JP2529657B2 - 近紫外線透過ガラス - Google Patents

近紫外線透過ガラス

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JP2529657B2
JP2529657B2 JP4143443A JP14344392A JP2529657B2 JP 2529657 B2 JP2529657 B2 JP 2529657B2 JP 4143443 A JP4143443 A JP 4143443A JP 14344392 A JP14344392 A JP 14344392A JP 2529657 B2 JP2529657 B2 JP 2529657B2
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tio
ultraviolet
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和史 中野
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東芝硝子株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/0085Compositions for glass with special properties for UV-transmitting glass

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,紫外線によるソラリゼ
ーション変化が小さく紫外可視域の透過性に優れた近紫
外線透過ガラスに係り、特に紫外線カーボンアーク灯式
耐候性試験機に用いるガラス製フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、繊維、プラスチック、印刷物等の
耐光堅牢度の判定には紫外線カーボンアーク灯式耐候性
試験機が用いられている。この試験機は波長380nm
におけるピークを中心として波長300nm以上の波長
の紫外線をサンプルに照射し、その劣化を促進的に評価
する装置である。この装置の光源であるカーボンアーク
は波長300nm以下の光も発光するので、ガラス製グ
ローブフィルタを使って波長300nm以下をカットし
ている。
【0003】また、ガラス製グローブフィルタは波長3
00nm以下のカット以外に、カーボンの放電時に発生
するオゾン等の有害ガスと灰分の飛散防止の役割も持っ
ている。このガラス製グローブフィルタの透過率を調整
する成分としてはFe2 3が一般に知られている。F
2 3 はガラス中でFe2+またはFe3+の形で存在す
るが、紫外線が照射されるとFe2+がFe3+に原子変換
を起こし着色されるので波長300nm以上の透過率の
低下を招く原因となっている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】従来のガラス製グロー
ブフィルタに使用されたガラス組成では紫外線に対する
耐候性が劣るため、フィルタ自体の寿命が短いという欠
点がある。本発明は、上記事情を考慮してなされたもの
で波長300nm以下の紫外線を吸収し、紫外線に対す
る耐候性が優れ、かつ耐熱性に優れた近紫外線透過ガラ
スを提供することを目的とする。
【0005】
【発明の構成】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は上記
目的を達成するために、従来の硼珪酸ガラスに必須成分
としてFe2 3 ,TiO2 ,Sb2 3 の特定量を導
入した。すなわち本発明は、熱膨張係数が40×10-7
-1以下である硼珪酸ガラスに重量百分率でFe2 3
30〜170ppm, TiO2 50〜1200pp
m,Sb2 3 0.02〜1.0%,を含有させ、か
つその透過率が肉厚2.0mmのガラスにおいて波長2
75nmで2%以下、波長320nmで75%以上あ
り、かつ前記Fe23 ,TiO2 の含有量が次式を満
足する範囲内にあることを特徴とする近紫外線透過ガラ
ス。 1000ppm≦[(Fe2 3 )×10+(Ti
2 )]ppm≦2000ppmかつ、 Fe2
3 /TiO2 ≦2.5
【0006】次に上記組成範囲の数値限定理由について
詳述する。紫外線カーボンアーク灯式耐候性試験機に使
用されるフィルタは、波長275nmで2%以下、波長
320nmでは75%以上、波長400〜700nmの
可視域で85%以上、の透過率特性が必要である。
【0007】本発明ではFe2 3 とTiO2 とを含有
させている。Fe2 3 が170ppmを越えると紫外
域から可視域にかけての分光透過率が低くなりすぎ、3
0ppm未満では紫外線吸収能が得られない。鉄イオン
はソラリゼーションを起こし、経時変化により透過率を
低下させるため鉄イオンだけで透過率を調整することは
好ましくない。TiO2 は鉄イオンの紫外線による透過
率低下を防止する成分であるが1200ppmを越える
と紫外域での透過率が低くなり過ぎ、50ppm未満で
は紫外線による透過率低下を防止する効果が得られな
い。
【0008】また、Fe2 3 ,TiO2 の含有量が次
