JP2018030780A - 紫外線透過可視光吸収ガラスおよび紫外線透過可視光吸収フィルター - Google Patents
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Abstract
【課題】環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率が選択的に高く、ソーラリゼーションによる劣化を抑制した紫外線透過可視光吸収ガラスを提供する。【解決手段】実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むことを特徴とする紫外線透過可視光吸収ガラスである。【選択図】なし
Description
本発明は、紫外線透過可視光吸収ガラスおよび紫外線透過可視光吸収フィルターに関する。
従来より、紫外線硬化樹脂用光源等の紫外線照射装置において、可視光を吸収しつつ紫外線を選択的に透過する紫外線透過可視光吸収フィルターが用いられており、係るフィルターを構成する黒色ガラスとして、例えば、特許文献１（特公平４−３２０１９号公報）記載のシリケートガラスが提案されるようになっていた。
しかしながら、特許文献１記載の黒色ガラスは、紫外線透過率を向上させたり透過率を調整するためにＰｂＯやＡｓ２Ｏ３を含有するものであるのに対し、近年においては、環境負荷を低減するために、Ｐｂ、Ａｓの他、Ｃｄ、Ｃｒ等の元素を含まないガラスが求められるようになっている。
一方、省エネルギー化および作業の効率化のために、上記フィルターに使用される紫外線透過可視光吸収ガラスとしては、上記元素を含まなくても可視光の吸収性および紫外線の透過性に優れたものが求められるようになっている。
また、光学ガラスに高輝度で放射照度の大きな光を照射すると、ソーラリゼーションと称される着色現象を生じてガラスの透過率の低下を招き易く、このソーラリゼーションは、特に紫外線領域の光を含む照射光を照射した際に生じ易いため、紫外線透過可視光吸収フィルターに使用されるガラスも、長時間の使用に供された場合には、劣化（紫外線領域における吸収）を生じて紫外線領域における透過率の低下を招き易い。
このような状況下、本発明は、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率が選択的に高く、ソーラリゼーションによる劣化を抑制した新規な紫外線透過可視光吸収ガラスおよび当該ガラスからなる紫外線透過可視光吸収フィルターを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するために本発明者が鋭意検討したところ、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２ ０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含む紫外線透過可視光吸収ガラスにより、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２ ０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むことを特徴とする紫外線透過可視光吸収ガラス、
（２）前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が、０を超え０．５以下である上記（１）に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
（３）ＳｉＯ２ ５０〜７０質量％、
Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ｎａ２Ｏ ５〜２０質量％、
Ｋ２Ｏ ０〜１０質量％、
ＣａＯ ０〜１５質量％、
ＺｎＯ ０〜５質量％、
ＢａＯ ０〜１５質量％、
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２質量％
をさらに含む上記（１）または（２）に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
（４）厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を照射したときに、前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値が７５％以上である上記（１）〜（３）のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
（５）厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を照射したときに、前記照射光の照射開始時点での２００〜２９０ｎｍの波長領域における透過率および４１０〜６９０ｎｍの波長領域における透過率がいずれも１％以下である上記（４）に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
（６）厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときに、下記式（Ｉ）
（Ｂ／Ａ）×１００ （Ｉ）
（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは前記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）
で表される維持率が９０％以上である
上記（１）〜（５）のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラスからなることを特徴とする紫外線透過可視光吸収フィルター
を提供するものである。
（１）実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２ ０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むことを特徴とする紫外線透過可視光吸収ガラス、
（２）前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が、０を超え０．５以下である上記（１）に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
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Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
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をさらに含む上記（１）または（２）に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
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（６）厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときに、下記式（Ｉ）
