JP2023081473A

JP2023081473A - ガラス管

Info

Publication number: JP2023081473A
Application number: JP2021195203A
Authority: JP
Inventors: 智新井; Satoshi Arai
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2023-06-13
Also published as: WO2023100495A1

Abstract

【課題】深紫外域での透過率が高いガラス管を得る。
【解決手段】本発明のガラス管は、厚みが０．４ｍｍ以下である薄肉部を含むガラス管であって、薄肉部の中で最も薄い最薄部の厚みをｔ１［ｍｍ］、最薄部の厚みｔ１換算での波長２２２ｎｍの分光透過率をＴ_２２２［％］、最薄部の外径をＤ１［ｍｍ］、最薄部の内径をｄ１［ｍｍ］、ガラスに含まれる酸化鉄と酸化チタンの合量をＦｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２［質量％］とした時に、ｄ１／Ｄ１が０．７６以上であり、且つ（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）×Ｔ_２２２の値が０．２以上であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線透過率の高いガラス管に関する。

深紫外域(例えば、波長２００～３５０ｎｍ)において高い出力を有する光源が開発されており、医療現場における殺菌用の紫外線ランプや磁気記録媒体への書き込み装置等に用いられている。

深紫外域の透過率が高いガラスの代表例としては、石英ガラスが挙げられる。しかし、石英ガラスは、線熱膨張係数が低いため、光源として使用するために電極等の金属を含む部品と封着する際に、部品との熱膨張係数差が大きくなり、紫外線ランプの端部を封止できないという問題がある。

このような事情から、現在は、例えば特許文献１、２に記載のガラスが用いられている。

国際公開第２０１６／１９４７８０号特許第５８４７９９８号公報

光源の保護に使用されているガラスの深紫外域の透過率が高い程、光源の殺菌性能が向上する。例えば、殺菌用途の紫外線ランプの外筒に用いられるガラス管の透過率が高い程、殺菌力が高くなり、殺菌に要する時間を短縮することができる。

従来のガラス管では、深紫外域での透過率を高めるため、酸化ホウ素を多く含有するガラスが採択されることが多かった。しかし、これらのガラスは、一般的なホウケイ酸ガラスやソーダ石灰ガラスと比較すると耐候性が低く、紫外紫外線ランプの短寿命化を招くという問題があった。

一方、耐候性が高いホウケイ酸ガラスやソーダ石灰ガラスでは、Ｆｅ_２Ｏ_３やＴｉＯ_２等のガラス中の不純物によって紫外線が吸収されるため、光源の殺菌性能が低くなってしまうという問題があった。また、特許文献１、２に記載のガラスについても、Ｆｅ_２Ｏ_３やＴｉＯ_２等のガラス中の不純物が紫外線を吸収してしまう。このため、上記の外筒に使用するためには、高純度原料の使用や製造方法の工夫等によって、不純物を低減しなければならない。

そこで、本発明の技術的課題は、上記事情に鑑み、深紫外域での透過率が高いガラス管を得ることである。

本発明者は、鋭意検討を行った結果、深紫外線光源デバイスに用いられるガラス管に厚みの薄い領域を設けることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラス管は、厚みが０．４ｍｍ以下である薄肉部を含むガラス管であって、薄肉部の中で最も薄い最薄部の厚みをｔ１［ｍｍ］、最薄部の厚みｔ１換算での波長２２２ｎｍの分光透過率をＴ_２２２［％］、最薄部の外径をＤ１［ｍｍ］、最薄部の内径をｄ１［ｍｍ］、ガラスに含まれる酸化鉄と酸化チタンの合量をＦｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２［質量％］とした時に、ｄ１／Ｄ１が０．７６以上であり、且つ（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）×Ｔ_２２２の値が０．２以上であることを特徴とする。ガラス管に薄肉部を設けることにより、Ｆｅ_２Ｏ_３やＴｉＯ_２等の不純物による紫外線の吸収が軽減されるため、深紫外域での高い透過率を達成することが可能になる。「（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）×Ｔ_２２２」は、波長２２２ｎｍにおけるガラスの分光透過率と、ガラスに含まれる酸化鉄と酸化チタンの合量との積を意味している。なお、ガラス中のＦｅ_２Ｏ_３は、三価の酸化鉄と二価の酸化鉄の双方を含み得るが、ここでは二価の酸化鉄は三価の酸化鉄に換算した上で取り扱うものとする。

また、本発明のガラス管では、最薄部の厚みｔ１［ｍｍ］が０．２mm以下であることが好ましい

また、本発明のガラス管では、Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２の合量が０．００２～０．１質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が０～０．０５質量％、ＴｉＯ_２の含有量が０～０．０５質量％であることが好ましい

また、本発明のガラス管では、最薄部の厚みｔ１換算での波長２２２ｎｍの分光透過率が３０％以上であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、最薄部の厚みｔ１換算での波長２３０ｎｍの分光透過率が４０％以上であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、最薄部の厚みｔ１換算での波長２００ｎｍの分光透過率（％）をＴ_２００、最薄部の厚みｔ１換算での波長２６０ｎｍの分光透過率（％）をＴ_２６０とした場合、Ｔ_２００／Ｔ_２６０が０．３以上であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、ガラス管の曲がりが６．０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、最薄部の厚みｔ１の公差が３０μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、最薄部の外径Ｄ１と端部の外径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が０．８以上であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、最薄部の内径ｄ１と端部における内径ｄ２の比ｄ１／ｄ２が０．８以上であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、外径の公差が３０μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、内径の公差が３０μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、外表面のＲａが０．０１μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、内表面のＲａが０．０１μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、最薄部の厚みｔ１が０．１ｍｍ未満であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、温度１２１℃、相対湿度８５％、試験時間２４時間の高速加速寿命試験（ＨＡＳＴ）を行った時、ガラス表面に発生する異物の最大の長辺が１００μｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、２０～３００℃の温度範囲における線熱膨張係数が３０×１０^－７／℃～１００×１０^－７／℃であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓになる温度が１３００℃以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、液相粘度が１０^４．８ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。

また、本発明のガラス管では、４７５℃に昇温した硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）溶融塩に７時間浸漬させた場合に、表面に形成される圧縮応力値が２００ＭＰａ以上になることが好ましい。

また、本発明の深紫外線用紫外線ランプは、上記のガラス管を外筒とすることが好ましい。

本発明の実施形態の一例を示す長さ方向の断面概略図である。また最薄部の厚みｔ１、最薄部の厚み外径Ｄ１、最薄部の厚み内径ｄ１、端部の厚みｔ２、端部の外径Ｄ２、端部の内径ｄ２を示す厚み方向の断面概略図である。本発明の実施形態の一例を示す長さ方向の断面概略図である。この実施形態では、端部付近から薄肉部に向かって一定でない傾斜で内径が大きくなる構造が形成されている。本発明の実施形態の一例を示す長さ方向の断面概略図である。この実施形態では、端部付近から薄肉部に向かって一定の傾斜で内径が大きくなる構造が形成されている。本発明の実施形態の一例を示す厚み方向の断面概略図である。この実施形態では、同一円周上で厚みが異なる構造が形成されている。実施例１、２に係る波長２００ｎｍ～８００ｎｍの透過率曲線で示したデータである。なお、厚み０．１７ｍｍの透過率曲線が実施例１のデータ、厚み０．０５ｍｍの透過率曲線が実施例２のデータである。

