JPH07215731A - 紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびその製造方法 - Google Patents
紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびその製造方法Info
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- JPH07215731A JPH07215731A JP2496994A JP2496994A JPH07215731A JP H07215731 A JPH07215731 A JP H07215731A JP 2496994 A JP2496994 A JP 2496994A JP 2496994 A JP2496994 A JP 2496994A JP H07215731 A JPH07215731 A JP H07215731A
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 エキシマランプ、重水素ランプ、キセノンラ
ンプ、水銀ランプ等の波長１５０ｎｍ〜４００ｎｍ域の
紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびそれの製造方
法を提供する。 【構成】 遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐｂ
以下、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素各
々の含有量が１００ｗｔｐｐｂ以下、非移動性ＯＨ基濃
度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍ、仮想温度が
９００℃〜１，３００℃であり、さらに好ましくは酸素
ガス放出量が５×１０18分子数／ｍ2以下である紫外線
ランプ用高純度シリカガラス、およびけい素化合物から
火炎加水分解法により合成された高純度シリカガラスま
たは高純化処理をした結晶質シリカ粉を火炎ベルヌイ法
または電気加熱溶融法によりガラス化した高純度シリカ
ガラス。
ンプ、水銀ランプ等の波長１５０ｎｍ〜４００ｎｍ域の
紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびそれの製造方
法を提供する。 【構成】 遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐｂ
以下、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素各
々の含有量が１００ｗｔｐｐｂ以下、非移動性ＯＨ基濃
度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍ、仮想温度が
９００℃〜１，３００℃であり、さらに好ましくは酸素
ガス放出量が５×１０18分子数／ｍ2以下である紫外線
ランプ用高純度シリカガラス、およびけい素化合物から
火炎加水分解法により合成された高純度シリカガラスま
たは高純化処理をした結晶質シリカ粉を火炎ベルヌイ法
または電気加熱溶融法によりガラス化した高純度シリカ
ガラス。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長１５０ｎｍ〜４０
０ｎｍ域の紫外線ランプ用シリカガラス、特にエキシマ
ランプ、重水素ランプ、キセノンランプ、水銀ランプ等
の紫外線ランプ用高純度シリカガラスに関する。
０ｎｍ域の紫外線ランプ用シリカガラス、特にエキシマ
ランプ、重水素ランプ、キセノンランプ、水銀ランプ等
の紫外線ランプ用高純度シリカガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】紫外線は半導体工業、食品・医療衛生分
野、レ−ザ光学分野等で使用され、例えば半導体工業で
は光ＣＶＤ、光洗浄、光リソグラフィ−等に、また食品
・医療衛生分野では殺菌、脱臭、水処理等に、さらにレ
−ザ光学分野ではレ−ザ発振体励起光源として利用され
ている。この紫外線を発生する素子としては紫外線ラン
プが一般的によく利用されている。紫外線ランプには封
入金属ガスを比較的低圧力低温度で発光させる低圧水銀
ランプ、重水素ランプ、エキシマランプや封入金属ガス
を比較的高圧力高温度で発光させる高圧水銀ランプ、メ
