DE2408380A1

DE2408380A1 - Gefaerbtes glas

Info

Publication number: DE2408380A1
Application number: DE19742408380
Authority: DE
Inventors: Fumio Chihara; Takashi Matsuura
Original assignee: Hoya Glass Works Ltd
Current assignee: Hoya Glass Works Ltd
Priority date: 1973-08-17
Filing date: 1974-02-21
Publication date: 1975-03-13
Also published as: JPS5041911A; DE2462665C2; DE2408380B2; JPS526734B2; DE2408380C3; US3923527A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. "5ITLH · DH. KER. NAT. K. HOFFMANN

ΡΑΤΚΝΤΛΝΛνΑΐ/ΓΚ

D-8000 MÖNCHEN 81 ■ ARABELLASTRASS E 4 · TELEFON (0811) 911087

25 060

Hoya Glass Works, Ltd., Tokyo / Japan

Gefärbtes Glas

Die Erfindung betrifft gefärbtes Glas der P₂O₅₂₃ das CuO enthält,und als besonders bevorzugte Art ein gefärbtes Glas der P₂O,--Al₂O,-Li₂O-Art, das CuO enthält,gefärbtes Glas der P₂O₅-Al₂O₅-ZnO, CdO-Art, das CuO enthält, wobei der Gehalt an CuO 0,5 bis 10 Gew.Teile/100 Gew.-Teile der Glasgrundmassen beträgt. Die ersten bevorzugten gefärbten Glassorten absorbieren Strahlen selektiv mit einer Wellenlänge im Bereich von 600 nm oder höher und die letzteren absorbieren selektiv Strahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 550 bis 600 nm oder höher.

Die Erfindung betrifft gefärbtes Glas der P₂O₅-Al₂O₃-CuO-Art, welches selektiv Strahlen mit einer Wellenlänge von 600 nm oder höher absorbiert und die Absorption von Strahlen von 400 nm oder geringer sperrt bzw. dämpft.

Die Erfindung betrifft ebenfalls gefärbtes Glas der P₂O₅-Al₂0₅-Li₂0-Cu0-Art, welches selektiv Strahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 600 nm oder höher absorbiert.

Die Erfindung betrifft außerdem gefärbtes Glas der P₂O₅-Al₂O₃-ZnO,CdO-CuO-Art, welches selektiv Strahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 550 bis 600 nm oder höher absorbiert.

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Eine gefärbte Glasplatte, die selektiv blaues, grünes und rotes Licht absorbiert, wird bei der Herstellung von Farbdrucken verwendet. Kürzlich wurde eine blaugefärbte Glasplatte verwendet, um lichtempfindliche Elemente zu korrigieren. Da die erfindungsgemäßen lichtempfindlichen Elemente gegenüber Strahlen im Infrarotbereich hochempfindlich sind, wird die blaugefärbte Glasplatte, die diese Strahlen im Infrarotbereich absorbiert, verwendet, um die Empfindlichkeit der Elemente gegenüber der normalen sichtbaren Indikationsschärfe bzw. Empfindlichkeit zu korrigieren.

Im allgemeinen wird CuO zu den Stammglasmassen für die Herstellung eines gefärbten Glases gegeben, das Strahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 600 nm oder höher oder 550 bis 600 nm oder höher absorbiert. Die Zugabe von CuO besitzt jedoch einen Nachteil, und das entstehende gefärbte Glas absorbiert nicht nur Strahlen von 600 nm oder höher oder von 550 bis 600 nm oder höher, sondern ebenfalls jene von 400 nm oder weniger. Zusätzlich kann das entstehende gefärbte Glas nicht scharf Strahlen absorbieren, die eine Wellenlänge von 600 nm oder höher oder von 550 bis 600 nm oder höher besitzen, was ein weiterer Nachteil ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein gefärbtes Glas der ^2^5" AlpO^-Art und als besonders bevorzugte Art ein gefärbtes Glas der P^O^-Al^^-Li^-Art und ein gefärbtes Glas der

_{2 2}O^- ZnO, CdO-Art, die die "oben beschriebenen Nachteile nicht aufweisen.

