JPS5933545B2 - Moldable fluoromarminophosphate glass - Google Patents
Moldable fluoromarminophosphate glassInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は加圧下において約350℃以下の温度で金型に
よっであるいは別の方法で成形することが可能なガラス
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to glasses that can be molded or otherwise formed under pressure at temperatures below about 350°C.
本出願人が先に出願した特願昭55−
139728号(特開昭56−59641号)には、低
い転移温度(Tg)を示し、水相処理を行なうことな(
加圧下において約450℃以下の温度で金型によっであ
るいは別の方法で成形することが可能なアルカリ金属酸
化物−アルカリ土類金属酸化物−弗化物4燐酸塩系(R
20−RO−F−P205 )内に組成を有する4群の
ガラスが開示されている。Japanese Patent Application No. 55-139728 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-59641) previously filed by the present applicant shows a low transition temperature (Tg) and does not require aqueous phase treatment (
Alkali metal oxide-alkaline earth metal oxide-fluoride tetraphosphate system (R
20-RO-F-P205) are disclosed.
このガラスはバッチから計算された酸化物に基づいた重
量%でおよそ15乃至40%のR20,0乃至20%の
ROおよび25乃至55%のP2O5からなる基礎組成
を有しており(但しR20はO乃至45%のLi2O,
0乃至20%のNa2Oおよび0乃至10%のに20か
らなり、ROは0乃至10%のMgO,0乃至15%の
CaO10乃至20%のSrOおよびO乃至20%のB
aOからなる)、また最終ガラスにおける分析値でおよ
そ0.3乃至3重量%のFを含有している。This glass has a base composition of approximately 15-40% R20, 0-20% RO and 25-55% P2O5 in weight percent based on oxides calculated from the batch, with the exception that R20 O to 45% Li2O,
0 to 20% Na2O and 0 to 10% RO, 0 to 10% MgO, 0 to 15% CaO, 10 to 20% SrO and O to 20% B
The final glass contains approximately 0.3 to 3% by weight of F, as determined by analysis.
任意成分として20%以下のPbO,7%以下のLa2
03および12%以下のZnOが挙げられている。20% or less PbO, 7% or less La2 as optional components
03 and up to 12% ZnO are mentioned.
Al2O3は存在しないのが好ましいことが述べられて
いる。It is stated that it is preferred that Al2O3 is not present.
P2O5含有量が30%よりも少ない場合には、25%
までのB2O3が含まれてもよい。25% if the P2O5 content is less than 30%
Up to B2O3 may be included.
P2O5含有量が少なくとも45%である場合には、B
2O3含有量は5%以下でなげればならない。If the P2O5 content is at least 45%, B
The 2O3 content must be below 5%.
ROおよびB2O3以外の任意成分の合計量は25%以
下でなければならず、またRO以外の任意成分の合計量
は35%よりも少量でなければならない。The total amount of optional components other than RO and B2O3 must be 25% or less, and the total amount of optional components other than RO must be less than 35%.
上記特願昭55−139728号に+L弗化物を含有す
る燐酸塩ガラス組成物はガラス技術分野において周知で
あるが、一般に2つの好ましくない性質、すなわち化学
的耐久性が比較的低いという性質および生成および加工
の間に失透し易いという性質、を示すことが述べられて
いる。Although phosphate glass compositions containing +L fluoride are well known in the glass art, they generally suffer from two undesirable properties, namely relatively low chemical durability and formation of It is also stated that it exhibits the property of being susceptible to devitrification during processing.
弗化物を含有する燐酸塩ガラスの多くは耐候性が低い。Many fluoride-containing phosphate glasses have poor weather resistance.
すなわち、ガラスは周囲環境の攻撃を受は易い。That is, glass is easily attacked by the surrounding environment.
本発明の主な目的は加圧下において約350℃以下の温
度で金型によっであるいは別の方法で成形することが可
能であり、また良好なガラス安定性(生成および加工時
の耐失透性)と共に良好な化学的耐久性および耐候性を
示す弗化物を含有するガラスを提供することにある。The main objects of the present invention are that the glass can be formed by mold or otherwise at temperatures below about 350°C under pressure, and that it has good glass stability (resistance to devitrification during formation and processing). The object of the present invention is to provide a fluoride-containing glass that exhibits good chemical durability and weather resistance.
本発明の別の目的は眼鏡レンズのような光学的用途に特
に適した上記のような弗化物を含有する燐酸塩ガラスを
提供することにある。Another object of the invention is to provide a fluoride-containing phosphate glass as described above which is particularly suitable for optical applications such as ophthalmic lenses.
本発明者等は上記目的は酸化物に基づいた重量%で表わ
される分析値でおよそ30乃至75%のP2O5,3乃
至25%のR20,0乃至60%のpbo、0乃至40
%のROlo乃至40%のZnO10乃至30%のCd
013乃至20%のAl2O3および3%より多く24
%より少ないFからなり(但しR20は0乃至20%の
Li2O,0乃至20%のNa2O,0乃至20%のに
20.0乃至10%のRb2OおよびO乃至10%のC
820からなり、ROは0乃至15%のMgO,O乃至
40%のCaO10乃至40%のSrOおよびO乃至4
0%のBaOからなり、PbO+RO+ZnO+CdO
は0乃至60%である)、F:Al原子比(atomi
cratio )が少なくとも0.75であるが約5
以下であるガラス組成物によって達成されることを見出
した。The inventors believe that the above objective is approximately 30 to 75% P2O5, 3 to 25% R20, 0 to 60% pBO, 0 to 40
% ROlo to 40% ZnO 10 to 30% Cd
013 to 20% Al2O3 and more than 3%24
(However, R20 consists of 0 to 20% Li2O, 0 to 20% Na2O, 0 to 20% of 20.0 to 10% Rb2O, and O to 10% C.
820, RO is 0-15% MgO, O-40% CaO, 10-40% SrO and O-4
Consisting of 0% BaO, PbO+RO+ZnO+CdO
is 0 to 60%), F:Al atomic ratio (atomic
cratio ) is at least 0.75 but about 5
It has been found that the following can be achieved by a glass composition.
上記特願昭55−139728号には、Al2O3はガ
ラスの転移温度(Tg )を著しく上昇させるのでガラ
ス中に存在しないのが好ましいことが開示されている。The above-mentioned Japanese Patent Application No. 55-139728 discloses that it is preferable that Al2O3 is not present in the glass since it significantly increases the transition temperature (Tg) of the glass.
しかしながら、本発明者等はガラスが多量の弗化物、す
なわち最終ガラスにおける分析値で3%よりも多量の弗
化物を含む場合、Al2O3をガラスに含ませてもガラ
スのTgは著しく上昇しないことを見出した。However, the present inventors have found that when the glass contains a large amount of fluoride, that is, more than 3% in the analysis value of the final glass, the Tg of the glass does not increase significantly even when Al2O3 is included in the glass. I found it.
Al2O3がガラスに含まれる場合、A 120sはガ
ラス中で下記の3つの重要な機能を果たす。When Al2O3 is included in the glass, A120s performs three important functions in the glass:
まず第1にAl2O3はガラス系における弗化物の溶解
度を高める。First of all, Al2O3 increases the solubility of fluoride in the glass system.
第2にA I203はガラスの相分離を引き起こす液体
不混和性を抑制する。Second, A I203 suppresses liquid immiscibility that causes phase separation in glasses.
