JP5183730B2 - コバルト含有ガラス、青色フィルタおよび放射線画像読取装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、励起光カットフィルタを構成している色ガラス材の材質を改良して、色ガラス材の励起光を遮断する特性を高めることにより、励起光カットフィルタの厚さを薄くすることは難しいとされてきた。
また本発明は、上記色ガラス材からなるフィルタおよび該フィルタを用いた放射線画像読取装置を提供することを第2および第3の目的とするものである。
(1)陽イオンとして、陽イオン%表示で、
Si4+ 25〜60%
Al3+ 3〜19%
B3+ 18〜38%
K+ 9〜31%
Co2+ 0.1〜1.5%
を含み、陰イオンとして、O2−を主成分として含み、さらに陰イオン%表示で、
F− 1〜12%
Cl− 0.01〜2%
を含むことを特徴とするコバルト含有ガラス(以下、「コバルト含有ガラスI」という)、
(2)重量%表示で、
SiO2 25〜65%
Al2O3 3〜18%
B2O3 10〜27%
K2O 9〜23%
CoO 0.1〜1.5%
F2 1〜13%
Cl2 0.1〜5.5%
を含むガラス原料を熔解してなることを特徴とするコバルト含有ガラス(以下、「コバルト含有ガラスII」という)、
(3)上記(1)または(2)項に記載のコバルト含有ガラスからなることを特徴とする青色フィルタ、
(4)ガラスの厚みが5mmの場合の波長660nmの内部透過率が1×10−10以下であることを特徴とする上記(3)項に記載の青色フィルタ、
(5)励起光カット用であることを特徴とする上記(3)または(4)項に記載の青色フィルタ、
(6)放射線画像読取装置に用いられることを特徴とする上記(3)〜(5)項のいずれかに記載の青色フィルタ、および
(7)上記(3)〜(6)項のいずれかに記載の青色フィルタからなる励起光カットフィルタを含むことを特徴とする放射線画像読取装置、
を提供するものである。
また本発明によれば、上記コバルト含有ガラスからなる青色フィルタおよび該青色フィルタを用いた放射線画像読取装置を提供することができた。
本発明のコバルト含有ガラスIは、
陽イオンとして、陽イオン%表示で、
Si4+ 25〜60%
Al3+ 3〜19%
B3+ 18〜38%
K+ 9〜31%
Co2+ 0.1〜1.5%
を含み、陰イオンとして、O2−を主成分として含み、さらに陰イオン%表示で、
F− 1〜12%
Cl− 0.01〜2%
を含むことを特徴とするものである。
先ず、本発明のコバルト含有ガラスIの組成限定理由について説明する。
SiO2はガラス内で、ガラス形成酸化物として働く。一般的に、SiO2量が多くなるに従って、ガラスとしてより安定していくが、粘性は極端に増加していく。Si4+が60陽イオン%より多くなると、660nmの吸収が減少し、励起光遮断特性を高めることが困難になる。また、粘性が大きく増加するので、ガラス熔解性が極端に悪化する。一方、Si4+が25陽イオン%より少なくなると、低粘性化しガラス熔解性は良化するが、化学的耐久性が悪化する。従って、本発明のコバルト含有ガラスIにおいて、Si4+量は25〜60陽イオン%に限定される。
Si4+量は、30〜51陽イオン%が好ましく、34〜40陽イオン%がより好ましい。
Al3+量は、5〜17陽イオン%が好ましく、7〜13陽イオン%がより好ましい。
B3+量は、21〜35陽イオン%が好ましく、24〜35陽イオン%がより好ましい。
K+量は、11〜28陽イオン%が好ましく、13〜26陽イオン%がより好ましい。
Co2+量は、0.1〜1.2陽イオン%が好ましく、0.1〜0.7陽イオン%がより好ましい。
F−量は、2〜11陰イオン%が好ましく、3〜9陰イオン%がよりに好ましい。
Cl−量は、0.05〜1.3陰イオン%が好ましく、0.1〜0.8陰イオン%がよりに好ましい。
P5+としては、0〜8陽イオン%
Na+として、0〜6陽イオン%
Cs+として、0〜1陽イオン%
Ba2+として、0〜1陽イオン%
Zr4+として、0〜2陽イオン%
次に本発明のコバルト含有ガラスIの特性について説明する。
1.励起光遮断特性