タルハライドランプ等がある。前記ランプの何れも発生
した紫外線をランプチュ−ブ外に放射するためチュ−ブ
材料は紫外線透過性がよく、発光温度に十分耐える材料
でなければならない。その上ランプチュ−ブに加工する
ための加工特性にも優れていることが要求される。こう
した要求に答える材料としてシリカガラスがあり、紫外
線ランプチュ−ブは殆どシリカガラスで作製されてき
た。
野、レ−ザ光学分野等で使用され、例えば半導体工業で
は光ＣＶＤ、光洗浄、光リソグラフィ−等に、また食品
・医療衛生分野では殺菌、脱臭、水処理等に、さらにレ
−ザ光学分野ではレ−ザ発振体励起光源として利用され
ている。この紫外線を発生する素子としては紫外線ラン
プが一般的によく利用されている。紫外線ランプには封
入金属ガスを比較的低圧力低温度で発光させる低圧水銀
ランプ、重水素ランプ、エキシマランプや封入金属ガス
を比較的高圧力高温度で発光させる高圧水銀ランプ、メ
タルハライドランプ等がある。前記ランプの何れも発生
した紫外線をランプチュ−ブ外に放射するためチュ−ブ
材料は紫外線透過性がよく、発光温度に十分耐える材料
でなければならない。その上ランプチュ−ブに加工する
ための加工特性にも優れていることが要求される。こう
した要求に答える材料としてシリカガラスがあり、紫外
線ランプチュ−ブは殆どシリカガラスで作製されてき
た。
【０００３】しかしながら、シリカガラス中には微量の
遷移金属元素やアルカリ金属元素・アルカリ土類金属元
素等の不純物が含まれており、これら金属不純物が、例
えば遷移金属元素にあっては紫外線を吸収し、またアル
カリ金属元素・アルカリ土類金属元素にあってはシリカ
ガラスの再結晶化を促進しクリストバライトを生成し、
白色失透を起させるため、紫外線ランプチュ−ブ材とし
ては前記金属元素不純物の少ないものが使用されてい
る。ところが前記のシリカガラスを紫外線ランプのチュ
−ブ材として実際に用い長時間紫外線を発光させるとラ
ンプチュ−ブに紫外線ダメ−ジが生じ、所謂ソラリゼ−
ションによる紫外線の透過率の低下が起こった。特に低
圧力低温で発光させる紫外線ランプにおいてこのソラリ
ゼ−ションが顕著であった。
遷移金属元素やアルカリ金属元素・アルカリ土類金属元
素等の不純物が含まれており、これら金属不純物が、例
えば遷移金属元素にあっては紫外線を吸収し、またアル
カリ金属元素・アルカリ土類金属元素にあってはシリカ
ガラスの再結晶化を促進しクリストバライトを生成し、
白色失透を起させるため、紫外線ランプチュ−ブ材とし
ては前記金属元素不純物の少ないものが使用されてい
る。ところが前記のシリカガラスを紫外線ランプのチュ
−ブ材として実際に用い長時間紫外線を発光させるとラ
ンプチュ−ブに紫外線ダメ−ジが生じ、所謂ソラリゼ−
ションによる紫外線の透過率の低下が起こった。特に低
圧力低温で発光させる紫外線ランプにおいてこのソラリ
ゼ−ションが顕著であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こうした現状に鑑み、
本発明者等は、比較的低圧力低温度で発光させる紫外線
ランプ（以下低圧ランプという）の紫外線によるソラリ
ゼ−ションをなくし寿命の長い紫外線ランプの作成につ
いて鋭意研究を重ねた結果、ランプチュ−ブに使用する
シリカガラス中のアルカリ金属元素、アルカリ土類金属
元素および遷移金属元素を特定の範囲内に規定するとと
もに非移動性ＯＨ基濃度をも特定の範囲に設定し、かつ
シリカガラスの仮想温度を一定範囲にすると紫外線ダメ
−ジが少なく、ソラリゼ−ションによる透過率の低下が
少なくなることを見出した。こうした知見に基づき本発
明を完成したものである。
本発明者等は、比較的低圧力低温度で発光させる紫外線
ランプ（以下低圧ランプという）の紫外線によるソラリ
ゼ−ションをなくし寿命の長い紫外線ランプの作成につ
いて鋭意研究を重ねた結果、ランプチュ−ブに使用する
シリカガラス中のアルカリ金属元素、アルカリ土類金属
元素および遷移金属元素を特定の範囲内に規定するとと
もに非移動性ＯＨ基濃度をも特定の範囲に設定し、かつ
シリカガラスの仮想温度を一定範囲にすると紫外線ダメ
−ジが少なく、ソラリゼ−ションによる透過率の低下が
少なくなることを見出した。こうした知見に基づき本発
明を完成したものである。
【０００５】すなわち、本発明は、紫外線照射によるソ
ラリゼ−ションの少ないシリカガラスを提供することを
目的とする。
ラリゼ−ションの少ないシリカガラスを提供することを