本発明のガラス管は、厚みが０．４ｍｍ以下となる薄肉部を含む。本発明のガラス管は、図1に示すように、ガラス管全体の厚みが０．４ｍｍ以下、つまりガラス管全体が薄肉部を構成することが好ましい。これにより、ガラス管の透過率が高くなり、紫外線ランプとしての殺菌性能が向上する。また、本発明のガラス管は、図２、３に示すように、ガラス管の端部の厚みが厚く、薄肉部に向かって厚みが一定、或いは一定でない傾斜で減少して薄くなることも好ましい。これにより、紫外線ランプの殺菌性能と電極等の部品の封着し易さを両立することができる。更に、本発明のガラス管は、円周方向の一部分のみ、例えば図４に示すように、円周の半分のみを薄くしてもよい。これにより、特定の領域からのみ紫外線を取り出して利用することができる。結果として、意図しない方向に紫外線が照射されることによって、人体に悪影響が及ぶリスクを低減することができる。

図２～４のように厚みが異なる部分を有するガラス管については、例えばガラス管の所望の部分をフッ化水素酸等に浸食され難い性質を有する材料、例えばパラフィン、樹脂、無機膜等によって保護した上で、フッ化水素酸等に浸漬することで厚みの異なるガラス管を得ることができる。他にも、フッ化水素酸等を部分的に接触させないようにガラス管の一部をフッ化水素酸等に浸漬することでも厚みの異なるガラス管を得ることができる。

本発明の図１のような実施形態のガラス管において、平均厚みは、好ましくは０．４ｍｍ以下、０．００１～０．４ｍｍ、より好ましくは０．００５～０．３ｍｍ、より好ましくは０．０１～０．２ｍｍ、更に好ましくは０．０２～０．１ｍｍ、０．０３～０．１ｍｍ未満、最も好ましくは０．０４～０．００５ｍｍである。平均厚みが厚過ぎると、深紫外域の透過率が低下し易くなる。一方、平均厚みが薄過ぎると、加工性が著しく低下する。

本発明のガラス管では、図２および図３のようにガラス管の長さ方向の中央部分が薄肉部であることが好ましい。これにより、中央部分の深紫外域の透過率が高くなり、紫外線を取り出して利用し易くなる。

本発明のガラス管において、最薄部の厚みｔ１は、好ましくは０．４ｍｍ以下、０．００１～０．４ｍｍ、０．００５～０．３ｍｍ、０．０１～０．２ｍｍ、０．０２～０．１ｍｍ、０．０３～０．１ｍｍ未満、最も好ましくは０．０４～０．００５ｍｍである。最薄部の厚みｔ１が厚過ぎると、深紫外域の透過率が低下し易くなる。一方、最薄部の厚みｔ１が薄過ぎると、加工性が著しく低下する。なお、紫外線ランプへの加工性を高めるために端部の厚みｔ２を０．４ｍｍ以上にしてよい。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２００ｎｍの分光透過率Ｔ_２００は、好ましくは５％以上、１５％以上、２０％以上、最も好ましくは２５％以上である。分光透過率Ｔ_２００が低過ぎると、この付近の波長を利用した紫外線ランプの殺菌性能が低下し易くなる。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２２２ｎｍの分光透過率Ｔ_２２２は、好ましくは１０％以上、２０％以上、３０％以上、最も好ましくは４０％以上である。分光透過率Ｔ_２２２が低過ぎると、この付近の波長を利用した紫外線ランプの殺菌性能が低下し易くなる。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２３０ｎｍの分光透過率Ｔ_２３０は、好ましくは１０％以上、２０％以上、３０％以上、最も好ましくは４０％以上である。分光透過率Ｔ_２３０が低過ぎると、この付近の波長を利用した紫外線ランプの殺菌性能が低下し易くなる。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２５４ｎｍの分光透過率Ｔ_２５４は、好ましくは３０％以上、４０％以上、５０％以上、最も好ましくは６０％以上である。分光透過率Ｔ_２５４が低過ぎると、この付近の波長を利用した紫外線ランプの殺菌性能が低下し易くなる。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２６０ｎｍの分光透過率Ｔ_２６０は３５％以上が好ましい、４５％以上、５５％以上、最も好ましくは６５％以上である。分光透過率Ｔ_２６０が低過ぎると、この付近の波長を利用した紫外線ランプの殺菌性能が低下し易くなる。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２７５ｎｍの分光透過率Ｔ_２７５は、好ましくは６０％以上、７０％以上、７５％以上、最も好ましくは８０％以上である。分光透過率Ｔ_２７５が低過ぎると、この付近の波長を利用した紫外線ランプの殺菌性能が低下し易くなる。

最薄部の厚みｔ１換算での波長２００ｎｍの分光透過率（％）をＴ_２００、最薄部の厚みｔ１換算での波長２６０ｎｍの分光透過率（％）をＴ_２６０とした場合、Ｔ_２００／Ｔ_２６０は、好ましくは０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．２５以上、０．３以上、最も好ましくは０．３５以上である。この値が小さ過ぎると、波長２００ｎｍ～２６０ｎｍの透過率変化が大きくなるため、波長によって紫外線ランプの殺菌性能が変化し易くなる。一方、この値が大きいと、波長２００ｎｍ～２６０ｎｍの透過率変化が小さくなるため、使用する波長に関わらず紫外線ランプの殺菌性能が保たれる。特に、波長の短い紫外線を用いた紫外線ランプの殺菌性能を高めることができる。

本発明のガラス管において、（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）×Ｔ_２２２の値は、好ましくは０．２以上、０．３以上、０．４以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、最も好ましくは１．０以上である。（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）×Ｔ_２２２の値が小さいことは、酸化鉄及び酸化チタンによる光の吸収が大きく、ガラス管の透過率が低いこと、或いは高い透過率を達成するために酸化鉄及び酸化チタンの含有量を厳しく制限していることを意味する。透過率の低いガラス管は紫外線ランプに適さない。また、透過率を高めるために酸化鉄及び酸化チタンの含有量を厳しく制限すると、ガラス原料に高純度で高価なものを選択しなければならない上に、ガラス管をリサイクルし難くなる。一方、この値が大きいと、紫外線ランプに適した透過率、ガラス原料のコスト低下及びリサイクル性を両立することができる。

ＴｉＯ_２とＦｅ_２Ｏ_３は、ガラスを着色する成分であるため含有しないことが好ましい。しかし、これらの成分は、例えばＳｉＯ_２原料に不可避の不純物として含まれる成分でもある。そのため、ガラスの着色を意図しない場合でも、製造コストを考慮して、ＴｉＯ_２とＦｅ_２Ｏ_３は不可避不純物としてガラスに含んでもよい。

ＴｉＯ_２の含有量は、質量％で、好ましくは０．１％以下、０．０００１～０．０８％、０．０００１～０．０５％、０．０００５～０．０４％、０．０００８～０．０３％、０．００１～０．０２％、０．００１～０．０１％、最も好ましくは０．００３～０．００５％である。ＴｉＯ_２の含有量が多過ぎると、紫外線の吸収が大きくなり、透過率が損なわれるため光源の殺菌性能が低下し易くなる。一方、ＴｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、ガラス原料や製造設備からの混入量を低減する必要があるため、生産コストが高くなってしまう。更に、廃ガラスをリサイクルして使用し難くなるため、環境への負荷が大きくなる。

Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、質量％で、好ましくは０～０．１％、０～０．０８％、０～０．０５％、０．０００１～０．０４％、０.０００５～０．０３％、０.０００８～０．０２％、０.００１～０．０１％、最も好ましくは０.００２～０．００５％である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、紫外線の吸収が大きくなり、透過率が損なわれるため光源の殺菌性能が低下し易くなる。一方、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、ガラス原料や製造設備からの混入量を低減する必要があるため、生産コストが高くなってしまう。更に、廃ガラスをリサイクルして使用し難くなるため、環境への負荷が大きくなる。

鉄は、価数によって吸収する光の波長が異なる。特に３価の鉄は波長３００ｎｍ以下の光を吸収し易い。この範囲の透過率を高めることを重視する場合、ガラス原料に還元性を示す木粉、カーボン、金属アルミニウム等を加える、或いは溶融の雰囲気を還元性にして２価の酸化鉄含有量を多くすることが好ましい。よって、酸化鉄に占める２価の酸化鉄の質量割合は、好ましくは０．０５以上、０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上、最も好ましくは０．５以上である。

ガラスを着色したい場合、ＴｉＯ_２とＦｅ_２Ｏ_３をバッチ原料に添加すればよい。この場合、ＴｉＯ_２とＦｅ_２Ｏ_３の合計含有量及び個別含有量は、質量％で、好ましくは７％以下、６％以下、０超～５％、０．００１～１％、０．００２～１％、最も好ましくは０．１～０．５％である。

最薄部の厚みｔ１における外径Ｄ１は、紫外線ランプの大きさによって、適宜選択することができるが、好ましくは４～７０ｍｍ、１０～５０ｍｍ、１５～４０ｍｍ、１５．５～３８ｍｍ、最も好ましくは１６～３５ｍｍである。外径Ｄ１が小さ過ぎると、紫外線ランプの作製が難しくなる。一方、外径Ｄ１が大き過ぎると、紫外線ランプとして扱い難くなる。

最薄部の厚みｔ１における内径ｄ１は、好ましくは３．２～６９．９ｍｍ、９．２～４９．９ｍｍ、１４．２～３９．９ｍｍ、最も好ましくは１５．２～３４．９ｍｍである。外径Ｄ１に対して内径ｄ１が小さ過ぎると、ガラスの厚みが大きくなるため、薄肉部の透過率が低下し、紫外線ランプの殺菌性能が低下する。一方、内径ｄ１が大き過ぎると、ガラス管の厚みが薄くなるため、透過率は向上するが、破損の可能性も高まる。

紫外線ランプでは、ガラス管に電極等の金属を含む部品を封着する必要がある。紫外線ランプの作製に適した外径と、高い透過率を得るために厚みの薄さとを両立させる必要がある。内径ｄ１／外径Ｄ１は、好ましくは０．７６以上、０．８以上、０．８５以上、０．９以上、０．９１以上、０．９２以上、０．９３以上、０．９４以上、０．９５以上、０．９６以上、０．９７以上、０．９８以上、最も好ましくは０．９９以上である。このため、内径ｄ１／外径Ｄ１が小さ過ぎると、厚みが大き過ぎる、或いは外径が小さ過ぎて紫外線ランプの作製に適さない。一方、内径ｄ１は，外径Ｄ１以上の値にならないため、内径ｄ１／外径Ｄ１は常に１未満である。

ガラス管には、紫外線ランプを作製する際に電極等の金属を含む部品を封着する等の加工を施す必要がある。厚みが薄いガラス管では、このような加工の難易度が高い。よって、紫外線ランプへの加工性を優先する場合は、ガラス管の端部の厚みｔ２を厚くしてもよい。この場合、端部の厚みｔ２は、好ましくは０．４ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．６ｍｍ以上、０．７ｍｍ以上、最も好ましくは０．８ｍｍ以上である。端部の厚みｔ２を厚くすると、紫外線ランプの加工性と紫外線ランプとしての殺菌性能を両立させることができる。一方、紫外線ランプとしての殺菌性能を優先する場合は、ガラス管の端部の厚みｔ２を他の部分と同等にしてもよい。この場合、端部の厚みｔ２は、好ましくは０．４ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、０．０９ｍｍ以下、０．０８ｍｍ以下、０．０７ｍｍ以下、０．０６ｍｍ以下、最も好ましくは０．０５ｍｍ以下である。端部の厚みｔ２が薄いと、ガラス管の透過率が向上して、紫外線ランプの殺菌性能を高めることができる。

端部の厚みｔ２における外径Ｄ２は、好ましくは４～７０ｍｍ、１０～５０ｍｍ、１５～４０ｍｍ、１５．５～３８ｍｍ、最も好ましくは１６～３５ｍｍである。外径Ｄ２は、紫外線ランプの大きさによって適宜選択し得るが、外径Ｄ２が小さ過ぎると紫外線ランプの作製が難しくなる。一方、外径Ｄ２が大き過ぎると、紫外線ランプとして扱い難くなる。

端部の厚みｔ２における内径ｄ２は、好ましくは３．２～６９．９ｍｍ、８～４９．９ｍｍ、１３～３９．９ｍｍ、最も好ましくは１４～３４．９ｍｍである。内径ｄ２は、外径Ｄ２と厚みに依存する。紫外線ランプの加工性を優先する場合、内径ｄ２が適度に小さいことが好ましい。しかし、内径ｄ２が小さ過ぎると、逆に加工性が低下する上、紫外線ランプとしての殺菌性能が低下し易くなる。一方、内径ｄ２が大き過ぎると、ガラス管の厚みが薄くなるため、透過率は向上するが、紫外線ランプへの加工性が低下して、破損の可能性も高まる。

ガラス管の外径が極端に異なる部分が存在すると、紫外線ランプへの加工性が損なわれる虞がある。そのため、ガラス管の外径は比較的近い大きさであることが好ましい。本発明のガラス管は、最薄部の厚みｔ１における外径Ｄ１と端部の厚みｔ２における外径Ｄ２の比であるＤ１／Ｄ２は、好ましくは０．８～１．２、０．８５～１．１５、０．９～１．１、０．９１～１．０９、０．９２～１．０８、０．９３～１．０７、０．９４～１．０６、０．９５～１．０５、０．９６～１．０４、最も好ましくは０．９７～１．０３である。この値が１から離れ過ぎると、ガラス管に外径が極端に異なる部分が存在することになり、紫外線ランプへの加工性が損なわれるだけでなく、紫外線ランプとしても扱い難くなる虞がある。

電極等の金属を含む部品を封着し易くするため、予めガラス管の端部を電極の部品に合わせた外径および内径に加工する場合、本発明のガラス管は、最薄部の厚みｔ１における外径Ｄ１と端部の厚みｔ２における外径Ｄ２の比であるＤ１／Ｄ２は、好ましくは０．５～２．０、０．６～１．９、０．７～１．８、０．８～１．７、０．９～１．６、最も好ましくは１．０～１．５である。

ガラス管の内径が極端に異なる部分が存在すると、紫外線ランプへの加工性が損なわれる虞がある。そのため、ガラス管の内径は比較的近い大きさであることが好ましい。本発明のガラス管は、最薄部の厚みｔ１における内径ｄ１と端部の厚みｔ２における内径ｄ２の比ｄ１／ｄ２は、好ましくは０．８以上、０．８５以上、０．９以上、０．９５以上、０．９６以上、０．９７以上、０．９８以上、０．９９以上、最も好ましくは１．００以上である。この値が小さ過ぎると、端部の厚みが薄過ぎるため紫外線ランプへの加工性が低下し易くなる。一方、この値が大き過ぎると、端部の厚みが厚過ぎるため、薄肉部を作製するのに時間が掛かる。