本発明のコバルト含有ガラスIは、これに限定されるものではないが、励起光カットフィルタ、特に放射線画像読取装置に設けられる励起光カットフィルタに用いられるものであるため、必須の特性として励起光遮断特性を有する。
本発明のコバルト含有ガラスIは、励起光カットフィルタとして用いたときの長時間使用可能性を確保するために化学的耐久性を有することが好ましい。
本発明のコバルト含有ガラスIのうちのあるものは、後述する実施例1〜19および28(表1〜3および表5参照)で実証されているように、市販フッ素、塩素含有ホウケイ酸系色ガラス材と同等ないしそれ以上の化学的耐久性を有する。
本発明のコバルト含有ガラスIIは、重量%表示で、
SiO 2 25〜65%
Al2 O 3 3〜18%
B2 O 3 10〜27%
K2 O 9〜23%
CoO 0.1〜1.5%
F2 1〜13%
Cl2 0.1〜5.5%
を含むガラス原料を熔解してなることを特徴とするものである。
本発明の青色フィルタは、上述の本発明のコバルト含有ガラスIまたは上述の本発明のコバルト含有ガラスIIからなることを特徴とするものである。
本発明の青色フィルタは、その好ましい態様において、ガラスの厚みが5mmの場合の波長660nmの内部透過率が1×10−10以下であり、励起光カットフィルタ、特に放射線画像読取装置に設けられる励起光カットフィルタとして好ましく用いられる。
本発明の放射線画像読取装置は、上述の本発明の青色フィルタからなる励起光カットフィルタを含むことを特徴とするものである。
本発明の放射線画像読取装置は、励起光カットフィルタが本発明の青色フィルタからなるという構成に特徴があり、他の構成は従来公知の放射線画像読取装置をそのまま採用することができる。
実施例1
a.ガラス原料バッチの作製
表1に示すように、ガラス原料組成が、重量基準でSiO2 48.1%、Al2O3 9.7%、B2O3 18.8%、K2O 16.0%、CoO 0.328%、 F2 4.4%、 Cl2 2.7%となるように、SiO2、Al(OH)3、H3BO3、K2CO3、CoO、K2SiF6、KClを所定量秤量し、これらを調合してガラス原料バッチ100gを作製した。
200ccのシリカビーカーをガラス原料熔解容器として用い、このシリカビーカーに、ガラス原料バッチ100gを入れ、シリカビーカーを1350℃に保持された炉の中に入れた。約1時間熟成させた後、シリカビーカーを取り出し、直径6mmのシリカ棒で熔融ガラスを撹拌し、撹拌後、炉に戻した。1時間後、同じ撹拌を繰り返し、その1時間後、鉄板の上にガラスをキャストした。ある程度、ガラスが固まるのを待ち、450℃のアニール炉の中にキャストしたガラスを入れ、1時間その温度で保持し、50℃/時間の速度で温度を下げて、表1に示すようにSi4+ 42.7%、Al3+ 10.1%、B3+ 28.8%、K+ 18.1%、Co2+ 0.233%、 F− 5.4%、 Cl− 0.55%、O2− 94.0%のガラス組成を有する実施例1のコバルト含有ガラスを得た。
実施例1において、ガラス原料組成(重量%)を表1〜表5に示すように変動させた以外は実施例1−aと同様にガラス原料バッチを作製し、得られたガラス原料バッチを実施例1−bと同様に熔解して、表1〜表5に示すガラス組成(陽イオン%、陰イオン%)を有する実施例2〜28のコバルト含有ガラスを得た。
実施例1において、ガラス原料組成(重量%)を表6〜表7に示すように変動させた以外は実施例1−aと同様にガラス原料バッチを作製し、得られたガラス原料バッチを実施例1−bと同様に熔解して、表6〜表7に示すガラス組成(陽イオン%、陰イオン%)を有する比較例1〜6のコバルト含有ガラスを得た。
a.透過率測定用試料の加工
アニール後の実施例1〜28および比較例1〜6のガラスを、ダイヤモンドカッターを用いて、厚み3mm程度、約2cm四方の大きさに切り出し、研磨加工を行い、最終厚み0.5mmに揃えた透過率測定用試料を作製した。
上記aで得られた厚み0.5mmの透過率測定用試料について、透過率を分光光度計(メーカ名:(株)島津製作所、型番:UV−3600)を用いて測定した。
通常、内部透過率は、同一ガラスから3種の厚みの異なる透過率測定用サンプルを用意し、3種の厚みのサンプルをそれぞれ透過率測定し、計算により反射率を取り除いて、厚みに対する内部透過率の直線を最小二乗法で求め、この直線から、その厚みについての内部透過率が計算される。