Bei den erfindungsgemäßen gefärbten Glassorten werden die Stammglasmassen P₂Oc-Al₂O^-Li₂O oder P₂O₅-Al₂O₃-ZnO, CdO je in solcher Menge innerhalb eines extrem beschränkten Bereichs ausgewählt, daß die Absorption von Strahlen mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger gedämpft bzw. niedergehalten oder unterdrückt wird, wobei die scharfe Absorption von

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Strahlen von 600 nm oder höher oder 550 bis 600 nm oder höher verstärkt wird.

In den erfindungsgemäßen gefärbten Glassorten der P₂Oc₂₃ CdO, ZnO-Art beobachtet man die folgenden verbesserten Vorteile (1) die Absorptionsgrenze liegt im Bereich von 600 nm bis 550 nm entsprechend der Verwendung des Glases, und (2) die Schmelzbarkeit der verschiedenen Glaskomponenten wird verbessert und dadurch wird die Farbreproduzierbarkeit des entstehenden Glases verbessert.

Gegenstand der Erfindung ist ein gefärbtes Glas, das aus einer Stammglasmasse besteht, die enthält,ausgedrückt durch das Gewicht, _{75 bis} Q₈OZ₀ p₂o

0 bis 15% Li₂O + Na₂O + K₂O, worin Na₂O 0 bis 5% beträgt und K₂O 0 bis 5% beträgt, 3 bis 14% Al₂O₃, 0 bis 15% RO, worin R Mg, Ca, Sr oder Ba bedeutet, 0 bis 5% B₂O₃, 0 bis 5% ZrO₂, 0 bis 5% TiO₂, 0 bis 5% La₂O₃ und 0 bis 20% ZnO + CdO sowie

0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse. Gegenstand der Erfindung ist eine gefärbte Glasmasse, bestehend aus einer Stammglasmasse, die enthält, ausgedrückt durch das Gewicht

75 bis 88% P₂O₅, 6 bis 15% Li₂O, 3 bis 14%'Al₂O₃, 0 bis 5% Na₂O, 0 bis 5% K₂O,

0 bis 5% B₂O₃, 0 bis 5% ZrO₂, 0 bis 5% TiO₂, ^x

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O bis 5% La₂O,,

O bis 5% MgO und

O bis 5% ZnO sowie

0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse, und Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein bevorzugtes gefärbtes Glas, welches aus einer Stammglasmasse besteht, die enthält, ausgedrückt durch das Gewicht, 75 bis 85% P₂O₅,

3 bis 9% Al₂O₃,

5 bis 20?£ ZnO + CdO,

0 bis 15% RO, worin R Mg, Ca, Sr oder Ba bedeutet, 0 bis 15% Li₂O,

0 bis 5% B₂O^,

0 bis 5% La₂O₅,

0 bis 5% ZrO₂ und

0 bis 5% TiO₂ sowie

0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse.

Anhand der beigefügten Zeichnungen werden erfindungsgemäße Ausführungsformen näher erläutert. In Fig. 1 ist die Durchlässigkeitskurve der Glassorten 1 bis 8, die in Beispiel 1 beschrieben werden, angegeben und in Fig. 2 ist die Durchlässigkeitskurve der Klassorten 1 bis 8 von Beispiel 2 aufgeführt .

In dem gefärbten Glas der P₂Oc-Al₂O,-Art ist der Gehalt der jeweiligen Stammglaskomponenten P₂O₅ und Al₂O, kritisch, da Glas, welches außerhalb dieses Bereichs liegt, die Absorption von Strahlen mit 400 nm oder weniger nicht ausreichend unterdrückt und Strahlen mit 600 nm oder höher nicht scharf absorbieren kann. Li₂O kann in einer Menge bis zu 15 Gew.% eingeführt werden und durch Na₂O und/oder K₂O in einer Menge von bis zu 5 Gew.% substituiert werden. Al₂O, wird eingeführt, um die Haltbarkeit des Glases zu verbessern, und wenn der Gehalt an Al₂O, 3 Gew.% oder weniger beträgt , nimmt die HaIt-

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_ 5 —

barkeit des Glases stark ab und das erhaltene Glas ist für irgendeine beliebige Verwendung nicht haltbar genug.

RO, worin R Ba, Ca, Mg oder Sr bedeutet, B₂O.-, ZrO₂, TiO₂, La₂O, und ZnO können zugegeben werden, jeweils in einer Menge bis zu 5 Gew.%, ohne daß die gewünschte Durchlässigkeit beeinflußt wird, wobei die Haltbarkeit des entstehenden Glases verbessert wird.