電極等の金属を含む部品を封着し易くするため、予めガラス管の端部を電極の部品に合わせた外径および内径に加工する場合、本発明のガラス管は、最薄部の厚みｔ１における内径ｄ１と端部の厚みｔ２における内径ｄ２の比であるｄ１／ｄ２は、好ましくは０．５～２．０、０．６～１．９、０．７～１．８、０．８～１．７、０．９～１．６、最も好ましくは１．０～１．５である。

本発明のガラス管において、円周方向の厚みが同等になる場合、同一円周上の外径の公差は、好ましくは３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、最も好ましくは１５μｍ以下である。外表面の真円度が大き過ぎると、ガラス管をバーナー炎によって加熱して加工するために回転させる際、ガラス管の位置が安定せず、加熱ムラが生じる。そして、加熱され難い部分が、加工に適した温度に昇温するまでの間、加熱され易い部分が高温の状態で保持される。その結果、ガラス組成中の蒸発し易い成分、例えばＢ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ等の蒸発量が多くなり、製品の品質が低下する。また、加工にかかる時間も長くなるため、加工効率が低下する。一方、円周方向の厚みが部分的に異なる場合、同一円周上の外径の公差は、好ましくは１．５ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、最も好ましくは０．０３ｍｍ以下である。

円周方向の厚みが同等になる場合、同一円周上の内径の公差は、好ましくは３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、最も好ましくは１５μｍ以下である。内表面の真円度が大き過ぎると、紫外線ランプに加工する際に電極等の金属を含む部品との封着で不良になり易く、効率が低下する。一方、円周方向の厚みが部分的に異なる場合、同一円周上の外径の公差は、好ましくは１．５ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、最も好ましくは０．０３ｍｍ以下が好ましい。

本発明のガラス管において、外表面のＲａは、好ましくは０．０１μｍ以下、０．００５μｍ以下、０．００３μｍ以下、０．００１μｍ以下、０．０００８μｍ以下、最も好ましくは０．０００５μｍ以下である。外表面のＲａが大き過ぎると、紫外線ランプから発せられる光が散乱され易くなる。これによってガラス管の透過率が低下して、紫外線ランプの殺菌性能が低下する。

内表面のＲａは、好ましくは０．０１μｍ以下、０．００５μｍ以下、０．００３μｍ以下、０．００１μｍ以下、０．０００８μｍ以下、最も好ましくは０．０００５μｍ以下である。内表面のＲａが大き過ぎると、紫外線ランプから発せられる光が散乱され易くなる。これによってガラス管の透過率が低下して、紫外線ランプの殺菌性能が低下する。

本発明のガラス管において、管の曲がりは、好ましくは６．０ｍｍ以下、より好ましくは５．０ｍｍ以下、更に好ましくは４．０ｍｍ以下である。管の曲がりが大き過ぎると、ガラス管をバーナー炎によって加熱して加工するために回転させる際、ガラス管の位置が安定せず、加熱ムラが生じる。そして、加熱され難い部分が、加工に適した温度に昇温するまでの間、加熱され易い部分が高温の状態で保持される。その結果、ガラス組成中の蒸発し易い成分、例えばＢ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ等の蒸発量が多くなり、製品の品質が低下する。また、加工にかかる時間も長くなるため、加工効率が低下する。特に、厚みが０．１ｍｍ以下のガラス管は軟化した際に表面張力による収縮が起こり易いため、ガラス管の曲がりは加工効率に大きく影響する。

円周方向の厚みが同等になる実施形態では、同一円周上の厚みの公差は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下、更に好ましくは１５μｍ以下である。同一円周上の厚みの公差が大き過ぎると、ガラス管の各部分の熱容量の違いが大きくなり、バーナー炎によって加熱して加工する際に均一に昇温しなくなる。厚みが大きく、熱容量が大きい部分が加工に適した温度に昇温するまでの間、厚みが小さく、熱容量の小さい部分は高温の状態で保持されて、ガラス組成中の蒸発し易い成分、例えばＢ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ等の蒸発量が多くなり、製品の品質が低下する。また、加工にかかる時間も長くなるため加工効率が低下する。特に、厚みが０．１ｍｍ以下のガラス管は軟化した際に表面張力による収縮が起こり易いため、ガラス管の厚みの公差は加工効率に大きく影響する。一方、円周方向の厚みが部分的に異なる実施形態では、同一円周上の厚みの公差は１．５ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、特に０．０３ｍｍ以下が好ましい。

本発明のガラス管は、ソーダ石灰系ガラスであることが好ましい。ソーダ石灰系ガラスは、建築物、車両等の窓板ガラスに用いられているガラス組成系であり、耐候性に優れつつ製造が比較的容易であるというメリットを有する。

また、本発明のガラス管は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２５０～８５質量％、Ａｌ_２Ｏ_３０～２０質量％、Ｂ_２Ｏ_３０～１０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ５～３０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ５～３０％を含有することが好ましい。「ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ」とは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量である。各成分の含有範囲を限定した理由を述べる。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、「％」は「質量％」を意味する。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワーク構造を構成する成分の一つである。ＳｉＯ_２の含有量が少ない程、加工性が向上するが、その含有量が少な過ぎると、耐候性が低下し易くなる上に、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が増大して、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多い程、耐候性が向上するが、その含有量が多過ぎると、ガラスの粘度が高くなり、加工性が低下し易くなる上に、液相温度が上昇し、失透し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは５０～８５％、５５～８４％、６０～８３％、６５～８２％、６８～８１％、６９～８０％、特に７０～７９％である。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスのネットワーク構造を構成する成分の一つであり、また耐候性を向上させる効果がある。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、耐候性が低下し易くなる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラスの粘度が上昇する。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０～２０％、０．５～１５％、０．６～１０％、０．７～８％、０．８～７％、０．９～６％、特に１．０～５％である。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの粘度を下げ、溶融性や加工性を高める効果がある。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラスが分相し易くなり、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０～１０％、０．０１～９％、０．０２～８％、０．０３～７％、０．０４～６％、０．０４～５％、特に０．０５～４％である。

アルカリ金属酸化物（Ｒ_２Ｏ）であるＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、ガラスのネットワーク構造を切断する成分の一つであり、ガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量の下限範囲は、好ましくは５％以上、６％以上、７％以上、８％以上、９％以上、１０％以上、１１％以上、１２％以上、１２．５％以上、特に１３％以上である。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、耐候性が低下したり、熱膨張係数が増大して耐熱衝撃性が低下したりする。よって、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量の上限範囲は、好ましくは３０％以下、２５％以下、２３％以下、２０％以下、１９．５％以下、１９％以下、１８．５％以下、特に１８％以下である。

Ｌｉ_２Ｏは、既述の通り、ガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。アルカリ金属酸化物の中でも、Ｌｉ_２Ｏは、ガラスの粘度を低下させる効果が最も高く、次いでＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの順に効果が高い。しかし、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｌｉ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。なお、Ｌｉ_２Ｏの含有量が６％以下になると、失透が生じ難くなる。

加工性を重視する場合、Ｌｉ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０．１％以上、０．２％以上、０．３％以上、０．４％以上、０．５％以上、０．６％以上、０．７％以上、０．８％以上、０．９％以上、特に１．０％以上である。

