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JPH0550449B2 - - Google Patents
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JPH0550449B2 - - Google Patents

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JPH0550449B2
JPH0550449B2 JP62321136A JP32113687A JPH0550449B2 JP H0550449 B2 JPH0550449 B2 JP H0550449B2 JP 62321136 A JP62321136 A JP 62321136A JP 32113687 A JP32113687 A JP 32113687A JP H0550449 B2 JPH0550449 B2 JP H0550449B2
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alkali silicate
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Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は特に280乃至550nmの紫外線および可
視光線スペクトル帯域に透過帯域を有する選択的
Co2+−または(Co2+およびNi2+)−着色ガラスの
製造のための基本ガラスとして使用されるアルカ
リケイ酸ガラスに関するものである。これらのイ
オン着色ガラスはCo2+およびCo2++Ni2+の特性
的吸収帯域を有し、従つてこの種のガラス層の厚
さに依存して、それぞれ2つの障壁帯域によつて
包囲された選択的ベル状透過帯域を生じる。 このいわゆる帯域透過フイルタの最重要特性
は、与えられた層の厚さにおいて、透過帯域にお
けるスペクトル透過率の最大値TmaxとTmax/
2のスペクトル透過率を有する半値波長λ′1/2
〜λ″1/2である。距離λ′1/2〜λ″1/2の中点
を中点波長λmと呼び、距離λ′1/2〜λ″1/2を
半値幅(HW)と呼ぶ。(第1図参照) 研究、技術および医学において、これらのガラ
スは例えば、狭いスペクトル帯域において、特に
200〜1100nmの放射帯域のUV光源のフイルタリ
ングに際してコンバージヨンフイルタとして使用
され、特に250〜400nmの紫外線スペクトル帯域
のパスフイルターとして、また役420〜680nmの
阻止フイルタとして使用される。この種のガラス
はそれ自体、酸、アルカリ溶液および水に対する
化学的耐性を保証する組成を有する事ができる。 (従来技術と問題点) Co2+−または(Co2+およびNi2+)着色アルカ
リケイ酸ガラスフイルタは光学フイルタガラスの
最大メーカによつて公知である。例えば、BG3、
FG3、UG1(シヨツト−カタログ)、1−61、7
−51(コーニング−カタログ)、BD37−93(VEB
−イエナーカタログ)その他。これらのガラスの
長時間、強力な紫外線に露出された時、特に紫外
線スペクトル帯域におけるそのスペクトル透過率
が変動される。吸収は一定の飽和度に達する。こ
の好ましくない現象をソラリゼーシヨンと呼ぶ。
光源に対する露出時間、光源強度およびフイルタ
ガラスと光源の距離に対応して多少とも急速にこ
の飽和度に達する。そこで、ガラスが「変質」
し、初期の用途に対して条件的にしか使用されな
い。 フイルタガラスのソラリゼーシヨン特性を測定
するため、下記のテストプロセスが使用されまた
一般的に有効である。 試料厚さ:1mm 光源:低圧水銀灯(254nmにおいて最大放射)、
フイリツプ社製「シルバニア ゲルミシダ
ル」型(放射スペクトル、p.2参照) 光源のフイルタリング:ナシ 光源−試料間隔:140mm 照射時間:75h 実測値:Δτ(UV照射の前後の透過率の差) 第3図と第4図に示す市販のアルカリケイ酸青
色ガラス(ドイツ連邦共和国、マインツ、シヨツ
トグラスベルク社、BG3)の例において、前記
のソラリゼーシヨンテストの前後の200〜850nm
の透過率曲線が示されている。これにより、260
〜520nmの透過率帯域におけるフイルタ特性の非
常に強い変動が示されている。 (発明の目的および効果) 本発明の目的は、酸、アルカリ溶液および水に