目的とする。
【０００６】また、本発明は、紫外線ダメ−ジが少な
く、ランプ寿命の長い低圧ランプチュ−ブ材を提供する
ことを目的とする。
く、ランプ寿命の長い低圧ランプチュ−ブ材を提供する
ことを目的とする。
【０００７】さらに、本発明は、上記シリカガラスの製
造方法を提供することを目的とする。
造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、シリカガラス中のアルカリ金属元素およびアルカ
リ土類金属元素各々の含有量が各々１００ｗｔｐｐｂ以
下、遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐｂ、非移
動性ＯＨ基濃度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍ
であり、かつシリカガラスの仮想温度が９００℃〜１，
３００℃である高純度シリカガラスに係る。
明は、シリカガラス中のアルカリ金属元素およびアルカ
リ土類金属元素各々の含有量が各々１００ｗｔｐｐｂ以
下、遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐｂ、非移
動性ＯＨ基濃度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍ
であり、かつシリカガラスの仮想温度が９００℃〜１，
３００℃である高純度シリカガラスに係る。
【０００９】上記シリカガラスで作成された低圧ラン
プ、例えばエキシマランプ、特にＫｒＣｌエキシマラン
プ（２２２ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマランプ（３０８ｎ
ｍ）、および１５０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を放射す
るランプは優れた耐ソラリゼ−ションを示し、ランプ寿
命は長いものである。
プ、例えばエキシマランプ、特にＫｒＣｌエキシマラン
プ（２２２ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマランプ（３０８ｎ
ｍ）、および１５０ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を放射す
るランプは優れた耐ソラリゼ−ションを示し、ランプ寿
命は長いものである。
【００１０】上記本発明のシリカガラス中に含まれる遷
移金属元素不純物としてはＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｕが挙げられ、その含有量は各々５０ｗｔｐｐｂ以下、
また、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ等のアルカリ金属元素およびＣ
ａ、Ｍｇのアルカリ土類金属元素の含有量は各々１００
ｗｔｐｐｂ以下であることが重要である。遷移金属元素
およびアルカリ金属元素・アルカリ土類金属元素の含有
量が前記範囲内にあれば前記元素による紫外線吸収が低
減され、また再結晶化によるクリストバライトの発生に
基づく白色失透が抑えられる。この範囲の不純物含有量
である結晶質シリカ粉溶融シリカガラスは原料シリカ粉
体を塩素ガスまたは塩化水素ガス含有雰囲気加熱により
純化処理を行うことにより得られる。しかしながら、過
度の純化処理は非移動性ＯＨ基の濃度を低下させ、該非
移動性ＯＨ基による耐ソラリゼ−ション作用の効果を低
下するばかりでなく、製造コストも高いものになり、経
済的でない。そのため遷移金属元素各々の含有量は１ｗ
ｔｐｐｂ以上、またアルカリ金属元素およびアルカリ土
類金属元素各々の含有量は５ｗｔｐｐｂ以上にとどめる
べきである。
移金属元素不純物としてはＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｕが挙げられ、その含有量は各々５０ｗｔｐｐｂ以下、
また、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ等のアルカリ金属元素およびＣ
ａ、Ｍｇのアルカリ土類金属元素の含有量は各々１００
ｗｔｐｐｂ以下であることが重要である。遷移金属元素
およびアルカリ金属元素・アルカリ土類金属元素の含有
量が前記範囲内にあれば前記元素による紫外線吸収が低
減され、また再結晶化によるクリストバライトの発生に