耐候性を重視する場合、Ｌｉ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは１％以下、０．９％以下、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．３％以下、０．２％以下、０．１％以下、０．０５％以下、０．０１％以下、特に含有しないことが好ましい。

Ｎａ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。また、Ｎａ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、耐失透性が低下することもある。一方、Ｎａ_２Ｏは含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｎａ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは３０％以下、２５％以下、２０％以下、１９％以下、１８．５％以下、１８．３％以下、１８％以下、１７．９％以下、１７．５％以下、１７％以下、１６．５％以下、特に１６％以下である。

加工性を重視する場合、Ｎａ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０．１％以上０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、４％以上、４．５％以上、５％以上、５．５％以上、特に６％以上である。

Ｋ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏの効果ほどではないが、ガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。しかし、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。一方、Ｋ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、耐失透性が低下することがある。よって、Ｋ_２Ｏの含有量の上限は、好ましくは３０％以下、２５％以下、２０％以下、１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５．５％以下、特に５％以下である。

加工性を重視する場合は、Ｋ_２Ｏの含有量の下限は、好ましくは０．０１％以上０．０５％、０．１％、０．３％、０．５％、０．６％以上、０．７％以上０．８％以上、０．９％以上、特に１．０％以上である。

アルカリ土類金属酸化物（Ｒ’Ｏ）であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、アルカリ金属酸化物（Ｒ_２Ｏ）と同様に、ガラスのネットワーク構造を切断する成分の一つであり、ガラスの粘度を低下させる効果がある。また耐候性にも影響を与える成分である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなるだけでなく、耐候性も低下し易くなる。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは５～３０％、５．５～２５％、５．３～２０％、５．５～１５％、５．８～１３％、６．５～１２％、６．６～１１％、６．７～１０．８％、６．８～１０・５％、６．９～１０．３％、特に７～１０％である。

ガラスの粘度を低下させる効果はＢａＯが最も高く、次いでＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯの順に効果は低くなる。よって、加工性に着目する場合、アルカリ土類金属酸化物間の含有量の関係は、ＭｇＯ≦ＣａＯ（特にＭｇＯ＜ＣａＯ）、ＭｇＯ≦ＳｒＯ（特にＭｇＯ＜ＳｒＯ）、ＭｇＯ≦ＢａＯ（特にＭｇＯ＜ＢａＯ）、ＣａＯ≦ＳｒＯ（特にＣａＯ＜ＳｒＯ）、ＣａＯ≦ＢａＯ（特にＣａＯ＜ＢａＯ）、ＳｒＯ≦ＢａＯ（特にＳｒＯ＜ＢａＯ）が好ましく、ＭｇＯ≦ＣａＯ≦ＳｒＯ≦ＢａＯがより好ましく、ＭｇＯ＜ＣａＯ＜ＳｒＯ＜ＢａＯが更に好ましい。

ＭｇＯは、既述の通り、ガラスの粘度を低下させる効果のある成分である。ＭｇＯの含有量が少な過ぎると、ガラスの粘度が高くなり、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下するだけでなく耐候性も低下し易くなる。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは０～３０％、０超～２５％、０．００１～２０％、０．００５～１５％、０．０１～１０％、０．０５～９％、０．０８～８％、０．１～７％、０．２～６％、０．３～５％、０．４～４．５％、特に０．５～４％である。

ＣａＯは、ＭｇＯと同様に、ガラスの粘度を低下させる成分であり、既述の通り粘度を低下させる効果はＭｇＯよりも高い。ＣａＯの含有量が少な過ぎると、ガラスの粘度が高くなり、ＣａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下するだけでなく耐候性も低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは０～３０％、０超～２５％、０．００１～２０％、０．００５～１５％、０．０１～１３％、０．０５～１２％、０．１～１１％、０．５～１０％、０．６～９％、０．７～８％、０．８～７％、０．９～６％、特に１．０～５％である。

ＳｒＯは、ＭｇＯ、ＣａＯと同様に、ガラスの粘度を低下させる成分であり、既述の通り粘度を低下させる効果はＭｇＯ、ＣａＯよりも高い。ＳｒＯの含有量が少な過ぎると、ガラスの粘度が高くなり、ＳｒＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下するだけでなく耐候性も低下し易くなる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは０～３０％、０超～２５％、０．００１～２０％、０．００５～１５％、０．０１～１３％、０．０５～１２％、０．１～１１％、０．５～１０％、０．６～９％、０．７～８％、０．８～７％、０．９～６％、特に１．０～５％である。

ＢａＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯと同様に、ガラスの粘度を低下させる成分であり、既述の通り粘度を低下させる効果はＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯよりも高い。ＢａＯの含有量が少な過ぎると、ガラスの粘度が高くなり、ＢａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下するだけでなく耐候性も低下し易くなる。また、ＢａＯの含有量が多過ぎると、炭酸塩又は硫酸塩が析出し易くなり、また耐加水分解性が低下し易くなる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは０～３０％、０～１％、０～０．９％、０～０．８％、０～０．７％、０～０．６％、０～０．５％、０～０．４％、０～０．３％、０～０．２％、０～０．１％、０～０．０１％、０～０．０１％未満、特に０～０．００１％である。

ＴｉＯ_２とＦｅ_２Ｏ_３の好適な含有量等は、既述の通りである。

上記成分以外にも他の成分を導入してもよい。

ＺｒＯ_２は、耐アルカリ性を高める成分である。しかし、ＺｒＯ_２の含有量が多過ぎると、ガラスの粘度が上昇し、また耐失透性が低下し易くなる。よって、ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは０～３％、０～２．５％、０～２％、０～１．５％、０．１～０．８％、特に０．２～０．６％である。

ＺｎＯは、ガラスの粘度を低下させる効果がある。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、耐候性を低下させる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは０～４％、０～１％、特に０～０．０１％である。

清澄剤として、Ｆ、Ｃｌ、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＳＯ_３等を１種類以上導入してもよい。これらの清澄剤の合計含有量及び個別含有量は、好ましくは５％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．３％以下である。なお、Ｃｌは清澄剤として加えない場合でも、Ｃｌはバッチ原料に含まれる不純物としてガラス中に含まれ得る。Ｃｌの含有量が多過ぎると、加熱加工する際に白色の欠陥を生じ易くなる。よって、Ｃｌの含有量は、好ましくは０．１％以下、０．０５％以下、０．０１％以下、０．００５％以下、特に０．０４％以下である。

化学的耐久性、高温粘度等の改良のために、Ｐ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＰｂＯ、Ｌａ_２Ｏ_３、ＷＯ_３、Ｎｂ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３等をそれぞれ３％以下、２％以下、１％以下、１％未満、０．５％以下で導入してもよい。

不純物として、Ｈ_２、ＣＯ_２、ＣＯ、Ｈ_２Ｏ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ_２等の成分をそれぞれ０．１％まで導入してもよい。またＰｔ、Ｒｈ、Ａｕ等の貴金属元素の混入量は、それぞれ５００ｐｐｍ以下、更には３００ｐｐｍ以下であることが好ましい。

また、本発明のガラス管は、ホウケイ酸系ガラスが好ましい。ホウケイ酸系ガラスは、理化学容器や医薬品容器用ガラスに用いられているガラス組成系であり、ソーダ石灰ガラスよりも、生産性は劣るが、優れた耐候性を有する。本発明のガラス管は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２６０～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３０～１５％、Ｂ_２Ｏ_３３～２０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ３～１５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ０～１０％を含有することが好ましい。各成分の含有範囲を限定した理由を述べる。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、「％」は「質量％」を意味する。

