JPH0676226B2

JPH0676226B2 - Ｕｖ透過ガラス

Info

Publication number: JPH0676226B2
Application number: JP1006057A
Authority: JP
Inventors: ベルナー・キーフアー
Original assignee: カール−ツアイス−シユテイフツング
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: NL193906B; KR890011792A; US5045509A; GB2218086B; GB2218086A; DE3801840A1; DE3801840C2; GB8900878D0; SG60792G; KR920003223B1; NL193906C; JPH02141438A; NL8900086A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はUV照射に対して良好な透明性を有するガラスに
関する。該ガラスは良好な耐加水分解性及び低熱膨張性
を有することも意図され且つ熱膨張率がガラスがAl₂O₃
と加圧されたグレージング（glazing）を生成し、更に
タングステンと共にシールを形成しうるようなものであ
ることも意図される。

ガラスの最適な経済的有効性を保証するために、ガラス
の性質はガラスが一方でEP−ROMの窓ガラスとして、他
方UV照射用ランプとして使用しうるようなものであるべ
きである。

ここにEP−ROMは、消去可能なプログラムしうる読み取
り専用メモリー（ＥrasableＰrogrammable−Ｒead Ｏnl
y Ｍemory）に対する略号である。これは特殊な「読み
取り専用の半導体ストア（store）」である。この半導
体に記憶されたプログラムは紫外線（UV）照射によつて
消去することができる。半導体を保持するために、高UV
透明性のガラスの窓を含む酸化アルミニウムセラミツク
のハウジングが使用される。ガラスのUV透明性は波長25
3.7mm及びガラスの厚さ1mmに対して少くとも70％である
べきである。ガラスの窓は、ハウジングの内側が気密状
態に隔離されるようにAl₂O₃のハウジングに密着しなけ
ればならない。これはAl₂O₃セラミツクより低い熱膨張
性のガラスを用いることによつて達成される。ガラス−
セラミツクのシールが冷却するにつれて、セラミツクの
ハウジングはガラスの窓上で収縮し、内側空間を気密状
態にシールし、そしてガラスを圧縮応力下に置く。EP−
ROMの長期間の使用を、高大気湿度の国においてでさえ
保証するために、ガラス窓は良好な耐加水分解性を有さ
ねばならない。

UV透明性ランプは例えば治療上の処置に対して或いは殺
菌に対して必要とされる。254nm以下のUV光線は治療の
目的に対して有害であり、一方185nmまでのUV光線は殺
菌に対して重要である。ランプの製造は、用いるガラス
がタングステン、バコン（Vacon）10（Ni/Fe/Co合
金）又はモリブデンでシールを形成しうることを保証す
る。

UV透明性ガラスは英国特許第589,533号から公知であ
る。これに記述されるガラスはSiO₂50〜70重量％、Al₂O
₃４〜10重量％、アルカリ金属酸化物１〜５重量％及びB
₂O₃20〜40重量％を含有する。またその教示はアルカリ
金属酸化物含量がUV透明性ガラスを製造するためにでき
る限り低く維持すべきであると述べている。

他のUV透明性ガラスは特開昭60-21830号から公知であ
る。これは次の組成を有する：SiO₂60〜70重量％、Al₂O
₃４〜８重量％、B₂O₃18〜25重量％、Li₂O＋Na₂O＋K₂O
６〜11重量％、MgO＋CaO＋SrO＋BaO＋ZnO ０〜４重量
％及びF₂０〜３重量％。このガラスは30〜380℃におい
て5.0〜5.8×10^-6K^-の熱膨張係数αを有する。

これらの文献から公知のガラスはそれぞれの場合特別な
目的に対して、例えばUVランプ又はEP−ROMの窓を製造
するために使用しうる。しかしながら種々の可能な用途
に適したUV透明性ガラスは公知でない。

それ故に本発明の目的は種々の用途に適したUV透明性ガ
ラスを提供することである。特にこの新規なガラスはEP
−ROMの窓及びUVランプの双方に対して使用することが
意図される。

本発明によれば、この目的は、厚さ1mm及び波長253.7nm
に対して少くとも75％の透過率、20〜300℃の温度範囲
において3.8×10^-6〜4.5×10^-6K^-1の熱線膨張係数、及
びDIN12111に従つてNa₂O120μg/g以下の耐加水分解性を
有するガラスを提供することによつて達成される。該性
質を有する本発明のガラスは酸化物基準で計算して SiO₂ 64〜66.5重量％ B₂O₃ 20〜22.5重量％ Al₂O₃ 4.0〜6.0重量％ Li₂O 0.4〜1.0重量％ Na₂O 1.0〜3.5重量％ K₂O 1.0〜2.5重量％ CaO 0.35〜0.8重量％ BaO 0.5〜2.0重量％ F^- 0.5〜2.0重量％ ΣLi₂O＋Na₂O＋K₂O 3.8〜5.5重量％ ΣCaO＋BaO 1.0〜2.5重量％１種又はそれ以上の精製剤 0.2〜2.0重量％１種又はそれ以上の還元剤 0.05〜0.3重量％の合成組成を有する。