式を満足する範囲内にあることが必要である。1000
ppm≦[(Fe2 3 )×10+(TiO2 )]pp
m≦2000ppmかつ、 Fe2 3 /TiO2
≦2.5 [(Fe2 3 )×10+(TiO2 )]ppmが20
00ppmを越えると波長320nmにおける透過率が
75%を下回り、1000ppm未満では波長255n
mにおける透過率が2%を大きくはずれてしまう。紫外
線吸収を増す物質としては鉄分があり、鉄分のうちFe
3+が特に紫外域に大きな吸収を持ち、紫外線透過率を低
下させる原因となっている。そのため鉄分を減少させる
ことが必要であり、Fe3+を還元によってFe2+に変え
Fe3+を減少させることも紫外線透過率向上に有効であ
る。
【0009】ガラス中のFe2 3 /TiO2 が2.5
を越えると、Ti4+イオンの存在によるFe2+をFe3+
に変える反応を押さえる作用が弱くなり、ガラスのソー
ラリゼーション防止効果が十分得られない。Fe2 3
はTiO2 の10倍の強さで紫外線透過率を低下させる
が、その寄与率はFe2 3 とTiO2 とが等価である
ことが望ましい。したがって、通常Fe2 3 /TiO
2 は、0.1である。そこで、前述の1000ppm≦
[(Fe2 3 )×10+(TiO2 )]ppm ≦2
000ppmでは、Fe2 3 に係数10を付与してい
る。
【0010】Sb2 3 はガラスの着色防止に効果があ
り清澄剤として添加するが0.02%未満ではその効果
が認められず1%を越えると紫外域での透過率が著しく
低下するので好ましくない。Sb2 3 以外の清澄剤で
は紫外域での透過率が低下するので好ましくない。以上
の成分の他、必要に応じてF,Clを合量で1%まで添
加してもよい。これらはSb2 3 のみのものよりも清
澄を促進しガラスに高い均質性を与えるので添加しても
さしつかえない。
【0011】紫外線カーボンアーク灯式耐候性試験機に
使用されるフィルタは、熱衝撃に耐える必要がある。し
たがって熱膨張係数が40×10-7-1以下である。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を表1,表2に示す。表1は
SiO2 80%,Al2 3 2.5%,B2 3
2.7%,Na2 O 4.2%,Sb2 3 0.3
%,F 0.3%、からなる組成のガラスにTiO2
Fe2 3 とを添加し、その含有量を変化させたときの
初期透過率および劣化率を示した。ここで初期透過率と
は肉厚2.0mmの板状に研磨した試料ガラスの275
nmと320nmにおける透過率を測定した値である。
劣化率とは同じ試料ガラスをサンシャインカーボンアー
ク灯式耐候性試験機のフィルタ配設位置にセットし20
0時間点灯後の320nmにおける透過率を測定し、初
期透過率からの減少分を初期透過率で割って百分率表示
したものである。またNo.1〜No.5は本発明に係
る実施例、No.6、No.7は比較例である。本発明
に係る実施例は比較例と比べていずれも良好な耐紫外線
劣化率を示している。
【0013】表2はガラス組成の変化に対するガラスの
耐候性の変化を示すものである。表1と同じ試験方法で
劣化率を測定した。耐水性は日本光学硝子工業会の測定
方法で測定したものである。表2に示す本発明に係る実
施例No.1〜No.5のガラスは熱膨張係数が40×
10-7-1以下の耐熱性を有し、紫外線に対する耐候性
にも優れている。またウェザリングによる表面改質に対
しても良好な化学的耐久性を示し、この点からも経時変
化の少ない優れたものである。No.6のガラスは、比
較例で熱膨張係数が大きい為、熱衝撃性に劣る。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】このガラスは熱膨張係数が40×10-7
-1以下と耐熱性に優れているので各種実験装置の観測窓
としても有効である。さらに自動車の前面レンズをはじ
め照明器具のフィルタやカバーガラスとしても有効であ
ることは勿論である。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による近紫
外線透過ガラス組成物を用いたグローブフィルタは、従
来のガラスに比べて紫外線劣化が減少する効果がある。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量百分率でFe2 3 30〜170
    ppm, TiO250〜1200ppm,Sb2 3
    0.02〜1.0%,を含有する熱膨張係数が40×
    10-7-1以下である硼珪酸ガラスであって、その透過
    率が肉厚2.0mmのガラスにおいて波長275nmで
    2%以下、波長320nmで75%以上あり、かつ前記
    Fe2 3 ,TiO2 の含有量が次式を満足する範囲内
    にあることを特徴とする近紫外線透過ガラス。 1000ppm≦[(Fe2 3 )×10+(Ti
    2 )]ppm≦2000ppmかつ、 Fe2
    3 /TiO2 ≦2.5
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