ＳｉＯ_２は、ガラスのネットワーク構造を構成する成分の一つである。ＳｉＯ_２の含有量が少ない程、加工性が向上するが、その含有量が少な過ぎると、耐加水分解性が低下し易くなる上に、ガラス化し難くなり、また熱膨張係数が増大して、耐熱衝撃性が低下し易くなる。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多い程、耐候性が向上するが、その含有量が多過ぎると、ガラスの粘度が高くなり、加工性が低下し易くなる上に、液相温度が上昇し、失透し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは６０～８５％、６５～８０％、６６～７９％、６７～７８％、６８～７７％、６９～７６％、特に７０～７５％である。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラスのネットワーク構造を構成する成分の一つであり、また耐加水分解性を向上させる効果がある。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、耐加水分解性が低下し易くなる。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラスの粘度が上昇する。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０～１５％、１～１２％、２～１１％、３～１０％、３．５～９％、３．９～８．５％、４～８％、４．１～７．９％、４．２～７．８％、４．３～７．７％、４．４～７．６％、特に４．５～７．５％である。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの粘度を下げ、溶融性や加工性を高める効果がある。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ガラスが分相し易くなり、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは３～２０％、５～１８％、６～１６％、７～１５％、８～１４％、９～１３％、特に１０～１２％である。

アルカリ金属酸化物（Ｒ_２Ｏ）であるＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏは、ガラスのネットワーク構造を切断する成分の一つであり、ガラスの粘度を低下させ、加工性や溶融性を高める効果がある。一方、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、耐候性が低下したり、熱膨張係数が増大して耐熱衝撃性が低下したりする。よって、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは３～１５％、好ましくは３．５～１４％、４～１３％、４．５～１２．５％、５～１２％、５．５～１１．５％、５．６～１１％以上、５．７～１０．５％、５．８～１０％、５．９～９．５％、６～９％、６．１～８．９％、６．２～８．８％、６．３～８．７％、６．４～８．６％、特に６．５～８．５％である。

アルカリ金属酸化物（Ｒ_２Ｏ）において、ガラスの粘度を低下させる効果は、Ｌｉ_２Ｏが最も高く、次いでＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの順に効果が高い。よって、ガラスの粘度を下げる観点では、アルカリ金属酸化物の含有量の関係は、好ましくはＬｉ_２Ｏ≧Ｎａ_２Ｏ≧Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ≧Ｎａ_２Ｏ＞Ｋ_２Ｏ又はＬｉ_２Ｏ＞Ｎａ_２Ｏ≧Ｋ_２Ｏであり、特にＬｉ_２Ｏ＞Ｎａ_２Ｏ＞Ｋ_２Ｏである。また、アルカリ金属酸化物の中でＫ_２Ｏの割合が高過ぎると、耐候性と加工性を両立することが困難になる。そのため、耐候性と加工性を両立させる観点では、Ｎａ_２Ｏ＞Ｋ_２Ｏが好ましい。

アルカリ金属酸化物の中でＬｉ_２Ｏの割合が高過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。よって、耐失透性の観点では、アルカリ金属酸化物の含有量の関係は、Ｎａ_２Ｏ＞Ｌｉ_２Ｏが好ましい。また、耐失透性を改善する効果は、Ｋ_２Ｏが最も高く、次いでＮａ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏの順に効果が高い。耐候性と耐失透性の両立を重視する観点では、好ましくはＬｉ_２Ｏ≧Ｎａ_２Ｏ≧Ｋ_２Ｏ、Ｌｉ_２Ｏ≧Ｋ_２Ｏ＞Ｎａ_２Ｏ又はＬｉ_２Ｏ＞Ｎａ_２Ｏ≧Ｋ_２Ｏ、特にＬｉ_２Ｏ＞Ｋ_２Ｏ＞Ｎａ_２Ｏである。

Ｌｉ_２Ｏは、既述の通り、ガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。アルカリ金属酸化物の中でも、Ｌｉ_２Ｏは、ガラスの粘度を低下させる効果が最も高く、次いでＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの順に効果が高い。しかし、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、好ましくは０～６％、０～５．５％、０～５％、０～４．５％、０～４％、０～３．５％、０～３．４％、０～３．３％、０～３．２％、０～３．１％、０～３％、０～２．９％、０～２．８％、特に０～２．７％である。なお、Ｌｉ_２Ｏの含有量が３％以下になると、失透が生じ難くなる。

Ｎａ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏと同様にガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。また、Ｎａ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、耐失透性が低下することもある。一方、Ｎａ_２Ｏは含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｎａ_２Ｏの含有量は、好ましくは０～１２％、０～１０％、０～９％、０～８．５％、０～８．３％、０～８．２％、０～８．１％、０～８％、０～７．９％、０～７．８％、０～７．７％、０～７．６％、特に０～７．５％である。

Ｋ_２Ｏは、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏの効果ほどではないが、ガラスの粘度を低下させて、加工性や溶融性を高める効果がある。しかし、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなる。一方、Ｋ_２Ｏの含有量が少な過ぎると、耐失透性が低下することがある。よって、Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは０～５％、０～４％、０～３．８％、０～３．７％、０～３．６％、０～３．５％、０～３．３％、０～３．１％、０～３％、特に０～３％未満である。

アルカリ土類金属酸化物（Ｒ’Ｏ）であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、アルカリ金属酸化物と同様に、ガラスのネットワーク構造を切断する成分の一つであり、ガラスの粘度を低下させる効果もある。また耐候性にも影響を与える成分である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量が多過ぎると、耐候性が低下し易くなるだけでなく耐失透性も低下し易くなる。よって、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯの含有量は、好ましくは０～１０％、０超～９％、０．０１～８％、０．０．０５～７％、０．１～６％、０．１５～５％、０．２～４％、０．２５～３％、０．３～２．９％、０．３５～２．８％、０．４～２．７％、０．４５～２．６％、特に０．５～２．５％である。

ＭｇＯは、ガラスのネットワーク構造を切断し、ガラスの粘度を低下させる成分である。また、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、耐候性や耐失透性が低下し易くなる。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは０～１０％、０～８％、０～５％、０～３％、０～１％、０～０．９％、０～０．８％、０～０．７％、０～０．６％、０～０．５％、０～０．４％、０～０．３％、０～０．２％、特に０～０．１％である。なお、加工性を重視する場合、ＭｇＯを０．０１％以上導入してもよい。

ＣａＯは、ＭｇＯと同様にガラスの粘度を低下させる成分である。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、耐候性や耐失透性が低下し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは０超～１０％、０．０１～１０％、０．０５～９％、０．１～８％、０．１５～７％、０．２～６％、０．２５～５％、０．３～４．５％、０．３５～４％、０．４～３．５％、０．４５～３％、特に０．５～２．５％である。

ＳｒＯの含有量は、好ましくは０～５％、０～４％、０～３％、０～２％、０～１％、０～０．５％、０～０．４％、０～０．３％、０～０．２％、０～０．１％、０～０．０１％、０～０．０１％未満、特に０～０．００１％である。ＳｒＯの含有量が多過ぎると、耐候性や耐失透性が低下し易くなる。

