JPH03218940A - 紫外線透過ガラス - Google Patents

紫外線透過ガラス

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JPH03218940A
JPH03218940A JP1331990A JP1331990A JPH03218940A JP H03218940 A JPH03218940 A JP H03218940A JP 1331990 A JP1331990 A JP 1331990A JP 1331990 A JP1331990 A JP 1331990A JP H03218940 A JPH03218940 A JP H03218940A
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ultraviolet
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和史 中野
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文夫 中村
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium

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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は耐候性に優れた紫外纏透過ガラスに係シ、特に
サンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験機κ用いら
れるフィルタとして最適な紫外巌透過ガラスに関する。
(従来の技術) 各種工業材料や製品の耐候性、経時特性変化を試劇する
装置としてサンシャインカーボンアーク灯式耐候性試験
機が知られている。この装置は、日光・風雨などの自然
作用に対する被験材料の経時変化を短時間で調べるため
、日光に該当する光源として太陽光に近似した発光特性
を持つ人工光源(サンシャインカーボンアーク灯)を使
用し、地表K到達する実際の太陽光義と同等の紫外酬が
照射されるようガラス製フィルタを用いて紫外標透過率
をJiIllシている。また一般にガラスの紫外纏透過
率は、ガラス中に含まれる鉄分量に大きく依存すること
が知られておシ、紫外線を透過させる用途には鉄分含有
盪の低いガラスが用いられている。工業的にガラスの生
産を行う場合、鉄分は珪砂等の原料に含まれる不純物と
して、また原料の貯麓・搬送経路や溶融炉材などから混
入する。
このため原料を調合・溶融してガラスを生産する方法で
は、ガラス中への鉄分の混入をなくすことは極めて困避
でhv、促米、上記サンシャインカーボンアーク灯式耐
候性試験礪に用いられるフィルタガラスにもafflの
鉄分が含有されているのが普通であった。
(発明が解決しようとするfIAl!I!)ガラス中の
鉄は、通常Fe  またはF●  の形で存在している
が、紫外縁を照射されるとp ,2 +の原予価がFe
  に変化してガラス中のFe  が増加しガラスを着
色し、紫外域から可視域にわたる分光透町串の著しい低
下をまねく。上記サンシャ?ンカーボンアーク灯式耐候
性試験機K用いられるフィルタガラスは、強い紫外輻に
嘔らされるためこの傾向が強く、初期の透過率特性を長
期間維持できす、適正な耐候性試験が行なえないという
不具合を生ずる。
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、太
湯光線に近似した紫外線透過特性を有し紫外線照射によ
って初期の分光特性が変化しない紫外線透過ガラスを提
供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課雇を解決するための手段と作用) 本発明は、重一比で、Fe,0. 5 〜8 0 pp
m +’rto, 5 0 〜1 0 0 0 ppm
. 8b,o, 0.(B 〜1.0%を含有する硼珪
酸系ガラスであって、その透過率が肉厚2. 4s1の
ガラスにおいて波長255nmで1%以下、波長3 0
 2 fimで68囁以上でめシ、かつ前記F@,O,
 , T10,の含有量が次式を満足する範囲内におる
ことを特徴とするものである。
400≦〔(F@■0,含i鰍)×10+ ( T r
 02含有量)〕≦1100かつ 以下江上記各限定埋由を述べる。
サンシャインカーボンアーク灯からの光は、地表におけ
る太陽光線よシも紫外域に強いエネルギー分布をもつた
