JPH03215330A - ガラス表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は重量％でＰｂＯを２５〜５０％含存する鉛ガラ
スの表面に反射防止層を形成するためのガラス表面処理
方法に関するものである。

［従来の技術コ 従来よりガラス表面に反射防止処理を施す方法の一つに
、ガラスを酸溶液に浸漬して処理する酸処理方法がある
。ガラスを酸処理すると、ガラス中のＮａ“、Ｋ”、Ｐ
ｂ”等の陽イオンが酸溶液中の■“と置き換わるイオン
交換反応が起こり、ガラス表面に水和珪酸層が形成され
る。ガラス中から溶出した陽イオンは塩となってガラス
表面に付着し、保護膜を形成して前記イオン交換反応の
進行を妨害するため、通常これら塩類の溶解度の大きい
硝酸溶液を酸溶液として用いている。また水和珪酸層は
不安定であるために、加熱脱水して堅牢な無水珪酸層と
し、経時変化による層の劣化を防止している。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記酸処理方法は処理コストが安価であり、しかも他の
方法では困難な大型のガラスブロックの反射防止処理が
可能である。

しかしながら放射線遮蔽に用いるようなＰｂＯを重量％
で２５〜５０％含有する鉛ガラスに反射防止処理を施す
場合、従来の方法ではガラス表面に侵蝕むらが発生し、
不均質干渉色を呈するため良好な反射防止層を得ること
が困難であった。

またガラス表面にガラスの屈折率の平方根に近い値を有
する薄膜を１／４λ（λは波長を表す）の厚さにして形
成すると、波長λにおける反射率が低減することが知ら
れており、それゆえガラス表面に良好な反射防止層を形
成するためには、その厚さが１／４λとなるように処理
条件を設定する必要がある。しかしながら硝酸溶液を耐
酸性の劣る鉛ガラスに使用すると、最適な反射防止層の
厚さ１／４λを得ることのできる処理条件が極端に限定
され、それゆえ工業的規模での処理条件の設定が難しく
なり、歩留まりが著しく悪くなる。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ＰｂＯを重量
％で２５〜５０％含有する鉛ガラスの表面に、酸処理法
を用いて良好な反射防止層を歩留まりよく形成する方法
を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段コ 本発明者は上記目的を達成するために種々の研究を行っ
た結果、ガラスと酸との反応を適当な速度で進行させる
と良好な反射防止層を歩留まりよく形成できることを見
い出し、本発明として提案するものである。

即ち、本発明のガラス表面処理方法は、重量％でＰｂＯ
を２５〜５０％含有する鉛ガラスの表面を６０℃以上の
弱酸溶液で処理した後、水洗し、加熱脱水することによ
って反射防止層を形成してなることを特徴とする。

また本発明においては弱酸溶液が酢酸溶液であることが
好ましい。

［作用コ 本発明のガラス表面処理方法によれば、酸処理時に６０
℃以上の酢酸溶液等の弱酸溶液を用いるために、重量％
でＰｂＯを２５〜５０％含有する鉛ガラスに対して反応
が緩やかに、且つ均一に進行する。

酸処理による侵蝕むらの発生は、ガラス表面における酸
溶液のごくわずかな濃度差等によって反応速度に差違が
生じ、局部的に膜厚が変化することによるものであると
考えられる。本発明は６０℃以上の弱酸溶液を用いるた
めに、硝酸を用いる場合に比べ、反応が緩やかに進行し
、ガラス表面において反応速度の差違を生じる可能性が
極めて小さく、それゆえ侵蝕むらを生じることがない。

またガラス表面においては、ガラスを酸溶液に浸漬する
酸処理時はもとより、酸溶液槽より引き上げた後も、表
面に付着した酸の液滴あるいは洗浄水や空気中の水分に
より反応が進行するために、永和珪酸層の厚さが変化す
る。この反応は酸処理後のガラス表面を洗浄し、加熱脱
水して無水珪酸層を形成するまで続《ため、反射防止層
の厚さが最終的に１／４λとなるように処理条件、とく
に酸処理時間を設定することが重要である。本発明はガ
ラスと酸溶液とが緩やかに反応する結果、工業的規模で
の酸処理時間の設定が容易になる。このことは特に放射
線遮蔽ガラスのような大型の鉛ガラスブロックの処理に
対して有効である。即ちこのような大型の鉛ガラスブロ
ックの場合、酸溶液槽から引き上げて表面に無水珪酸層
を形成するまでの一連の作業にかなりの時間を要するが
、反応が緩やかな速度で進行するため、反射防止履の厚
さの変化が小さく、それゆえ酸処理時間の設定が容易に
なるのである。