これはガラスの製造に普通の条件下に製造される。

ガラスのUV透明性は鉄の含有量を減ずることによつて改
良しうることが公知である。同様に全鉄含有量の減少と
共に、鉄のFe²⁺への出来る限り最も完全な還元も重要で
ある。それ故にガラスはいずれかの酸化剤例えば硝酸塩
又は精製剤（refining agent）例えばAs₂O₃又はSb₂O₃を
含有してはならない。

高ホウ酸含有量を有するガラスはNaClでかなり良く精製
しうることも公知である。しかしながら他の精製剤も可
能である。砂糖又はアルミニウム粉末は好ましくは還元
のために使用される。

検討によると、UVガラスは１つの因子としての熱膨張が
3.8〜4.5×10^-6K^-1に調節しうる場合にEP−ROMの窓及び
UVランプの双方に対して使用できることがわかつた。本
発明によると、この熱膨張の調節は4.0〜5.0重量％のア
ルカリ金属酸化物含有量及び1.0〜2.5重量％のアルカリ
土類金属酸化物含有量によつて達成される。

高ホウ酸含量のガラスは非常に貧弱な加水分解性を有す
ることが知られている。驚くことに、本発明によるアル
カリ金属酸化物及びアルカリ土類金属酸化物に対する範
囲が維持されるならば、耐加水分解性に課せられた高度
の必要条件が満たされるということが発見された。

0.5〜1.0重量％のLi₂O含量は融点を低下させる。1.0重
量％以上のLi₂O含量は耐加水分解性に対して悪影響を及
ぼす。3.5重量％以上のNa₂O含量も耐加水分解性に悪い
影響を与える。CaO及びBaOだけはアルカリ土類として適
当である。少量（例えば0.30重量％）のMgOでさえガラ
スが不透明になる。CaOもガラスの僅かな不透明化をも
たらす。従つて本発明によれば、CaOに対する上限は0.8
重量％である。一方CaOは耐加水分解性に対して非常に
好ましい影響を及ぼす。従つてガラスはCaOを少くとも
0.3重量％含有すべきである。BaOも耐加水分解性の改善
に寄与する。それ故にCaO＋BaOの合計は1.0重量％以下
であるべきでない。BaOの代りにSrOを用いてもよいが、
その価格が高いために積極的には推奨できない。

Al₂O₃含量は6.0重量％を越えるべきでない。Al₂O₃含量
が6.0重量％を越えるならば一方で作業温度（working p
oint）V_A（V_A＝10⁴dPasに対する作業温度）は1160℃以
上まで上昇し、また他方で耐加水分解性は貧弱になるこ
とが発見された。Al₂O₃含量が４重量％以下の場合、ガ
ラスはミルク色になる。また22.5重量％以上のB₂O₃含量
は耐加水分解性に悪影響を及ぼす。0.5〜2.0重量％の弗
素含量はUV透過性に悪影響を及ぼさずに融解及び精製挙
動を改善する。

下記の第１表は本発明によるガラス組成物の例を重量％
で示す。ガラスは次の低鉄含量の原料を融解することに
よつて製造した：砂（Fe₂O₃の低量；商品名シパー（sip
ur））としてのSiO₂、ホウ酸としてのB₂O₃、Al(OH)₃と
してのAl₂O₃、炭酸塩としてのLi₂O、Na₂O、CaO及びBa
O、NaCl、Na₂SiF₆としてのF^-。ここにNaClは精製剤とし
て、また糖は還元剤として使用した。

ガラスを石英ルツボ中において1500〜1650℃（好ましく
は1550℃）下に1.5〜2.5時間融解し、そして1450〜1600
℃（好ましくは1500℃）で2.5〜４時間精製した。

第２表は第１表におけるガラスの物理的及び化学的性質
を含む。

熱的線膨張率αを20〜300℃で測定した。α値は3.8〜4.
5×10^-6K^-1である。Tgは転移温度を℃で示す。作業温度
V_Aは10⁴dPasのガラス粘度に対する℃での温度である。
ｄはg/cm³で表わした密度を示す。耐加水分解性ＨはDIN
12111に従つてNa₂Oμg/ガラスｇで決定する。UV透明性
τは厚さ1mmの試料について波長253.7nmに対して決定し
た。

DIN12111に従う耐加水分解性Ｈの測定方法は次のとおり
である。

粒径315〜500μｍのガラス粒子2gを50mlの沸騰水中で１
時間加熱する。その後遊離したアルカリを、指示薬とし
てナトリウムメチルレツドを用い、濃度0.01モル／リツ
トルの塩酸で滴定する。塩酸の消費量からガラス粒子1g
当りのNa₂Oμｇを決定する。例えば、塩酸（濃度0.01モ
ル／リツトル）の消費量0.6ml/ガラスｇは186Na₂Oμg/
ガラスｇに相当する。