ZnO + CdO ist wirksam, um die Absorption von Strahlen mit einer Wellenlänge von 400 nm oder geringer zu unterdrücken, in einer Menge von bis zu 20 Gew.%. Die Menge an zugefügtem CuO liegt geeigneterweise im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-Teilen/100 Gew.Teile der obigen Stammglaszusammensetzungen, und irgendein anderer Bereich, ausgenommen der beschriebene, ist ungeeignet, da Glas, welches außerhalb dieses Bereichs fällt, nicht geeignet ist, um Farbdrucke herzustellen und lichempfindliche Elemente zu korrigieren.

Bei dem gefärbten Glas der P₂0,--Al₂0,-Li₂0-Art ist der Gehalt der jeweiligen Stammglaskomponenten P₂O₁-, Al₂O, und Li₂O kritisch, da Glas, welches außerhalb dieses Bereichs liegt, die Absorptionsstrahlen von 400 nm oder geringer nicht ausreichend unterdrückt und außerdem Strahlen mit 600 nm oder höher nicht ausreichend scharf absorbieren kann. Li₂O kann durch Na₂O und/oder K₂O in einer Menge bis zu 5 Gew.% ersetzt werden. Al₂O-, wird eingeführt, um die Haltbarkeit des Glases zu verbessern, und wenn der Gehalt an Al₂O, 3 Gew.96 oder weniger beträgt, wird die Haltbarkeit extrem schlecht und das Glas ist für praktische Zwecke nicht ausreichend haltbar.

B₂O,, ZrO₂, TiO₂, La₂O,, MgO und ZnO können in einer Menge bis zu 5 Gew.% zugegeben werden, ohne daß die gewünschte Durchlässigkeit verschlechtert wird, wodurch die Haltbarkeit des entstehenden Glases verbessert wird.

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Die Menge an zugefügtem CuO liegt geeigneterweise im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.Teilen/100 Gew.Teile der oben beschriebenen Stammglasmasse und andere Bereiche, mit Ausnahme des beschriebenen Bereichs, sind nicht geeignet, da Glas, welches außerhalb dieses Bereichs liegt, nicht bei der Herstellung von Farbdrucken und bei der Korrektur von lichtempfindlichen Elementen verwendet werden kann.

Bei dieser Art von Glas sind die folgenden Massen für Massenproduktion geeignet, das heißt, Massen, die, ausgedrückt durch das Gewicht, 80 bis 85% ^P2°5> ^{6 bis} 9% Al₂O-* und 3 bis 6% Li₂O sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse enthalten.

Bei einem anderen erfindungsgemäßen gefärbten Glas der Pp^5~ Al₂O^-ZnO, CdO-Art ist der Gehalt der jeweiligen Stammglaskomponenten bzw. Stammglasmassen ^2^5' ^A12°3 ^^ ^{Zn0 + c<i0}» wie angegeben, ebenfalls kritisch, und zwar aus den gleichen Gründen wie oben bei dem gefärbten Glas der P₂O,--Al₂O-;.-Art oder der ^2^Q5" Al^^-Li-pO-Art erwähnt, oder, genauer gesagt, weil Glas, welches außerhalb dieses Bereichs liegt, die Absorption von Strahlen mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger nicht ausreichend unterdrückt und außerdem Strahlen mit einer Wellenlänge von 550 bis 600 nm oder höher nicht scharf absorbiert.

₂O^ ist eine Komponente, die eingeführt wird, um die Haltbarkeit des Glases zu verbessern, und wenn der Gehalt an Al₂O₇, 3 Gew.% oder weniger beträgt, nimmt die Haltbarkeit extrem ab und das erhaltene Glas ist für irgendeine praktische Verwendung nicht geeignet.

Insbesondere ist MgO von den R0-Komponenten wirksam, wenn es erforderlich ist, die Absorptions-Endgrenze zu kürzeren Wellenlängen zu verlagern, entsprechend der beabsichtigten

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Verwendung des Glases, und außerdem ist MgO wirksam, um die Viskosität der Glasmasse zu erhöhen, wobei deren Verformbarkeit verbessert wird. Wenn jedoch der Gehalt an MgO 15 Gew.% übersteigt, so dämpft oder unterdrückt ein Glas, welches eine solch große Menge an MgO enthält, die Absorption von Strahlen mit 400 nm oder weniger nicht länger.

BaO ist wirksam, um die Entglasung in gewissem Ausmaß zu verhindern und die Haltbarkeit des Glases zu verbessern. Wenn der Gehalt davon jedoch 15 Gew.% überschreitet, so unterdrückt ein Glas, welches eine solch große Menge an BaO enthält, nicht länger die Absorption von Strahlen von 400 nm oder geringer. CaO und SrO können jeweils in einer Menge bis zu 15 Gew.% eingearbeitet werden, ohne daß eine bemerkenswerte Wirkung auf die Verhinderung der Absorption von Strahlen von 400 nm oder geringer festzustellen ist. Diese R0-Komponenten können in Form einer Mischung dieser Komponenten verwendet werden, aber die Gesamtmenge dieser Komponenten darf 15 Gew.% nicht übersteigen.

LipO kann in einer Menge bis zu 15 Gew.% eingearbeitet werden, wenn der Gehalt davon jedoch 15 Gew.% überschreitet, werden die erfindungsgemäßen Ziele nicht länger erreicht.

Zusätzlich zu diesen Bestandteilen können B₂O,, ₂, ₂ und La₂O^ je in einer Menge bis zu 5 Gew.% eingearbeitet werden, wobei sie die gewünschte Durchlässigkeitskurve beeinflussen, jedoch wird dadurch die Haltbarkeit des entstehenden Glases verbessert.

Die Menge an CuO, die zugegeben wird, liegt geeigneterweise im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.Teilen/100 Gew.Teile der oben beschriebenen Stammglasmassen, und Massen außerhalb dieses Bereichs sind nicht geeignet, da Glas, welches außerhalb dieses Bereichs liegt, für die Herstellung von Farbdrucken und für die Korrektur von lichtempfindlichen Elementen nicht länger geeignet ist. 509811/0962

Bei dieser Art von Glas sind die folgenden Massen besonders für Massenproduktion geeignet, d.h. Massen, die, ausgedrückt durch das Gewicht, enthalten 80 bis 82% P₂°5» ^ ^{bis 9}^ ^A1?°3» 10 bis 20% ZnO und 2 bis 7% MgO sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Sofern nicht anders angegeben, sind alle Teile, Prozentgehalte und Verhältnisse durch das Gewicht ausgedrückt.

Beispiel 1

In der folgenden Tabelle I sind unterschiedliche Glasmassen dargestellt, wobei Nr. 1 eine Vergleichsglasmasse und die Nr. 2 bis 8 erfindungsgemäße Glasmassen sind.

In Fig. 1 ist die Durchlässigkeitskurve für jedes der Gläser 1 bis 8 aufgeführt.

Vergleicht man die erfindungsgemäßen Glassorten 2 bis 8 mit dem Vergleichsglas 1 im Hinblick auf ihre Durchlässigkeitskurve in Fig. 1, so ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Glassorten die Absorption von Strahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 400 nm oder geringer sehr stark dämpfen und unterdrücken und außerdem Strahlen mit einer Wellenlänge von 600 nm oder höher scharf absorbieren.

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Tabelle I

Masse ^Nr*	1	.0	2	0	3	76,	.0	C₃	*	0.	0	6	0	7	8
^P2°5 ·	—	.0	80.		76.0	-		76.	-		85.		76.0	85.0
(SiO₂)	60	.0	-	0	—	5.	.0	-	—	0	-	0	-	-
Al₀O_x £ 3	-		8.	0	5.0	12	.0	11.	-	0	8.	0	13.0	14.0
Li₂O	-		8.		12.0	-		8.	2.		6.		7.0	-
Na₂O	7		-		1.0	-		-	2.		-		1.5	-
K₂O	10		—	0	1.0	3	.0		5	-■		2.0	-
B₂O₅	8	.0	3.		-	-			-		0.5	—
ZrO₂		—	0	2.5	0	.5		-	0	—	1.0
TiO₂	-	1.		-	-			1.		—	. —
La₂O₅	-	-		2.5	1	.5	5	-		-	-
MgO	-	-		—	2	.0	0	-			-
ZnO	10						₁

(CaO) 5.0

CuO 3-0 0.7· „3.5 3.7 3.0 7.5 1.0 1.0

Die oben beschriebenen Glassorten können folgendermaßen hergestellt werden: Die in der Tabelle I aufgeführten Bestandteile werden in Form ihrer Oxyde oder anderer Salze vermischt und die entstehende Mischung wird in einem keramischen oder Platinschmelztiegel 3 Stunden bei 1000 bis 130O⁰C geschmolzen, geläutert und gerührt und dann in eine Form gegossen oder in dem Schmelztiegel abgekühlt.

