JP2710071B2 - ガラス表面処理方法 - Google Patents
ガラス表面処理方法Info
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- JP2710071B2 JP2710071B2 JP32538789A JP32538789A JP2710071B2 JP 2710071 B2 JP2710071 B2 JP 2710071B2 JP 32538789 A JP32538789 A JP 32538789A JP 32538789 A JP32538789 A JP 32538789A JP 2710071 B2 JP2710071 B2 JP 2710071B2
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- glass
- treatment
- glass surface
- treatment method
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は重量％でPbOを25〜50％含有する鉛ガラスの
表面に反射防止層を形成するためのガラス表面処理方法
に関するものである。
表面に反射防止層を形成するためのガラス表面処理方法
に関するものである。
［従来の技術］ 従来よりガラス表面に反射防止処理を施す方法の一つ
に、ガラスを酸溶液に浸漬して処理する酸処理方法があ
る。ガラスを酸処理すると、ガラス中のNa+、K+、Pb2+
等の陽イオンが酸溶液中のH+と置き換わるイオン交換反
応が起こり、ガラス表面に水和珪酸層が形成される。ガ
ラス中から溶出した陽イオンは塩となってガラス表面に
付着し、保護膜を形成して前記イオン交換反応の進行を
妨害するため、通常これら塩類の溶解度の大きい硝酸溶
液を酸溶液として用いている。また水和珪酸層は不安定
であるために、加熱脱水して堅牢な無水珪酸層とし、経
時変化による層の劣化を防止している。
に、ガラスを酸溶液に浸漬して処理する酸処理方法があ
る。ガラスを酸処理すると、ガラス中のNa+、K+、Pb2+
等の陽イオンが酸溶液中のH+と置き換わるイオン交換反
応が起こり、ガラス表面に水和珪酸層が形成される。ガ
ラス中から溶出した陽イオンは塩となってガラス表面に
付着し、保護膜を形成して前記イオン交換反応の進行を
妨害するため、通常これら塩類の溶解度の大きい硝酸溶
液を酸溶液として用いている。また水和珪酸層は不安定
であるために、加熱脱水して堅牢な無水珪酸層とし、経
時変化による層の劣化を防止している。
［発明が解決しょうとする問題点］ 前記酸処理方法は処理コストが安価であり、しかも他
の方法では困難な大型のガラスブロックの反射防止処理
が可能である。
の方法では困難な大型のガラスブロックの反射防止処理
が可能である。
しかしながら放射線遮蔽に用いるようなPbOを重量％
で25〜50％含有する鉛ガラスに反射防止処理を施す場
合、従来の方法ではガラス表面に侵蝕むらが発生し、不
均質干渉色を呈するため良好な反射防止層を得ることが
困難であった。
で25〜50％含有する鉛ガラスに反射防止処理を施す場
合、従来の方法ではガラス表面に侵蝕むらが発生し、不
均質干渉色を呈するため良好な反射防止層を得ることが
困難であった。
またガラス表面にガラスの屈折率の平方根に近い値を
有する薄膜を1/4λ（λは波長を表す）の厚さにして形
成すると、波長λにおける反射率が低減することが知ら
れており、それゆえガラス表面に良好な反射防止層を形
成するためには、その厚さが1/4λとなるように処理条
件を設定する必要がある。しかしながら硝酸溶液を耐酸
性の劣る鉛ガラスに使用すると、最適な反射防止層の厚
さ1/4λを得ることのできる処理条件が極端に限定さ
れ、それゆえ工業的規模での処理条件の設定が難しくな
り、歩留まりが著しく悪くなる。
有する薄膜を1/4λ（λは波長を表す）の厚さにして形
成すると、波長λにおける反射率が低減することが知ら
れており、それゆえガラス表面に良好な反射防止層を形
成するためには、その厚さが1/4λとなるように処理条
件を設定する必要がある。しかしながら硝酸溶液を耐酸
性の劣る鉛ガラスに使用すると、最適な反射防止層の厚
さ1/4λを得ることのできる処理条件が極端に限定さ
れ、それゆえ工業的規模での処理条件の設定が難しくな
り、歩留まりが著しく悪くなる。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、PbOを重量
％で25〜50％含有する鉛ガラスの表面に、酸処理法を用
いて良好な反射防止層を歩留まりよく形成する方法を提
供することを目的とするものである。
％で25〜50％含有する鉛ガラスの表面に、酸処理法を用