め、自然状態での耐候性試験を行う丸めにはサンシャイ
ンカーボンアーク灯からの光を太陽光線のエネルギー分
布に近づける必要があり、主として紫外域に@双特性を
持つフィルタを透過させて光義のエネルギー分布を調整
している。これを籍定波長におけるフィルタの透過率に
換算して表わすと、肉厚2.4■に研磨し九ガラス板で
波長2 5 5 fifflにおいて1%以下、波長3
02nmにおいて68%以上、350〜8 5 0 f
llHの可視域で90噂以上の透過率を有することが必
要となる。
可視域での透過率を高く保ったまt紫外域における透過
率を上紀慣に調整するために本発明のガラスでは紫外線
吸収剤として作用するFe,0,およびT▲0,を含有
させている。r●,0,は、5 ppm未満では所望の
紫外1[収能が得られず、80ppmt−越えると紫外
域での分光透過率が低くな9すぎる。また前述したよう
にガラス中の鉄イオンはFe  −+Fe  +a の
反応によシ紫外義透過率を低下させるため1透過率調整
を鉄イオンのみに精るのは経時4#性の面から好ましく
ない。T r 02に鉄イオンの紫外@Kよる透過率低
下を防止するのに効果があるが、50pP−未満ではそ
の効果が得られず、1000ppmを越えると紫外域で
の分光透過率が上記値を満足しない。
また、Pe20,とT10,との合置は上記2式を満た
すことが必要である。F e z O sはTie,K
Mぺて約10倍の紫外纏吸収効果奢持っている。したが
って、各^の含有濾について、(pa2o,含有磁)X
10+(T10,含有1)のmが、400未満では2 
5 5 amにおける透過率が1%を大きくはずれてし
まい、1100を越えると3 0 2 filnにおけ
る透過率が68外を下回るので上記l@囲内である必要
がある。ま友ガラス中のF● とT+   の比すなわ
ち、(Fl!20,含有m)/(TiO,含有*)の値
が1.5を越えると、TI イオ/の存在によるFa”
+→F@” + @一反応を抑える作用が弱くなり、ガ
ラスのソーラリゼーシ箇ン防止効果が得られない。sb
,o,は、ガラスの着色防止κ効来があり、ま九清澄作
用を期待して添加するが、0.02襲未満ではその効果
がなく、1%を越えると紫外域の透過率が着しく低下す
るので好ましくない。
本発明を構成する硼珪酸系ガラスは、上記Fs O  
TIO, + 8b,O,の池、重層百分率で23’ Si0265〜80%* Ai2o31〜10%T L
+zO+N烏20+K,04〜1 2%,B208〜2
 0 % ,CaO+MgO+BaO+ZnO O 〜
1 0%から成る組成を有することが望ましい。SI0
2はガラスの網目sfiを形成する必須成分であるが、
65%未満ではガラスの化学的耐久性が低下し、80%
’t越えるとガラスの溶融性が著しく悪化する。M20
3は、ガラスの失透防止、化学的耐久性同上に効果があ
るが、1%未満ではその効果が認められず、10%を薦
えると溶融性が愚化する。アルカリ金lI4flt化物
は、ガラスの粘性を下け、溶融性を向上させるが、その
合量が4%未満ではガラスの溶融・成形が困薯であ)、
12囁を越えると化学的耐久性が著しく低下し、熱膨張
係数が大き〈な9耐熱性・耐熱衝撃性が損なわれる。B
,0,はガラスの熱膨張係数を大きくすることなく溶融
時の粘性を低下させるが、8一未満ではその効果がなく
、20襲を越えると化学的耐久性が低下する。
CaO H MgO e Ba0 1 ZnOは、溶融
性向上のために添加するものであるが、10%を越える
と失逼を生じ好ましくない。
以上の成分の隼、必要に応じてAmass I F *
CJを合量で1%まで添加してもよい。λm z O 
sは4F60+人m 2 0 @ →2 F 6 2 
0 B十人s,0,の反応によシガラスのソーラリゼー
シ■ンを促進するので、紫外纏透過率を劣化させる原因
ともなシ、人S,0,の添加は好ましいとはいえないが
、これらの物質は清置を促進しガラスに高い均質性金与
えるので1%を上限として添加してもさしつかえない。
(実施例) 次K本発明の実施例Kついて説明する。
第1表に基礎ガラスとして重量百分率で、810,71
%.λJ!0,5.5%l B,0,1 5%lNax
O2.4%.K,05.6%,Sb201 0.5 %
からなる組成のガラスを用い、このガラスKT10 と
F @ s O s2 を添加してその含有量を変化させ九場合の初期透一率お
よび劣化率を示し次。ここで初期透過率は肉厚2.4m
mの板状に研磨し九試料ガラスの255am,302m
mKおける透過率を測定した値であシ、劣化率は同じ試
