JP2013230952A - 紫外可視域透過ガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高く、かつ紫外線照射後において透過率の減少が抑制されたガラスを提供する。
【解決手段】ガラス全体量を１００重量％とし、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％、
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする紫外可視域透過ガラス。
【選択図】なし
【解決手段】ガラス全体量を１００重量％とし、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％、
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする紫外可視域透過ガラス。
【選択図】なし
Description
本発明は、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高く、かつ紫外線照射後において前記透過率の減少が抑制されているガラスに関する。
従来、紫外線（紫外光）を透過させるガラスとして、石英ガラス（ＳｉＯ２ガラス）がある。この石英ガラスは、耐光性、耐熱性、耐食性に優れ、紫外領域（紫外域）から近赤外領域の光に対して非常に高い透光性を有する。この石英ガラスの製造方法として、水晶の粉末を2000℃以上で溶融、冷却しガラス化する方法が挙げられる。しかしながら、前記記載の製造方法では、非常に高い温度で溶融させなければならず、製造しにくいという欠点がある。また、上記製造方法以外の石英ガラス製造方法として、ＣＶＤ法やゾル−ゲル法などが挙げられる。しかしながら、ＣＶＤ法やゾル−ゲル法では、大きなバルク体（塊）を得ることが困難である。
また、紫外線を透過するガラスとして、ケイ酸塩ガラスにＶ２Ｏ５、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｅＯ２又はＴｉＯ２を含有するガラスが知られている（特許文献１、２及び３）。しかしながら、これらのガラスは積極的に紫外線を透過させることを目的としておらず、可視光線（可視光）をできるだけ透過させることを目的としている。実際に、当該ガラスは波長３５０ｎｍの光の透過率を３０％以下に抑えているだけであって、一部の紫外線については遮断（吸収）してしまうという問題がある。
一方、紫外線及び可視光線を効率よく透過させるガラスとして、ホウケイ酸塩ガラスに、ＦやＣｌを含有したガラスが知られている（特許文献４、５）。当該ガラスは、紫外領域から可視領域（可視域）の光をより多く透過し、かつ耐食性に優れたガラスである。しかしながら、当該ガラスはＦ（フッ素）を含有するため、製造する際に大規模で複雑な製造装置が必要である。また、当該ガラスにフッ素を除外したガラスにおいても、紫外領域から可視領域の光をより多く透過するガラスを作製することはできる（特許文献６）。しかしながら、このようなフッ素を除外したガラスは、長時間紫外線を含む光を照射すると、紫外線のエネルギーによってガラスの非架橋酸素の電子が欠落する。その結果、ガラスが着色してしまい、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が減少する（いわゆるソラリゼーション）という問題が生じる。
また、紫外線及び可視光線を効率よく透過させるガラスとして、アルミノケイ酸塩ガラスが挙げられる（特許文献７）。当該ガラスは、紫外領域から可視領域の光をより多く透過するガラスである。しかしながら、当該ガラスもまた、長時間紫外線を含む光を照射すると、紫外線のエネルギーによってガラスが着色してしまい、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が減少するという問題が生じる。しかも、当該ガラス組成では、１４５０℃以上の溶融温度を必要とし、高い粘性のためにガラス成形しにくいという問題がある。
本発明は、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高く、かつ紫外線照射後において透過率の減少が抑制されたガラスを提供するものである。
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定組成のガラスによれば上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記の紫外可視域透過ガラスに関する。
１． ガラス全体量を１００重量％とし、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％、
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする紫外可視域透過ガラス。
２． Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＰｂＯ、ＣｅＯ２及びＴｉＯ２の合計含有量が５０重量ｐｐｍ以下である、上記項１に記載の紫外可視域透過ガラス。
３． 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに、波長２００〜８００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、透過率５％の波長と透過率７２％の波長との中心波長が２２０〜２９０ｎｍの範囲にあり、
透過率５％の波長と透過率７２％の波長との間隔が４０ｎｍ以内である、
上記項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
４． 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が６０％以上であって、
紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が５％以下である、
上記項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
５． 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が８５％以上であって、
紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が３％以下である、
上記項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
１． ガラス全体量を１００重量％とし、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％、
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする紫外可視域透過ガラス。
２． Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＰｂＯ、ＣｅＯ２及びＴｉＯ２の合計含有量が５０重量ｐｐｍ以下である、上記項１に記載の紫外可視域透過ガラス。
３． 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに、波長２００〜８００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、透過率５％の波長と透過率７２％の波長との中心波長が２２０〜２９０ｎｍの範囲にあり、
透過率５％の波長と透過率７２％の波長との間隔が４０ｎｍ以内である、
上記項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
４． 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が６０％以上であって、
紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が５％以下である、
上記項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
５． 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が８５％以上であって、
紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が３％以下である、
上記項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
以下、本発明の紫外可視域透過ガラスについて詳細に説明する。
紫外可視域透過ガラス
本発明の紫外可視域透過ガラスは、ガラス全体量を１００重量％とし、酸化物組成として、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする。
本発明の紫外可視域透過ガラスは、ガラス全体量を１００重量％とし、酸化物組成として、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする。
上記特徴を有する本発明の紫外可視域透過ガラスは、紫外領域から可視領域の光（紫外線及び可視光線）に対して透過率が高い。また、本発明の紫外可視域透過ガラスは、紫外線照射後において前記透過率の減少が抑制されている。即ち、紫外線照射後においても前記透過率が高い。
多成分系ガラス材料においては、各成分が相互に影響して、ガラス材料の固有の特性を決定するため、各成分の量的範囲を各成分の特性に応じて論じることは必ずしも妥当ではないが、以下に、上記組成において各成分の量的範囲を規定した根拠を述べる。
ＳｉＯ２は、ガラス網目を構成する成分である。また化学的耐久性を向上させる成分である。ＳｉＯ２の含有量は２０〜７０重量％であり、３０〜６０重量％が好ましい。ＳｉＯ２の含有量が７０重量％を超える場合、ガラスの溶融性が悪化するおそれがある。ＳｉＯ２の含有量が２０重量％未満の場合、化学的耐久性が不充分で変色の原因となるおそれがある。
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの失透を抑制し、化学的耐久性を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は２〜３０重量％であり、５〜３０重量％が好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が３０重量％を超える場合、ガラスの溶融性が悪くなり、失透し易くなる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が２重量％未満の場合、十分な効果が得られ難い。
Ｂ２Ｏ３は、ガラス網目を構成する主成分である。またガラスの溶融性を向上させる成分である。Ｂ２Ｏ３の含有量は１５〜４０重量％であり、２０〜４０重量％が好ましい。Ｂ２Ｏ３の含有量が４０重量％を超える場合、ガラスの化学的耐久性が不十分となるおそれがある。Ｂ２Ｏ３の含有量が１５重量％未満の場合、光透過特性及びガラスの溶融性が悪化するおそれがある。
Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）は、ガラスの溶融性を向上させる成分である。また、これらの成分は、一種又は二種以上で使用できる。これらの含有量は、合計量で５〜２０重量％であり、７〜２０重量％が好ましい。Ｒ１ ２Ｏの含有量が２０重量％を超える場合、ガラスの化学的耐久性が不十分となるおそれがある。Ｒ１ ２Ｏの含有量が５重量％未満の場合、ガラスの溶融性が不十分となるおそれがある。
Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）は、ガラスの化学的耐久性を向上させる成分である。これらの成分は、一種又は二種以上で使用できる。これらの含有量は、合計量で０〜１５重量％であり、０〜１０重量％が好ましい。これらの含有量が１５重量％を超える場合、ガラスの溶融性が低下するおそれがある。
Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３は、ガラスの清澄剤として作用する。これらの成分は、一種又は二種以上で使用できる。これらの含有量は、合計量で０〜１重量％であり、０〜０．５重量％が好ましい。これらの含有量が１重量％を超える場合、ガラスの溶融性が悪くなるおそれがある。
また、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３の合計モル数（以下、当該合計モル数をＭＡ＋Ｂともいう）と、Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数（以下、当該合計モル数をＭＲ１＋Ｒ２ともいう）との比は、ＭＡ＋Ｂ：ＭＲ１＋Ｒ２＝２．５：１〜３．５：１（モル比）である。当該モル比が上記範囲内にあることにより、ガラス形成を容易にし、かつ化学的耐久性が向上されるという効果が奏される。ＭＲ１＋Ｒ２１モルに対してＭＡ＋Ｂが３．５モルを超える場合、化学的耐久性が不充分となるおそれがある。ＭＲ１＋Ｒ２１モルに対してＭＡ＋Ｂが２．５モル未満である場合、ガラスの溶融性が悪化するおそれがある。
また、Ａｌ２Ｏ３のモル数（以下、当該モル数をＭＡともいう）と、Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数（ＭＲ１＋Ｒ２）との比は、ＭＡ：ＭＲ１＋Ｒ２＝１：１（モル比）である。当該モル比が１：１であることにより、紫外線照射後において紫外領域から可視領域の光を照射したときの透過率の減少を抑制する効果が奏される。ＭＲ１＋Ｒ２１モルに対してＭＡが１モルを超える場合、もしくはＭＲ１＋Ｒ２１モルに対してＭＡが１モル未満である場合、紫外線照射後において紫外領域から可視領域の光を照射したときの透過率が減少するおそれがある。
その他、本発明の紫外可視域透過ガラスは、任意成分として、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＰｂＯ、ＣｅＯ２及びＴｉＯ２からなる群から選ばれた少なくとも一種を含有しても良い。これらの成分は、透過率５％の波長（λ１）と透過率７２％の波長（λ２）との中心波長の選択等の目的で、ガラス全体量を１００重量％として、合計で５０重量ｐｐｍ以下となるように適宜含有することができる。
本発明の紫外可視域透過ガラスの好適な実施態様（実施態様１）としては、厚さ２．５ｍｍの紫外可視域透過ガラスに、波長２００〜８００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、透過率５％の波長（λ１）と透過率７２％の波長（λ２）との中心波長（透過限界波長）（（λ１＋λ２）／２）が２２０〜２９０ｎｍの範囲にあり、透過率５％の波長（λ１）と透過率７２％の波長（λ２）との間隔（λ２−λ１）が４０ｎｍ以内である紫外可視域透過ガラスが挙げられる。当該紫外可視域透過ガラスは、前記中心波長（（λ１＋λ２）／２）が２２０〜２９０ｎｍの範囲にあるため、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高い。また、当該紫外可視域透過ガラスは、前記間隔（λ２−λ１）が４０ｎｍ以内であるため、可視光線と紫外線の境界付近で波長傾斜幅が狭いシャープな遮断機能を有する。
本発明の紫外可視域透過ガラスの好適な実施態様（実施態様２）としては、厚さ２．５ｍｍの紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が６０％以上であって、紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が５％以下である紫外可視域透過ガラスが挙げられる。当該紫外可視域透過ガラスは、波長３００ｎｍの光を入射したときの透過率が６０％以上であるため、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高い。また、当該紫外可視域透過ガラスは、紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が５％以下であるため、紫外線照射後において紫外領域から可視領域の光を照射したときの透過率の減少が抑制されている。
本発明の紫外可視域透過ガラスの好適な実施態様（実施態様３）としては、厚さ２．５ｍｍの紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が８５％以上であって、紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が３％以下である紫外可視域透過ガラスが挙げられる。当該紫外可視域透過ガラスは、波長３５５ｎｍの光を入射したときの透過率が８５％以上であるため、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高い。また、当該紫外可視域透過ガラスは、紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が３％以下であるため、紫外線照射後において紫外領域から可視領域の光を照射したときの透過率の減少が抑制されている。
前記実施態様２又は３において、紫外線の照射とは、例えば８０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を１００時間程度照射することが挙げられる。
本発明の紫外可視域透過ガラスの用途は限定的ではないが、例えば、下記が挙げられる。
（１）紫外線殺菌ランプ用ガラス材
紫外線殺菌ランプは、殺菌能力が大きい２５３．７ｎｍの紫外線を発生するランプである。よって使用されるガラス材はこの波長を効率よく透過する必要がある。