そして第3にAl2O3はガラスの耐候性および化学的
耐久性を著しく高める。And thirdly, Al2O3 significantly increases the weather resistance and chemical durability of the glass.
弗化物は本発明のガラスの必須成分である。Fluoride is an essential component of the glass of the present invention.
なぜならば弗化物は燐酸塩基礎ガラスのTgを下げ、ガ
ラスを容易に成形可能なものにするからである。This is because fluoride lowers the Tg of phosphate-based glasses, making them more easily moldable.
しかしながら、弗化物濃度が増加するとガラスの耐候性
および化学的耐久性は急激に低下する。However, as the fluoride concentration increases, the weatherability and chemical durability of the glass decreases rapidly.
従って、本発明はAl2O3とFを併用し、ガラスに低
い転移温度並びに良好な耐候性および化学的耐久性を付
与することに基づいている。The invention is therefore based on the combined use of Al2O3 and F to give glasses a low transition temperature and good weather and chemical resistance.
A 1203およびFはガラス組成中に有意量存在しな
げればならないが、弗素とアルミニウムの原子比もガラ
スのTgと化学的耐久性のバランスをとるのに非常に重
要である。Although A 1203 and F must be present in significant amounts in the glass composition, the atomic ratio of fluorine to aluminum is also very important in balancing the Tg and chemical durability of the glass.
例えば、F: Al原子比が小さくなると化学的耐久性
は向上するが転移温度は高くなる。For example, as the F:Al atomic ratio decreases, chemical durability improves, but transition temperature increases.
逆にF: Al原子比が大きくなると転移温度は低くな
るが化学的耐久性は悪化し、F:Al原子比が5になる
とガラスの化学的耐性は著しく低いものとなる。Conversely, as the F:Al atomic ratio increases, the transition temperature decreases, but the chemical durability deteriorates, and when the F:Al atomic ratio becomes 5, the chemical resistance of the glass becomes extremely low.
本発明のガラスにおいては一定のF : Al 原子比
は同じ転移温度および同じ化学的耐久性を意味すること
が実験の結果判明した。Experiments have shown that a constant F:Al atomic ratio means the same transition temperature and the same chemical durability in the glasses of the invention.
そのような現象はガラス技術分野において知られていな
いものではない。Such phenomena are not unknown in the field of glass technology.
そのような現象の一例として、ガラス粘度を下げると同
じにガラスの化学的耐久性を向上させるためにアルカリ
金属酸化物が操作されるいわゆる混合アルカリ効果が挙
げられる。An example of such a phenomenon is the so-called mixed alkali effect, in which alkali metal oxides are manipulated to reduce the glass viscosity and at the same time improve the chemical durability of the glass.
ガラスの化学的耐久性および転移温度を高めるというA
l2O3の作用は周知であり、弗化物のAl2O3とは
逆の作用も周知である。A to increase the chemical durability and transition temperature of glass
The effect of l2O3 is well known, and the opposite effect of fluoride to Al2O3 is also well known.
しかしながら、これら2つの成分を適当量併用する場合
には上記混合アルカリ効果と同様の効果が得られる。However, when appropriate amounts of these two components are used together, the same effect as the mixed alkali effect described above can be obtained.
F二Al原子比が約5以上になるとガラスの耐久性は著
しく低下するようである。When the F2Al atomic ratio increases to about 5 or more, the durability of the glass appears to decrease significantly.
これは液体不混和性によって引き起こされるものと考え
られる。This is thought to be caused by liquid immiscibility.
Al2O3を含まないガラスに対する弗化物の溶解度は
低く、ガラス中に保持される弗化物の量は変性陽イオン
と結合する弗化物の量であると考えられる。The solubility of fluoride in glasses that do not contain Al2O3 is low, and the amount of fluoride retained in the glass is believed to be the amount of fluoride that binds to modified cations.
Al2O3含有ガラスにおいて弗化物の溶解度が増加す
るのは、アルミニウムが容易に配位数4から配位数6に
変わって変性陽イオンとしてふるまい、そのために多数
の陰イオンがガラス構造中に取り込まれるためであると
理論づけられる(2個のF−イオンが1個のo−2イオ
ンを置換する)3La203、WO3、MoO3および
Nd2O3のような相溶性金属酸化物を少量ガラスに含
ませ屈折率およびその他のガラスの物理的特性を変えて
もよい。The reason why the solubility of fluoride increases in Al2O3-containing glasses is because aluminum easily changes from a coordination number of 4 to a coordination number of 6 and behaves as a modified cation, which causes a large number of anions to be incorporated into the glass structure. It is theorized that small amounts of compatible metal oxides such as 3La203, WO3, MoO3 and Nd2O3 (where two F-ions replace one O-2 ion) are included in the glass to improve the refractive index and other may change the physical properties of the glass.
しかしながら、そのような添加物の合計量は約10重量
%を越えてはならない。However, the total amount of such additives should not exceed about 10% by weight.
実際には、本発明のガラスは2つのグループ、すなわち
R20−Al□03−F−R20,系組成のみからなる
ガラスと上記組成にRO,PbO1ZnOおよびCdO
のような変性酸化物の少なくとも1種が有意量、例えば
約5%包含されているガラス、に分類することができる
ことが実験の結果判明した。In fact, the glasses of the present invention are divided into two groups: glasses consisting only of the R20-Al□03-F-R20, system composition and glasses containing RO, PbO1ZnO and CdO in the above composition.
Experiments have shown that glasses can be categorized as containing significant amounts, for example about 5%, of at least one modified oxide such as.
前者の4成分系ガラスは一般に約1.45乃至1.5の
屈折率を示し、良好な化学的耐久性、低いTgおよび良
好なガラス安定性の最適組合せはAl2O3およびFの
含有量がそれぞれ約15乃至20%および15%より多
く24%より少ない場合に得られる。The former quaternary glass generally exhibits a refractive index of about 1.45 to 1.5, and the optimum combination of good chemical durability, low Tg and good glass stability is achieved when the Al2O3 and F contents are about 15 to 20% and more than 15% but less than 24%.
これに対して、上記4成分組成にさらにRO,PbO1
ZnOおよびCdOのような変性酸化物が相当量包含さ
れる場合には、各特性の最適組合せはAl2O3および
Fの含有量がそれぞれ約3乃至15%および3%より多
く15%より少ない場合に得られ、そのガラスの屈折率
は一般に約1.5乃至1,7である。On the other hand, in addition to the above four-component composition, RO, PbO1
When modified oxides such as ZnO and CdO are included in significant amounts, the optimum combination of properties is obtained with Al2O3 and F contents of about 3 to 15% and greater than 3% and less than 15%, respectively. The refractive index of the glass is generally between about 1.5 and 1.7.
下記の従来技術においてはガラス組成は一般にバッチ原
料で報告されている。In the prior art described below, the glass composition is generally reported as a batch raw material.
上記特願昭55−139728号に述べられているよう
に、また以下に述べるように、溶融の間の弗化物の揮発
は90%程になる場合がある。As stated in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 139,728/1982, and as described below, the volatilization of fluoride during melting can be as high as 90%.
従って、ガラスの化学分析値が示されないならば弗化物
含有量は推測するしかない。Therefore, if chemical analysis values of the glass are not provided, the fluoride content can only be estimated.