基づく白色失透が抑えられる。この範囲の不純物含有量
である結晶質シリカ粉溶融シリカガラスは原料シリカ粉
体を塩素ガスまたは塩化水素ガス含有雰囲気加熱により
純化処理を行うことにより得られる。しかしながら、過
度の純化処理は非移動性ＯＨ基の濃度を低下させ、該非
移動性ＯＨ基による耐ソラリゼ−ション作用の効果を低
下するばかりでなく、製造コストも高いものになり、経
済的でない。そのため遷移金属元素各々の含有量は１ｗ
ｔｐｐｂ以上、またアルカリ金属元素およびアルカリ土
類金属元素各々の含有量は５ｗｔｐｐｂ以上にとどめる
べきである。
【００１１】本発明のシリカガラス中の非移動性ＯＨ基
含有量は５ｗｔｐｐｍ〜１０００ｗｔｐｐｍがよい。こ
の範囲の非移動性ＯＨ基を含有するシリカガラスは前記
非移動性ＯＨ基がガラスネットワ−クのタ−ミネ−タ−
となりシリカガラス中の歪みをリラックスさせ紫外線に
よるダメ−ジを受けにくくする。非移動性ＯＨ基の濃度
が５ｗｔｐｐｂ未満では前記作用がなく、逆に１，００
０ｗｔｐｐｂを越えると水素分子や酸素分子の発生が多
くなりこれら分子に起因する黒色失透が現れたり、耐紫
外線性を下げる。
含有量は５ｗｔｐｐｍ〜１０００ｗｔｐｐｍがよい。こ
の範囲の非移動性ＯＨ基を含有するシリカガラスは前記
非移動性ＯＨ基がガラスネットワ−クのタ−ミネ−タ−
となりシリカガラス中の歪みをリラックスさせ紫外線に
よるダメ−ジを受けにくくする。非移動性ＯＨ基の濃度
が５ｗｔｐｐｂ未満では前記作用がなく、逆に１，００
０ｗｔｐｐｂを越えると水素分子や酸素分子の発生が多
くなりこれら分子に起因する黒色失透が現れたり、耐紫
外線性を下げる。
【００１２】さらに、本発明のシリカガラスの仮想温度
範囲を９００℃〜１３００℃にする必要がある。前記仮
想温度範囲を有するシリカガラスは封入した金属ガスに
よるエッチング作用が少なく白色失透が非常に起こりに
くい。
範囲を９００℃〜１３００℃にする必要がある。前記仮
想温度範囲を有するシリカガラスは封入した金属ガスに
よるエッチング作用が少なく白色失透が非常に起こりに
くい。
【００１３】上記要件に加え更に本発明のシリカガラス
中の酸素ガスの放出量をガラス表面１ｍ2当たり５×１
０18分子数以下に抑えることにより酸素ガスの紫外線吸
収、特に約１５０〜３００ｎｍの波長の光の吸収による
酸素ガス自身の励起および該吸収エネルギ−に基づく化
学反応によるオゾンの生成がなくシリカガラスのネット
ワ−クの破壊がない。そのため一層紫外線ダメ−ジを防
ぐことができる。上記でいう非移動性ＯＨ基濃度とは、
厚さ２ｍｍのシリカガラスサンプルを１Ｔｏｒｒ以下の
真空下にて１０００℃、１０時間以上に加熱処理を行っ
た後に存在するＯＨ基濃度をいう。ＯＨ基測定方法は、
Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄｄ、Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅｒ、ＯＰｔｉｃ
ａｌ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＯＨ ｉ
ｎＦｕｓｅｄ Ｓｉｌｉｃａ Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ３７，（１９６６）ｐｐ．３９
１１に従う。
中の酸素ガスの放出量をガラス表面１ｍ2当たり５×１
０18分子数以下に抑えることにより酸素ガスの紫外線吸
収、特に約１５０〜３００ｎｍの波長の光の吸収による
酸素ガス自身の励起および該吸収エネルギ−に基づく化
学反応によるオゾンの生成がなくシリカガラスのネット
ワ−クの破壊がない。そのため一層紫外線ダメ−ジを防
ぐことができる。上記でいう非移動性ＯＨ基濃度とは、
厚さ２ｍｍのシリカガラスサンプルを１Ｔｏｒｒ以下の
真空下にて１０００℃、１０時間以上に加熱処理を行っ
た後に存在するＯＨ基濃度をいう。ＯＨ基測定方法は、
Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄｄ、Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅｒ、ＯＰｔｉｃ
ａｌ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＯＨ ｉ
ｎＦｕｓｅｄ Ｓｉｌｉｃａ Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ３７，（１９６６）ｐｐ．３９
