラス試料における重量損失を(Ing/ ct
jで表わして)測定するものである。この試験方法はA
pplied 0pties  7巻、 N(15,8
47ページ(1g68年5月)に詳述されている。また
表2は、研削され、厚さ約2rrmまで研磨されたガラ
スの平らなプレートが示すフォトクロミック特性を示し
ている。ハロゲン化銀結晶の形成は、ガラススラブを7
25℃で作動する炉に入れ、そこに1時間保持し、その
炉からスラブを取り出して絶縁下で冷却することによっ
て達成された。その後、スラブを約550−600℃で
再アニールした。フォトクロミック特性を、米国特許第
4,125.775号に記載されたソーラーシュミレー
タ−装置を用いて測定した。
基本的に、その装置は、太陽スペクトル(特に紫外線、
ブルー、およびレッド領域を近似すべくスペクトル出力
を変更するための、フィルターに取り付けられた150
ワツトキセノンアーク源から成る。太陽の照射と同じ照
射を与えるため、十分な厚さの水の層によってスペクト
ルの赤外線領域がその領域におけるスペクトル分布にあ
まり関係なく和らげられる。
アーク源の強度は、暗色化の度合が、Corning。
New Yorkにおいて気団値(air vass 
value)約1.06の雲のない初夏の正午に外で暗
色化した市販のフォトクロミックガラス(対照ガラス)
と同じ数値となるように調節した。試料の暗色化した透
過率を連続的にモニターするため、各試料は、出力が固
定式アンプによって復調されたPINシリコンフォトダ
イオードが検出するタングステン−ハロゲンランプから
の光のチョツプドビーム(chopped beam)
で識別された。C,1,E、によって規定される光源C
の下での人間の目の視感反応に近似させるため、複合色
フィルターをビーム内においた。
表2において、Toは試料の初期透過率、Tl。
は約25℃におけるソーラーシュミレータ−内10分間
暴露後の試料の透過率、そしてTF5はソーラーシュミ
レータ−から取り出した後5分間の試料の透過率である
。このようにして、TloとTP5の間の透過率の増加
がガラスの退色速度を示している。
表  2 nd      1.6015 νd     5B、5 ρ     3.077 A、0゜ T膿    17 Tps     28 Tps  T饅11 1.5983 1.5968 1.596857.3 
 54.9  5B、4 3.02  3.004  3.0eB0.03  0
.0B nd νd ρ A、0゜ O T膿 Tps T、、−T膿 1.8017 2.827 (0,01 88.7 22,5 65,8 43,1 1,5994 46,7 2.653 1,61421,804 47,4 3,0722,927 o、oe   o、ot nd νd ρ A、0゜ T11+16 7’ps     48 TPラーT膿 30 nd νd ρ A、0゜ o90 T鐘    60 Tps     77 T、、−T謙17 1.801g 44.5 2.875 0.02 1.6021 43.3 2.1350 (0,OL 1.6055 43.2 2.753 く09口1 1.6091 42.7 2.858 (0,01 1、BOl 42.5 以上かられかるように、La2O3の存在は、しばしば
フォトクロミックガラスの乳白度を上げる。しかし、例
4および17は、アルカリ土類酸化物の存在下または不
存在下でガラスの透明度をそこなうことなく少量のt、
a’2o3を本発明のガラスに加えることができること
を示している。ZnOも同様にフォトクロミックガラス
の乳白化をまねく。それにもかかわらず、例14は、重
大な悪影響を与えることなく少量のZnOが同量のアル
カリ土類酸化物を代替できることを示している。前述し
たように、TlO2は、どのようなガラス密度の増加に
対しても最少の密度増加を与える。しかし、例11は、
ガラスの透明度を確保するためにTlO2の量を7.5
力チオン%未満に保たなければならないことを示してい
る。例15は、PbOを組成に加えるとガラスの退色速
度が激的に減少することを示している。
例10.11および12は、ガラスのフォトクロミック
挙動に重大な影響を与えることなくCooおよびE「2
03などの従来のガラス着色剤を慣習的な二で加えるこ
とができることを示している。ガラスにわずかな黄変が
見られることが望ましくない場合もあるので、ガラスに
淡いグレーを付与するためにCooおよびEr2O3を
都合良く利用することができる。
高含有量のアルカリ金属酸化物を含む本発明のガラスが
化学的に強化される可能性を示すため、4’ 80.2
5’ Xo、25’ (:1OX0.63X0.63c
m)の寸法を有するバーを例15−21から切断し、こ
れらのバーを80vt、%のI(N 03と40wt 
、%のNaNO3からなる390℃の溶融混合物の浴に
16時間浸漬してバーの表面でLi+イオンとNa+イ
オンの交換を生じさせた。バーを溶融塩の浴から取り出
した後、水道水でその塩を洗浄し、乾燥し、約0.00
32’  (:0.08m)のイオン交換層平均深さを
有するバーで約30.000−60,000pslの範
囲の平均破壊係数が測定された。これらの値を、米国特
許第4.1g0,451号に開示された範囲内の組成を
有するCornlng Glassνorks社販売の
眼病用フォトクロミックガラスであるPIIOTOGI
?AY EXTRA■の値と比較した。後者のレンズは
約30.0OOpsIの破壊係数と約0.0029’ 
 (20,07m)のイオン交換層深さを示した。
例7は、そのフォトクロミック特性が望ましいものであ
り、ガラスの化学的強化が要求されない本発明のガラス
の最も好ましい実施例である。化学的強化性(約35.
