HINTERGRUND DES STANDS DER TECHNIK
-
Die vorliegende Erfindung betrifft Farbglas (=gefärbtes
Glas).
-
Es sei angemerkt, daß das Zeichen % in der gesamten
Beschreibung Gew.-% bedeutet.
-
Farbglas, welches farbige Ionen enthält, zeigt seine
erwartete Funktionsweisen beim Absorbieren von Licht,
entweder breit oder scharf, im ultravioletten, sichtbaren oder
nahen Infrarotbereich des Spektrums. Beispiele von Farbglas
enthalten mindestens eines von derartigen in das Grundglas
eingebrachten Ionen wie Fe, Ni, Co, V, Ce usw. Diese Arten
von Farbglas werden entsprechend ihrer Transmissions- und
Absorptionscharakteristiken in verschiedenen Anwendungen
verwendet, wie zum Beispiel als optische Filter wie
neutrale Schwärzungsfilter, blaue Filter usw.,
Sonnenbrillen, farbige Gläser für Behälter, farbiges Spiegelglas
und dergleichen.
-
Das herkömmliche Farbglas erfüllte jedoch nicht in
vollem Maße die Leistungsanforderungen in derartigen
Anwendungen. Wenn zum Beispiel Farbglas für Sonnenbrillen
verwendet wird, ist nicht nur gefordert, daß es die erwartete
Transmissionscharakteristik im Hinblick auf sichtbares
Licht besitzt, es sollte wünschenswerterweise auch Licht
aus dem ultravioletten Bereich, welches für das Auge
schädlich ist, im wesentlichen vollständig zurückhalten. Wenn
derzeit jedoch die Absorption von sichtbarem Licht auf den
für Sonnenbrillen geeigneten Transmissionswert eingestellt
wird, läßt das herkömmliche Farbglas ebenfalls den Großteil
des schädlichen Lichts im ultravioletten Spektrum hindurch.
Wenn andererseits ein UV-absorbierendes farbiges Ion wie Ce
in dem Maße in Farbglas eingebracht wird, um das Licht im
ultravioletten Bereich vollständig zu absorbieren, wird
aufgrund dessen breiter Absorptionscharakteristik ebenfalls
das meiste Licht im sichtbaren Bereich absorbiert, mit dem
Ergebnis, daß das Farbglas nicht die für Sonnenbrillen
notwendige Funktionalität zur Verfügung stellen kann. Wann
immer daher herkömmliches Farbglas für Sonnenbrillen
verwendet wird, muß entweder die Transmissionscharakteristik des
sichtbaren Lichts oder die des ultravioletten Lichts
geopfert werden.
-
JP-B-463464 betrifft eine Glaszusammensetzung, welche
CuCl oder CuBr umfaßt. Die Glaszusammensetzung hält UV-
Licht bei einer geringeren Wellenlänge als eine spezifische
Wellenlänge innerhalb des Bereichs 375-425 nm zurück und
besitzt einen Wellenlängenabfall von ungefähr 6 nm.
Nichtsdestoweniger besitzt das Glas keine gute Beständigkeit
gegenüber Ausbleichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
gegenüber Ausbleichen beständiges Farbglas zur Verfügung zu
stellen, welches die gewünschten
Transmissionscharakteristiken im sichtbaren Bereich des Spektrums aufweist,
was durch eingebrachte Farbstoffe erreicht werden kann, und
im wesentlichen vollständig Licht von Wellenlängen
zurückhält, welche nicht länger sind als eine ausgewählte
Wellenlänge innerhalb oder nahe des ultravioletten Bereichs.
-
Im Hinblick auf die oben erwähnten Unzulänglichkeiten
des herkömmlichen Farbglases führten die Erfinder der
vorliegenden Erfindung intensive Forschungen im Hinblick auf
die Entwicklung neuer Arten von Farbgläsern durch, welche
die oben erwähnte Aufgabe erfüllen können. Als Folge davon
fanden die Erfinder heraus, daß wenn ein Kupferhalogenid,
welches eine aus Elementen der Gruppe I und VII des
Periodensystems bestehende Halbleiterverbindung ist, als
ein Dotiermittel zusammen mit einer bestimmten Verbindung
im Grundglas enthalten ist, ein Farbglas erhalten wird,
welches Licht, welches eine gegebene Wellenlänge nicht
überschreitet, zurückhält, eine mit dem Farbstoff
zusammenhängende spektrale Transmissionscharakteristik für nahezu
das gesamte Licht, welches länger ist als diese Wellenlänge
aufzeigt, und eine ausgezeichnete
Transmissionscharakteristik, dargestellt als eine scharf abfallende Kurve mit
einem engen Wellenlängengradientenprofil, sicherstellt.