なお、ガラスと酸溶液の反応速度が緩やかであることが
好ましいのは上述の通りであり、このことがら極く薄い
硝酸溶液で処理する方法も考えられるが、このような希
硝酸溶液を用いて工業的規模で反射防止処理を行う場合
、その濃度等の制御が極めて困難である。それゆえ本発
明は弱酸溶液を使用するのであるが、常温の弱酸溶液を
ＰｂＯを２５〜５０重量％含有する鉛ガラスに用いると
処理に極めて長い時間を要し、作業効率を著しく低下さ
せるため、弱酸溶液をＢθ℃以上にして酸処理時間の設
定が困難にならない程度に反応速度を上げる。

また本発明が弱酸溶液として酢酸溶液が好ましいとして
いるのは、安価で、且つ入手が容易であるとともに、金
属腐蝕作用が極めて小さく、酸溶液槽や処理するガラス
の移送用金具（共に主としてステンレス製である）を腐
蝕させないため、金サビ等の液中浮遊物を発生させる危
険性がないことによる。このような理由から酢酸溶液を
用いるが、これ以外にもクエン酸溶液、シュウ酸溶液、
硝酸アンモニウム溶液等を使用することが可能である。

［実施例］ 以下本発明のガラス表面処理方法を実施例に基づき説明
する。

重量％でＳｉＯ。４５．５％、Ｂａ０　２％、Ｐｂ０　
３５％、Ｎａ．０　３％、Ｋ２０ｌ３％、ＣｅＯ２１．
５％のガラスになるように調合した原料バッチを石英ル
ツボに投入し、約１２００℃で４時間溶融した後、金型
に流し込んで板状に成形した。次いで徐冷した板状成形
品を３０Ｘ３０Ｘ１０＋ａｍの大きさに切り出し、その
両面を光学研磨して試料を得た。このようにして得られ
た試料を、放射性物質を取り扱う施設内部で通常用いら
れるナトリウム光（５８９．３ｎｍ　）近傍における反
射率を低減させるために以下のような反射防止処理を施
した。まず得られた試料を８０℃、１／１０規定度の酢
酸溶液あるいはＢＯ℃、１／ｌＯ規定度の硝酸溶液に浸
漬して酸処理を施した。次にこの酸処理した試料を酸溶
液と同温度の水道水で十分にすすいだ後、表面に付いて
いる水滴をふきとった。

その後乾燥機を用いて１１０℃で２４時間加熱した。

図面は、上記のようにして反射防止処理を施した試料一
面の５５０ｎｍにおける全反射率と酸処理時間との関係
を示したものである。なお処理前の全反射率は５．５％
であり、この全反射率の値が２％以下になる浸漬時間を
最適酸処理時間とした。

図面から酢酸溶液で処理した試料（ａ）の最適酸処理時
間は約１０〜１５時間であり、硝酸溶液で処理した試料
（ｂ）のそれが０．７５〜１時間であるのに対して時間
的な幅が広いことが明らかである。

また酢酸溶液に１５時間浸漬した試料（ａ）と硝酸溶液
に１時間浸漬した試料（ｂ）の表面状態を比較したとこ
ろ、硝酸溶液に浸漬した試料（ｂ）の表面吠態は浸蝕む
らによる不均質な干渉色が認められたのに対して、酢酸
溶液に浸漬した試料（ａ）には浸蝕むらは全く認められ
ず、表面は一様に濃紫色を呈した。ナトリウム光の１７
４の厚さに成膜した場合、反射光は黄緑色が最も干渉し
て消光し、外観はその補色として紫色を呈することから
、酢酸溶液に浸漬した試料（ａ）は反射防止層の厚さが
ナトリウム光の１７４の厚さ相当であることがわかる。

これらの事実は本発明のガラス表面処理方法が、ＰｂＯ
を２５〜５０％含有する鉛ガラスに対して、低い全反射
率を得る酸処理時間の幅が広いために処理条件の設定が
容易であり、また表面状態のよい反射防止層を形成する
のに適していることを示している。

なお、図面中の全反射率は波長５５０ｎｍにおける値を
示したものであり、ｌ５０φｍｍ積分球付分光光度計を
用いて硫酸バリウムの白色拡散板を基準として測定した
。

［効果］ 以上のように本発明のガラス表面処理方法によれば、Ｐ
ｂＯを重量％で２５〜５０％含有する鉛ガラスに対して
、反応が緩やかで均一に進み、処理条件の設定が容易で
あるために、ガラス表面に良好な反射防止層を歩留まり
よく形成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、試料一面の５５０ｎｍにおける全反射率と酸処
理時間との関係を示したグラフであり、図中の（ａ）は
酢酸溶液による処理、（ｂ）は硝酸溶液による処理であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＰｂＯを２５〜５０％含有する鉛ガラス
   の表面を、６０℃以上の弱酸溶液で処理した後、水洗し
   、加熱脱水することによって反射防止層を形成してなる
   ことを特徴とするガラス表面処理方法。
2. （２）弱酸溶液が酢酸溶液であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のガラス表面処理方法。