本発明はアルカリ金属燐酸塩基礎ガラス組成に少なくと
も3重量%のAl2O3を含ませた場合にはバッチの弗
化物の量の50%までガラス中に含ませることができる
が、得られるガラスは比較的良好な化学的耐久性を示す
という発見に基づいている。Although the present invention allows up to 50% of the amount of fluoride in the batch to be included in the glass when at least 3% by weight Al2O3 is included in the alkali metal phosphate base glass composition, the resulting glass is relatively Based on the discovery that it exhibits good chemical durability.
従って、ガラスは分析値で約24重量%までの弗化物を
含んでいた。Therefore, the glass contained up to approximately 24% by weight of fluoride by analysis.
Al2O3はガラスの転移温度を上昇させるので、転移
温度を350℃以下にするためには弗化物含有量は3重
量%よりも多量でなければならない。Since Al2O3 increases the transition temperature of the glass, the fluoride content must be greater than 3% by weight in order to keep the transition temperature below 350°C.
米国特許第2430539号に&礼光学的用途に有用な
フルオ燐酸チタンガラスが開示されている。US Patent No. 2,430,539 discloses titanium fluorophosphate glasses useful for optical applications.
化学的耐久性を高めるためにTiO2が組成中に包含さ
れている。TiO2 is included in the composition to increase chemical durability.
このガラスは式AF TiO2−M(POy)zで表
わされる。This glass has the formula AF TiO2-M(POy)z.
ここでAFはアルカリ金属の弗化物を表わし、M(PO
y)z は一般にはメタあるいはオルト燐酸塩であるア
ルミニウムあるいはベリリウムの燐酸塩を表わす。Here, AF represents an alkali metal fluoride, and M(PO
y)z represents an aluminum or beryllium phosphate, generally a meta- or orthophosphate.
ガラスの分析値は示されていない。Analytical values for glass are not shown.
実施例として55.5乃至77モル%のNaFあるいは
KF、19.8モル%以下のTiO2および15乃至2
5モル%のA I (PO3) sあるいは40乃至4
4.5モル%のAlPO4が述べられている。Examples include 55.5 to 77 mol% of NaF or KF, 19.8 mol% or less of TiO2, and 15 to 2
5 mol% A I (PO3) s or 40 to 4
4.5 mol% AlPO4 is mentioned.
PbO,ROあるいはZnOについては何も述べられて
いない。Nothing is said about PbO, RO or ZnO.
米国特許第2496824号にはフルオ燐酸鉄ガラスが
開示されている。U.S. Pat. No. 2,496,824 discloses fluoroiron phosphate glasses.
このガラスは着色が少ないので光学的用途に適したもの
であることが述べられている。It is stated that this glass is suitable for optical applications because it has little coloration.
このガラスの組成はバッチから計算された重量%で20
乃至40%のNaF、22乃至40%のLiF、2乃至
15%のFe2O3および55乃至76%のA!(PO
3)2からなる。The composition of this glass is 20% by weight calculated from the batch.
40% NaF, 22-40% LiF, 2-15% Fe2O3 and 55-76% A! (P.O.
3) Consists of 2.
ガラスの分析値は示されておらず、PbO,ROあるい
はZnOは成分として用いられておらず、またアルカリ
金属含有量は本発明において許容される量よりもはるか
に多量である。No analysis of the glass is given, no PbO, RO or ZnO are used as components, and the alkali metal content is much higher than allowed by the present invention.
米国特許第2481700号には、光学的用途に有用な
フルオ燐酸塩ガラスが開示されている。US Pat. No. 2,481,700 discloses fluorophosphate glasses useful for optical applications.
このガラスは式AF−MF2−Rで表わされ、ここでA
FはLiF、NaFおよびKFからなる群より選ばれる
弗化物を表わし、■゛2はMgF2、CAF2、SrF
2、BaF2およびZnF2からなる群より選ばれる弗
化物を表わし、またRは燐酸アルミニウムおよび燐酸ベ
リリウムのうちのいずれか一方あるいはその両方を表わ
す。This glass has the formula AF-MF2-R, where A
F represents a fluoride selected from the group consisting of LiF, NaF and KF, and ■゛2 represents MgF2, CAF2, SrF
2, BaF2 and ZnF2, and R represents one or both of aluminum phosphate and beryllium phosphate.
AFが組成の7乃至54重量%を構成し、■゛2がO乃
至58重量%を構成し、またRが30乃至90重量%を
構成する。AF constitutes 7 to 54% by weight of the composition, ゛2 constitutes O to 58% by weight, and R constitutes 30 to 90% by weight.
ガラスバッチ中の弗素と燐の原子比は0.23乃至2.
9の範囲である。The atomic ratio of fluorine and phosphorus in the glass batch is between 0.23 and 2.
The range is 9.
ガラスの分析値は示されておらず、RO,PbOあるい
はZnOは成分として用いられておらず、またアルミニ
ウム成分と弗化物成分を特定比率に保つことは教示され
ていない。No analysis of the glass is given, no RO, PbO or ZnO are used as components, and no specific ratios of aluminum and fluoride components are taught.
後者に関してはAl2O3は単に任意成分として用いら
れる点に注目されたい。Note that for the latter, Al2O3 is used merely as an optional component.
米国特許第3281254号には、重量%でおよそ15
乃至48%のメタ燐酸アルミニウム、16乃至23.8
%のアルカリ金属メタ燐酸塩、23.8乃至41%のア
ルカリ土類金属メタ燐酸塩および1乃至21%のPbF
2、LiF、KHF2、Zn5iF6、BaF2 およ
びMgF2からなる群より選ばれる弗化物からなるバッ
チ組成を有する光学的用途に有用なガラスが開示されて
いる。U.S. Pat. No. 3,281,254 states that approximately 15% by weight
aluminum metaphosphate, 16-23.8%
% alkali metal metaphosphate, 23.8-41% alkaline earth metal metaphosphate and 1-21% PbF.
Glasses useful for optical applications are disclosed having a batch composition consisting of a fluoride selected from the group consisting of: 2, LiF, KHF2, Zn5iF6, BaF2 and MgF2.
ここでもまた最終ガラスにおける弗化物含有量を示す分
析値は示されておらず、またアルミニウム成分と弗化物
成分を特定比率に保つことも示唆すらされていない。Again, no analytical values are given to indicate the fluoride content in the final glass, nor is there even any suggestion of maintaining a specific ratio of aluminum and fluoride components.
米国特許第3656976号には光学的用途に適したフ
ルオ燐酸頃ガラスが開示されている。U.S. Pat. No. 3,656,976 discloses fluorophosphate glasses suitable for optical applications.
このガラスはバッチから計算された陽イオン%で15乃
至40%のPO2,5,0,5乃至21%のBOl、5
.0,7乃至40%のアルカリ金属弗化物、10乃至6
0%のアルカリ土類金属弗化物および10乃至25%の
AlF3からなり、B:P比は0.7よりも小さい。This glass has 15-40% PO2, 5,0,5-21% BOl, 5% cations calculated from the batch.
.. 0.7 to 40% alkali metal fluoride, 10 to 6
It consists of 0% alkaline earth metal fluoride and 10-25% AlF3, with a B:P ratio less than 0.7.
最終ガラスの弗化物分析値は示されておらず、B2O3
は任意成分ではなく必須成分として用いられており、ま
た弗化物成分とアルミニウム成分を特定比率に保つこと
は要求されていない。Fluoride analysis of the final glass is not shown and B2O3
is used as an essential component rather than an optional component, and it is not required to maintain a specific ratio of the fluoride component and aluminum component.