（１）紫外線殺菌ランプ用ガラス材
紫外線殺菌ランプは、殺菌能力が大きい２５３．７ｎｍの紫外線を発生するランプである。よって使用されるガラス材はこの波長を効率よく透過する必要がある。
本発明の紫外可視域透過ガラスは、紫外線の透過性能が高いため、紫外線殺菌ランプ用ガラス材として使用できる。
（２）光学用フィルター材、証明用フィルター材、レンズ材
紫外線を利用するなどの光学機器類においては、従来、光学用フィルター、照明用フィルター、レンズ材が用いられている。これらの部材は、紫外線の透過効率を高めることにより、紫外域から可視域にかけて広範囲の波長領域の光を利用することができる。
（２）光学用フィルター材、証明用フィルター材、レンズ材
紫外線を利用するなどの光学機器類においては、従来、光学用フィルター、照明用フィルター、レンズ材が用いられている。これらの部材は、紫外線の透過効率を高めることにより、紫外域から可視域にかけて広範囲の波長領域の光を利用することができる。
本発明の紫外可視域透過ガラスは、紫外線を選択的且つシャープに透過できる。そのため、紫外線を効率よく得るために有利な光学用フィルター材、照明用フィルター、レンズ材等として使用することができる。
（３）フォトレジスト露光用ガラス材料
紫外線感光用フォトレジストを用いた、基板へのパターニングには、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の、高エネルギーの紫外線を照射する光源を用いる。かかる高エネルギー紫外線は、紫外線露光に不可欠ではある。
（３）フォトレジスト露光用ガラス材料
紫外線感光用フォトレジストを用いた、基板へのパターニングには、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の、高エネルギーの紫外線を照射する光源を用いる。かかる高エネルギー紫外線は、紫外線露光に不可欠ではある。
本発明の紫外可視域透過ガラスは、かかる露光装置における紫外線透過用ガラス材として有用である。紫外線露光用ガラス材として用いることにより、各種マイクロデバイス（トランジスタ、水晶振動子、リードフレーム、シリコンウェハー等、各種光学素子に、効率よく露光し、パターニングを形成することが可能である。
（４）紫外線硬化型樹脂用露光装置におけるガラス材
紫外線硬化型樹脂を硬化させるためには、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の、高エネルギーの紫外線を照射する光源を用いる。かかる高エネルギー紫外線は、樹脂の硬化に不可欠ではある。
（４）紫外線硬化型樹脂用露光装置におけるガラス材
紫外線硬化型樹脂を硬化させるためには、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の、高エネルギーの紫外線を照射する光源を用いる。かかる高エネルギー紫外線は、樹脂の硬化に不可欠ではある。
本発明の紫外可視域透過ガラスは、かかる硬化設備における紫外線透過用ガラス材として有用である。紫外線露光用ガラス材として用いることにより、液晶ガラスの張り合わせ封止やCD、DVDドライブの光ピックアップレンズや電子製品の接着等を効率よく行うことが可能となる。
紫外可視域透過ガラスの製造方法
本発明の紫外可視域透過ガラスの製造方法は特に限定されず、上記所定の組成となるように原料を配合し、公知のガラス製造方法に従って処理すればよい。
本発明の紫外可視域透過ガラスの製造方法は特に限定されず、上記所定の組成となるように原料を配合し、公知のガラス製造方法に従って処理すればよい。
ガラス中の各成分の原料（ガラス原料）としては特に限定されないが、各金属の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、水酸化物等が挙げられる。
紫外可視域透過ガラスの製造に際しては、例えば、最終的に所定の組成となるように上記原料を調合し、１２００〜１５００℃程度の温度で溶融・撹拌・清澄後、型に流し込み、冷却中又は冷却後、４５０〜７００℃程度の温度で０．１〜５時間程度熱処理を行ない、切断、研磨等の加工を経る。
冷却・熱処理工程では、ガラスに熱的歪みが生じないように温度条件を管理することが好ましい。冷却速度としては１０〜１００℃／ｈｒ程度が好ましく、３０〜５０℃／ｈｒ程度がより好ましい。加熱速度としては１０〜１００℃／ｈｒ程度が好ましく、３０〜７０℃／ｈｒ程度がより好ましい。
本発明の紫外可視域透過ガラスは、紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高く、かつ紫外線照射後において前記透過率の減少が抑制されている。
以下、本発明の紫外可視域透過ガラスを実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は実施例に限定されない。
実施例１、比較例１及び比較例２
下記表１に示される組成となるように、ガラス原料を秤量及び調合した。
下記表１に示される組成となるように、ガラス原料を秤量及び調合した。
原料混合物を、白金坩堝中、１４００℃で溶融、清澄及び撹拌した。次に、溶融物を炭素型に流し込み、室温まで冷却した。冷却後、ガラスを切断及び研磨することにより、厚さ（肉厚）２．５ｍｍの紫外可視域透過ガラスを得た。
試験例１：分光特性測定
各ガラスの分光特性を調べた。具体的には、波長２００〜８００ｎｍの光を照射することにより、各波長における透過率を測定した。実施例１、比較例１及び比較例２で得られた各ガラスの分光特性（波長と透過率（％）との関係）を図１に示す。
各ガラスの分光特性を調べた。具体的には、波長２００〜８００ｎｍの光を照射することにより、各波長における透過率を測定した。実施例１、比較例１及び比較例２で得られた各ガラスの分光特性（波長と透過率（％）との関係）を図１に示す。
