JPS63248738A - 280〜500nmの透過帯域用のソラリゼーション耐性UV−フィルタガラス - Google Patents

280〜500nmの透過帯域用のソラリゼーション耐性UV−フィルタガラス

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JPS63248738A
JPS63248738A JP62321136A JP32113687A JPS63248738A JP S63248738 A JPS63248738 A JP S63248738A JP 62321136 A JP62321136 A JP 62321136A JP 32113687 A JP32113687 A JP 32113687A JP S63248738 A JPS63248738 A JP S63248738A
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は特に280乃至550 nmの紫外線およびi
i視光線スペクトル帯域に透過帯域を有する選2+ 択的CO−または(C02+およびN i ”)−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Co’+ 
N i 2”0)特性的吸収帯域を存し、従って二の種
のガラスは層の厚さに依存して、それぞれ2つの障壁帯
域によっ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ィ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T waxとT+sax/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λ
mと呼び、距離λ′ 1/2〜λ′1/2を半値幅(H
W)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200〜110
0rvの放射帯域のUV光源のフィルタリングに際して
コンバージョンフィ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バスフィルターと
して、また約420〜680n履の阻止フィルタとして
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) Co”−または(Co ”bよびN t 2”)着色ア
ルカリケイ酸ガラスフィルタは光学フィルタガラスの最
大メーカによって公知である。例えば、B02.FG3
.UGl、(ショット−カタログ)、1−61.7−5
1(コーニング−カタログ)、BD37 93 (VE
B−イエ+−fy9oグ)’c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
をソラリゼーションと呼ぶ。光源に対する露出時間、光
源強度およびフィ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。
フィルタガラスのソラリゼーション特性をall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。
試料厚さ二   1市 光源:     低圧水銀灯(254niにおいて最大
放射)、フィリップ社製 「シルバニア ゲルミシダル」 型(放射スペクトル、p、2参 照) 光源のフィルタリング:  ナシ 光源−試料間隔: 140關 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、ショットグラスベルク
社、BO2)の例において、前記のソラリゼーションテ
ストの前後の200〜850 nm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
域におけるフィ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
のソラリゼーション耐性とを兼備したアルカリケイ酸ガ
ラス、6−1らUV−フィ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
る事によって達成される。
使用特許請求の範囲に記載のガラスに関して、US−P
S39,02,881号明細書で説明されている。
本発明において、ソラリゼーションを発生するUV−帯
域はすでにフィルタの表面層において吸収され、フィル
タそのものの中においてはソラリゼーションは惹起され
ない事が発見された。
280.295.305および320nmの1m+s−
カットオンフィルタによるUv−光源のフィルタリング
によっても同様の作用が得られる。これらのフィルタに
よって、最大エネルギーのUV一部分が吸収され、従っ
てガラス中に着色中心を形成しソラリゼーションの原因
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CeO、TiO2、Fe2O3およびV 2
05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って
6 (、) nIm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、1龍の厚さの場合
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)。
例えば別表2に示す対応の市販のバンドパスフィルター
およびコンバージョンフィルタと比較して、グループI
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。
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S n O2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、さらにこれによってガラスのソラリゼ
ーショ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
S n O2の添加によっ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、S n 02によって吸
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 (ns)において測定されるフィルタの透
過帯域の重心は、大きなソラリゼーション傾向を有する
従来のフィ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S n O2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ィルタガラスの製造
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As  Oおよび/または5b2
03のほかに、基本ガラス組成に従って、清澄作用の支
持のために特にF、CI、NHC1およびSO3を使用
する。
吸収エツジの移動は、PbOとS n 02によって達
成されるのみならず、250〜400n■の吸収帯域を
有するイオンによって、特にCe”、Ti  、Fe 
 SV  およびPb2+によtても可4+     
3+    5+ 能である。清澄剤As202および/またはS b 2
0 aおよび「着色フィルタイオン」COおよびNi”
&共に使用する場合、これら2+ 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種の両値性イオ
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
ソラリゼーション現象を生じるからである。この関係は
公知であって、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  NC863(19
84) 、p、357−363、クラウス ベルムード
ほか、Glastechn、 Ber。
58  (1985)3.1)、  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S n O2合成酸
分によって、310n−吸収エツジの位置は影響されな
いが、PbOおよびS n 02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ョンの低
下が生じる。
pb  およびSn2+乃至はSn”(7)組込みによ
り2+ 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。
場合によって、Co O−CO20aの形の0〜1.5
重量%のCoo、および 場合によって、NLOおよびNi2O3の形の0〜4.
4重量%のN i 00 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(BO2)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。また照射によっ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。
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、1280〜132
0℃の温度でセラミックスまたは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、行った。
64.064kg  二酸化ケイ素(Sipur)(S
 t 02 ) 15.367kg  ホウ酸(H3BO3)23.18
1kg  炭酸水素ナトリウム(N a HCOa ) 12.205kg  炭酸カリウム(K2CO3)2.
480kg  炭酸バリウム(BaC03)1.101
kg  酸化亜鉛(Z n O)5.067kg  鉛
丹(Pb304)1、 200kg  二酸化スズ(S
 n O2)0.253kg  酸化ヒ素(As202
)0.150kg  塩化アンモニウム (NH2Cl) 0.230kg  硫酸ナトリウム (N a Z b O4) 0、 200kg  コバルト金属粉(Co)0゜84
4kg  酸化コバルト(CO20a )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図はバンドパスフィ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λnlの関係を示すグラフ
、第5図はフィ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
よるフィルタと市販のフィ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ィルタと従来の
フィ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Co^2^+または(Co^2^+お
    よびNi^2^+)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ョ
    ン耐性UV−フィルタガラス。 SiO_2    52〜71重量% B_2O_3   0〜17.5重量% Al_2O_3  0〜3.0重量% Pb0      2.5〜17.0重量% SnO      0.1〜1.7重量% Na_2O    5.0〜18.5重量% K_2O     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% ΣAs_2O_3+Sb_2O_30.05〜0.5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項記載のフィルタガラス。 MgO      0〜1.6重量% CaO      0〜4.8重量% SrO      0〜1.9重量% BaO      0〜2.5重量% Co       0〜0.75重量% CoO      0〜1.5重量% Ni       0〜2.6重量% NiO      0〜4.4重量% F^−      0〜0.5重量% [Fe_2O_3 0〜0.8重量% TiO_2 CeO_2 V_2O_5] 3、ガラスが清澄剤F^−、As_2O_3および/ま
    たはSb_2O_3のほかに、清澄作用の支持のため、
    0〜0.3重量%のSO_3および/またはNH_4C
    l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項記載のフィルタガラス。 4、ガラスが10乃至10^6dPa・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Li_2O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
    フィルタガラス。 5、下記の成分(重量%)から成ることを特徴とするC
    o^2^+または(Co^2^+およびNi^2^+)
    着色アルカリケイ酸ガラスの光学フィルタガラス。 SiO_2      52〜71 PbO         2.9〜16.8 SnO_2       0.1〜1.65 Na_2O       6.7〜16.7 K_2O        0.5〜9.9 Na_2O+K_2O 13.3〜18.3 NiO+CoO     0.1〜4.4 As_2O_3+Sb_2O_30.05〜0.5 ΣRO         0〜8.6 B_2O_3      0〜8.5 Al_2O_3     0〜0.55 ZnO         0〜10.5 ここに、R=Mg、Ca、Sr、Ba。
JP62321136A 1986-12-19 1987-12-18 280〜500nmの透過帯域用のソラリゼーション耐性UV−フィルタガラス Granted JPS63248738A (ja)

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