いて良好な反射防止層を歩留まりよく形成する方法を提
供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明者は上記目的を達成するために種々の研究を行
った結果、ガラスと酸との反応を適当な速度で進行させ
ると良好な反射防止層を歩留まりよく形成できることを
見い出し、本発明として提案するものである。
った結果、ガラスと酸との反応を適当な速度で進行させ
ると良好な反射防止層を歩留まりよく形成できることを
見い出し、本発明として提案するものである。
即ち、本発明のガラス表面処理方法は、重量％でPbO
を25〜50％含有する鉛ガラスの表面を60℃以上の弱酸溶
液で処理した後、水洗し、加熱脱水することによって反
射防止層を形成してなることを特徴とする。
を25〜50％含有する鉛ガラスの表面を60℃以上の弱酸溶
液で処理した後、水洗し、加熱脱水することによって反
射防止層を形成してなることを特徴とする。
また本発明においては弱酸溶液が酢酸溶液であること
が好ましい。
が好ましい。
［作用］ 本発明のガラス表面処理方法によれば、酸処理時に60
℃以上の酢酸溶液等の弱酸溶液を用いるために、重量％
でPbOを25〜50％含有する鉛ガラスに対して反応が緩や
かに、且つ均一に進行する。
℃以上の酢酸溶液等の弱酸溶液を用いるために、重量％
でPbOを25〜50％含有する鉛ガラスに対して反応が緩や
かに、且つ均一に進行する。
酸処理による侵蝕むらの発生は、ガラス表面における
酸溶液のごくわずかな濃度差等によって反応速度に差違
が生じ、局部的に膜厚が変化することによるものである
と考えられる。本発明は60℃以上の弱酸溶液を用いるた
めに、硝酸を用いる場合に比べ、反応が緩やかに進行
し、ガラス表面において反応速度の差違を生じる可能性
が極めて小さく、それゆえ侵蝕むらを生じることがな
い。
酸溶液のごくわずかな濃度差等によって反応速度に差違
が生じ、局部的に膜厚が変化することによるものである
と考えられる。本発明は60℃以上の弱酸溶液を用いるた
めに、硝酸を用いる場合に比べ、反応が緩やかに進行
し、ガラス表面において反応速度の差違を生じる可能性
が極めて小さく、それゆえ侵蝕むらを生じることがな
い。
またガラス表面においては、ガラスを酸溶液に浸漬す
る酸処理時はもとより、酸溶液槽より引き上げた後も、
表面に付着した酸の液滴あるいは洗浄水は空気中の水分
により反応が進行するために、水和珪酸層の厚さが変化
する。この反応は酸処理後のガラス表面を洗浄し、加熱
脱水して無水珪酸層を形成するまで続くため、反射防止
層の厚さが最終的に1/4λとなるように処理条件と、と
くに酸処理時間を設定することが重要である。本発明は
ガラスと酸溶液とが緩やかに反応する結果、工業的規模
での酸処理時間の設定が容易になる。このことは特に放
射線遮蔽ガラスのような大型の鉛ガラスブロックの処理
に対して有効である。即ちこのような大型の鉛ガラスブ
ロックの場合、酸溶液槽から引き上げて表面に無水珪酸
層を形成するまでの一連の作業にかなりの時間を擁する
が、反応が緩やかな速度で進行するため、反射防止層の
厚さの変化が小さく、それゆえ酸処理時間の設定が容易
になるのである。
る酸処理時はもとより、酸溶液槽より引き上げた後も、
表面に付着した酸の液滴あるいは洗浄水は空気中の水分
により反応が進行するために、水和珪酸層の厚さが変化
する。この反応は酸処理後のガラス表面を洗浄し、加熱
脱水して無水珪酸層を形成するまで続くため、反射防止
層の厚さが最終的に1/4λとなるように処理条件と、と
くに酸処理時間を設定することが重要である。本発明は
ガラスと酸溶液とが緩やかに反応する結果、工業的規模
での酸処理時間の設定が容易になる。このことは特に放
射線遮蔽ガラスのような大型の鉛ガラスブロックの処理
に対して有効である。即ちこのような大型の鉛ガラスブ
ロックの場合、酸溶液槽から引き上げて表面に無水珪酸
層を形成するまでの一連の作業にかなりの時間を擁する
が、反応が緩やかな速度で進行するため、反射防止層の
厚さの変化が小さく、それゆえ酸処理時間の設定が容易
になるのである。
なお、ガラスと酸溶液の反応速度が緩やかであること
が好ましいのは上述の通りであり、このことから極く薄
い硝酸溶液で処理する方法も考えられるが、このような
希硝酸溶液を用いて工業的規模で反射防止処理を行う場
合、その濃度等の制御が極めて困難である。それゆえ本
発明は弱酸溶液を使用するのであるが、常温の弱酸溶液
をPbOを25〜50重量％含有する鉛ガラスに用いると処理
に極めて長い時間を要し、作業効率を著しく低下させる
ため、弱酸溶液を60℃以上にして酸処理時間の設定が困
難にならない程度に反応速度を上げる。