表１中、中心波長は、各ガラスの分光特性における透過率５％の波長（λ１）と透過率７２％の波長（λ２）との中心波長（（λ１＋λ２）／２）を示す。また、波長傾斜幅は、各分光特性での透過率５％の波長（λ１）と透過率７２％の波長（λ２）との間隔（λ２−λ１）を示し、波長傾斜幅が小さい方がシャープな遮断機能を有すると評価される。
試験例２：耐ソラリゼーション評価
各ガラスを、ウシオ製メタルハライドランプを使用した８０ｍＷ/ｃｍ２の強さの紫外線（ＵＶ）を１時間から１００時間照射後、３０分装置内で自然冷却した。その後、得られた各ガラスに対して上記試験例１と同様の測定を行い、分光特性を調べた。当該分光特性を図２に示す。また、前記ＵＶの照射時間と、前記ＵＶ照射の後に波長３００ｎｍの光を照射したときの透過率との関係を図３に示す。また、前記ＵＶの照射時間と、前記ＵＶ照射の後に波長３５５ｎｍの光を照射したときの透過率との関係を図４に示す。
各ガラスを、ウシオ製メタルハライドランプを使用した８０ｍＷ/ｃｍ２の強さの紫外線（ＵＶ）を１時間から１００時間照射後、３０分装置内で自然冷却した。その後、得られた各ガラスに対して上記試験例１と同様の測定を行い、分光特性を調べた。当該分光特性を図２に示す。また、前記ＵＶの照射時間と、前記ＵＶ照射の後に波長３００ｎｍの光を照射したときの透過率との関係を図３に示す。また、前記ＵＶの照射時間と、前記ＵＶ照射の後に波長３５５ｎｍの光を照射したときの透過率との関係を図４に示す。
照射距離：１３０ｍｍ（ランプ−ハウジング＝４０ｍｍ、ハウジング−サンプル＝９０ｍｍ）。
図１から、実施例１の紫外可視域透過ガラスは、比較例１及び２のガラスよりも紫外領域から可視領域の光に対して透過率が高いことがわかる。
図２から、実施例１の紫外可視域透過ガラスは、比較例１及び２のガラスよりもＵＶ照射による劣化が極めて少ない（即ち、透過率の減少が抑制されている）ことがわかる。
図３から、実施例１の紫外可視域透過ガラスは、比較例１及び２のガラスよりも波長３００ｎｍの光の透過率が高く、ＵＶ照射の後においても同様に透過率が高いことがわかる。また、実施例１の紫外可視域透過ガラスは、比較例１及び２のガラスよりもＵＶ照射による劣化が極めて少ない（即ち、透過率の減少が抑制されている）ことがわかる。
図４から、実施例１の紫外可視域透過ガラスは、比較例１及び２のガラスよりも波長３５５ｎｍの光の透過率が高く、ＵＶ照射の後においても同様に透過率が高いことがわかる。また、実施例１の紫外可視域透過ガラスは、比較例１及び２のガラスよりもＵＶ照射による劣化が極めて少ない（即ち、透過率の減少が抑制されている）ことがわかる。
Claims (5)
- ガラス全体量を１００重量％とし、
(1)ＳｉＯ２：２０〜７０重量％、
(2)Ａｌ２Ｏ３：２〜３０重量％、
(3)Ｂ２Ｏ３：１５〜４０重量％、
(4)Ｒ１ ２Ｏ（但し、Ｒ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ又はＣｓ）：５〜２０重量％、
(5)Ｒ２Ｏ（但し、Ｒ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ又はＺｎ）：０〜１５重量％、
(6)Ａｓ２Ｏ５及び／又はＳｂ２Ｏ３：０〜１重量％、
を含有し、
前記Ｂ２Ｏ３及び前記Ａｌ２Ｏ３の合計モル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及び前記Ｒ２Ｏの合計モル数との比が２．５：１〜３．５：１であり、
前記Ａｌ２Ｏ３のモル数と、前記Ｒ１ ２Ｏ及びＲ２Ｏの合計モル数との比が１：１である、
ことを特徴とする紫外可視域透過ガラス。 - Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＰｂＯ、ＣｅＯ２及びＴｉＯ２の合計含有量が５０重量ｐｐｍ以下である、請求項１に記載の紫外可視域透過ガラス。
- 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに、波長２００〜８００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、透過率５％の波長と透過率７２％の波長との中心波長が２２０〜２９０ｎｍの範囲にあり、
透過率５％の波長と透過率７２％の波長との間隔が４０ｎｍ以内である、
請求項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。 - 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が６０％以上であって、
紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３００ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が５％以下である、
請求項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。 - 厚さ２．５ｍｍの前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記透過率が８５％以上であって、
紫外線を照射した後の前記紫外可視域透過ガラスに対して波長３５５ｎｍの光を入射して透過率を測定した場合に、前記紫外線照射前を基準として前記透過率の減少が３％以下である、
請求項１又は２に記載の紫外可視域透過ガラス。
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| CN110255898A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-20 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 一种透深紫外玻璃及其制备方法、应用及熔制装置 |
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