発明の特徴及び態様は以下の通りである： 1.厚さ1mm及び波長253.7nmに対して少くとも75％の透過
率、20〜300℃の温度範囲において3.8×10^-6〜4.5×10
^-6K^-1の熱線膨張係数、及びDIN12111に従つてNa₂O120μ
g/g以下の耐加水分解性を有し且つガラス製造の普通の
条件下に、酸化物基準で計算して SiO₂ 64〜66.5重量％ B₂O₃ 20〜22.5重量％ Al₂O₃ ４〜６重量％ Li₂O 0.4〜１重量％ Na₂O 1.0〜3.5重量％ K₂O 1.0〜2.5重量％ CaO 0.35〜0.8重量％ BaO 0.5〜2.0重量％ F^- 0.5〜2.0重量％ ΣLiO₂＋Na₂O＋K₂O 3.8〜5.5重量％ ΣCaO＋BaO 1.0〜2.5重量％１種又はそれ以上の精製剤 0.2〜2.0重量％１種又はそれ以上の還元剤 0.05〜0.3重量％の合成組成物から製造されるUV照射に透明なガラス。

2.NaClを精製剤として用いることによつて製造した上記
１のUV透明性ガラス。

3.糖を還元剤として用いることによつて製造した上記１
及び上記２のUV透明性ガラス。

4.アルミニウム粉末を還元剤として用いることによつて
製造した上記１及び上記２のUV透明性ガラス。

5.酸化物基準で計算して SiO₂ 64〜66.5重量％ B₂O₃ 20〜22.5重量％ Al₂O₃ ４〜６重量％ Li₂O 0.4〜１重量％ Na₂O 1.0〜3.5重量％ K₂O 1.0〜2.5重量％ CaO 0.35〜0.8重量％ BaO 0.5〜2.0重量％ F^- 0.5〜2.0重量％ ΣLiO₂＋Na₂O＋K₂O 3.8〜5.5重量％ ΣCaO＋BaO 1.0〜2.5重量％１種又はそれ以上の精製剤 0.2〜2.0重量％１種又はそれ以上の還元剤 0.05〜0.3重量％の合成組成物を、普通の融解法に従つて1500〜1650℃下
に1.5〜2.5時間石英ルツボ中で融解し、そしてこれを14
50〜1600℃下に2.5〜４時間精製することを含んでなる
上記１〜４のUV透明ガラスの製造法。

6.UVランプ及びEP−ROMの窓ガラスを製造するために上
記１〜４のUV透明ガラスを使用すること。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さ1mm及び波長253.7nmに対して少くとも
75％の透過率、20〜300℃の温度範囲において3.8×10^-6
〜4.5×10^-6K^-1の熱線膨張係数、及びDIN12111に従って
Na₂O120μg/g以下の耐加水分解性を有しかつガラス製造
の普通の条件下に、酸化物基準で計算して SiO₂ 64〜66.5重量％ B₂O₃ 20〜22.5重量％ Al₂O₃ ４〜６重量％ Li₂O 0.4〜１重量％ Na₂O 1.0〜3.5重量％ K₂O 1.0〜2.5重量％ CaO 0.35〜0.8重量％ BaO 0.5〜2.0重量％ F^- 0.5〜2.0重量％ ΣLi₂O＋Na₂O＋K₂O 3.8〜5.5重量％ ΣCaO＋BaO 1.0〜2.5重量％１種又はそれ以上の精製剤 0.2〜2.0重量％１種又はそれ以上の還元剤 0.05〜0.3重量％の合成組成物から製造されるUV照射に透明なガラス。
【請求項２】酸化物基準で計算して SiO₂ 64〜66.5重量％ B₂O₃ 20〜22.5重量％ Al₂O₃ ４〜６重量％ Li₂O 0.4〜１重量％ Na₂O 1.0〜3.5重量％ K₂O 1.0〜2.5重量％ CaO 0.35〜0.8重量％ BaO 0.5〜2.0重量％ F^- 0.5〜2.0重量％ ΣLi₂O＋Na₂O＋K₂O 3.8〜5.5重量％ ΣCaO＋BaO 1.0〜2.5重量％１種又はそれ以上の精製剤 0.2〜2.0重量％１種又はそれ以上の還元剤 0.05〜0.3重量％の合成組成物を、普通の融解法に従って1500〜1650℃下
に1.5〜2.5時間石英ルツボ中で融解し、そしてこれを14
50〜1600℃下に2.5〜４時間精製することを含んでなる
特許請求の範囲第１項記載のUV透明ガラスの製造法。