１１に従う。
【００１４】また、シリカガラスの仮想温度とは、室温
でのシリカガラスの密度、屈折率等の物性値が設定され
たと仮想される温度であり、そのシリカガラスの経る熱
履歴により異なる（Ｒ．Ｂｒｕｃｋｅｎｅｒ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏ
ｌｉｄｓ， Ｖｏｌ．５，（１９７０） ｐｐ．１２３
〜１７５）。
でのシリカガラスの密度、屈折率等の物性値が設定され
たと仮想される温度であり、そのシリカガラスの経る熱
履歴により異なる（Ｒ．Ｂｒｕｃｋｅｎｅｒ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏ
ｌｉｄｓ， Ｖｏｌ．５，（１９７０） ｐｐ．１２３
〜１７５）。
【００１５】本発明の高純度シリカガラスは以下の数種
類の方法により製造される。すなわち、先ずＳｉＣ
ｌ4、ＨＳｉＣｌ3、ＣＨ3ＳｉＣｌ3、（ＣＨ3）2ＳｉＣ
ｌ2、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4等のケ
イ素化合物を原料とし、それから酸水素またはプロパン
等の火炎加水分解法で合成したシリカガラス、または天
然結晶質シリカ粉を純化処理して得たシリカ原料を火炎
ベルヌイ法または電気加熱溶融法により溶融ガラス化し
シリカガラスを作成し、それを加熱成形してチュ−ブ状
とし、次いで大気または窒素雰囲気下、好ましくは１Ｔ
ｏｒｒ以下の真空下で９００℃〜１３００℃で１０〜１
００時間加熱処理することからなる。前記各種製造法の
シリカガラスはその中の遷移金属元素各々の含有量が５
０ｗｔｐｐｂ以下、アルカリ金属元素およびアルカリ土
類元素各々の含有量が１００ｗｔｐｐｂ以下になるよう
に作成される。また加熱処理条件はシリカガラス中の非
移動性ＯＨ基濃度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐ
ｍ、酸素ガス放出量が５×１０18分子数／ｍ2以下で、
かつ仮想温度が９００℃〜１３００℃となる条件が選択
される。 前記合成シリカガラスの作り方において酸水
素火炎加水分解法が好ましい。これ以外の例えばプラズ
マ法等では、シリカガラス中の非移動性ＯＨ基濃度が極
端に少なくなり過ぎ、紫外線によるソラリゼ−ションを
抑えることができない。
類の方法により製造される。すなわち、先ずＳｉＣ
ｌ4、ＨＳｉＣｌ3、ＣＨ3ＳｉＣｌ3、（ＣＨ3）2ＳｉＣ
ｌ2、ＣＨ3Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、Ｓｉ（ＯＣＨ3）4等のケ
イ素化合物を原料とし、それから酸水素またはプロパン
等の火炎加水分解法で合成したシリカガラス、または天
然結晶質シリカ粉を純化処理して得たシリカ原料を火炎
ベルヌイ法または電気加熱溶融法により溶融ガラス化し
シリカガラスを作成し、それを加熱成形してチュ−ブ状
とし、次いで大気または窒素雰囲気下、好ましくは１Ｔ
ｏｒｒ以下の真空下で９００℃〜１３００℃で１０〜１
００時間加熱処理することからなる。前記各種製造法の
シリカガラスはその中の遷移金属元素各々の含有量が５
０ｗｔｐｐｂ以下、アルカリ金属元素およびアルカリ土
類元素各々の含有量が１００ｗｔｐｐｂ以下になるよう
に作成される。また加熱処理条件はシリカガラス中の非
移動性ＯＨ基濃度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐ
ｍ、酸素ガス放出量が５×１０18分子数／ｍ2以下で、
かつ仮想温度が９００℃〜１３００℃となる条件が選択
される。 前記合成シリカガラスの作り方において酸水
素火炎加水分解法が好ましい。これ以外の例えばプラズ
マ法等では、シリカガラス中の非移動性ＯＨ基濃度が極
端に少なくなり過ぎ、紫外線によるソラリゼ−ションを
抑えることができない。
【００１６】本発明のシリカガラス中の各物性値は以下
の方法により測定される。 １）非移動性ＯＨ基濃度測定： 赤外線吸収分光光度法
による（前出Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄｄ、Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅ
ｒ）。
の方法により測定される。 １）非移動性ＯＨ基濃度測定： 赤外線吸収分光光度法