対する高度の化学的耐性と、長時間の紫外線照射
に際しての高度のソラリゼーシヨン耐性とを兼備
したアルカリケイ酸ガラスからUV=フイルタを
製造するにある。この目的は、特許請求の範囲に
よる応用乃至ガラスを使用する事によつて達成さ
れる。 使用特許請求の範囲に記載のガラスに関して、
US−PS3902881号明細書で説明されている。 本発明において、ソラリゼーシヨンを発生する
UV−帯域はすでにフイルタの表面層において吸
収され、フイルタそのものの中においてはソラリ
ゼーシヨンは惹起されない事が発見された。 280、295、305および320nmの1mm−カツトオ
ンフイルタによるUV−光源のフイルタリングに
よつても同様の作用が得られる。これらのフイル
タによつて、最大エネルギーのUV−部分が吸収
され、従つてガラス中に着色中心を形成しソラリ
ゼーシヨンの原因を成す励起エネルギーはもはや
存在しない。この関係は第5図に説明されてい
る。ガラスにPbO、SnOおよび/またはCeO2
TiO2、Fe2O3およびV2O5をドープする事により、
アルカリケイ酸基ガラスの吸収エツジはより長い
波長のスペクトル帯域に向かつて60nmだけ移動
させられる。 本発明において使用されるガラスは、1mmの厚
さの場合にその透過率帯域幅に関して別表1のグ
ループに区分される(第6図参照)。
【表】 例えば別表2に示す対応の市販のバンドパスフ
イルターおよびコンバージヨンフイルタと比較し
て、グループとのUV−吸収エツジの長波長
への移動が見られる。これにより、遠UV(260〜
310nm)における透過帯域が部分的に狭くなる。
【表】 本発明によれば、アルカリケイ酸ガラスの合成
のためにPbOとSnO2をそれぞれ対応の混合範囲
で含有する事により、長波長スペクトル帯域への
吸収エツジの移動のみならず、さらにこれによつ
てガラスのソラリゼーシヨン傾向の明白な低下が
達成される。 ガラスの型に対応して、0.1〜1.7重量%の範囲
のSnO2の添加によつて吸収エツジの傾斜度に良
い影響が与えられる。すなわち、SnO2によつて
吸収エツジの傾斜度が大になる(第7図参照)。
これにより、値λm(nm)において測定されるフ
イルタの透過帯域の重心は、大きなソラリゼーシ
ヨン傾向を有する従来のフイルタに対して僅かし
か変動しない(表1と表2を参照)。 PbOおよびSnO2によるアルカリケイ酸ガラス
合成法は、気泡のない均質な光学フイルタガラス
の製造に際して特殊の手段を必要とする。そのた
め、本発明によれば、従来の清澄剤As2O3およ
び/またはSb2O3のほかに、基本ガラス組成に従
つて、清澄作用の支持のために特にF、Cl、
NH4ClおよびSO3を使用する。 吸収エツジの移動は、PbOとSnO2によつて達
成されるのみならず、250〜400nmの吸収帯域を
有するイオンによつて、特にCe4+、Ti4+、Fe3+
V5+およびPb2+によつても可能である。清澄剤
As2O2および/またはSb2O3および「着色フイル
タイオン」Co2+およびNi2+と共に使用する場合、
これらのイオンの濃度は極めて低くなければなら
ない。なぜかならば、紫外線の照射に際して2種
の両価性イオンの交互作用がアルカリケイ酸ガラ
ス中に極めて明白なソラリゼーシヨン現象を生じ
るからである。この関係は公知であつて、特に下
記の出版物に記載されている。 ホソノ ヒデオほか、J of NCS 63
(1984)、p.357−363、 クラウス ベルムートほか、Glastechn.Ber.58
(1985)3、p.52−58。 別表1と2の本発明による組成のガラスの第
グループの例から明らかなように、PbOおよび
SnO2合成成分によつて、310nmの吸収エツジの
位置は影響されないが、PbOおよびSnO2を含有
しないガラスに対して、UV−照射による顕著な
ソラリゼーシヨンの低下が生じる。Pb2+および
Sn2+乃至はSn4+の組込みによつてケイ酸ガラス
の構造変化が生じるが、UV−照射による着色中
心の形成が困難になりまたは完全に禁止されるも
のと考えられる。 基本ガラスの透過は、下記の成分の少なくとも
1つの特異的吸収を特徴としている。 場合によつて、CoO、Co2O3の形の0〜1.5重
量%のCoO、および 場合によつて、NiOおよびNi2O3の形の0〜4.4
重量%のNiO。 別表には、使用可能の組成区域の例を示す。 第8図は、従来のガラス(BG3)と実施例1
のガラスの、それぞれ照射の前後の透過率曲線の