米国特許第3954484号には、1.57よりも大き
な屈折率、70よりも小さなアツベ数および比較的大き
な正の局部異常分散を有するアルカリ土類金属アルミノ
フルオロ燐酸塩ガラスが開示されている。No. 3,954,484 discloses alkaline earth metal aluminofluorophosphate glasses having a refractive index greater than 1.57, an Abbe number less than 70, and a relatively large positive local anomalous dispersion.
最終ガラスの弗化物分析値は報告されておらず、アルカ
リ金属酸化物は組成に含まれておらず、また弗化物成分
とアルミニウム成分を特定の原子比に保つことは要求さ
れていない。No fluoride analysis of the final glass is reported, no alkali metal oxides are included in the composition, and no specific atomic ratio of fluoride and aluminum components is required.
下記第1表は実際に用いられたバッチ原料の重量部で表
わされる実験室規模で溶融されたいくつかのガラスバッ
チを示すものであり、本発明のパラメーターを説明する
ものである。Table 1 below shows several glass batches melted on a laboratory scale, expressed in parts by weight of the batch raw material actually used, and illustrates the parameters of the invention.
原料中の不純物による異常反応あるいは現象が起こらな
いようにするためにこの溶融には試薬級バッチ原料が用
いられた。Reagent grade batch raw materials were used for this melting to avoid abnormal reactions or phenomena due to impurities in the raw materials.
特に好ましいバッチ原料用燐酸塩化合物はアルカリ金属
およびアルカリ土類金属のメタおよびオルト燐酸塩であ
った。Particularly preferred batch feed phosphate compounds were alkali metal and alkaline earth metal meta and orthophosphates.
AI (PO3)3、Pb(PO3)2およびZn3(
PO4)2は良好なガラス質を得るのに有効であること
が判明した。AI(PO3)3, Pb(PO3)2 and Zn3(
PO4)2 was found to be effective in obtaining good glass quality.
P2O,は吸湿性であり、容易にボールミルすることが
できず、また溶融の初期の段階で急速に揮発するがバッ
チ原料として用いることができる。P2O, is hygroscopic, cannot be easily ball milled, and volatilizes rapidly in the early stages of melting, but can be used as a batch feedstock.
燐酸アンモニウムはバッチ原料として不適当であると思
われる。Ammonium phosphate appears to be unsuitable as a batch feedstock.
なぜならば燐酸アンモニウムはボールミルすることはで
きるが、溶融の初期の段階で非常に容易に揮発するから
である。This is because although ammonium phosphate can be ball milled, it volatilizes very easily during the early stages of melting.
さらに、燐酸アンモニウムは還元剤であり、従ってPb
Oのような容易に還元され得る金属酸化物と併用するこ
とができない。Additionally, ammonium phosphate is a reducing agent and therefore Pb
It cannot be used in combination with easily reducible metal oxides such as O.
第1表に示される各化合物は単に一例を示すだけのもの
であり、勿論それら化合物の代わりに別の化合物が用い
られてもよい。Each compound shown in Table 1 is merely an example, and other compounds may of course be used in place of these compounds.
各バッチ原料が調合され、均質な溶融物を得るのを助け
るためにタンブル混合され、その後96%シリカルツボ
あるいはアルミナルツボ中に入れられた。Each batch of raw materials was blended, tumble mixed to help obtain a homogeneous melt, and then placed in either a 96% silica crucible or an aluminium crucible.
用いられたルツボは第1表に5i02あるいはAl2O
3として示されている。The crucible used is 5i02 or Al2O as shown in Table 1.
3.
第1表に示される各バッチは実験室規模の溶融を表わす
ものであるが、勿論ポットあるいは商業生産用連続溶融
タンク中でより大きな溶融を行なうこともできる。Although the batches shown in Table 1 represent laboratory scale melts, it is of course possible to carry out larger melts in pots or continuous melt tanks for commercial production.
ルツボは約900℃の炉中に入れられ、バッチが約30
分間溶融された。The crucible is placed in a furnace at approximately 900°C, and the batch is approximately 30°C.
melted for minutes.
その後得られた溶融物がスチール金型中に注がれ、約6
インチ×6インチ×1/2インチの寸法のガラス板が得
られた。The resulting melt was then poured into a steel mold, approx.
A glass plate measuring inches by 6 inches by 1/2 inch was obtained.
ガラス板は直ちにそのガラスのTgよりも約25℃高い
温度の徐冷器中に移された。The glass plate was immediately transferred to an annealer at a temperature of about 25° C. above the Tg of the glass.
第1表の各ガラスはガラス技術分野において通常用いら
れている方法によって弗化物およびアルミナについて化
学分析された。Each glass in Table 1 was chemically analyzed for fluoride and alumina by methods commonly used in the glass art.
測定値は下記第2表に示されており、Fについては重量
%で表わされるバッチ中の弗化物の量と同様に重量%で
表わされる最終ガラスにおける弗化物の分析値の比較す
なわち弗化物の残留率(%)も示されている。The measured values are shown in Table 2 below, and for F a comparison of the amount of fluoride in the batch expressed in weight % as well as the analysis of fluoride in the final glass expressed in weight % i.e. Residue percentage (%) is also shown.
また第2表にはF:Al原子比も示されている。Table 2 also shows the F:Al atomic ratio.
さらに第2表には通常の方法によって測定された種々の
物理的特性の値も示されている。Table 2 also shows the values of various physical properties determined by conventional methods.
屈折率(nD)はベツケ線法で測定され、転移温度(T
g)は走査示差熱測定法によって求められ、また密度は
ヴエストファール比重計を改良したものを用いて測定さ
れた。The refractive index (nD) is measured by the Betzke line method and the transition temperature (T
g) was determined by scanning differential calorimetry and the density was determined using a modified Westphal hydrometer.
ガラスの化学的耐久性はガラスを室温の10重量%HC
I水溶液中に10分間浸漬することによって、またガラ
スを沸とう水中に1時間浸漬することによって調べられ
た。The chemical durability of glass is 10% by weight HC at room temperature.
I by immersion in aqueous solution for 10 minutes and by immersing the glass in boiling water for 1 hour.
ガラスの重量損失はvty/crAで表わされており、
N、C,は重量損失がほとんどないことを意味する。The weight loss of glass is expressed as vty/crA,
N, C, means almost no weight loss.
一般に、A1□03ルツボ中で溶融されたバッチは96
%SiO2ルツボ中で溶融されたバッチよりも最終ガラ
ス中に多量の弗化物を保持していた。Typically, a batch melted in an A1□03 crucible has 96
%SiO2 retained more fluoride in the final glass than the batch melted in the crucible.
これは溶融バッチがルツボの5i02と反応して揮発性
の高いSiF2を生成するためであると推測される。This is presumably because the molten batch reacts with 5i02 in the crucible to produce highly volatile SiF2.
バッチ中のAl2O3量と最終ガラスにおけるAl2O
3分析値の比較から、Al2O3ルツボ中で溶融された
バッチはルツボから約1乃至2%のAl2O3を奪って
いることが判明した。Al2O3 amount in batch and Al2O in final glass
Comparison of the three analyzes revealed that the batches melted in the Al2O3 crucible took about 1-2% of Al2O3 from the crucible.