による（前出Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄｄ、Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅ
ｒ）。
【００１７】２）仮想温度測定：ラマン散乱分光光度法
による（Ａ．Ｅ．Ｇｅｉｓｓｂｅｒｇｅｒ、Ｆ．Ｌ．Ｇ
ａｌｅｅｎｅｒ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ
Ｂ、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．６（１９８３）ｐｐ．３２６
６〜３２７１）。
による（Ａ．Ｅ．Ｇｅｉｓｓｂｅｒｇｅｒ、Ｆ．Ｌ．Ｇ
ａｌｅｅｎｅｒ、Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ
Ｂ、Ｖｏｌ．２８、Ｎｏ．６（１９８３）ｐｐ．３２６
６〜３２７１）。
【００１８】３）酸素ガス放出量測定：ガスマス分析法
による（Ｙ．Ｍｏｒｉｍｏｔｏ、ｅｔ ａｌ．、Ｊｏｕ
ｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏ
ｌｉｄｓ、Ｖｏｌ．１３９（１９９２） ｐｐ３５〜４
６）。
による（Ｙ．Ｍｏｒｉｍｏｔｏ、ｅｔ ａｌ．、Ｊｏｕ
ｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏ
ｌｉｄｓ、Ｖｏｌ．１３９（１９９２） ｐｐ３５〜４
６）。
【００１９】４）Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、
Ｃｕの分析法：原子吸光分析法による。
Ｃｕの分析法：原子吸光分析法による。
【００２０】５）Ｌｉ、Ｍｇ、Ｔｉの分析法：ＩＰＣ質
量分析法による。
量分析法による。
【００２１】６）初期透過率：紫外線分光光度法によ
る。
る。
【００２２】７）ＫｒＣｌエキシマレ−ザ−照射実験：
ＫｒＣｌエキシマレ−ザ−、波長２２２ｎｍ，パルス当
たりエネルギ−密度２０ｍｊ／ｃｍ2、発振周波数１０
０ＨＺ、照射数１×１０5パルス照射後の透過率測定。
サンプルの厚さは２ｍｍ。
ＫｒＣｌエキシマレ−ザ−、波長２２２ｎｍ，パルス当
たりエネルギ−密度２０ｍｊ／ｃｍ2、発振周波数１０
０ＨＺ、照射数１×１０5パルス照射後の透過率測定。
サンプルの厚さは２ｍｍ。
【００２３】８）ＫｒＣｌエキシマランプ照射実験：Ｋ
ｒＣｌエキシマランプ、波長２２２ｎｍ、光出力２Ｗ、
光エネルギ−密度０．１Ｗ／ｃｍ2、照射時間１０００
時間後、透過率測定。
ｒＣｌエキシマランプ、波長２２２ｎｍ、光出力２Ｗ、
光エネルギ−密度０．１Ｗ／ｃｍ2、照射時間１０００
時間後、透過率測定。
【００２４】
実施例１〜３ ＳｉＣｌ4を原料とし、酸水素火炎加水分解法により表
１に示す不純物濃度の高純度シリカガラスシリンダ−を
合成した。得られた合成シリカガラスシリンダ−を円筒
型電気炉の上部より挿入し、軟化点以上に加熱し直径３
０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２００ｍｍのチュ−ブに加熱
成形した。該チュ−ブを２けい化モリブデンのヒ−タの
ある電気炉内に設置し、大気中にて１１００℃で１００
時間加熱処理を行い、該熱処理チュ−ブを更にステンレ
ススチ−ルジャケットで、タングステンメッシュヒ−タ
−のある真空炉内に設置し、約１×１０-2Ｔｏｒｒの真
空度で１０時間、１０００℃の加熱処理を行った。得ら
れたチュ−ブを用いて低圧ランプを作成し、その性能確
認実験をおこなった。その結果は表１のとおりであっ
た。
１に示す不純物濃度の高純度シリカガラスシリンダ−を
合成した。得られた合成シリカガラスシリンダ−を円筒
型電気炉の上部より挿入し、軟化点以上に加熱し直径３
０ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２００ｍｍのチュ−ブに加熱
成形した。該チュ−ブを２けい化モリブデンのヒ−タの
ある電気炉内に設置し、大気中にて１１００℃で１００
時間加熱処理を行い、該熱処理チュ−ブを更にステンレ
ススチ−ルジャケットで、タングステンメッシュヒ−タ
−のある真空炉内に設置し、約１×１０-2Ｔｏｒｒの真
空度で１０時間、１０００℃の加熱処理を行った。得ら
れたチュ−ブを用いて低圧ランプを作成し、その性能確