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（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは前記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）
で表される維持率が９０％以上である
上記（１）〜（５）のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラス、
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラスからなることを特徴とする紫外線透過可視光吸収フィルター
を提供するものである。
本発明によれば、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率が選択的に高く、ソーラリゼーションによる劣化を抑制した紫外線透過可視光吸収ガラスを提供できるとともに、当該ガラスからなる紫外線透過可視光吸収フィルターを提供することができる。
先ず、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスについて説明する。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２ ０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％を含むことを特徴とするものである。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２ ０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％を含むことを特徴とするものである。
本出願書類において、紫外線透過可視光吸収ガラスとは、紫外光および可視光を含む照射光を照射したときに、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における紫外光を選択的に透過し、４１０〜６９０ｎｍの波長領域における可視光を選択的に吸収するガラスを意味する。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、ＣｏＯを、０．１〜２質量％含み、０．１〜１質量％含むことがより好ましい。
ＣｏＯは、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスの必須成分であって、紫外線を透過し可視光を吸収する成分である。
ＣｏＯの含有割合が０．１質量％未満である場合には、上記効果を十分に発揮し難くなり、ＣｏＯの含有割合が２質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
ＣｏＯの含有割合が０．１質量％未満である場合には、上記効果を十分に発揮し難くなり、ＣｏＯの含有割合が２質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
また、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、ＮｉＯを、１〜５質量％含み、
１〜３質量％含むことがより好ましい。
１〜３質量％含むことがより好ましい。
ＮｉＯは、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスの必須成分であって、紫外線を透過し可視光を吸収する成分である。
ＮｉＯの含有割合が１質量％未満である場合には、上記効果を十分に発揮し難くなり、ＮｉＯの含有割合が５質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
ＮｉＯの含有割合が１質量％未満である場合には、上記効果を十分に発揮し難くなり、ＮｉＯの含有割合が５質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
ＣｏＯおよびＮｉＯの合計含有割合は、１．１〜７質量％であることが好ましく、１．１〜４質量％であることがより好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、ＣｏＯおよびＮｉＯの両者を含有することによって、紫外線を透過しつつ、波長４１０ｎｍ〜６９０ｎｍに亘る可視光領域全域の光を効果的に吸収することができる。
ＣｏＯおよびＮｉＯの合計含有割合が１．１質量％未満であると、可視光を十分に吸収し難くなり、ＣｏＯおよびＮｉＯの合計含有割合が７質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
ＣｏＯおよびＮｉＯの合計含有割合が１．１質量％未満であると、可視光を十分に吸収し難くなり、ＣｏＯおよびＮｉＯの合計含有割合が７質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、ＴｉＯ２を、０質量％を超え１質量％以下含み、０質量％を超え０．５質量％以下含むことがより好ましい。
ＴｉＯ２は、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスの成分であって、後述するＮｂ２Ｏ５と共働して所望の紫外線透過効果およびソーラリゼーションによる劣化を抑制し得る効果を発揮することができる。
ただし、ＴｉＯ２の含有割合が多くなると紫外光領域における透過率が低下し易くなることから、その含有割合は１質量％以下に制限される。
ただし、ＴｉＯ２の含有割合が多くなると紫外光領域における透過率が低下し易くなることから、その含有割合は１質量％以下に制限される。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、Ｎｂ２Ｏ５を、０．１〜１０質量％含み、０．１〜５質量％含むことが好ましく、０．５〜５質量％含むことがより好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいてＮｂ２Ｏ５は必須含有成分であり、本発明者の検討によれば、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ、ＮｉＯおよびＴｉＯ２を所定量含有するガラス系において、Ｎｂ２Ｏ５を所定量含有することにより、可視光領域において好適に光吸収し得るとともに、紫外領域において高い透過率を発揮し、さらにはソーラリゼーションによる劣化を抑制し得ることを見出して、本発明を完成するに至った。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいて、Ｎｂ２Ｏ５の含有割合が０．１質量％未満である場合には、ソーラリゼーションによる劣化を生じ易くなり、Ｎｂ２Ｏ５の含有割合が１０質量％を超えると、紫外領域における透過率が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５合計含有割合（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）が、０．１〜１０質量％であり、０．１〜５質量％であることがより好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいて、ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５合計含有割合（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５）が、０．１質量％未満である場合には、 ソーラリゼーションによる劣化を生じ易くなり、１０質量％を超える場合は、 紫外領域における透過率が低下し易くなる。