蓋をしないルツボ中で溶融されたバッチにおいて、弗化
物残留率について意外な結果が見出された。Surprising results were found regarding fluoride retention in batches melted in open crucibles.
すなわち、蓋をしないルツボ中で溶融されたガラスは蓋
をしたルツボ中で溶融されたガラスよりも高い弗化物残
留率を示した。That is, glasses melted in open crucibles had higher fluoride retention than glasses melted in covered crucibles.
これはルツボに蓋をした場合には溶融物中により多量の
水が残留し、その結果揮発性の高いHFが生成されるた
めであると理論づゆられる。It is theorized that this is because more water remains in the melt when the crucible is capped, resulting in the production of more volatile HF.
しかしながら、P2O5およびその他の比較的揮発性の
高い化合物は蓋のないルツボ中で溶融される場合溶融ガ
ラスからより容易に失なわれる。However, P2O5 and other relatively volatile compounds are more easily lost from the molten glass when melted in an open crucible.
第2表に示される弗化物残留率は最終ガラスにおける弗
化物濃度分析値とバッチ中の弗化物濃度から計算された
。The fluoride residual percentage shown in Table 2 was calculated from the fluoride concentration analysis value in the final glass and the fluoride concentration in the batch.
しかしながら、この計算の精度は充分なものではない。However, the accuracy of this calculation is not sufficient.
なぜならばその他の揮発性生成物が考慮されていないか
らである。This is because other volatile products are not taken into account.
精度の充分に高い値を得るためには完全な化学分析が必
要である。A complete chemical analysis is necessary to obtain sufficiently high values of precision.
P2O5のすべであるいはほとんどすべてが無水P2O
5およびアルカリ金属メタ燐酸塩から得られるようなバ
ッチをアルミナルツボ中で溶融するのが好ましい。All or almost all of the P2O5 is anhydrous P2O
Preferably, the batches such as those obtained from 5 and alkali metal metaphosphates are melted in an aluminium crucible.
なぜならばそのようなバッチは急速に溶融し、高い弗化
物残留率を示すからである。This is because such batches melt rapidly and exhibit high fluoride retention.
メタ燐酸鉛およびメタ燐酸バリウムがバッチ原料として
用いられる場合には溶融に時間がかかり、かなりの泡が
生じる。When lead metaphosphate and barium metaphosphate are used as batch raw materials, melting takes time and considerable foaming occurs.
上記第2表から明らかなように、F: Al原子比はガ
ラスによって示される転移温度を左右する。As is clear from Table 2 above, the F:Al atomic ratio influences the transition temperature exhibited by the glass.
従って、一般に原子比が小さくなればなる程転移温度は
高くなる。Therefore, in general, the smaller the atomic ratio, the higher the transition temperature.
転移温度についてはガラス中の弗化物の濃度も非常に重
要である。The concentration of fluoride in the glass is also very important regarding the transition temperature.
分析値でそれぞれ2.11%および1.37%の弗化物
を含有する第1表の実施例9および11のガラスは35
0℃よりも高いTgを示す。The glasses of Examples 9 and 11 of Table 1 containing analytically 2.11% and 1.37% fluoride, respectively, were 35%
Shows a Tg higher than 0°C.
下記第3表は5種類のガラスについて105乃至101
0ポアズの範囲に亘って行なわれた平行板粘度測定の結
果を示すものである。Table 3 below shows 105 to 101 for five types of glass.
This figure shows the results of parallel plate viscosity measurements carried out over a range of 0 poise.
第3表には各ガラスについて軟化点(Tsp)とTgの
差、Al2O3の分析値、Fの分析値およびF: Al
原子比が示されている。Table 3 shows the difference between softening point (Tsp) and Tg, analytical value of Al2O3, analytical value of F, and F: Al for each glass.
Atomic ratios are indicated.
第3表中、ガラスAは第1表、第2表のガラスの例5、
Bは同じく例6、Cは同じく例1、Dは同じく例9と同
じものである。In Table 3, Glass A is Table 1, Glass Example 5 of Table 2,
B is the same as Example 6, C is the same as Example 1, and D is the same as Example 9.
Tsp−Tgの差が大きいことは粘度曲線の勾配がゆる
やかなことを意味し、逆にTsp−Tgの差が小さいこ
とは粘度曲線の勾配が急なことを意味する。A large difference between Tsp-Tg means that the slope of the viscosity curve is gentle, and conversely, a small difference between Tsp-Tg means that the slope of the viscosity curve is steep.
上記粘度範囲における粘度曲線の勾配は弗化物の濃度あ
るいはF/AI原子比に直接関連してはいないようであ
る。The slope of the viscosity curve in the above viscosity range does not appear to be directly related to the fluoride concentration or the F/AI atomic ratio.
しかしながら、勾配はAl2O3量に従うようである。However, the slope appears to follow the Al2O3 content.
すなわち、A1□03量が少なくなればなる程曲線の勾
配は急になる。That is, the smaller the amount of A1□03, the steeper the slope of the curve.
これはAI+3陽イオンが1個のアルカリ金属陽イオン
を捕捉し、それによってこの粘弾性流動領域においてガ
ラスを硬化させるためであると考えられる。This is believed to be because the AI+3 cation captures one alkali metal cation, thereby hardening the glass in this viscoelastic flow region.
下記第4表に示されるように、本発明のガラスの耐候性
を評価するのに2つの試験法が用いられた。As shown in Table 4 below, two test methods were used to evaluate the weatherability of the glasses of the present invention.
第1の試験法は光学ガラス技術分野においてショット試
験と呼ばれているものである。The first test method is what is called a shot test in the field of optical glass technology.
第2の試験法は最近コーニング社で開発されたものであ
り、この第2の試験法の方がより詳しい試験法であると
思われる。The second test method was recently developed by Corning and is believed to be the more detailed test method.
いずれの試験においても約2インチ×2インチ×1/4
インチの研磨された正方形ガラス板がサンプルとして用
いられた。Approximately 2 inches x 2 inches x 1/4 in both tests
An inch polished square glass plate was used as a sample.
ショット試験においては、研磨ガラス板は気温が1時間
周期で40℃と50℃の間で変化する飽和水蒸気雰囲気
に暴露される。In the shot test, a polished glass plate is exposed to a saturated steam atmosphere in which the temperature varies between 40°C and 50°C over a 1 hour period.
1時間ごとの各サイクルにおいて試験サンプル表面で約
15分間結露(流れない)が起こる。Condensation (no flow) occurs on the test sample surface for approximately 15 minutes in each hourly cycle.
30.100および180時間の暴露の後、サンプルは
試験チャンバ−から取出され、拡散光測定を行なうこと
によって分類される。30. After 100 and 180 hours of exposure, the samples are removed from the test chamber and classified by making diffuse light measurements.
すなわち、暴露面によって散乱され拡散された透過可視
光の一部が耐候性の程度の尺度として用いられる。That is, the portion of the transmitted visible light that is scattered and diffused by the exposed surface is used as a measure of the degree of weather resistance.
ガラスは下記の分類に従って評価される。Glass is evaluated according to the classification below.
クラスト・・・・・7時間後侵蝕がほとんどないもの。Crust: There is almost no erosion after 7 hours.
クラス4・・・・・・30時間後著しい侵蝕が認められ
るもの。Class 4: Significant corrosion is observed after 30 hours.
クラス2および3・・・・・・クラス1とクラス4の間
の侵蝕の階級。Class 2 and 3: Erosion class between class 1 and class 4.