が好ましいのは上述の通りであり、このことから極く薄
い硝酸溶液で処理する方法も考えられるが、このような
希硝酸溶液を用いて工業的規模で反射防止処理を行う場
合、その濃度等の制御が極めて困難である。それゆえ本
発明は弱酸溶液を使用するのであるが、常温の弱酸溶液
をPbOを25〜50重量％含有する鉛ガラスに用いると処理
に極めて長い時間を要し、作業効率を著しく低下させる
ため、弱酸溶液を60℃以上にして酸処理時間の設定が困
難にならない程度に反応速度を上げる。
また本発明が弱酸溶液として酢酸溶液が好ましいとし
ているのは、安価で、且つ入手が容易であるとともに、
金属腐蝕作用が極めて小さく、酸溶液槽や処理するガラ
スの移送用金具（共に主としてステンレス製である）を
腐蝕させないため、金サビ等の液中浮遊物を発生させる
危険性がないことによる。このような理由から酢酸溶液
を用いるが、これ以外にもクエン酸溶液、シュウ酸溶
液、硝酸アンモニウム溶液等を使用することが可能であ
る。
ているのは、安価で、且つ入手が容易であるとともに、
金属腐蝕作用が極めて小さく、酸溶液槽や処理するガラ
スの移送用金具（共に主としてステンレス製である）を
腐蝕させないため、金サビ等の液中浮遊物を発生させる
危険性がないことによる。このような理由から酢酸溶液
を用いるが、これ以外にもクエン酸溶液、シュウ酸溶
液、硝酸アンモニウム溶液等を使用することが可能であ
る。
［実施例］ 以下本発明のガラス表面処理方法を実施例に基づき説
明する。
明する。
重量％でSiO2 45.5％、BaO 2％、PbO 35％、Na2O 3
％、K2O 13％、CeO2 1.5％のガラスになるように調合し
た原料バッチを石英ルツボに投入し、約1200℃で４時間
溶融した後、金型に流し込んで板状に成形した。次いで
徐冷した板状成形品を30×30×10mmの大きさに切り出
し、その両面を光学研磨して試料を得た。このようにし
て得られた試料を、放射性物質を取り扱う施設内部で通
常用いられるナトリウム光（589.3nm）近傍における反
射率を低減させるために以下のような反射防止処理を施
した。まず得られた試料を80℃、1/10規定度の酢酸溶液
あるいは60℃、1/10規定度の硝酸溶液に浸漬して酸処理
を施した。次にこの酸処理した試料を酸溶液と同温度の
水道水で十分にすすいだ後、表面に付いている水滴をふ
きとった。その後乾燥機を用いて110℃で24時間加熱し
た。
％、K2O 13％、CeO2 1.5％のガラスになるように調合し
た原料バッチを石英ルツボに投入し、約1200℃で４時間
溶融した後、金型に流し込んで板状に成形した。次いで
徐冷した板状成形品を30×30×10mmの大きさに切り出
し、その両面を光学研磨して試料を得た。このようにし
て得られた試料を、放射性物質を取り扱う施設内部で通
常用いられるナトリウム光（589.3nm）近傍における反
射率を低減させるために以下のような反射防止処理を施
した。まず得られた試料を80℃、1/10規定度の酢酸溶液
あるいは60℃、1/10規定度の硝酸溶液に浸漬して酸処理
を施した。次にこの酸処理した試料を酸溶液と同温度の
水道水で十分にすすいだ後、表面に付いている水滴をふ
きとった。その後乾燥機を用いて110℃で24時間加熱し
た。
図面は、上記のようにして反射防止処理を施した試料
−面の550nmにおける全反射率と酸処理時間との関係を
示したものである。なお処理前の全反射率は5.5％であ
り、この全反射率の値が２％以下になる浸漬時間を最適
酸処理時間とした。
−面の550nmにおける全反射率と酸処理時間との関係を
示したものである。なお処理前の全反射率は5.5％であ
り、この全反射率の値が２％以下になる浸漬時間を最適
酸処理時間とした。
図面から酢酸溶液で処理した試料（ａ）の最適酸処理
時間は約10〜15時間であり、硝酸溶液で処理した試料
（ｂ）のそれが0.75〜１時間であるのに対して時間的な
幅が広いことが明らかである。
時間は約10〜15時間であり、硝酸溶液で処理した試料
（ｂ）のそれが0.75〜１時間であるのに対して時間的な
幅が広いことが明らかである。
また酢酸溶液に15時間浸漬した試料（ａ）と硝酸溶液
に１時間浸漬した試料（ｂ）の表面状態を比較したとこ
ろ、硝酸溶液に浸漬した試料（ｂ）の表面状態は侵蝕む
らによる不均質な干渉色が認められたのに対して、酢酸
溶液に浸漬した試料（ａ）には侵蝕むらは全く認められ
ず、表面は一般に濃紫色を呈した。ナトリウム光の1/4
の厚さに成膜した場合、反射光は黄緑色が最も干渉して
消光し、外観はその補色として紫色を呈することから、
酢酸溶液に浸漬した試料（ａ）は反射防止層の厚さがナ
トリウム光の1/4の厚さ相当であることがわかる。
に１時間浸漬した試料（ｂ）の表面状態を比較したとこ