料ガラスをサンシャイン力ーボンアーク灯式耐候性試験
機のフィルタ配段位置にセットし、サンシャインカーボ
ンアーク灯を200時間点灯した後、再度3 0 2 
amにおける透過率を測定し、初期透過率からの減少分
を初期透濾準で割って百分半表示したものである。
なお、11K1表中、試料▲1〜8が本発明K係る実施
例、試料▲9〜10は比較例のガラスである。
第1表から本発明に係る実施例のガラスは、比較例のガ
ラスと較べていずれも良好な耐紫外襟劣化率全示し、ガ
ラスのソーラリゼーシ冒ンによる紫外S透過率の劣化が
少ないガラスであることがわかる。第1表に示すA2の
実施例ガラスとA90比較例ガラ−スの分光透過特性t
弟1図ないし第2図に示す。弟1図において曲線AはA
2ガラスの初期の分光造過率曲編、曲−A′はサンシャ
インカーボンアーク灯式耐候性試験機において200時
間使用後の測定結果である。同様に第2図において曲1
1BFiA9ガラスの初期の分光透過率曲1曲411 
B/はA2ガラスと同条件経過後の測定結果である。第
1図および42図から明らかなように、比較例ガラスで
は特K短波長側での透過率劣化が目立つのに対し、実施
例ガラスは全域にわたって透過率の劣化が少なく、初期
の分光透過特性を長期間維持でさる。
また、弟2表に基礎ガラス組或を変えた実施例を示す。
これらのガラスは、いずれも所定の酸化物組成が得られ
るように原料を調合し、白金るつぼ内で1450℃にて
5時間溶融して得たものである。第2表において、初期
透過率および劣化率は、上記弟1表と同様に測定・算出
した値を、耐第 2 表 水性は日本光学硝子工業会規格の光学ガラスの化学的耐
久性の測定法によって測定した値を示し九。
第2表中、R,OはNa,0 . K,O . L輸0
の合量を、R’OはMgO . CaO * ZnO 
. BaOの合波を表わし、組成は1量百分率で示して
ある。
ガラスのa遍率等光学時性の経時変化は、上述したソー
ラリゼーシ璽ンによるもののほか、ウェザリングによる
表面変質の影響を受ける。第2表K示すように本発明に
係る実施例のガラスは、良好な耐水性を示し、この点か
らも経時変化の少ない優れ良ものである。
本発明のガラスは、以上の優れた特性によシ、サンシャ
インカーボンアーク灯式耐候性試験機のフィルタのみな
らず、紫外線透過特性を要する様々な用途に適用し得、
高温高湿の厳しい環境下でも長期間安定した轡性を維持
できる。九とえば、自動車前照灯において紫外線光源を
用いることによシ、繊維や塗料等の螢光作用を利用して
夜間の歩行者や二輪車の視認性を高める照明システムが
考えられているが、本発明のガラスは紫外儂透過性・耐
候性・耐熱性などの点で、このような自動車前照灯用の
レンズ素材としても最適なものである。
〔発明の効果〕
以上のように本発明のガラスは、索外I1jlWA射に
よるソーラリゼーシ1ンt生じに<〈)化学耐久性にも
優れているので、初期の分光籍性を長期間にわたウて維
持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る実施例ガラスの分光透過特性を示
す曲線図、第2図は従来例ガラスの分光透過特性を示す
曲線図である。 A,A’・・一・・本発明の実施例ガラスB,B’・・
一・・従来例ガラス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量比で、Fe_2O_35〜80ppm、Ti
    O_250〜1000ppm、Sb_2O_30.02
    〜1.0%を含有する硼珪酸系ガラスであって、その透
    過率が肉厚2.4mmのガラスにおいて波長255nm
    で1%以下、波長302nmで68%以上であり、かつ
    前記Fe_2O_3、TiO_2の含有量が次式を満足
    する範囲内にあることを特徴とする紫外線透過ガラス。 400≦〔(Fe_2O_3含有量)×10+(TiO
    _2含有量)〕≦1100 かつ (Fe_2O_3含有量) ≦1.5 (TiO_2含有量)
  2. (2)請求項1記載の硼珪酸系ガラスが前記成分の他、
    重量百分率でSiO_265〜80%、Al_2O_3
    1〜10%、Li_2O+Na_2O+K_2O4〜1
    2%、B_2O_38〜20%、CaO+MgO+Ba
    O+ZnO0〜10%から成る組成を有することを特徴
    とする請求項1記載の紫外線透過ガラス。
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