基本透明的非光致变色的玻璃制造技术

一种基本透明的非光致变色的玻璃，它的折射率至少为１．５８，它在约４００纳米处对于紫外线存在突然截止界限，其特征在于具有以下组成，组成以基于氧化物的重量百分数表示： ＳｉＯ↓［２］ ３０－５２ ＺｎＯ ０－８ Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］ １２－２２ ＰｂＯ ０－２ ＺｒＯ↓［２］ ５－１４ Ｙ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－１５ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－１２ Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］ ５－２５ Ｌｉ↓［２］Ｏ １．５－３．５ ＴｉＯ↓［２］ ０－２ Ｎａ↓［２］Ｏ ０－６ ＨｆＯ↓［２］ ０－２ Ｋ↓［２］Ｏ ２－９ Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］ ０－２ ＭｇＯ ０－５ Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］ ０－２ ＣａＯ ０－５ ＭｏＯ↓［３］ ０－２ ＳｒＯ ０－９ ＷＯ↓［３］ ０－２ ＢａＯ ０－１４ ＳｎＯ ０－４ Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－４ ＳｎＯ↓［２］ ０－４ Ａｓ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－４ ＣｄＯ ０－１ ＣｕＯ ０．１５－１ Ｆ ０－２ Ｃｌ ０－３ Ｂｒ ０－３ Ｉ ０－２ 并满足以下条件： Ｌｉ↓［２］Ｏ＋Ｎａ↓［２］Ｏ＋Ｋ↓［２］Ｏ（Ｘ↓［２］Ｏ） ７－１４ ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＸＯ） １２－２０ ＺｒＯ↓［２］＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ＜１５ Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｉ ０．２－４．０ ＴｉＯ↓［２］＋ＰｂＯ＋Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］ ≤２ Ａｓ↓［２］Ｏ↓［３］＋Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＳｎＯ↓［２］＋ＳｎＯ ０．０５－４．０ 比率Ｒ＝（Ｍ↓［２］Ｏ＋２ＭＯ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＺｒＯ↓［２］）／Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］，用摩尔％表示，在０．５０与１．００之间，其中Ｍ↓［２］Ｏ和ＭＯ分别表示碱金属氧化物的总含量和碱土金属氧化物的总含量。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

Essentially transparent non photochromic glass

A basic non transparent photochromic glass, the refractive index of at least 1.58, it is about 400 nm for UV exist abrupt cut-off boundaries, which is characterized by the following components, which indicate the percent by weight of oxide based on SiO: 2 - 30 52ZnO0 8B: 2: O 3 1222PbO02ZrO: 2 514Y: 2 O: 3 015Al: 2 O: 3 012La: 2 O: 3 525Li: 2 O1.53.5TiO: 2 02Na: 2 O06HfO: 2 02K: 