-
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Farbglas zur
Verfügung, mit 20 bis 85 Gew.-% SiO&sub2;, 2 bis 75 Gew.-% B&sub2;O&sub3;,
nicht mehr als 15 Gew.-% Al&sub2;O&sub3;, nicht mehr als 30 Gew.-%
mindestens einer der Verbindungen Li&sub2;O, Na&sub2;O, K&sub2;O, Rb&sub2;O und
Cs&sub2;O, 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens einer der Verbindungen
MgO, CaO, ZnO, BaO, SrO und PbO, 0,1 bis 5 Gew.-%
mindestens einer der Verbindungen ZrO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, Y&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub3;
und Gd&sub2;O&sub3;, 0,05 bis 15 Gew.-% mindestens einer der
Verbindungen CuCl, CuBr, und CuI und 0,001 bis 7 Gew.-%
mindestens eines der Oxide von Fe, Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Nd,
und Pd.
-
Das Farbglas gemäß der vorliegenden Erfindungen enthält
wie oben erwähnt ein mikrokristallines Kupferhalogenid als
ein Dotierungsmittel in einer Grundglaszusammensetzung und
läßt nicht nur selektiv Licht von einer Wellenlänge, welche
länger als eine ausgewählte Wellenlänge ist, hindurch,
sondem hält im wesentlichen ultraviolette Strahlen zurück,
deren Wellenlänge nicht länger als diese Wellenlänge sind,
um eine gewünschte spektrale Transmissionscharakteristik
sicherzustellen. Darüber hinaus verändert das Farbglas der
Erfindung sogar beim Bestrahlen mit intensivem
ultravioletten Licht nicht die Farbe, so daß seine
ursprüngliche Lichttransmissionscharakteristik ohne
Änderung beibehalten wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Bezüglich der beigefügten Zeichnungen sind die
Figuren 1 bis 4 Diagramme, welche die spektralen
Transmissionscharakteristiken der Farbgläser der Erfindung aufzeigen,
und die Figuren 5 bis 14 sind Diagramme, welche die
spektralen Transmissionscharakteristiken der Farbgläser der
Vergleichsbeispiele aufzeigen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Bei den Glasbestandteilen des Farbglases der Erfindung
sind alle Bestandteile außer dem Kupferhalogenid, welches
das herausragende Merkmal der Erfindung darstellt, aus den
verschiedenen Materialien ausgewählt, welche für gewöhnlich
als Glasbestandteile verwendet werden.
-
Im Besonderen sind solche, von Kupferhalogeniden
verschiedene Bestandteile in der Erfindung ausgewählt aus
SiO&sub2;, B&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, Li&sub2;O, Na&sub2;O, K&sub2;O, Rb&sub2;O, Cs&sub2;O, MgO, CaO,
ZnO, BaO, SrO, PbO, ZrO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, Y&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub3;, Gd&sub2;O&sub3; und
Oxide von Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Nd und Pd, von denen alle
bekannte Bestandteile sind und in spezifizierten
Verhältnissen verwendet werden.
-
Natürlich wechselwirken in einem
Mehrkomponenten-Glassystem die entsprechenden Komponenten miteinander, um die
Charakteristiken des gesamten Systems festzulegen, und es
kann nicht immer richtig sein, die quantitativen
Beziehungen der Bestandteile unabhängigen voneinander zu
diskutieren. Die Basis des für jeden Bestandteil in der ersten und
zweiten Erfindung aufgezeigten quantitativen Bereichs wird
jedoch nachfolgend diskutiert.
-
Bei den in der Erfindung verwendeten Glasbestandteilen
ist SiO&sub2; ein Hauptbestandteil, welcher ein Glasnetzwerk
ausbildet und in einem Anteil von 20 bis 85 Gew.-%,
vorzugsweise ungefähr 50 bis 71 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, verwendet wird. Wenn der Anteil an
SiO&sub2; 85% übersteigt, wird die Schmelzbarkeit des Glases
nachteilig beeinflußt, während die Verwendung von SiO&sub2; mit
einem Anteil von weniger als 25% zu einer unzulänglichen
chemischen Haltbarkeit oder Beständigkeit führt und somit
unerwünschterweise eine Verfärbung bewirken kann.