また、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいて、ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が、０を超え０．５以下であることが好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスにおいて、ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有量（質量％）に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が、０．５を超える場合、紫外光領域における透過率が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、Ｐｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを実質的に含まない。
本出願書類において、実質的に含まないとは、Ｐｂ、Ａｓ、ＣｄまたはＣｒの化合物を原料として使用しないことを意味し、意図しない不純物として混入する場合を排除するものではない。
本出願書類において、実質的に含まないとは、Ｐｂ、Ａｓ、ＣｄまたはＣｒの化合物を原料として使用しないことを意味し、意図しない不純物として混入する場合を排除するものではない。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、ＳｉＯ２を、５０〜７０質量％含むことが好ましい。
ＳｉＯ２は、ガラスの網目形成酸化物であり、熱的安定性、化学的耐久性を発揮する上で重要な成分である。
ＳｉＯ２の含有割合が５０質量％未満である場合は、所望の熱的安定性および化学的耐久性を発揮し難くなり、７０質量％を超えると溶融し難くなって成形性が低下し易くなる。
ＳｉＯ２の含有割合が５０質量％未満である場合は、所望の熱的安定性および化学的耐久性を発揮し難くなり、７０質量％を超えると溶融し難くなって成形性が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、Ｂ２Ｏ３を、０〜５質量％含むことが好ましい。
Ｂ２Ｏ３もガラスの網目形成酸化物であり、ガラスの溶融性や熱的安定性を向上させる上で有効な成分であるが、その含有割合が５質量％を超えると化学的耐久性が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、Ａｌ２Ｏ３を、０〜５質量％含むことが好ましい。
Ａｌ２Ｏ３もガラスの網目形成酸化物であり、ガラスの分相や失透を抑制する上で有効な成分であるが、その含有割合が５質量％を超えるとガラスの粘度が高くなって溶融、成形し難くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスにおいて、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３の合計含有割合（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）は、５０〜７０質量％であることが好ましい。
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３の合計含有割合が上記範囲内にあることにより、熱的安定性および化学的耐久性を発揮し易くなる。
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３の合計含有割合が上記範囲内にあることにより、熱的安定性および化学的耐久性を発揮し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、Ｎａ２Ｏを、５〜２０質量％含むことが好ましく、５〜１５質量％含むことがより好ましい。
Ｎａ２Ｏはガラスの溶融温度を低下させ溶融性を向上させる成分であるが、含有割合が５質量％未満ではガラスの粘度が高くなって溶融が困難になり、含有割合が２０質量％を越えると化学的耐久性が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、Ｎａ２Ｏの一部をＫ２Ｏに置き換えた場合、以下の効果が得られるためより好ましい。すなわち、ガラス溶融時における粘性を増加させることで溶融槽（耐火物等）に対する侵食を抑制し、溶融ガラス中への溶融槽材料物質（耐火物等）からの不純物の混入を抑制し、その結果３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の低下を防止することが出来る。さらに、ガラスの軟化点を上昇させ、ガラスの耐熱性を高める効果、およびガラスの化学的耐久性が改善される効果などがある。ただし、Ｋ２Ｏへの置換え量が大きすぎると、溶融ガラスの粘性が高くなり過ぎ溶融困難となり、また耐失透性が低下するなどの問題が発生するため、置換え量は一定範囲でなければならない。
前記のように本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏとの合計含有割合（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が５〜２０質量％であり、このうちＫ２Ｏを０〜１０質量％含有することが好ましく、２〜８質量％含有することがさらに好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、ＣａＯを、０〜１５質量％含むことが好ましい。
ＣａＯはガラスを安定化させる成分であり、ガラスの化学的耐久性、溶融成形性、耐失透性を向上させる上で有効な成分である。
ＣａＯの含有割合が１５質量％を越えると十分な耐失透性が得られ難くなる。
ＣａＯの含有割合が１５質量％を越えると十分な耐失透性が得られ難くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、ＺｎＯを、０〜５質量％含むことが好ましい。
ＺｎＯもガラスを安定化させる成分であり、ガラスの化学的耐久性を向上させる上で有効な成分である。
ＺｎＯの含有割合が５質量％を越えると耐失透性が低下し易くなる。
ＺｎＯの含有割合が５質量％を越えると耐失透性が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスは、ＢａＯを、０〜１５質量％含むことが好ましい。
ＢａＯもガラスを安定化させる成分であり、ガラスの化学的耐久性を向上させる上で有効な成分である。
ＢａＯの含有割合が１５質量％を越えると十分な耐失透性が得られ難くなる。