ＢａＯの含有量は、好ましくは０～５％、０～４．５％、０～４％、０～３．５％、０～３％、０～２．５％、０～２％、０～１．９％、０～１．８％、０～１．７％、０～１．６、特に０～１．５％である。ＢａＯの含有量が多過ぎると、耐候性や耐失透性が低下し易くなる。

上記成分以外にも他の成分を導入してもよい。

ＺｒＯ_２は、耐候性を高める成分である。しかし、ＺｒＯ_２の含有量が多過ぎると、ガラスの粘度が上昇し、また耐失透性が低下し易くなる。よって、ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは０～３％、０～２．５％、０～２％、０～１．５％、０．１～０．８％、特に０．２～０．６％である。

ＺｎＯは、ガラスの粘度を低下させる効果がある。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、耐候性に悪影響を与える。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは０～４％、０～１％、特に０～０．０１％である。

本発明のガラス管は、温度１２１℃、相対湿度８５％、試験時間２４時間の高速加速寿命試験（ＨＡＳＴ）において試験後のガラス表面に発生する異物の最大長辺が１００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５０μｍ以下、３０μｍ以下、特に１０μｍ以下である。

「高速加速寿命試験（ＨＡＳＴ）」とは以下の試験を指す。
（１）表面積が１６ｃｍ^２になるよう切断し切断面に鏡面研磨を施したガラス管、或いは２０ｍｍ×３５ｍｍ×２．００ｍｍの寸法に加工し鏡面研磨を施したガラス管と同じ組成のガラス試料を準備する。
（２）平山製作所社製の試験装置を用いて温度１２１℃、相対湿度８５％、試験時間２４時間の加速試験を実施する。
（３）加速試験後の試料を、キーエンス社製デジタルマイクロスコープを用いて観察し、ガラス表面に発生した異物の最大の長辺を測定する。

本発明のガラス管において、作業点は、好ましくは１３００℃以下、１２６０℃以下、１２４０℃以下、１２２０℃以下、１２００℃以下、特に１１８０℃以下である。作業点が高くなると、ガラス管を紫外線ランプに加工する際の加工温度がより高温になり、ガラスに含まれるアルカリ成分の蒸発が著しく増加する。蒸発したアルカリ成分は、ガラス管内壁に付着するため、加工された紫外線ランプの不良の原因となる場合がある。ここで、「作業点」は、ガラスの粘度が１０^４．０ｄＰａ・ｓになる温度を指す。

本発明のガラス管は、化学強化処理（イオン交換処理）に供することにより、その表面に圧縮応力層を形成することが可能である。本発明のガラス管は、４７５℃のＫＮＯ_３溶融塩中に７時間浸漬して化学強化処理を行った際に形成される圧縮応力層の圧縮応力値が、１００ＭＰａ以上になることが好ましく、２００ＭＰａ以上になることが更に好ましく、特に３００ＭＰａ以上になることが特に好ましい。

なお、圧縮応力層の圧縮応力値と応力深さは次のようにして測定することができる。まず試料の両表面に鏡面研磨を施した後、４７５℃のＫＮＯ_３溶融塩中に７時間浸漬して化学強化処理を行う。続いて試料の表面を洗浄し、表面応力計（株式会社折原製作所製ＦＳＭ－６０００）を用いて観察される干渉縞の本数とその間隔から圧縮応力値と応力深さを算出する。算出にあたり、試料の屈折率を１．５０、光弾性定数を２９．５[（ｎｍ／ｃｍ）／ＭＰａ]とする。なお、化学強化処理前後では、ガラス表層におけるガラス組成が微視的に異なるものの、ガラス全体として見た場合、ガラス組成は実質的に相違しない。

次に、本発明のガラス管を製造する方法をダンナー法で説明する。

まずガラス原料を所定のガラス組成になるように調合してバッチを作製する。次に、このバッチを１５５０～１７００℃の溶融窯に連続投入して溶融、清澄を行った後、得られた溶融ガラスを回転する耐火物に巻きつけながら、耐火物の先端部から空気を吹き出しつつ、耐火物の先端部からガラスを管状に引出す。

続いて、引き出した管状ガラスを所定の長さに切断することでガラス管を得る。このようにして得られたガラス管は紫外線ランプの製造に供される。

なお、本発明のガラス管は、ダンナ－法に限らず、他の方法（例えば、ベロー法、ダウンドロー法、リドロー法）で製造してもよい。

また、本発明のガラス管は、電極等の金属を含む部品を封着し易くするため、予め端部を電極の部品に合わせた外径及び内径に加工しても良い。加工方法は特に限定されないが、例えば、加工したい部分をバーナー炎で加熱し、軟化したガラスに形を整える治具をあて、所望の外径及び内径にした後、カッターで不要な部分を切断して端部の形状をバーナー炎で整えることで封着に適したガラス管を得ることができる。この加工と、後述するガラス管の厚みを薄くする加工はどちらを先に行っても良い。

次に、深紫外線光源デバイスに用いるガラス管を製造する方法を説明する。以下、ガラス管をフッ化水素酸によるエッチングで厚みが薄くなるよう加工する製造方法について説明するが、この方法は一例であり、他の方法（例えば、フッ酸以外の酸や混酸によるエッチング、ダンナー法、ベロー法、ダウンドロー法、リドロー法）で作製してもよい。

まずガラス管を用意し、ガラス管を任意の濃度のフッ化水素酸と塩酸、硫酸、硝酸等から選択された酸との混合溶液に浸漬させる。このとき、薄肉部を形成するために、ガラス管の一部分をマスキングしてもよい。ガラス管が所望の厚みになったら混合溶液中から取出し、ガラス表面に残留している混合溶液を洗浄してガラス管を得る。浸漬時間はガラス組成と混合溶液の濃度に応じて適宜選択すればよい。

必要に応じて、ガラス管をＫＮＯ_３溶融塩中に浸漬してイオン交換することにより、化学強化されたガラス管を得ることができる。

本発明のガラス管は、その内表面及び／又は外表面にコーティングを有していてもよい。コーティングは、例えば、フッ素、シリコン、界面活性剤等の無機コーティング、有機コーティングが挙げられる。

以下、実施例に基づいて、本発明を説明する。なお、以下の実施例は、単なる例示であり、本発明を何ら限定するものではない。

表１は本発明の実施例１、２及び比較例を示している。なお、表中の「Ｎ．Ａ．」は未測定を意味している。

各試料は以下のようにして調製した。まず表中に示すガラス組成となるようにダンナー法で作製したガラス管を混合溶液に浸漬させた。なお、実施例１では、フッ化水素酸濃度が５ｍｏｌ／Ｌ、塩酸濃度が２ｍｏｌ／Ｌになるよう調製した混合溶液に１３０分間浸漬させたものである。実施例２では、フッ化水素酸濃度が７．５ｍｏｌ／Ｌ、塩酸濃度が３ｍｏｌ／Ｌになるよう調製した混合溶液に７０分間浸漬させたものである。その後、測定に必要な形状に加工して各種評価に供した。その結果を表中に示す。

各種管寸法（外径、内径、厚み）はノギス、マイクロメーター、ダイヤルゲージ、レーザー光或いはその他の適切な精度を有する測定方法を用いて測定することができる。表中において、外径は、ノギスを用いて同一円周上の３点を測定し、その平均値を示した。厚みは、ダイヤルゲージを用いて同一サンプルの異なる３点を測定し、その平均値を示した。内径は、外径の平均値から厚みの平均値の２倍を引いた値を示した。