上述した計算法により、5mm厚内部透過率はすでに計算されて求められており、この値をもとに2.5mm厚の外部透過率を算出した。例えば、5mm厚で内部透過率が79.7%であれば、2.5mm厚の外部透過率は、93×0.797^(2.5/5)で求まり、83.0%となる。波長−透過率の数値データからTmax、λS1、λ15を導き出した。
化学的耐久性を評価するための耐候性試験は、ガラスを65℃、90%RHの環境下に100〜1000時間放置し、放置後の表面状態を観察することにより行った。用いた耐候性試験器はメーカ名:エスペック(株)、型番:PR−3KPである。耐久性がかなり悪いものは、表面に結晶が析出したり、表面に割れが出現したりし、耐久性が少し悪いものは、雨上がり後のガラス窓表面に現れる様な「曇り」がサンプル表面に出現する。この曇りが少ないほど耐久性が高いと判断できる。更に、耐久性が良くなれば、その曇りがサンプル表面の一部に薄く出現するようになる。上記市販の色ガラス材はこのレベルの耐久性に相当する。そして、更に耐久性が良いものは、まったく曇らないのである。実施例1〜28のコバルト含有ガラスおよび比較例1〜6のコバルト含有ガラスについて、上記市販の色ガラス材をリファレンスとして試験を行い、上記市販の色ガラス材との比較を行った。
実施例1〜28のコバルト含有ガラスおよび比較例1〜6のコバルト含有ガラスについて、キャストしたガラスを観察して、分相現象の出現の程度で分相性を評価した。
表1〜表7に示す実施例1〜28のコバルト含有ガラスおよび比較例1〜6のコバルト含有ガラスにおいて、キャストしたガラスに分相現象が現れなければ、記号「○」を表記し、キャストしたガラスに分相現象が現れれば、記号「×」を表記した。
(i)本発明のコバルト含有ガラスIに相当する実施例1〜28のコバルト含有ガラスは、分相性を示さず、また厚みが5mmであっても、厚みが10mmである市販のフッ素、塩素含有ホウケイ酸系色ガラス材と同様に660nmの内部透過率を1×10−10以下とすることができ、励起光強度を10桁以上減衰させることができた。
(ii)本発明のコバルト含有ガラスIに相当する実施例1〜19および28のコバルト含有ガラスは、上記市販のフッ素、塩素含有ホウケイ酸系色ガラス材と同等それ以上の化学的耐久性を有していた。
(iii)比較例1〜4のコバルト含有ガラスは、ガラス組成(陽イオン%)が本発明のコバルト含有ガラスIのガラス組成を満足しないので、必要な透過率特性が得られず、比較例5〜6のコバルト含有ガラスは、分相性を示した。
また本発明によれば、上記コバルト含有ガラスからなる青色フィルタおよび該青色フィルタを用いた放射線画像読取装置を提供することができた。
Claims (7)
- 陽イオンとして、陽イオン%表示で、
Si4+ 25〜60%
Al3+ 3〜19%
B3+ 18〜38%
K+ 9〜31%
Co2+ 0.1〜1.5%
を含み、陰イオンとして、O2−を主成分として含み、さらに陰イオン%表示で、
F− 1〜12%
Cl− 0.01〜2%
を含むことを特徴とするコバルト含有ガラス。 - 重量%表示で、
SiO2 25〜65%
Al2O3 3〜18%
B2O3 10〜27%
K2O 9〜23%
CoO 0.1〜1.5%
F2 1〜13%
Cl2 0.1〜5.5%
を含むガラス原料を熔解してなることを特徴とするコバルト含有ガラス。 - 請求項1または2に記載のコバルト含有ガラスからなることを特徴とする青色フィルタ。
- ガラスの厚みが5mmの場合の波長660nmの内部透過率が1×10−10以下であることを特徴とする請求項3に記載の青色フィルタ。
- 励起光カット用であることを特徴とする請求項3または4に記載の青色フィルタ。
- 放射線像読取装置に用いられることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の青色フィルタ。
- 請求項3〜5のいずれかに記載の青色フィルタからなる励起光カットフィルタを含むことを特徴とする放射線画像読取装置。
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