-
B&sub2;O&sub3; trägt nicht nur zur Schmelzbarkeit des Glases bei,
sondern unterstützt auch die Bildung des Glasnetzwerkes in
bestimmten Zusammensetzungen. B&sub2;O&sub3; wird in einem Anteil von
ungefähr 2 bis 75%, vorzugsweise ungefähr 12 bis 27%,
bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, eingebracht. Wenn
der Anteil 75% überschreitet, ist die chemische
Beständigkeit des Glases nicht ausreichend hoch genug, während die
Verwendung von B&sub2;O&sub3; in einem Anteil von weniger als 2% zu
einer unzulänglichen Lichttransmissionscharakteristik und
einer reduzierten Schmelzbarkeit des Glases führt.
-
Al&sub2;O&sub3; ist ein Bestandteil zur Verhinderung der
Entglasung und zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit des
Glases und wird in einem Anteil von nicht mehr als ungefähr
15%, vorzugsweise von ungefähr 1 bis 10%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, eingebracht. Wenn der Anteil 15%
überschreitet, wird die Schmelzbarkeit des Glases merklich
verringert.
-
Li&sub2;O, Na&sub2;O K&sub2;O, Rb&sub2;O und Cs&sub2;O sind wirksam bei der
Verbesserung der Schmelzbarkeit des Glases, und es wird
bevorzugt, daß eine oder mehrere Verbindungen, in einem
Anteil von nicht mehr als ungefähr 30%, vorzugsweise von
ungefähr 5 bis 15%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung,
zugegeben werden. Wenn der Anteil 30% überschreitet, wird
die chemische Beständigkeit des Glases unzulänglich.
-
MgO, CaO, ZnO, BaO, SrO und PbO sind wirksam bei der
Verbesserung der chemischen Beständigkeit des Glases, und
es werden eine oder mehrere Verbindungen in einem Anteil im
Bereich von 0,1 bis 5%, jeweils bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, zugegeben.
-
ZrO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, Y&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub3; und Gd&sub2;O&sub3; sind wirksam bei der
Verbesserung der chemischen Beständigkeit des Glases, und
es werden eine oder mehrere Verbindungen mit einem Anteil
im Bereich von 0,1 bis 5%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, zugegeben.
-
Die Oxide von Fe, Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Nd und Pd sind
wirksam beim Färben von Glas im sichtbaren Bereich des
Spektrums, und vorzugsweise werden einer oder mehrere der
Bestandteile mit einem Anteil von ungefähr 0,001 bis 7%,
mehr bevorzugt ungefähr 0,05 bis 3%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, zugegeben. Wenn der Anteil dieses
Bestandteils 7% überschreitet, wird die Lichttransmission
des Glases verringert, während die Verwendung mit einem
Anteil von weniger als 0,001% hinsichtlich der
glasfärbenden Wirkung unzulänglich ist.
-
Das gemäß der ersten Erfindung verwendete
Kupferhalogenid schließt CuCl, CuBr und CuI ein, und Glas kann mit
einer oder mehrerer dieser Verbindungen dotiert werden. Diese
Kupferhalogenide wirken als Farbstoffe, welche Licht eines
spezifischen Wellenlängenbereichs im ultravioletten oder
sichtbaren Bereich des Spektrums absorbieren. In der
Erfindung wird dieser Bestandteil in einem Anteil von
ungefähr 0,05 bis 15%, vorzugsweise ungefähr 0,3 bis 8%,
bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, zugegeben. Wenn der
Anteil dieses Bestandteils im Glas innerhalb des oben
erwähnten Bereichs gehalten wird, hält es im wesentlichen
vollständig Licht von Wellenlängen zurück, die nicht länger
sind als eine gegebene Wellenlänge innerhalb des Bereichs
von 350 bis 450 nm, und stellt eine mit dem Farbstoff
zusammenhängende spektrale Transmissionscharakteristik
sicher, welche für Licht, welches länger als die besagte
Wellenlänge ist, nahezu vollständig ist. Es wird ferner ein
Glas mit einer ausgezeichneten Transmissionscharakteristik
mit einem engen Absorptionswellenlängengradientenprofil
erhalten. Wenn der Anteil an Kupferhalogenid weniger als
0,05% beträgt, wird der oben erwähnte Effekt nicht
vollständig realisiert. Wenn im Gegensatz dazu der Anteil
15% überschreitet, wird unerwünschterweise eine Entglasung
stattfinden.