2 O2 - 9Nb: 2 O: 5 02MgO05Ta: 2 O: 5 02CaO05MoO: 3 02SrO09WO: 3 02BaO014SnO04Sb: 2 O: 3 04SnO: 2 04As: 2 O: 3 04CdO01CuO0.151F02Cl03Br03I02 and meet the following conditions: Li: \2 ONa: 2 OK: 2 O (X: 2 O) 714MgOCaOSrOBaO (XO) 12 20ZrO: 2 + Al: 2 O: 3 \15F + Cl + Br + I0.2 - 4.0TiO: 2 + PbO + Nb: 2 O: 5 2As: 2 O: 3 + Sb: 2 O: 3 SnO: + 2 + SnO0.05 - 4 ratio R = (M: 2 O + 2MO - Al: 2 O: 3 ZrO: 2) / B: 2 O: 3, expressed in mol%, between 0.50 and 1, among them M: 2 O and MO respectively, total content of the total content of alkali metal oxide and alkaline earth metal oxides.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及折射率至少为1.58的眼用玻璃，它除了在可见光区域内具有高透射率，以及具有低的固有显色(intrinsic coloration)以外，还在紫外线光谱内具有强(甚至是完全的)吸收，同时它又是非光致变色的(nonphotochromic)。数年以来，人们一直十分注意紫外线(UV)对人体的不良影响。在那些需要有效的保护而使其免受通常由太阳辐射或紫外线所造成的生物损害的身体部位中，通常会提到眼睛，因为它是较脆弱的。由于这种脆弱性，人们研制多种有色玻璃，来达到滤去太阳辐射的目的。而且，已经熟知，紫外线的作用不仅仅限于与有生命的物质相互作用，而且还会导致有机物质(涂料、塑料等)的降解。类似地，太阳并不是能放出会导致这种降解的紫外线的唯一光源。有数种人工光源(如卤素灯或氙灯)，它们都能放出不可忽略量的紫外线。因此，人们对于能够得到这样一种玻璃十分有兴趣这种玻璃在可见光区域内是透明的，但是对于紫外线，提供了良好的防护。这种玻璃特别有用于照明、装瓶(bottling)、防护射线、眼用透镜的设计，以及其它类似的场合。已知，在眼用场合，包括卤化物品体的光致变色玻璃通过吸收紫外线而活化。这种吸收与玻璃在可见光光谱内的透射率的变化有明显的关系。由于这些玻璃对于波长小于320纳米的射线具有较强的吸收能力，对于波长为320至400纳米的射线具有稍弱一些的吸收能力，所以眼睛得到了一定的保护。虽然波长为320至400纳米的射线光谱的危害性比之较短波长的射线光谱要小，但是在某些情况下，也必须将其去除。然而，在其它场合，玻璃在暴露于紫外线或阳光下时，不必发生透射率的变化。因此，得到一种能完全截止紫外线而不发生光致变色的玻璃是十分重要的。而且，护目镜市场的趋势是使用高折射率的材料。事实上，如果使用常规的折射率为1.523的玻璃的话，具有较大的负光焦度(negative power)的表面镀膜透镜会具有很厚的边缘。与用这种玻璃精制的透镜相比，在相同的校正值的情况下，使用高折射率的玻璃可增加透镜的曲率半径，从而减薄其厚度。迄今为止，还不曾知道有这样一种玻璃，它能将以下几个优点结合起来高折射率，在紫外线和可见光范围之间有清晰的截止界限，同时保持非光致变色和无色。本专利技术的目的是提供基本透明的非光致变色的玻璃，它的折射率至少为1.58，它在约400纳米处对于紫外线存在突然的截止界限，其特征在于具有以下组成，组成以基于氧化物的重量百分数表示SiO230-52ZnO 0-8B2O312-22PbO 0-2ZrO25-14 Y2O30-15Al2O30-12 La2O35-25Li2O 1.5-3.5 TiO20-2Na2O 0-6 HfO20-2K2O2-9 Nb2O50-2MgO 0-5 Ta2O50-2CaO 0-5 MoO30-2SrO 0-9 WO30-2BaO 0-14 SnO 0-4Sb2O30-4 SnO20-4As2O30-4 CdO 0-1CuO 0.15-1 F 0-2Cl 0-3 Br 0-3I0-2并满足以下条件Li2O+Na2O+K2O(X2O) 7-14MgO+CaO+SrO+BaO(XO) 12-20ZrO2+Al2O3＜15F+Cl+Br+I 0.2-4.0TiO2+PbO+Nb2O5≤2比率R＝(M2O+2MO-Al2O3-ZrO2)/B2O3，用摩尔％表示，在0.50与1.00之间，其中M2O和MO分别表示碱金属氧化物的总含量和碱土金属氧化物的总含量。