ろ、硝酸溶液に浸漬した試料（ｂ）の表面状態は侵蝕む
らによる不均質な干渉色が認められたのに対して、酢酸
溶液に浸漬した試料（ａ）には侵蝕むらは全く認められ
ず、表面は一般に濃紫色を呈した。ナトリウム光の1/4
の厚さに成膜した場合、反射光は黄緑色が最も干渉して
消光し、外観はその補色として紫色を呈することから、
酢酸溶液に浸漬した試料（ａ）は反射防止層の厚さがナ
トリウム光の1/4の厚さ相当であることがわかる。
これらの事実は本発明のガラス表面処理方法が、PbO
を25〜50％含有する鉛ガラスに対して、低い全反射率を
得る酸処理時間の幅が広いために処理条件の設定が容易
であり、また表面状態のよい反射防止層を形成するのに
適していることを示している。
を25〜50％含有する鉛ガラスに対して、低い全反射率を
得る酸処理時間の幅が広いために処理条件の設定が容易
であり、また表面状態のよい反射防止層を形成するのに
適していることを示している。
なお、図面中の全反射率は波長550nmにおける値を示
したものであり、150φmm積分球付分光光度計を用いて
硫酸バリウムの白色拡散板を基準として測定した。
したものであり、150φmm積分球付分光光度計を用いて
硫酸バリウムの白色拡散板を基準として測定した。
［効果］ 以上のように本発明のガラス表面処理方法によれば、
PbOを重量％で25〜50％含有する鉛ガラスに対して、反
応が緩やかで均一に進み、処理条件の設定が容易である
ために、ガラス表面に良好な反射防止層を歩留まりよく
形成することができる。
PbOを重量％で25〜50％含有する鉛ガラスに対して、反
応が緩やかで均一に進み、処理条件の設定が容易である
ために、ガラス表面に良好な反射防止層を歩留まりよく
形成することができる。
図面は、試料一面の550nmにおける全反射率と酸処理時
間との関係を示したグラフであり、図中の（ａ）は酢酸
溶液による処理、（ｂ）は硝酸溶液による処理である。
間との関係を示したグラフであり、図中の（ａ）は酢酸
溶液による処理、（ｂ）は硝酸溶液による処理である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量％でPbOを25〜50％含有する鉛ガラス
の表面を、60℃以上の弱酸溶液で処理した後、水洗し、
加熱脱水することによって反射防止層を形成してなるこ
とを特徴とするガラス表面処理方法。 - 【請求項２】弱酸溶液が酢酸溶液であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のガラス表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32538789A JP2710071B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | ガラス表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32538789A JP2710071B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | ガラス表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215330A JPH03215330A (ja) | 1991-09-20 |
| JP2710071B2 true JP2710071B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=18176264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32538789A Expired - Fee Related JP2710071B2 (ja) | 1989-12-14 | 1989-12-14 | ガラス表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2710071B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3729702B2 (ja) | 2000-04-13 | 2005-12-21 | 松下電器産業株式会社 | ブラウン管用バルブの再生方法 |
-
1989
- 1989-12-14 JP JP32538789A patent/JP2710071B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03215330A (ja) | 1991-09-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |