JPS6236045A - リン酸塩ガラスにガラス質被膜を形成させる方法 - Google Patents

リン酸塩ガラスにガラス質被膜を形成させる方法

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JPS6236045A
JPS6236045A JP17319985A JP17319985A JPS6236045A JP S6236045 A JPS6236045 A JP S6236045A JP 17319985 A JP17319985 A JP 17319985A JP 17319985 A JP17319985 A JP 17319985A JP S6236045 A JPS6236045 A JP S6236045A
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光一 原
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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] この発明は、リン酸塩ガラスの表面に2層以上のガラス
質の被膜を作成して耐水性及び破壊強度を増加させる方
法。
[従来の技術] リン酸塩レーザーガラスに対して高繰り返し発振の要請
が高まっている。リンM塩レーザーガラスは狭いスペク
トル幅を有していて、このような発振用・ガラスとして
優れた特性を有している。しかも高速繰り返し発振を行
なうと励起光であるフラッシュランプからの熱がガラス
内部に蓄積し、リン酸塩レーザーガラスの温度が上Rし
てしまう。
このため空冷又は水冷によりリン酸塩レーザーガラスを
冷却する必要がある。
しかもリン酸塩レーザーガラスは、空気中においても、
ガラス表面がおかされてしまうため、直接レーザーガラ
スと水が接する水冷を行なうことにより、破壊強度の低
下は避けがたく、そのため水を使わず有機溶媒等(たと
えばエチレングリコール等)により冷却を行なっている
。また、空冷を行なうにしても、ガラス表面の劣化は徐
々に起り、その結果破壊強度が減少する。
[発明が解決しようとする問題点] リン酸塩ガラスは破壊強度が充分でない、耐水性が悪い
およびガラス表面の劣化が起きるという欠点があった。
そこで本願人は、さきに特願昭58−237760号に
おいて、金属アルコキシドその他の有機金属化合物の1
樽または2種以上をアルコールその他の有機溶媒に溶解
したものを加水分解し、これに部分縮合反応を行なわせ
て得たゾル溶液をリン酸塩レーザーガラスの表面にコー
ティングし、さらにこのコーテイング膜を熱処理するこ
とによりガラス質の被膜とすることを特徴とするリン酸
塩レーザーガラスの耐熱衝撃強度を増加させる方法につ
いて出願した。しかし、この特願の場合には、ガラス表
面に存在する微細なキズをガラス質の被膜がある程度消
失させることにより、ガラスの耐熱衝撃強度を増大させ
ることが可能であるが、その耐水性、破壊強度は充分で
はなかった。その原因は被膜そのものの強度が不充分な
ためであった。
本発明は、このような問題点乃至欠点を除去するために
なされたものであり、第1の目的はリン酸塩ガラスの耐
水性の向上である。第2の目的はリン酸塩ガラスの破壊
強度の向上をはかることである。
[問題点を解決するための手段] この発明は、このような従来の問題点を解決することを
目的としたもので、次のような研究の結果完成されたも
のである。金属アルコキシドその他の有機金属化合物の
1種又は2種以上、シリカ微粉末(含まなくても良い)
に、水と酸をアルコールその他の有機溶媒に溶解した溶
液を加えて加水分解し、これに部分縮合反応を行なわせ
て得たゾル溶液をリン酸塩レーザーガラス表面に浸漬法
等により膜を作成し、加熱処理したガラス質の被膜を組
み合わせることにより2層以上の多層被膜をリン酸塩ガ
ラスの表面に作成することにより、1層の被膜に比べ大
幅に耐水性が向上すると共に、破壊強度も向上すること
を見い出した。
本発明における金属アルコキシドおよびその他の有機金
属化合物は、それぞれ一般式Me(OR’ )  、R
Me (OR’ )   として表わn       
  n−1 されるもので、有機基Rとしては、CH3、C2H5、
C1l H7やCa Hsなどであり、R′としては、
CH3、C2Hs 、Cz H7、C4149などのア
ルキル基である。またMeは酸化物としてガラスを形成