-
Glasnetzwerk. Dieser Bestandteil wird mit einem Anteil von
ungefähr 5 bis 35%, vorzugsweise ungefähr 10 bis 30%,
bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, verwendet. Wenn der
Anteil weniger als 5% oder mehr als 35% beträgt, wird ein
Farbglas mit der gewünschten Transmission nicht erhalten.
-
B&sub2;O&sub3; ist ein Bestandteil, welcher hauptsächlich zur
Verbesserung der Schmelzbarkeit des Glases verwendet wird,
und wird auf einem Niveau von nicht mehr als 30% und
vorzugsweise ungefähr 10 bis 25%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, zugegeben. Wenn der Anteil dieses Bestandteils
30% überschreitet, wird die chemische Beständigkeit des
Glases unzulänglich sein.
-
Al&sub2;O&sub3; verhindert in der zweiten Erfindung ebenso wie in
der ersten Erfindung die Entglasung und verbessert die
chemische Beständigkeit des Glases. Es wird in einem Anteil
von 10 bis 35%, vorzugsweise ungefähr 15 bis 25%, bezogen
auf die Gesamtzusammensetzung, verwendet. Wenn der Anteil
an Al&sub2;O&sub3; 35% überschreitet, wird die Schmelzbarkeit des
Glases nachteilig beeinflußt, während die Verwendung dieses
Bestandteils mit einem Anteil von weniger als 10% die
Beständigkeit des Glases verschlechtert.
-
Li&sub2;O, Na&sub2;O, K&sub2;O, Rb&sub2;O und Cs&sub2;O sind wirksam bei der
Verbesserung der Schmelzbarkeit des Glases. Es wird
bevorzugt, daß ein oder mehrere Bestandteile mit einem Anteil
von ungefähr 5 bis 20% und für noch bessere Ergebnisse
ungefähr 5 bis 15% zugegeben werden. Wenn der Anteil dieses
Bestandteils 20% überschreitet, wird sich die chemische
Beständigkeit des Glases verschlechtern, während die
Verwendung mit einem Anteil von weniger als 5% die
Schmelzbarkeit des Glases verringert.
-
MgO, CaO, ZnO, BaO, SrO und PbO besitzen die
Eigenschaft, die chemische Beständigkeit des Glases zu
verbessern, und es werden ein oder mehrere dieser Bestandteile
mit einem Anteil von nicht mehr als 20%, vorzugsweise nicht
mehr als ungefähr 5%, und für noch bessere Ergebnisse
zwischen ungefähr 0,1 und 5% verwendet. Wenn der Anteil dieses
Bestandteils 20% überschreitet, wird die Schmelzbarkeit des
Glases nachteilig beeinflußt.
-
ZrO&sub2;, La&sub2;O&sub3;, Y&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub3; und Gd&sub2;O&sub3; besitzen die
Eigenschaft, die chemische Beständigkeit des Glases zu
verbessern, und es werden ein oder mehrere dieser Bestandteile
mit einem Anteil von nicht mehr als ungefähr 10%,
wünschenswerter nicht mehr als 5%, und für noch bessere
Ergebnisse zwischen ungefähr 0,1 und 5% verwendet. Wenn der
Anteil dieses Bestandteils 10% überschreitet, wird die
Entglasungstendenz verstärkt, und es wird ebenfalls die
Stabilität des Glases verschlechtert.
-
Auch in der zweiten Erfindung besitzen die Oxide von
Fe, Ni, Mn, Co, V, Cr, Cu, Nd und Pd die Eigenschaft, Glas
im sichtbaren Bereich des Spektrums zu färben, und es wird
bevorzugt, daß ein oder mehrere dieser Bestandteile mit
einem Anteil von ungefähr 0,001 bis 7% und für noch bessere
Ergebnisse ungefähr 0,05 bis 3%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, verwendet werden. Wenn der Anteil dieses
Bestandteils 7% überschreitet, wird die Lichttransmission
des Glases verschlechtert, während die Verwendung des
Bestandteils mit einem Anteil von weniger als 0,001% nicht
ausreichet, das Glas in ausreichendem Maße zu Färben.
-
Das in der zweiten Erfindung zu verwendende
Kupferhalogenid beinhaltet unter anderem ebenfalls CuCl, CuBr und
CuI, und das Glas wird mit einem oder mehreren dieser
Verbindungen dotiert. Wie zuvor erwähnt wirken diese
Kupferhalogenide als Farbstoffe, welche Licht eines
besonderen Wellenlängenbereichs im ultravioletten oder
sichtbaren Bereich absorbieren. In dieser zweiten Erfindung wird
mindestens ein Kupferhalogenidspezies mit einem Anteil von
ungefähr 0,05 bis 15%, vorzugsweise ungefähr 0,3 bis 8%,
bezogen auf die Gesamtglaszusammensetzung, verwendet. Wenn
ebenso wie in der ersten Erfindung der Anteil dieses
Bestandteils innerhalb des oben erwähnten Bereichs gehalten
wird, hält er im wesentlichen vollständig Licht von
Wellenlängen zurück, welche nicht länger sind als eine
bestimmte Wellenlänge innerhalb des Bereichs von 350 bis
450 nm, und stellt eine mit dem Farbstoff zusammenhängende
spektrale Transmissionscharakteristik sicher, welche für
Licht, welches länger als die besagte Wellenlänge ist,
nahezu vollständig ist. Es wird ferner ein Glas mit einer
ausgezeichneten Transmissionscharakteristik erhalten,
dargestellt durch eine scharf abfallende Kurve mit einem engen
Wellenlängengradientenprofil. Wenn der Anteil eines
derartigen Kupferhalogenids weniger als 0,05% beträgt, wird
der oben erwähnte Effekt nicht vollständig realisiert.
Demgegenüber ist die Verwendung dieses Bestandteils mit
mehr als 15% unerwünscht, da das Glas dann eine Entglasung
erleidet.
-
Das Farbglas der Erfindung kann durch Vermischen der
Ausgangsmaterialien gemäß der oben beschriebenen Rezeptur
und Behandeln der Mischung auf eine an sich herkömmliche
Weise hergestellt werden. Zum Beispiel werden die
Ausgangsmaterialien in den spezifischen Anteilen bei einer
Temperatur von ungefähr 1200 bis 1500ºC geschmolzen, gerührt,
geläutert, gegossen, bei einer Temperatur von ungefähr 450
bis 700ºC während ungefähr 0,1 bis 5 Stunden entweder im
Verlauf des Abkühlens oder nach dem Abkühlen wärmebehandelt
und abschließend durch Schneiden, Polieren usw.
weiterverarbeitet, um ein Glasprodukt der gewünschten Form zu
ergeben. Um im oben erwähnten Herstellungsverfahren
Mikrokristalle des Kupferhalogenids in das Glas einzubringen, kann
gemäß der spezifizierten Rezeptur entweder ein
Kupferhalogenid selbst oder eine Kupferausgangsverbindung wie
Kupferoxide, Kupferhalogenide usw. zusammen mit einer
halogenierten Alkaliverbindung, welches eine Halogenquelle sein kann,
die in der Lage ist, mit der Kupferverbindung ein
Kupferhalogenid auszubilden, wie Lithiumhalogenide,
Natriumhalogenide, Kaliumhalogenide, Rubidiumhalogenide,
Cäsiumhalogenide usw., mit den anderen Bestandteilen
vermischt werden. Bezüglich der Bestandteile, die von den
Kupferhalogeniden verschieden sind, können die
herkömmlichen Glasmaterialien wie Oxide, Carbonate und Hydroxide,
welche schließlich die beabsichtigte Zusammensetzung
ergeben, so wie sie sind verwendet werden. Der Schritt des
Abkühlens, auf den oben Bezug genommen wird, sollte so
flach wie möglich sein, um eine thermische Spannung des
Glases zu vermeiden, z.B. mit einer Geschwindigkeit von
ungefähr 10 bis 100ºC/h oder vorzugsweise ungefähr 30 bis
50ºC/h. Aus demselben Grund wird das Erwärmen ebenfalls
vorzugsweise allmählich mit ungefähr 10 bis 100ºC/h,
vorzugsweise mit ungefähr 30 bis 70ºC/h durchgeführt. Die
Zeit und Geschwindigkeit des Erwärmens werden von der
Kristallgröße des Kupferhalogenids bestimmt. In dieser
Erfindung wird die Kristallgröße vorzugsweise bei ungefähr
0,1 bis 10 nm im Durchmesser gehalten. Der Schritt des
Schmelzens wird vorzugsweise in einer neutralen oder
reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, um ein Cu-Ion in Cu+
zu überführen. Im Läuterungsschritt kann ein bekanntes
Läuterungsmittel wie As&sub2;O&sub3;, Sb&sub2;O&sub3; oder dergleichen
verwendet werden, und die Zugabemenge eines solchen
Läuterungsmittels ist innerhalb des Bereichs, welcher die
Charakteristiken des Farbglases der Erfindung nicht nachteilig
beeinflußt, freigestellt. Das Läuterungsmittel wird für
gewöhnlich in einer Menge von ungefähr 0,5% oder weniger,
vorzugsweise ungefähr 0,05 bis 0,3%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, verwendet.