これ以上細分されない。コーニング耐候性試験において
は、研磨ガラス板は相対湿度が98%、気温が50℃の
一定湿度の雰囲気に暴露される。No further subdivision. In the Corning Weathering Test, polished glass plates are exposed to a constant humidity atmosphere with a relative humidity of 98% and an air temperature of 50°C.
3個の同じサンプルが用いられ、そのうちの1個は目視
検査され、洗浄され、その後3日あるいは4日おきに再
検査される3別の1個は同じスケジュールで検査される
が2週間に1度しか洗浄されない。Three identical samples are used, one of which is visually inspected, cleaned, and then re-examined every three or four days; another one is examined on the same schedule but once every two weeks. It is only cleaned once.
残りの1個は定期的に検査されるが1ケ月後の試験終了
時まで洗浄されず、試験終了時に洗浄される。The remaining one will be inspected periodically but will not be cleaned until the end of the test one month later, at which time it will be cleaned.
その後ガラスは目視検査によって下記のように分類され
る。The glass is then classified by visual inspection as follows:
クラスA・・・・・・強い平行光線光源下で検査する時
斑点およびくもりが認められないもの。Class A: No spots or cloudiness are observed when inspected under a strong parallel light source.
クラスB・・・・・・クラスAと同じ照明条件下で検査
する時数個の斑点あるいはわずかのくもりしか認められ
ないもの。Class B: Only a few spots or slight cloudiness is observed when inspected under the same lighting conditions as Class A.
クラスC・・・・・・クラスAと同じ照明条件下で検査
する時多数の斑点あるいは著しいくもりが認められるも
の。Class C: Many spots or significant cloudiness are observed when inspected under the same lighting conditions as Class A.
クラスD・・・・・・通常の周囲照明下で斑点あるいは
くもりが認められるもの。Class D: Spots or haze are observed under normal ambient lighting.
クラスE・・・・・・著しい生成物の堆積が認められる
もの(試験は終了される)。Class E: Significant product accumulation is observed (test will be terminated).
コーニング耐候性試験は第4表に示される期間行なわれ
、試験期間中ガラスは洗浄されなかった。The Corning Weathering Test was conducted for the period shown in Table 4, and the glass was not cleaned during the test period.
クラスA〜Eは上記と同じ目視外観を意味する。Classes A to E refer to the same visual appearance as above.
比較のために上記特願昭55−139728号の最も好
ましいガラスについて同様の耐候性試験を行なった。For comparison, a similar weather resistance test was conducted on the most preferred glass of Japanese Patent Application No. 55-139728.
このガラスは酸化物に基づいた重量%で表わささる分析
値で48%のP2O5,2,09%のLi2O,4,0
8%のNa2O,23,8%のpbo、21.43%の
BaOおよび0.56%のFからなる。This glass has an analytical value of 48% P2O5, 2,09% Li2O, 4,0% by weight based on oxides.
It consists of 8% Na2O, 23.8% pbo, 21.43% BaO and 0.56% F.
このガラスはコーニング耐候性試験において4時間の暴
露の後破壊された。This glass failed after 4 hours of exposure in the Corning Weathering Test.
上記第4表から明らかなように、耐候性は転移温度ある
いはF:A1原子比の動向に厳密には従つていない。As is clear from Table 4 above, weather resistance does not strictly follow trends in transition temperature or F:A1 atomic ratio.
これは多量のAl2O3を含むガラスの不平等な比較の
ためである。This is due to the unequal comparison of glasses containing large amounts of Al2O3.
なぜならば先に述べたようにAI+3陽イオンはアルカ
リ金属陽イオンを捕捉し、それによってガラスの化学的
耐久性を高める能力を有しているからである。This is because, as mentioned above, AI+3 cations have the ability to scavenge alkali metal cations, thereby increasing the chemical durability of the glass.
2価の陽イオンが本発明のフルオ燐酸塩ガラスに及ぼす
効果の評価を行なった。The effect of divalent cations on the fluorophosphate glass of the present invention was evaluated.
直接関係のある特性はTg、化学的耐久性、屈折率およ
び弗化物残留率であった。Properties of direct interest were Tg, chemical durability, refractive index and fluoride retention.
使用した2価の陽イオンはMg1Ca、Sr、Ba、C
d、PbおよびZnであった。The divalent cations used were Mg1Ca, Sr, Ba, and C.
d, Pb and Zn.
評価のための基礎材料として3種類のガラス組成物を選
んだ。Three types of glass compositions were selected as basic materials for evaluation.
バッチから計算された酸化物に基づいた重量部で表わさ
れるそれらガラスの組成は下記の通りである。The composition of these glasses, expressed in parts by weight based on oxides calculated from the batch, is as follows.
また、下記の組成表にはバッチから計算されたF:Al
原子比およびこれら成分の分析値から求められたF:
Al原子比も示されている。In addition, the composition table below also shows the F:Al calculated from the batch.
F determined from the atomic ratio and analytical values of these components:
The Al atomic ratio is also shown.
実験に用いられた各組成物においては、上記基礎組成物
中のBaOがその他の2価金属で置換され、その他のバ
ッチ成分はモル含有率が比較的一定に保たれた。In each composition used in the experiment, the BaO in the base composition was replaced with other divalent metals, and the other batch components were kept relatively constant in molar content.
溶融の多くは締り嵌め白金蓋を有する白金ルツボ中で行
なわれた。Much of the melting was done in a platinum crucible with an interference fit platinum lid.
鉛およびカドミウムを含有するガラスについては磁製ル
ツボ、アルミナルツボ、カラスカーボンルツボおよびバ
イコール
(VYCOR1登録商標)ルツボが用いられた。For glasses containing lead and cadmium, porcelain crucibles, aluminium crucibles, glass carbon crucibles, and VYCOR1 crucibles were used.
これらのルツボにもバイコール蓋あるいは磁製蓋がなさ
れた。These crucibles also had Vycor or porcelain lids.
下記第5表はバッチから計算された酸化物に基づいた重
量部で表わされる3つのグループのガラスバッチを示す
ものである。Table 5 below shows three groups of glass batches expressed in parts by weight based on oxides calculated from the batches.
各バッチにおいて、各成分の合計は100あるいはほぼ
100となるので、実際には各値は重量%で表わされて
いるものと見なしてよい。In each batch, the sum of each component is 100 or nearly 100, so that in practice each value may be considered to be expressed in % by weight.
弗化物はどの陽イオンと結合しているのか知られていな
いので単に弗化物(F)として示されている。Fluoride is simply designated as fluoride (F) since it is not known which cation it is bound to.
オルト燐酸塩として添加されたカドミウムおよび亜鉛以
外は2価の陽イオンはメタ燐酸塩として添加された。Divalent cations were added as metaphosphates, except for cadmium and zinc, which were added as orthophosphates.
各バッチ原料が調合され、均質な溶融物を得るためにタ
ンブル混合され、その後ルツボに充填された。Each batch of raw materials was formulated and tumble mixed to obtain a homogeneous melt, and then filled into a crucible.
用いられたルツボは第5表中に示されている。The crucibles used are shown in Table 5.
ルツボは1000℃の炉中に入れられ、その温度に約1
0分間係たれた。The crucible is placed in a furnace at 1000°C, and the temperature is approximately 1
It took 0 minutes.
得られた溶融物はグラファイトブロック上に注がれて急
冷され、ガラススラブにされた。The resulting melt was poured onto a graphite block and quenched into a glass slab.
ガラススラブはそのガラスのTgよりも約15乃至40
℃高い温度の炉中に2時間保たれてアニールされ、その
後炉速度で冷却された。The glass slab has a Tg of about 15 to 40
It was annealed by being kept in a furnace at 100°C for 2 hours and then cooled at furnace speed.
第5表において、グループA、 BおよびCのガラスは
それぞれ上記ガラスA、 BおよびCに基づくものであ
る。In Table 5, glasses of groups A, B and C are based on glasses A, B and C above, respectively.
ガラスの弗化物含有量は通常の化学分析法によって測定
された。The fluoride content of the glasses was determined by conventional chemical analysis methods.
バッチ原料中の弗化物の量と最終ガラスから分析された
弗化物の量の間の弗化物残留率(%)は下記第6表に示
されている。The percent fluoride remaining between the amount of fluoride in the batch feed and the amount of fluoride analyzed from the final glass is shown in Table 6 below.
F:Al原子比もベッケ線法で測定された屈折率(nD
)および走査示差熱測定法によって測定された転移温度
(Tg )と共に第6表に示されている。The F:Al atomic ratio also has a refractive index (nD) measured by the Becke line method.
) and the transition temperature (Tg ) determined by scanning differential calorimetry are shown in Table 6.
気温および相対湿度がそれぞれ50℃および98%の一
定に保たれた湿度室中で耐候性試験が行なわれた。Weathering tests were carried out in a humidity chamber where the air temperature and relative humidity were kept constant at 50° C. and 98%, respectively.
ガラススラブの小断片がニクロム線スクリーン上に置か
れた。A small piece of the glass slab was placed on a nichrome wire screen.
湿度室中に8日間放置後、サンプルは湿度室から取出さ
れ、目視によって表面変化について階級づけされた。After 8 days in the humidity chamber, the samples were removed from the humidity chamber and visually graded for surface changes.
階級は変化が全(認められないAから著しい侵蝕が認め
られるFまでの6段階であった。There were six grades ranging from A, where no change was observed, to F, where significant erosion was observed.
ガラスの耐水性を調べるためにスラブの一部が切り取ら
れ、各面が320炭化珪素研磨紙で研磨されて均一にす
りへらされた。To test the water resistance of the glass, a portion of the slab was cut out and each side was sanded with 320 silicon carbide abrasive paper to give it a uniform abrasion.
その後サンプルは秤量され、その外部寸法が綿密に測定
された。The sample was then weighed and its external dimensions carefully measured.
サンプルはニクロム線スクリーン上に置かれ、スクリー
ンはビーカーに入れられ、ビーカーに75℃の脱イオン
水100m1が加えられ、その後ビーカーは95℃の一
定温度湯浴中につけられた。The sample was placed on a nichrome wire screen, the screen was placed in a beaker, 100 ml of 75°C deionized water was added to the beaker, and then the beaker was placed in a constant temperature water bath at 95°C.
約15分後、ビーカーの内容物は一定温度(〜90℃)
に達した。After about 15 minutes, the contents of the beaker reach a constant temperature (~90°C)
reached.
ビーカーはさらに1時間湯浴中に保たれ、その後サンプ
ルがビーカーから取出され、洗浄され、一晩空気乾燥さ
れた。The beaker was kept in the water bath for an additional hour, after which the sample was removed from the beaker, washed, and air-dried overnight.
サンプルの秤量後、単位表面積当りの重量損失(〜/c
yst )が求められた。After weighing the sample, the weight loss per unit surface area (~/c
yst) was determined.
その結果も第6表に示されている。上記第5表および第
6表からいくつかの結論が引き出される。The results are also shown in Table 6. Several conclusions can be drawn from Tables 5 and 6 above.
最も小さいバッチにおけるF:Al原子比を有するグル
ープAのガラスは他の2つのグループのガラスよりも高
い弗素残留率を示し、グループAのガラスのうちでSr
Oを含むガラスが最も高い弗素残留率を示した。Group A glasses with F:Al atomic ratios in the smallest batches showed higher fluorine retention than the other two groups of glasses, and among Group A glasses Sr
The glass containing O showed the highest fluorine residual rate.
グループAのガラスは最も良好な耐久性を示したが同時
に高い転移温度を示した。Group A glasses showed the best durability but at the same time a high transition temperature.
グループBのガラスはこれら3つのグループのガラスの
うちでも最も低い弗素残留率および最も低い転移温度を
示した。Group B glasses exhibited the lowest fluorine retention and lowest transition temperatures of the three groups of glasses.
個々の2価陽イオンが弗素残留率に及ぼす効果に関して
は、第5表および第6表から明らかなようにアルカリ土
類金属(Ba、Sr、MgおよびCa)はCd、Znお
よびpbよりも高い残留率を与えた。Regarding the effect of individual divalent cations on the fluorine residual rate, it is clear from Tables 5 and 6 that alkaline earth metals (Ba, Sr, Mg and Ca) have a higher effect than Cd, Zn and PB. The residual rate was given.
Srが最も高い残留率を与え、以下Ca、BaおよびM
gの順であった。Sr gives the highest residual rate, followed by Ca, Ba and M
The order was g.
残りの3つの2価金属イオンのうちでCdが最も高い弗
素残留率を生じさせるようであり、pbが最も低い弗素
残留率を生じさせるようであった。Of the remaining three divalent metal ions, Cd appeared to produce the highest fluorine retention, and pb appeared to produce the lowest fluorine retention.
バッチにおけるF:A1原子比が太き(なると弗素残留
率は低下する。As the F:A1 atomic ratio in the batch increases (the fluorine residual rate decreases).
また、2価金属陽イオンのモル含有率が増加すると弗素
残留率は高くなる。Furthermore, as the molar content of divalent metal cations increases, the fluorine residual rate increases.
白金ルツボ中で溶融されたバッチは他の材料で作られた
ルツボ中で溶融されたバッチよりも高い弗素残留率を示
すようであった。Batches melted in platinum crucibles appeared to exhibit higher fluorine retention than batches melted in crucibles made of other materials.
第5表および第6表から明らかなように、一般に2価金
属の濃度が増加するとガラス中に保持される弗素の量も
増加する。As is clear from Tables 5 and 6, as the concentration of divalent metal increases, the amount of fluorine retained in the glass generally increases.
耐久性データには多少バラツキがあるが、実験を行なっ
た2価金属の濃度範囲の両端よりも中間においてより多
量の重量損失が見られるようである。Durability data vary somewhat, but there appears to be more weight loss in the middle than at the ends of the divalent metal concentration range tested.
予想通り耐候性試験の結果は一般に耐水性試験の結果に
一致し、明らかにF:A1原子比がより低いガラスにお
いて最も良好な性能が得られる。As expected, the weathering test results generally agree with the water resistance test results, with clearly the best performance being obtained in glasses with lower F:A1 atomic ratios.
しかしながら、MgO含有ガラスはPbO含有ガラスよ
りも良好な耐候性を示すようである。However, MgO-containing glasses appear to exhibit better weather resistance than PbO-containing glasses.
従って、本発明のガラスにおいて実用的な耐久性および
耐候性を得るためにはF:Al原子比は5以下に保たれ
なければならない。Therefore, in order to obtain practical durability and weather resistance in the glass of the present invention, the F:Al atomic ratio must be kept at 5 or less.