しうる金属元素で、5iSAiJ、Ti、Zrである。
たとえば、金属アルコキシドとして、 S i (OC143)4 、S i (OC2Hs)
4、Af (i0c3H7)3 、Ti  (!0C3
H7)4 、T i (OC4H9)4、zr (OC
21−4s )4 、Zr (OC4H9)4などが挙
げられ、有機金属化合物として、CH3S i (OC
2Hs)3. 02   Hs   S   i    (OC2Hs
   )   3   、Ca Hs S i (OC
2Hs )3などが挙げられる。
一方有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロ
パツール、イソプロパツール、ブタノールなどのアルコ
ールおよびアセチルアセトン、エーテル、ベンゼンなど
の溶媒である。
本発明では金属アルコキシドMe (OR’ )。
シリカ微粉末(加えなくてもよい)よりコーティング用
ゾル溶液が作成される。この際の各成分の混合モル比は
、Me (OR’ )。/シリカ微粉末/H20/有機
溶媒/酸=110〜5/1〜10/1〜40/ 0.0
1〜1の範囲で調整される。この混合液は、加水分解、
部分重縮合によりゾル溶液とされる。このようにして作
成されたゾル溶液をリン酸塩レーザーガラスに浸漬引き
上げ法でコーティングし、乾燥、熱処理を酸化雰囲気中
で行ない、無機質のガラス質の被膜とする。
また本発明では金属アルコキシドMe (OR’)  、シリカ微粉末(含まなくてもよい)お
よび有機金属化合物RMe (OR’ )   が右機
溶媒に溶解される。この際の各成分の混合モル比はMe
(OR’>。/シリカ微粉末/RMe(OR’ )  
 /H20層有機溶媒/Fl!= 110〜510.0
1 〜1/1〜10/1〜40/  0.01 〜1の
範囲で調整される。このようにして作成されたゾル溶液
をリン酸塩レーザーガラスに、浸漬引き上げ法でコーテ
ィングし、乾燥、熱処理で有機基を含むガラス質被膜と
する。ただし、熱処理条件としては、膜内の有機W−R
を燃やさないことが重要で、低温域300℃〜350℃
では完全に−OR’を燃焼させ、膜の重合度を高めるた
め酸素ガス雰囲気中で5時間以上加熱する。その後、高
温域400℃〜500℃で膜内の有機基−Rが燃焼して
ピンホールなどが発生するのを防ぎ、かつ膜とガラスの
付着性を高めるために、不活性ガス雰囲気中で5時間以
上加熱する。
以上の無機質のガラス質の被膜および/または有機質を
含むガラス質の被膜を2層以上形成することにより1層
の被膜と比較して大幅に耐水性および破壊強度が向上し
た。
[作 用] 本発明の多層膜をリン酸塩ガラス上に形成することによ
り、リン酸塩ガラスの耐水性が向上すると共に、破壊強
度が上昇する。
実施例1 テトラエトキシシラン1モル、水2.5モル、エタノー
ル7モル、塩酸0.01モルを混合し、部分加水分解を
行なったコーティング溶液に光沢研磨をした5φX 4
0111のリン酸塩ガラスを浸漬し、引き上げコーティ
ングを行なった。これを60℃で乾燥した後、410℃
酸素中で20時間保持してガラス質の被膜を得た。さら
にテトラエトキシシラン1モル、シリカ微粉末1モル、
水2.5モル、エタノール20モル、塩l O,01モ
ル、を混合し、部分加水分解を行なったコーティング溶
液に上記の1層コーティングを行なったリン酸塩ガラス
を浸漬し、引き上げコーティングした。これを60℃で
乾燥した後、410″G酸素中で20時間保持して2層
目のガラス質被膜を得た。このようにして作成した2層
被膜付リン酸塩ガラスは50℃の水中において顕微鏡観
察の結果、1ケ月間を経過して初めてリン酸塩ガラスに
スポット状の欠陥が発生した。これは前記1層目だけの
被膜を形成したリン酸塩ガラスにおける同様の観察にお
いて、1昼夜経過するだけでリン酸塩ガラスにスポット
が発生することと比較して、はるかに耐水性が向上した
。また2層被膜付リン酸塩ガラスの曲げ強度は3100
kQ/ clとなり、被膜のないリン酸塩ガラスの曲げ
強度600kQの約5.2倍となり、上記1層目のみの
被膜を付けたリン酸塩ガラスの曲げ強度2450kg/
 cm2と比較しても2層被膜とすることにより、曲げ
強度が強化された。
実施例2 実施例1の1層目と同じ膜を5φX 40m1のリン酸
塩ガラス表面にコーティングし、加熱処理した後、テラ
エトキシシラン1モル、シリカ微粉末1モル、フェニル
トリエトキシシラン0.01モル、水2.5モル、エタ
ノール20モル、塩酸o、oiモルを混合し、部分加水