-
Das Glas der vorliegenden Erfindung ist in der Lage,
die folgenden Effekte zu erzeugen.
-
(1) Im Wellenlängenbereich von 250 bis 800 nm hält das
Glas nahezu vollständig Licht zurück, dessen Wellenlängen
nicht länger sind als eine ausgewählte Wellenlänge im
Bereich von 350 bis 450 nm, und erzielt nahezu vollständig
eine farbstoffabhängige spektrale
Transmissionscharakteristik für Licht, dessen Wellenlänge länger als die besagte
Wellenlänge ist. Darüber hinaus besitzt es ausgezeichnete
Transmissionscharakteristiken, dargestellt als eine scharf
abfallende Kurve mit einem engen
Wellenlängengradientenprofil.
-
(2) Durch Einstellen des Gehalts oder der Art des
Kupferhalogenids oder der Kombination des Gehalts und der Art
des Kupferhalogenids kann Licht von beliebigen Wellenlängen
innerhalb des Bereichs von 350 bis 450 nm beeinflußt
werden.
-
(3) Das Bestrahlen mit ultraviolettem Licht, sichtbarem
Licht oder nahem Infrarotlicht bewirkt keine Änderung
hinsichtlich der oben erwähnten spektralen
Transmissionscharakteristik.
-
(4) Im Gegensatz zu herkömmlichem Farbglas ist das
Herstellungsverfahren sicher, und es ist kein größerer Aufwand
notwendig, als die übliche Sorgfalt bei der Handhabung oder
Entsorgung. Daher kann das Farbglas unter Verwendung der
allgemeinen Ausrüstung zur Glasherstellung hergestellt
werden, ohne Zusatz irgendeiner Behandlungsvorrichtung.
-
(5) Da die Schmelzbarkeit des Glases zufriedenstellend
ist, kann ein Glasmaterial homogener Zusammensetzung mit
stabilen Leistungseigenschaften erhalten werden.
-
(6) Daher ist das Farbglas gemäß der vorliegenden
Erfindung von großem Nutzen als ein Glasmaterial für die
Maskierung in einer Vorrichtung für ein UV-härtbares Harz, für
Glasmaterialien zum Schutz von Kunstwerken usw., für
Glasmaterialien für optische Filter, für Glasmaterialien für
Brillen, für Beleuchtungsglasmaterialien, für
Schutzglasmaterialien, für Flüssigkristallschirme, für
Glasmaterialien für Behälter, für pulverförmige UV-absorbierende
Zusatzstoffe und dergleichen.
-
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren
Verdeutlichung der Charakteristiken der vorliegenden Erfindung.
Beispiele 1 bis 2
-
Die Ausgangsmaterialien wurden so gemischt, um die in
Tabelle 1 aufgeführten (%) Zusammensetzungen zu ergeben,
und jede Zusammensetzung wurde in einem Aluminiumoxidtiegel
geschmolzen, gerührt, geläutert, in eine Form gegossen und
auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das gegossene Glas
wurde wärmebehandelt, geschnitten und poliert, um ein
Farbglas gemäß der Erfindung zu ergeben.
-
Das Schmelzen wurde in einer neutralen oder
reduzierenden Atmosphäre durchgeführt. Die Abkühlgeschwindigkeit und
die Aufheizgeschwindigkeit im Schritt der Wärmebehandlung
betrug 30ºC/h bzw. 50ºC/h.
-
Alle Zusammensetzungen konnten leicht geschmolzen und
geformt werden, und die erhaltenen Gläser waren
hinsichtlich der chemischen Beständigkeit ausgezeichnet. Es wurde
bestätigt, daß die Verwendung von As&sub2;O&sub3; oder Sb&sub2;O&sub3; in einer
Menge von 0,2 bis 0,25% im Läuterungsschritt keine
Änderungen hinsichtlich der Transmissionscharakteristiken der
Gläser bewirkte.