要するに、本発明のガラスの([5的耐久性および耐候
性はソーダ石灰ガラスあるいは硼珪酸塩ガラスのそれら
特性よりも劣るものであるが、本発明のガラスは600
℃よりも高い転移温度を有する多くの光学ガラスに匹敵
するものである。In summary, although the durability and weather resistance of the glass of the present invention are inferior to those of soda-lime glass or borosilicate glass, the glass of the present invention has
It is comparable to many optical glasses that have a transition temperature higher than °C.
さらに、上記特願昭55−139728号に述べられて
いるように、MgF2のような反射防止被膜が一般に光
学的用途に用いられるガラスに設けられる。Furthermore, as described in Japanese Patent Application No. 55-139728, antireflection coatings such as MgF2 are commonly applied to glasses used for optical applications.
そのような被膜はガラス表面を周囲水分から守る役目を
する。Such a coating serves to protect the glass surface from ambient moisture.
良好な耐候性および優れた成形適性、すなわち約325
℃以下のTg、と共に最良の光学品質を有するガラスは
酸化物に基づいた重量%で表わされる分析値でおよそ3
0乃至65%のP2O3,0乃至50%のpbo、0乃
至30%のBaO10乃至3・0%のZnO,3乃至2
0%のA1□03、O乃至10%のLi2O,0乃至2
0%のNa2O、O乃至20%のに20および3%より
多く24%より少ないFからなるガラス組成(但しpb
o+BaO+ZnOはO乃至50%であり、Li2O+
Na2O+に20は3乃至20%である)から得ること
ができる。Good weather resistance and good moldability, i.e. approx. 325
Glasses with the best optical quality with a Tg of less than or equal to
0-65% P2O3, 0-50% pbo, 0-30% BaO10-3.0% ZnO, 3-2
0% A1□03,O to 10% Li2O,0 to 2
Glass composition consisting of 0% Na2O, O to 20% and more than 3% less than 24% F (with the exception of pb
o+BaO+ZnO is O to 50%, Li2O+
Na2O+20 can be obtained from 3 to 20%).
Claims (1)
そ30乃至75%のP2O6,3乃至25%のR20,
0乃至40%のROlo乃至60%のpbo、o乃至4
0%ZnO1O乃至30%のCd013乃至20%のA
l2O3および3%より多く24%より少ないFからな
り(但しR20は0乃至20%のLi2O,0乃至20
%のNa2O,0乃至20%のに2010乃至10%の
Rb2Oおよび0乃至10%のCs20からなり、RO
はO乃至15%のMgO10乃至40%のCaO10乃
至40%のSrOおよびO乃至40%のBaOからなり
、RO+PbO+ZnO+CdOは0乃至60%である
)、F:A1原子比が0.75乃至5であり4約350
℃以下の転移温度を有し、良好な耐候性を示すことを特
徴とするガラス。 2 酸化物に基づいた重量%で表わされる分析値でおよ
そ30乃至65%のP2O5,0乃至5%のpbo、o
乃至30%のBaO10乃至30%のZnO13乃至2
0%のAl2O3,0乃至10%のLi2O,0乃至2
0%のNa2Q、0乃至20%のに20および3%より
多(24%より少ないFからなり(但しPbO+BaO
+ZnOはO乃至50%であり、L i20 +Na2
0+に20は3乃至20%である)、約325℃以下の
転移温度を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載のガラス。 3R20、Al2O3、FおよびAl2O3からなり、
Al2O3含有量が約15乃至20%であり、F含有量
が15%より多く24%より少なく、約1.45乃至1
.5の屈折率を有することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のガラス。 4 RO,PbO,ZnOおよびCdOのうちの少な
くとも1種を少なくとも5%含有し、Al2O3含有量
が約3乃至15%であり、F含有量が3%より多く15
%より少なく、約1゜5乃至1.7の屈折率を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のガラス。 5 酸化物に基づいた重量%で表わされる分析値でおよ
そ30乃至75%のP2O5,3乃至25%のR20,
0乃至40%のROlo乃至60%のpbo、0乃至4
0%のZnO10乃至30%のCdO,3乃至20%の
Al2O3,3%より多く24%より少ないF、および
10%以下のLa203、WO2、MoO3およびNd
2O3のうちつ少なくとも1種からなり(但しR20は
0乃至20%のLi2O,0乃至20%のNa2O,0
乃至20%のに20.0乃至10%のRb2OおよびO
乃至10%のCs20からなり、ROはO乃至15%の
MgO,O乃至40%のCaO10乃至40%のSrO
および0乃至40%のBaOからなり、RO+PbO+
ZnO+CdOはO乃至60%である)、F:Al原子
比が0.75乃至5であり、約350℃以下の転移温度
を有し、良好な耐候性を示すことを特徴とするガラス。Claims: 1. Approximately 30 to 75% P2O6, 3 to 25% R20, analytically expressed in weight percent based on oxides;
0 to 40% ROlo to 60% pbo, o to 4
0% ZnO1O to 30% Cd013 to 20% A
12O3 and more than 3% less than 24% F (where R20 is 0 to 20% Li2O, 0 to 20%
% Na2O, 0-20% 2010-10% Rb2O and 0-10% Cs20, RO
is composed of O to 15% MgO, 10 to 40% CaO, 10 to 40% SrO, and O to 40% BaO, and RO+PbO+ZnO+CdO is 0 to 60%), and the F:A1 atomic ratio is 0.75 to 5. 4 about 350
A glass characterized by having a transition temperature of 0.degree. C. or less and exhibiting good weather resistance. 2 Approximately 30 to 65% P2O5, 0 to 5% pbo, o, analytically expressed in weight percent based on oxides.
10 to 30% BaO13 to 30% ZnO
0% Al2O3, 0-10% Li2O, 0-2
0% Na2Q, 0 to 20% more than 20 and 3% (less than 24% F (but PbO + BaO
+ZnO is O to 50%, L i20 +Na2
0+20 is 3 to 20%), and has a transition temperature of about 325° C. or less.
Glass as described in section. Consisting of 3R20, Al2O3, F and Al2O3,
Al2O3 content is about 15 to 20%, F content is more than 15% and less than 24%, and about 1.45 to 1
.. Glass according to claim 1, characterized in that it has a refractive index of 5. 4 Contains at least 5% of at least one of RO, PbO, ZnO, and CdO, has an Al2O3 content of about 3 to 15%, and has an F content of more than 3%.
1. Glass according to claim 1, characterized in that it has a refractive index of less than 1.0% and about 1.5 to 1.7. 5 P2O5 of approximately 30 to 75%, R20 of 3 to 25%, analytically expressed in weight percent based on oxides;
0 to 40% ROlo to 60% pbo, 0 to 4
0% ZnO10-30% CdO, 3-20% Al2O3, more than 3% less than 24% F, and less than 10% La203, WO2, MoO3 and Nd
2O3 (however, R20 is 0 to 20% Li2O, 0 to 20% Na2O, 0
20.0 to 10% of Rb2O and O
RO consists of O to 10% Cs20, O to 15% MgO, O to 40% CaO, 10 to 40% SrO.
and 0 to 40% BaO, RO+PbO+
(ZnO+CdO is O to 60%), F:Al atomic ratio is 0.75 to 5, has a transition temperature of about 350° C. or less, and exhibits good weather resistance.
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Family Cites Families (5)
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