ＢａＯの含有割合が１５質量％を越えると十分な耐失透性が得られ難くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいて、ＣａＯ、ＺｎＯおよびＢａＯの合計含有割合（ＣａＯ＋ＺｎＯ＋ＢａＯ）は、０〜３０質量％であることが好ましく、５〜２０質量％であることがより好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいて、ＣａＯ、ＺｎＯおよびＢａＯの合計含有割合が上記範囲内にあることにより、ガラスの化学的耐久性や耐失透性を容易に向上させることができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスにおいて、ＣａＯ、ＺｎＯおよびＢａＯの合計含有割合が上記範囲内にあることにより、ガラスの化学的耐久性や耐失透性を容易に向上させることができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、Ｓｂ２Ｏ３を、０〜２質量％含むことが好ましく、０〜１質量％含むことがより好ましい。
Ｓｂ２Ｏ３は清澄剤（消泡剤）として有用な成分であり、その含有割合が２質量％を越えると逆に清澄性が低下し易くなる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスとしては、
実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、
ＣｏＯ ０．１〜２質量％、
ＮｉＯ １〜５質量％、
ＴｉＯ２ ０〜１質量％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、
前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含み、
前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が０〜０．５であるものが好ましい。
実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、
ＣｏＯ ０．１〜２質量％、
ＮｉＯ １〜５質量％、
ＴｉＯ２ ０〜１質量％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、
前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含み、
前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が０〜０．５であるものが好ましい。
また、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスとしては、
実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、
ＣｏＯ ０．１〜２質量％、
ＮｉＯ １〜５質量％、
ＴｉＯ２ ０〜１質量％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％
前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むとともに、
ＳｉＯ２ ５０〜７０質量％、
Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ｎａ２Ｏ ５〜２０質量％、
Ｋ２Ｏ ０〜１０質量％、
ＣａＯ ０〜１５質量％、
ＺｎＯ ０〜５質量％、
ＢａＯ ０〜１５質量％、
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２質量％
を含むものが好ましい。
実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、
ＣｏＯ ０．１〜２質量％、
ＮｉＯ １〜５質量％、
ＴｉＯ２ ０〜１質量％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％
前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むとともに、
ＳｉＯ２ ５０〜７０質量％、
Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ｎａ２Ｏ ５〜２０質量％、
Ｋ２Ｏ ０〜１０質量％、
ＣａＯ ０〜１５質量％、
ＺｎＯ ０〜５質量％、
ＢａＯ ０〜１５質量％、
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２質量％
を含むものが好ましい。
また、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスとしては、
実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、
ＣｏＯ ０．１〜２質量％、
ＮｉＯ １〜５質量％、
ＴｉＯ２ ０〜１質量％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％
前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むとともに、
前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が０〜０．５であり、
ＳｉＯ２ ５０〜７０質量％、
Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ｎａ２Ｏ ５〜２０質量％、
Ｋ２Ｏ ０〜１０質量％、
ＣａＯ ０〜１５質量％、
ＺｎＯ ０〜５質量％、
ＢａＯ ０〜１５質量％、
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２質量％
を含むものが好ましい。
実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、
ＣｏＯ ０．１〜２質量％、
ＮｉＯ １〜５質量％、
ＴｉＯ２ ０〜１質量％、
Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％
前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％含むとともに、
前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が０〜０．５であり、
ＳｉＯ２ ５０〜７０質量％、
Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ｎａ２Ｏ ５〜２０質量％、
Ｋ２Ｏ ０〜１０質量％、
ＣａＯ ０〜１５質量％、
ＺｎＯ ０〜５質量％、
ＢａＯ ０〜１５質量％、
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２質量％
を含むものが好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収光学ガラスの基礎ガラス組成は、特に制限されないが、ソーダ珪酸ガラスまたはソーダカリバリウムガラスであることが好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光（２００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域の照射光）を照射したときに、上記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値が、７５％以上であることが好ましい。
一方、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光（２００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域の照射光）を照射したときに、上記照射光の照射開始時点での２００〜２９０ｎｍの波長領域における透過率が、１％以下であることが好ましい。
また、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光（２００ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域の照射光）を照射したときに、上記照射光の照射開始時点での４１０〜６９０ｎｍの波長領域における透過率が、１％以下であることが好ましく、４５０〜６５０ｍの波長領域における透過率が、０．１％以下であることがさらに好ましい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５を各々所定量含むものであることにより、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域において選択的に高い透過率を発揮することができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときに、下記式（Ｉ）
（Ｂ／Ａ）×１００ （Ｉ）
（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは上記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）
で表される維持率が９０％以上であることが好ましい。
（Ｂ／Ａ）×１００ （Ｉ）
（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは上記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）
で表される維持率が９０％以上であることが好ましい。
本出願書類において、上記各透過率を測定する際に使用される板状のガラスは、両面が光学研磨されたものであり、上記各透過率は、上記光学研磨が施された面に対して垂直に照射光を入射したときに測定される値を意味する。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスは、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５を各々所定量含むものであることにより、環境負荷を低減し、３５０〜３７０ｎｍの波長領域において選択的に高い透過率を発揮しつつ、ソーラリゼーションによる劣化を好適に抑制することができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスの製造方法も特に制限されず、従来慣用されている方法を適宜採用すればよい。
例えば、ガラス原料として酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫化物などを適宜用い、所望の組成になるように秤量し、混合して調合原料とする。得られた調合原料を耐熱坩堝に入れ１３００〜１４００℃程度の温度で溶融し、撹拌、清澄して均質な溶融ガラスとする。次いでこの溶融ガラスを成形枠に鋳込み、ガラスブロックを形成した後、ガラスの徐冷点近くに加熱した炉に移し、室温まで冷却することにより、目的とする紫外線透過可視光吸収ガラスのブロック状物を得ることができる。
例えば、ガラス原料として酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫化物などを適宜用い、所望の組成になるように秤量し、混合して調合原料とする。得られた調合原料を耐熱坩堝に入れ１３００〜１４００℃程度の温度で溶融し、撹拌、清澄して均質な溶融ガラスとする。次いでこの溶融ガラスを成形枠に鋳込み、ガラスブロックを形成した後、ガラスの徐冷点近くに加熱した炉に移し、室温まで冷却することにより、目的とする紫外線透過可視光吸収ガラスのブロック状物を得ることができる。
本発明によれば、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率が選択的に高く、ソーラリゼーションによる劣化を抑制した紫外線透過可視光吸収ガラスを提供することができる。
次に、本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターについて説明する。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターは、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスからなることを特徴とするものである。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターは、本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスからなることを特徴とするものである。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収ガラスの詳細については、上述したとおりである。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターとしては、両面が光学研磨された板状ガラス等を例示することができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターとしては、フィルターの紫外線透過面（例えば、上記光学研磨された両面）に反射防止膜あるいはその他の光学多層膜をコートしたものであってもよい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターとしては、フィルターの紫外線透過面（例えば、上記光学研磨された両面）に反射防止膜あるいはその他の光学多層膜をコートしたものであってもよい。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターの作製方法も特に制限されず、本発明に係る外線透過可視光吸収ガラスを周知の加工法により加工することにより作製することができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターは、本発明に係る外線透過可視光吸収ガラスからなるものであって、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ及びＣｒといった成分を含まないので、切削屑や廃水等により生じる環境負荷を低減することができる。
本発明に係る紫外線透過可視光吸収フィルターは、本発明に係る外線透過可視光吸収ガラスからなるものであって、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ及びＣｒといった成分を含まないので、切削屑や廃水等により生じる環境負荷を低減することができる。
本発明の紫外線透過可視光吸収フィルターは、半導体露光機、紫外線硬化樹脂用光源等の紫外線照射装置に組み込まれる紫外線透過フィルターとして好適に使用することができる。
本発明によれば、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域において選択的に高い透過率を示し、ソーラリゼーションによる劣化を抑制した紫外線透過可視光吸収フィルターを提供することができる。
以下、実施例、参考例および比較例により本発明を更に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜実施例２、参考例１〜参考例２、比較例１〜比較例２）
表１および表２に示す組成を有するガラスが得られるように、酸化コバルト（ＣｏＯ）、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）および酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を各々秤量するとともに、さらに珪石粉（ＳｉＯ２）、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）を各々秤量して混合した調合原料を、白金坩堝に入れ、大気中で１３００〜１４００℃に加熱、溶融、撹拌し、均質化、清澄を行った後、鋳型に流し込んだ。ガラスが固化した後、次いでガラスの徐冷点近くに加熱しておいた電気炉に移し、室温まで徐冷することにより、目的とするガラスを得た。
表１および表２に示す組成を有するガラスが得られるように、酸化コバルト（ＣｏＯ）、水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）および酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を各々秤量するとともに、さらに珪石粉（ＳｉＯ２）、ホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）を各々秤量して混合した調合原料を、白金坩堝に入れ、大気中で１３００〜１４００℃に加熱、溶融、撹拌し、均質化、清澄を行った後、鋳型に流し込んだ。ガラスが固化した後、次いでガラスの徐冷点近くに加熱しておいた電気炉に移し、室温まで徐冷することにより、目的とするガラスを得た。
（参考例３）
表１および表２に示す組成を有するガラスが得られるように、参考例２において、白金坩堝に代えて粘度坩堝を用いた以外は、参考例２と同様にして目的とするガラスを得た。
表１および表２に示す組成を有するガラスが得られるように、参考例２において、白金坩堝に代えて粘度坩堝を用いた以外は、参考例２と同様にして目的とするガラスを得た。
表１は、各ガラスを構成する各成分の含有割合、各成分の合計含有割合および含有比を質量％基準で表示したものであり、表２は、各ガラスを構成する各成分の含有割合、各成分の合計含有割合および含有比をｍｏｌ％基準で表示したものである。
実施例１〜実施例２、参考例１〜参考例３および比較例１〜比較例２で各々得られたガラスを、両面が光学研磨された厚さ３ｍｍの板状物に加工し、紫外可視分光光度計（株式会社島津製作所製ＵＶ３６００）を用いて、波長２００〜７００ｎｍに対する分光透過率を測定した。
次に、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する紫外光源（ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社製 型式：ＵＬ７５０）を使用して、上記光学研磨が施された面に対して垂直方向から、被照射面における放射強度５００ｍＷ・ｃｍ−２（ＵＳＨＩＯ株式会社製紫外線強度計ＵＩＴ−１０１を使用して被照射面において測定）の紫外光および可視光を含む照射光を照射した。
次に、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する紫外光源（ＨＯＹＡ ＣＡＮＤＥＯ ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ株式会社製 型式：ＵＬ７５０）を使用して、上記光学研磨が施された面に対して垂直方向から、被照射面における放射強度５００ｍＷ・ｃｍ−２（ＵＳＨＩＯ株式会社製紫外線強度計ＵＩＴ−１０１を使用して被照射面において測定）の紫外光および可視光を含む照射光を照射した。
実施例１〜実施例２および参考例１〜参考例３で各々得られたガラスからなる板状物は、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値が、上記照射光の照射前では、いずれも７５％以上であった。
また、実施例１〜実施例２および参考例１〜参考例３で各々得られたガラスから得られた板状物は、上記照射光の照射前での２００〜２９０ｎｍの波長領域における透過率および４１０〜６９０ｎｍの波長領域における透過率がいずれも１％以下であった。
また、実施例１〜実施例２および参考例１〜参考例３で各々得られたガラスから得られた板状物は、上記照射光の照射前での２００〜２９０ｎｍの波長領域における透過率および４１０〜６９０ｎｍの波長領域における透過率がいずれも１％以下であった。
上記照射光を１００時間継続して照射したときの、照射光の照射前での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（Ｔｍａｘ初期）、照射光の照射開始後１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（Ｔｍａｘ100hr）を表１および表２の両者に各々記載する。
また、上記（Ｔｍａｘ100hr／Ｔｍａｘ初期）×１００により算出される維持率（％）を表１および表２の両者に各々記載する。
また、上記（Ｔｍａｘ100hr／Ｔｍａｘ初期）×１００により算出される維持率（％）を表１および表２の両者に各々記載する。
図１に、上記参考例１で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示すとともに、図２に、上記参考例２で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示す。
また、図３に、上記参考例３で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示す。
さらに、図４に、上記比較例１で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示すとともに、図５に、上記比較例１で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示す。
図１〜図３に示す、照射光の照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）より、各実施例および参考例で得られたガラスからなる厚さ３ｍｍの板状物は、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときであっても、照射前後において３５０〜３７０ｎｍの波長領域において高い透過率を示し、以下の表１および表２に記述するように、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときに、式（Ｂ／Ａ）×１００（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは前記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）で表される紫外線透過の維持率が９０％以上と高いものであることが分かる。
また、図３に、上記参考例３で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示す。
さらに、図４に、上記比較例１で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示すとともに、図５に、上記比較例１で得られたガラスから得られた板状物に上記照射光を照射したときの、照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）を示す。
図１〜図３に示す、照射光の照射開始時における透過スペクトル（ａ）および照射開始１００時間経過後における透過スペクトル（ｂ）より、各実施例および参考例で得られたガラスからなる厚さ３ｍｍの板状物は、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときであっても、照射前後において３５０〜３７０ｎｍの波長領域において高い透過率を示し、以下の表１および表２に記述するように、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときに、式（Ｂ／Ａ）×１００（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは前記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）で表される紫外線透過の維持率が９０％以上と高いものであることが分かる。
表１等より、実施例１〜実施例２および参考例１〜参考例３で得られた紫外線透過可視光吸収ガラスは、実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、各々所定量のＣｏＯ、ＮｉＯ、ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を含むものであることから、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率が選択的に高く、ソーラリゼーションによる劣化を抑制し得るものであることから、紫外線透過可視光吸収フィルターに好適に使用し得るものであることが分かる。
一方、表１および表２等より、比較例１〜比較例２で得られたガラスは、何れもＮｂ２Ｏ５を含むものでないことから、照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（Ｔｍａｘ初期）が低かったり（比較例２）、ソーラリゼーションによる劣化を抑制し得ないものである（比較例１、比較例２）ことが分かる。
本発明によれば、環境負荷を低減しつつ、３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率が選択的に高く、ソーラリゼーションによる劣化を抑制した紫外線透過可視光吸収ガラスを提供できるとともに、当該ガラスからなる紫外線透過可視光吸収フィルターを提供することができる。
Claims (7)
- 実質的にＰｂ、Ａｓ、ＣｄおよびＣｒを含まず、ＣｏＯ ０．１〜２質量％、ＮｉＯ １〜５質量％、ＴｉＯ２ ０質量％を超え１質量％以下、Ｎｂ２Ｏ５ ０．１〜１０質量％、前記ＴｉＯ２およびＮｂ２Ｏ５を合計で０．１〜１０質量％を含むことを特徴とする紫外線透過可視光吸収ガラス。
- 前記ＴｉＯ２とＮｂ２Ｏ５の合計含有割合に対するＴｉＯ２の含有割合（ＴｉＯ２／（ＴｉＯ２＋Ｎｂ２Ｏ５））が０を超え０．５以下である請求項１に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス。
- ＳｉＯ２ ５０〜７０質量％、
Ｂ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ａｌ２Ｏ３ ０〜５質量％、
Ｎａ２Ｏ ５〜２０質量％、
Ｋ２Ｏ ０〜１０質量％、
ＣａＯ ０〜１５質量％、
ＺｎＯ ０〜５質量％、
ＢａＯ ０〜１５質量％、
Ｓｂ２Ｏ３ ０〜２質量％
をさらに含む請求項１または請求項２に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス。 - 厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ・ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を照射したときに、前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値が７５％以上である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラス。
- 厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ／ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を照射したときに、前記照射光の照射開始時点での２００〜２９０ｎｍの波長領域における透過率および４１０〜６９０ｎｍの波長領域における透過率がいずれも１％以下である請求項４に記載の紫外線透過可視光吸収ガラス。
- 厚さ３ｍｍの板状の状態で、波長３６５ｎｍに最大放射強度を有する光源から５００ｍＷ／ｃｍ−２の放射強度で紫外光および可視光を含む照射光を１００時間照射したときに、下記式（Ｉ）
（Ｂ／Ａ）×１００ （Ｉ）
（ただし、Ａは前記照射光の照射開始時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）であり、Ｂは前記照射光の照射開始１００時間経過時点での３５０〜３７０ｎｍの波長領域における透過率の最大値（％）である）
で表される維持率が９０％以上である
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラス。 - 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の紫外線透過可視光吸収ガラスからなることを特徴とする紫外線透過可視光吸収フィルター。
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