分解を行なったコーティング溶液に上記の1層コーティ
ングを行なったリン酸塩ガラスを引き上げコーティング
した。これを60℃で乾燥した後、350℃酸素中で2
0時間さらに430℃窒素中で20時間保持して2層の
ガラス質被膜を得た。このようにして作成した2層被膜
付リン酸塩ガラスは50℃の水中において顕微鏡観察の
結果、1ケ月間を経過して初めてリン酸塩ガラスにスポ
ット状の欠陥が発生した。これは前記1層目だけの被膜
を形成したリン酸塩ガラスにおける同様の観察において
1昼夜経過しただけでリン酸塩ガラスにスポットが発生
することと比較して、はるかに耐水性が向上した。また
2層被膜付リン酸塩ガラスの曲げ強度は、3200ko
/ cn+2となり、被膜のないリン酸塩ガラスの曲げ
強a600kaの約5.3倍となり、上記1層目のみの
被膜を付けたリン酸塩ガラスの曲げ強度2450kg/
 cm2と比較しても2層被膜とすることにより曲げ強
度が強化された。
実施例3 実施例1の1層目と同じ膜を5φX 40mmのリンM
塩ガラス表面にコーティングし、加熱処理した後、テト
ラエトキシシラン1モル、アルミニウムイソプロポキサ
イド0.01モル、ジルコニウムテトラエチレート 0
.01モルとシリカ微粉末1モルを混合した溶液に、水
2.5モル、エタノール10モル、塩酸0.01モルを
混合した溶液を加え、部分加水分解を行なった後、チタ
ニウムテトラブトキサイド0.01モル、エタノール1
5モルを混合した溶液を加え、充分撹拌したコーティン
グ溶液に上記の1層コーティングを行なったリン酸塩ガ
ラスを引き上げコーティングをした。これを60℃で乾
燥し、410″C酸素中で20時は保持した。この2層
付被膜に前記1層目の被膜を作成し、加熱処理を行ない
3層のガラス質被膜を得た。このようにして作成した3
層被膜付リン酸塩ガラスは50℃の水中において顕微鏡
観察の結果、145ケ月間を経過して初めてリン酸塩ガ
ラスにスポット状の欠陥が発生した。これは前記1層目
だけの被膜を形成したリン酸塩ガラスにおける同様の観
察において、1昼夜経過しただけでリン酸塩ガラスにス
ポットが発生したことと比較して、はるかに耐水性が向
上した。また3層被膜付リン酸塩ガラスの曲げ強度は3
500kO/ Cl112となり、被膜のないリン酸ガ
ラスの曲げ強度600kl)の約5.8倍となり、上記
1層目のみの被膜を付けたリン酸塩ガラスの曲げ強度2
450kO/ cm2と比較しても3層被膜とすること
により曲げ強度が強化された。
出 願 人  ホーヤ株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 金属アルコキシドその他の有機金属化合物の1種又
    は2種以上を水と酸をアルコールその他の有機溶媒に溶
    解した混合液に加えて加水分解し、これに部分縮合反応
    を行なわせて得たゾル溶液をリン酸塩ガラスの表面にコ
    ーティングと焼成を2回以上行ないガラス質の被膜によ
    る多層膜を形成することを特徴とするリン酸塩ガラスの
    耐水性及び破壊強度を増加させる方法。 2 金属アルコキシドその他の有機金属化合物の1種又
    は2種以上にシリカ微粉末を加えた混合物を加水分解・
    部分縮合させてゾル溶液とすることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のリン酸塩ガラスの耐水性及び破壊
    強度を増加させる方法。 3 金属アルコキシドその他の有機金属化合物とは、R
    Si(OR’)_3、Si(OR’)_4、Al(OR
    ’)_3、Ti(OR’)_4とZr(OR’)_4で
    あり、Rは低級アルキル基およびフェニル基、R’は低
    級アルキル基である特許請求の範囲第1項記載のリン酸
    塩ガラスの耐水性及び破壊強度を増加させる方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01167261A (ja) * 1987-12-23 1989-06-30 Matsushita Electric Works Ltd ガラスの強化法
US7547357B2 (en) 2003-10-30 2009-06-16 Showa Denko K.K. Transparent film-forming composition

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