比較を示す。実施例1のガラスの場合、照射前後
の透過率曲線は同一である。また照射によつて透
過損失は生じない。 この場合に、照射条件としては、前記のテスト
プロセスの照射条件を選んだ。
【表】
【表】 実施例 実施例1の組成を有しCo2+で着色された100Kg
のアルカリケイ酸ガラスを製造するため、下記の
成分を混合器の中で均一な原料混合物を得るよう
に混合した。この混合物を6〜7時間、一部ず
つ、1280〜1320℃の温度でセラミツクスまたは
Pt−溶融器の中で溶融した。溶融流体の脱ガス
処理が1470〜1500℃の温度範囲で、2〜4時間、
行つた。 64.064Kg 二酸化ケイ素(Sipur) (SiO2) 15.367Kg ホウ酸(H3BO3) 23.181Kg 炭酸水素ナトリウム(NaHCO3) 12.205Kg 炭酸カリウム(K2CO3) 2.480Kg 炭酸バリウム(BaCO3) 1.101Kg 酸化亜鉛(ZnO) 5.067Kg 鉛丹(Pb3O4) 1.200Kg 二酸化スズ(SnO2) 0.253Kg 酸化ヒ素(As2O2) 0.150Kg 塩化アンモニウム(NH4Cl) 0.230Kg 硫酸ナトリウム(Na2SO4) 0.200Kg コバルト金属粉(CO) 0.844Kg 酸化コバルト(Co2O3) 溶融流体の均質化は1250〜1480℃で完全実施さ
れた。これに必要な時間は約2〜3分である。こ
のように調製されたガラス流体を予熱された金型
の中に流し込んだ。
【図面の簡単な説明】
第1図はバンドパスフイルタの最重要特性を示
すグラフ、第2図はシルバニア・ゲルミシダル
G15T8の照射スペクトル線図、第3図と第4図
は市販のアルカリケイ酸青ガラスの透過率τと波
長λnmの関係を示すグラフ、第5図はフイルタ
を使用した場合と使用しない場合の透過率の差異
を示すグラフ、第6図と第7図は本発明によるフ
イルタと市販のフイルタの特性を比較するグラ
フ、また第8図は照射の前後の本発明のフイルタ
と従来のフイルタとの特性を比較するグラフであ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記の組成のCo2+または(Co2+およびNi2+
    着色されたアルカリケイ酸ガラスの、280乃至
    500nmの透過帯域用のソラリゼーシヨン耐性UV
    −フイルタガラス。 SiO2 52〜71重量% B2O3 0〜17.5重量% Al2O3 0〜3.0重量% PbO 2.5〜17.0重量% SnO 0.1〜1.7重量% Na2O 5.0〜18.5重量% K2O 0.5〜10.0重量% ZnO 0〜10.5重量% ΣRO 0〜8.6重量% (RO=MgO,CaO,SrO,BaO) ΣNiO+CoO 0.1〜4.4重量% ΣAs2O3+Sb2O3 0.05〜0.5重量% 2 ガラスが下記の成分を含有することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のフイルタガラ
    ス。 【表】 【表】 3 ガラスが清澄剤F-、As2O3および/または
    Sb2O3のほかに、清澄作用の支持のため、0〜0.3
    重量%のSO3および/またはNH4Clを含有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2
    項記載のフイルタガラス。 4 ガラスが10乃至106dPa・sの範囲の粘度の
    低下のため、0乃至0.5重量%のF-のほかに0乃
    至3重量%のLi2Oを含有することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか1項
    記載のフイルタガラス。 5 下記の成分(重量%)から成ることを特徴と
    するCo2+または(Co2+およびNi2+)着色アルカ
    リケイ酸ガラスの光学フイルタガラス。 SiO2 52〜71 PbO 2.9〜16.8 SnO2 0.1〜1.65 Na2O 6.7〜16.7 K2O 0.5〜9.9 Na2O+K2O 13.3〜18.3 NiO+CoO 0.1〜4.4 As2O3+Sb2O3 0.05〜0.5 ΣRO 0〜8.6 B2O3 0〜8.5 Al2O3 0〜0.55 ZnO 0〜10.5 ここに、R=Mg,Ca,Sr,Ba。
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