薄肉部の最も薄い部分の厚み、つまり最薄部の厚みｔ１は、以下のようにして測定することができる。例えばダイヤルゲージを用いる場合は、図１～３のような場合はガラス管を長さ方向に割断し、片方の端部から反対側の端部まで厚みを測定しながらダイヤルゲージを移動させた際の厚みの最小値がｔ１である。図４のような場合のガラス管では、厚みを測定しながらガラス管を円周方向に１回転させた際の厚みの最小値がｔ１である。厚みを測定する器具或いは装置は適切な精度を有するものを適宜使用することができる。

曲がりは１０００ｍｍの間隔で配置した２個のローラー上に１０００ｍｍの長さのガラス管を載せ、ダイヤルゲージを用いて管を１回転させる間の最大値と最小値を読み取る。最大値と最小値の差の半分をガラス管の曲がりとした。

外径の公差は、以下の手順で測定する。平坦な机又は台の上にガラス管を載せ、任意の１点の外径を測定する。その後、測定器具あるいは測定装置は動かさず、管の端の位置がずれないようにガラス管を回転させて外径を測定する。少なくとも３点以上測定した最大値と最小値の差を公差とした。

内径の公差は、以下の手順で測定する。平坦な机又は台の上にガラス管を載せ、任意の１点の内径を測定する。その後、測定器具あるいは測定装置は動かさず、管の端の位置がずれないようにガラス管を回転させて内径を測定する。少なくとも３点以上測定した最大値と最小値の差を公差とした。

厚みの公差は、以下の手順で測定する。平坦な机又は台の上にガラス管を載せ、任意の１点の厚みを測定する。その後、測定器具あるいは測定装置は動かさず、管の端の位置がずれないようにガラス管を回転させて厚みを測定する。少なくとも３点以上測定した最大値と最小値の差を公差とした。

外表面のＲａは触針を走査させるサーフコーダやレーザー顕微鏡、白色干渉計、ＡＦＭ等によって測定することができる。測定を行う距離は５μｍ程度が好ましい。

内表面のＲａは触針を走査させるサーフコーダやレーザー顕微鏡、白色干渉計、ＡＦＭ等によって測定することができる。測定を行う距離は５μｍ程度が好ましい。

歪点Ｐｓは、ＡＳＴＭＣ３３６に準拠したファイバー延伸法で求めたものである。徐冷点Ｔａ及び軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭＣ３８８に準拠したファイバー延伸法で求めたものである。

作業点（ガラスの粘度が１０^４．０ｄＰａ・ｓになる温度）及び高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓになる温度は、白金球引き上げ法で求めたものである。

耐候性試験は、高速加速寿命試験（ＨＡＳＴ）に準じた試験で行ったものである。なお、詳細な試験手順は上記の通りである。

分光透過率は、日本分光製Ｖ－６７０を用いて評価した。測定条件は以下の通りである。測定範囲：２００ｎｍ～８００ｎｍ、データ取り込み間隔：１ｎｍ、紫外・可視域のバンド幅：５．０ｎｍ、近赤外域のバンド幅：２０．０ｎｍ、レスポンス：Ｍｅｄｉｕｍ、走査速度：２００ｎｍ／ｍｉｎ、積分球ユニットを使用。なお、ガラス管は半割りして測定に供した。

線熱膨張係数は、約５ｍｍφ×２０ｍｍのロッド状に成形したガラスを測定試料とし、ディラートメーターにより、２０～３００℃の温度範囲で測定したものである。

図５は、実施例１、２に係る波長２００ｎｍ～８００ｎｍの透過率曲線で示したデータである。なお、厚み０．１７ｍｍの透過率曲線が実施例１のデータ、厚み０．０５ｍｍの透過率曲線が実施例２のデータである。

表、図から明らかなように、実施例１、２は、Ｔ２２２×（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）が大きいため、深紫外域での透過率が高かった。一方、比較例は、Ｔ２２２×（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）が小さいため、深紫外域での透過率が低かった。

本発明のガラス管は、深紫外線光源デバイスの保護材料として好適である。また、固体、液体、気体の保存容器等にも使用することができる。

Claims

厚みが０．４ｍｍ以下である薄肉部を含むガラス管であって、
薄肉部の中で最も薄い最薄部の厚みをｔ１［ｍｍ］、最薄部の厚みｔ１換算での波長２２２ｎｍの分光透過率をＴ_２２２［％］、最薄部の外径をＤ１［ｍｍ］、最薄部の内径をｄ１［ｍｍ］、ガラスに含まれる酸化鉄と酸化チタンの合量をＦｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２［質量％］とした時に、ｄ１／Ｄ１が０．７６以上であり、且つ（Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２）×Ｔ_２２２の値が０．２以上であることを特徴とするガラス管。
最薄部の厚みｔ１［ｍｍ］が０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラス管。
Ｆｅ_２Ｏ_３＋ＴｉＯ_２の合量が０．００２～０．１質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が０～０．０５質量％、ＴｉＯ_２の含有量が０～０．０５質量％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス管。
最薄部の厚みｔ１換算での波長２２２ｎｍの分光透過率が３０％以上であることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載のガラス管。
最薄部の厚みｔ１換算での波長２３０ｎｍの分光透過率が４０％以上であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載のガラス管。
最薄部の厚みｔ１換算での波長２００ｎｍの分光透過率（％）をＴ_２００、最薄部の厚みｔ１換算での波長２６０ｎｍの分光透過率（％）をＴ_２６０とした場合、Ｔ_２００／Ｔ_２６０が０．３以上であることを特徴とする請求項１～５の何れかに記載のガラス管。
ガラス管の曲がりが６．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のガラス管。
最薄部の厚みｔ１の公差が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１～７の何れかに記載のガラス管。
最薄部の外径Ｄ１と端部の外径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が０．８～１．２であることを特徴とする請求項１～８の何れかに記載のガラス管。
最薄部の内径ｄ１と端部の内径ｄ２の比ｄ１／ｄ２が０．８以上であることを特徴とする請求項１～９の何れかに記載のガラス管。
外径の公差が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１～１０の何れかに記載のガラス管。
内径の公差が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１～１１の何れかに記載のガラス管。
外表面のＲａが０．０１μｍ以下であることを特徴とする請求項１～１２の何れかに記載のガラス管。
内表面のＲａが０．０１μｍ以下であることを特徴とする請求項１～１３の何れかに記載のガラス管。
最薄部の厚みｔ１が０．１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１～１４の何れかに記載のガラス管。
温度１２１℃、相対湿度８５％、試験時間２４時間の高速加速寿命試験（ＨＡＳＴ）を行った時、ガラス表面に発生する異物の最大の長辺が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１～１５の何れかに記載のガラス管。
２０～３００℃の温度範囲における線熱膨張係数が３０×１０^－７／℃～１００×１０^－７／℃であることを特徴とする請求項１～１６の何れかに記載のガラス管。
高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓになる温度が１３００℃以下であることを特徴とする請求項１～１７の何れかに記載のガラス管。
液相粘度が１０^４．８ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１～１８の何れかに記載のガラス管。
４７５℃に昇温した硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）溶融塩に７時間浸漬させた場合に、表面に形成される圧縮応力値が２００ＭＰａ以上になることを特徴とする請求項１～１９の何れかに記載のガラス管。
請求項１～２０の何れかに記載のガラス管を外筒とすることを特徴とする深紫外線用ランプ。