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- ίο -

Beispiel

In der folgenden Tabelle II sind verschiedene Glasmassen dargestellt, wobei Nr. 1 ein Vergleichsglas ist und die Nr. 2 bis 8 erfindungsgemäße Glassorten darstellen.

In Fig. 2 ist die Durchlässigkeitskurve von diesen Gläsern 1 bis 8 angegeben.

Vergleicht man die erfindungsgemäßen Gläser 2 bis 8 mit dem Vergleichsglas 1, bezogen auf die jeweiligen Durchlässigkeitskurven in Fig. 2, so ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Gläser die Absorption von Strahlen mit einer Wellenlänge im Bereich von 400 nm oder weniger sehr gut unterdrücken oder dämpfen und Strahlen mit einer Wellenlänge von 550 bis 600 nm oder höher stark absorbieren.

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Tabelle II

Nr

Masse 1 2 3 4 5 6 7 · 8

P₂O₅ - 78.0 80.0 78.0 83.0 76.0 76.θ' 76.0

(SiO₂) 60.0 - - - - - - .

3.9 7-0 4.0 4.0 7.0 4.0 5.0 4.0

5.0 5.O 8.0 6.0 4.5 12.0 4.2 4.0

7.0 2.0 4.0 1.5 5.0 1.8 -2.0

2.5 0.5 - 6.0

2.0 - I.5 1.5 - 4.0

1.0

- 1.5 2.5 1.0 - 2.0

- - 1.0 - -. 13.0

2.0 - -

- 2.0 - - - - 1.0 3.0 0.7 2.8 2.8 2.5 7.0 4.5 3.0

ZnO	5.0
CdO	-
MgO	—
CaO . .	8.1
SrO	—
BaO	5.0
Li₂O	10.0
B₂O_x	8.0
La₀O_x 2 3	-
ZrO₂	-
TiO₂	-
CuO	3.0

Die oben beschriebenen Gläser können auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt werden.

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Claims

Patentansprüche

Gefärbtes Glas, bestehend aus einer Stammglasmasse, die enthält, ausgedrückt durch das Gewicht, 75 bis 88% Pp^5» O bis 15% Li₂O + Na₂O + K₂O, worin Na₂O O bis 5% und K₂O O bis 5% betragen, 3 bis 14% Al₂O-,, O bis 15% RO, worin R Mg, Ca, Sr, oder Ba bedeutet, O bis 5% B₂O,, O bis 5% ZrO₂, O bis 5% TiO₂, O bis 5% La₂O₃ und O bis 20% ZnO + CdO sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse.
2. Gefärbtes Glas, bestehend aus einer Stammglasmasse, die enthält, ausgedrückt durch das Gewicht, 75 bis 88% P?°5» 6 bis 15% Li₂O, 3 bis 14% Al₂O₃, O bis 5% Na₂O, O bis 5% K_£0, O bis 5% ZrO₂, O bis 5% TiO₂, O bis 5% La₂O₃, O bis 5% MgO und O bis 5% ZnO sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse.
3. Gefärbtes Glas, bestehend aus einer Stammglasmasse, die enthält, ausgedrückt durch das Gewicht, 80 bis 85% ^P2°5* 6 bis 9% Al₂O₃ und 3 bis 6% Li₂O sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/ 100 Teile Stammglasmasse.
4. Gefärbtes Glas, bestehend aus einer Stammglasmasse, die enthält, ausgedrückt durch das Gewicht, 75 bis 85% Pp^5» 3 bis 9% Al₂O₃, 5 bis 20% ZnO + CdO, O bis 15% RO, worin R Mg, Ca, Sr oder Ba bedeutet, O bis 15% Li₂O, O bis 5% B₂O₃, O bis 5% La₂O₃, O bis 5% ZrO₂ und O bis 5% TiO₂ sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse.
5. Gefärbtes Glas, bestehend aus einer Stammglasmasse, die enthält, ausgedrückt .durch das Gewicht, 80 bis 82% P?^5» 6 bis 9% Al₂O₃, 10 bis 20% ZnO und 2 bis 7% MgO sowie 0,5 bis 10 Teile CuO/100 Teile Stammglasmasse.

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