比率R与玻璃的碱度有关。一般来说，得到最佳的晶体沉淀的比率R的值约为0.60-0.90，特别是约0.70。所指出的R的范围的最低值是混合高含量的ZrO2和Al2O3而得到的，这使得玻璃难以熔融，从该混合中得不到任何特别的益处。在另一个端点处，对于那些碱金属氧化物和/或碱土金属氧化物含量大的玻璃，能得到比率R的最大值。在这些情况下，铜胶体的沉淀是优先的。对于构造晶体所需要的元素(铜和卤素)，以及对于还原铜所必须的还原剂量的减少，必须进行严格的控制。在胶体沉淀的情况下，所得的玻璃可以有不同的颜色(绿蓝色、红色、褐色、橙色等)，这取决于铜的氧化态以及所含还原剂的量。在就紫外线截止的吸收性能而言不造成任何可见的损害的情况下，可通过加入少量的着色剂(如过渡金属元素或稀土金属元素的离子)来调节玻璃在可见光范围内的透射率和玻璃的最终显色。因此，虽然本专利技术的主要目的是得到无色的玻璃，但是也可以考虑有色玻璃。在特定的条件下，可以通过使用较高用量(如3-4％)的还原剂(如SnO)，或者在玻璃组合物中混入常规的着色剂来制备有色玻璃。这些有色玻璃主要可用于制造太阳镜的透镜。至少必须存在一种卤素，以使得卤素能够与铜化合，形成卤化铜晶体，卤化铜晶体的作用是进行紫外线截止。最常用的卤素是氯和溴。氟和碘也是有利的，但是在不存在氯和溴的情况下，一般不使用氟和碘。不需要使用一氧化镉来吸收紫外线。在吸收方面除了铜的贡献以外的一氧化镉所作出的贡献与其较高的毒性相比，是较少的。而且，在一些情况下，它会促进光致变色，这一现象在本专利技术中是不希望的。一氧化镉较好的用量是小于1％，更好的为0。为了增加折射率，一般使用大量的一种或多种氧化物(如TiO2、Nb2O5、ZrO2、ZnO、PbO)，也可任选地加入碱土金属氧化物。包含TiO2或Nb2O5的优点是能快速地提高折射率，而玻璃的密度没有任何明显的变化。因此，目前市售的折射率约为1.6的玻璃含有大量的这些氧化物。然而遗憾的是，在铜的存在下使用TiO2、PbO或Nb2O5，会使得玻璃有严重的黄色显色，而铜是得到约400纳米处的紫外线截止所需要的。这种显色用于精制防护阳光的眼镜是有利的，但是作为本专利技术的玻璃是不能接受的。因此，本专利技术的玻璃较好的是基本上不含TiO2、PbO和Nb2O5，然而，很少量的这些化合物还是允许的，即总量少于2％。同样，为了得到高折射率，较好的是使用氧化物，如ZrO2、Al2O3、La2O3、Y2O3、ZnO和碱土金属氧化物。然而，其它重金属氧化物(如MoO3、WO3、PbO、TiO2和Nb2O5)的总量较好的应该保持在4％以下，更好的在2％以下。当然，用于显色不那么重要的场合(如有色太阳镜)，该总量可以相对高一些。使用重金属氧化物的局限性是包括一些不希望的结果，如密度的增加，以及在MoO3和WO3的情况，有利于光致变色现象的发生，这是本专利技术所不希望的。较好的玻璃组合物如下，用重量％表示SiO235-47 CaO 0-3B2O312-19 SrO 0-7ZrO26.5-12 BaO 2-7Al2O30-6ZnO 0-3Li2O 1.5-3 Y2O30-12Na2O 2-5La2O38-20K2O2-7SnO 0.2-2.5CuO 0.25-0.75 Br 0.1-2Cl 0.1-2本专利技术的玻璃有以下性质-折射率在1.58和1.65之间；-阿贝数在40和60之间；-密度小于3.5克/厘米3；-可见光区域的光透射率大于85％；-完全吸收紫外线，以在波长为315至380纳米区域内的平均透射率少于0.5％来定义；-非光致变色。美国专利No本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·A·H·布罗谢顿，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：