000pslの平均破壊係数)およびフォトクロミック
特性の総括的観点から、例21が最も好ましいガラスで
あると考えられる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)1.59より大きい屈折率、3.1g/cm^3以
    下の密度、40以上のアッベ数、およびA.O.試験に
    おいて0.01mg/cm^2以下の重量損失を示し、
    室温で化学線に暴露した際に40%未満の透過率まで暗
    色化し、前記化学線から取り出した後5分以内に透過率
    が15%ポイント以上退色するフォトクロミックガラス
    であって、 酸化物基準のカチオン%で表わして、 SiO_235−47 Nb_2O_50−5B_2O
    _324−38 TiO_20−7ZrO_22.5−
    8 La_2O_30−3K_2O2−13 ZnO0
    −3 Al_2O_30−8 CaO0−8.5 SrO0−16 BaO0−8.5 Li_2O0−15 Na_2O0−8 Li_2O+Na_2O+K_2O2−27から実質的
    になり、さらに100を超えて、Ag0.15−0.4
     CuO0.005−0.05Cl0.3−0.65 
    F0−0.6 Br0.2−0.65 の重量%でAg、Cl、Br、CuOおよび随意にFが
    加えられているフォトクロミックガラス。 2)前記CaOとBaOがほぼ同じ割合で存在している
    ことを特徴とする請求項1記載のフォトクロミックガラ
    ス。 3)イオン交換反応によって化学的に強化されず、Si
    O_239−42 Nb_2O_50−3.5B_2O
    _327.5−30 TiO_22−5.5ZrO_2
    5.5−6.5 CaO0−4.5K_2O4−9 S
    rO0−11 Al_2O_30−2.5 BaO0−4.5CaO+
    SrO+BaO7−11 Li_2O0−3 Na_2O0−3 Li_2O+Na_2O+K_2O7−9 から実質的になり、さらに100を超えて、Ag0.2
    −0.35 CuO0.010−0.017Cl0.3
    −0.6 F0−0.2 Br0.2−0.5 の重量%でAg、Cl、Ba、CuOおよび随意にFが
    加えられていることを特徴とする請求項1記載のフォト
    クロミックガラス。 4)前記CaOとBaOがほぼ同じ割合で存在している
    ことを特徴とする請求項3記載のフォトクロミックガラ
    ス。 5)イオン交換反応によって化学的に強化され、SiO
    _239−42 Al_2O_30−2.5B_2O_
    324−30 Nb_2O_53−4ZrO_22.5
    −4.5 TiO_22−4K_2O_4−12 Li
    _2O10−15Na_2O0−5 Li_2O+Na_2O+K_2O20−27CaO+
    SrO+BaO0−3 から実質的になり、さらに100を超えて、Ag0.1
    5−0.3 Br0.2−0.5Cl0.3−0.5 
    CuO0.007−0.017の重量%でAg、Cl、
    Br、およびCuOが加えられていることを特徴とする
    請求項1記載のフォトクロミックガラス。
JP2118508A 1989-05-10 1990-05-08 高屈折率フォトクロミックガラス Pending JPH02296747A (ja)

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