Tabelle 1
Beispiele 3 bis 4
-
Die Ausgangsmaterialien wurden gemischt, um die unten
in Tabelle 2 aufgezeigten (%) Zusammensetzungen zu ergeben,
und jede Zusammensetzung wurde in einem Aluminiumoxidtiegel
geschmolzen und auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 1
bis 2 behandelt, um Farbgläser der Erfindung zu ergeben.
-
Alle Zusammensetzungen konnten leicht geschmolzen und
geformt werden, und die erhaltenen Gläser waren
hinsichtlich der chemischen Beständigkeit ausgezeichnet. Es wurde
bestätigt, daß die Verwendung von As&sub2;O&sub3; oder Sb&sub2;O&sub3; in einer
Menge von 0,2 bis 0,25% im Läuterungsschritt keine
Veränderungen hinsichtlich der Transmissionscharakteristiken der
Gläser bewirkte.
Tabelle 2
Vergleichsbeispiele 1 bis 5
-
Die Ausgangsmaterialien wurden gemischt, um die in
Tabelle 3 aufgezeigten (%) Zusammensetzungen zu ergeben,
und jede Zusammensetzung wurde in einem Aluminiumoxidtiegel
geschmolzen und auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 1
bis 5 behandelt, um Vergleichsbeispiele von farbigem Glas
zu ergeben.
-
Nebenbei bemerkt, wurden die Farbgläser der
Vergleichsbeispiele nicht wärmebehandelt, da eine Wärmebehandlung die
Charakteristiken nicht verbessert. Dasselbe gilt für die
nachfolgenden Vergleichsbeispiele 6 bis 10.
Tabelle 3
Vergleichsbeispiele 6 bis 10
-
Die Ausgangsmaterialien wurden gemischt, um die in
Tabelle 4 aufgezeigten (%) Zusammensetzungen zu ergeben,
und jede Zusammensetzung wurde in einem Aluminiumoxidtiegel
geschmolzen und auf dieselbe Weise wie in den Beispielen 1
bis 5 behandelt, um Vergleichsbeispiele an Farbglas zu
ergeben.
Tabelle 4
Versuchsbeispiel 1
-
Die spektralen Transmissionscharakteristiken der in den
Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Gläser (Dicke: 2 mm) wurden
untersucht, indem sie mit Licht im Wellenlängenberejch von
300 bis 800 nm bestrahlt wurden. Die Ergebnisse sind in den
Figuren 1 bis 4 aufgeführt.
-
Aus den Figuren 1 bis 4 wird deutlich, daß die
Farbgläser gemäß der Erfindung wirksam Licht im ultravioletten
Bereich des Spektrums zurückhalten und eine scharfe
Absorptionscharakteristik mit einem engen
Wellenlängengradientenprofil besitzen.
-
Jedes der in den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Gläser
wurde unter Verwendung einer 500 W
Ultrahochdruck-Quecksilberdampflampe bei einem Abstand von 10 cm mit
ultravioletten Strahlen bestrahlt, und seine spektrale Charakteristik
wurde dann untersucht, indem es Licht im
Wellenlängenbereich von 250 bis 800 nm ausgesetzt wurde. Die erhaltenen
Transmissionskurven stimmten mit den Kurven der
entsprechenden Gläser der Beispiele 1 bis 4 vor der Bestrahlung
mit ultraviolettem Licht überein, was anzeigte, daß die
Bestrahlung des Glases der Erfindung mit ultraviolettem Licht
keine Änderungen hinsichtlich der
Transmissionscharakteristik bewirkte.
Versuchsbeispiel 2
-
Die spektralen Transmissionscharakteristiken der in den
Vergleichsbeispielen 1 bis 10 erhaltenen Gläser (Dicke:
2 mm) wurden untersucht, indem sie mit Licht im
Wellenlängenbereich von 300 bis 800 nm bestrahlt wurden. Die
Ergebnisse sind in den Figuren 5 bis 14 aufgeführt.
-
Aus den Figuren 5 bis 14 wird offensichtlich, daß die
Farbgläser der Vergleichsbeispiele nicht wirksam Licht im
ultravioletten Bereich zurückhalten können und eine breite
Absorptionscharakteristik mit einem breiten
Wellenlängengradientenprofil besitzen.