認実験をおこなった。その結果は表１のとおりであっ
た。
【００２５】実施例４ 実施例１〜３と同様にして作成したチュ−ブを大気中１
２００℃で１０時間加熱処理を行った。その結果を表１
に示す。
２００℃で１０時間加熱処理を行った。その結果を表１
に示す。
【００２６】実施例５、６ 実施例１〜３と同様にして作成したチュ−ブを実施例５
では大気中１２００℃で１０時間加熱処理を行った後、
更に約１×１０-3Ｔｏｒｒの真空度で５時間、１０００
℃の加熱処理を行った。一方、実施例６では前記チュ−
ブを約１Ｔｏｒｒの真空中で１０００℃、１０時間の加
熱処理を行った。それらの結果を表１に示す。
では大気中１２００℃で１０時間加熱処理を行った後、
更に約１×１０-3Ｔｏｒｒの真空度で５時間、１０００
℃の加熱処理を行った。一方、実施例６では前記チュ−
ブを約１Ｔｏｒｒの真空中で１０００℃、１０時間の加
熱処理を行った。それらの結果を表１に示す。
【００２７】比較例１〜４ 上記各実施例と比較のため表１記載の不純物含量のシリ
カガラスチュ−ブを同表記載の条件の加熱処理を行っ
た。その結果を表１に示す。
カガラスチュ−ブを同表記載の条件の加熱処理を行っ
た。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】 注）（１）初期透過率は、厚さ２ｍｍ、波長２２２ｎｍ
での初期透過率をいう。 （２）エキシマレザ−の透過率は、ＫｒＣｌエキシマレ
ザ−（２２２ｎｍ）、２０ｍＪ／ｃｍ2・ｐｕｌｓｅ、
１００Ｈｚ、１×１０5ｐｕｌｓｅ照射後の２２２ｎｍ
での透過率をいう。 （３）エキシマランプの透過率は、ＫｒＣｌエキシマラ
ンプ（２２２ｎｍ）、光エネルギ−密度０．１Ｗ／ｃｍ
2、１００時間照射後の２２２ｎｍでの透過率をいう。
での初期透過率をいう。 （２）エキシマレザ−の透過率は、ＫｒＣｌエキシマレ
ザ−（２２２ｎｍ）、２０ｍＪ／ｃｍ2・ｐｕｌｓｅ、
１００Ｈｚ、１×１０5ｐｕｌｓｅ照射後の２２２ｎｍ
での透過率をいう。 （３）エキシマランプの透過率は、ＫｒＣｌエキシマラ
ンプ（２２２ｎｍ）、光エネルギ−密度０．１Ｗ／ｃｍ
2、１００時間照射後の２２２ｎｍでの透過率をいう。
【００２９】上記表に示されるように本発明のシリカガ
ラスで作成したランプは１０００時間の点灯後も僅かな
透過率の低下があるに過ぎない。これに対し、本発明の
範囲外のシリカガラスで作成したランプの透過率の低下
は著しいものがある。
ラスで作成したランプは１０００時間の点灯後も僅かな
透過率の低下があるに過ぎない。これに対し、本発明の
範囲外のシリカガラスで作成したランプの透過率の低下
は著しいものがある。
【００３０】
【発明の効果】本発明のシリカガラスを低圧ランプに使
用しても透過率の低下が少なく、紫外線に対する耐ソラ
リゼ−ション性に優れたガラスである。
用しても透過率の低下が少なく、紫外線に対する耐ソラ
リゼ−ション性に優れたガラスである。
Claims (4)
- 【請求項１】遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐ
ｂ以下、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素
各々の含有量が１００ｗｔｐｐｂ以下、非移動性ＯＨ基
濃度が５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍであり、か
つ仮想温度が９００℃〜１，３００℃であることを特徴
とする紫外線ランプ用高純度シリカガラス。 - 【請求項２】酸素ガス放出量が５×１０18分子数／ｍ2
以下であることを特徴とする請求項１記載の紫外線ラン
プ用高純度シリカガラス。 - 【請求項３】けい素化合物から火炎加水分解法により合
成された遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐｂ以
下、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素各々
の含有量が１００ｗｔｐｐｂ以下の高純度シリカガラス
を冷却したのち、１Ｔｏｒｒ以下の真空中で９００℃〜
１，３００℃の温度域にて加熱処理し、非移動性ＯＨ基
濃度を５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍ、仮想温度
を９００℃〜１，３００℃、酸素ガス放出量を５×１０
18分子数／ｍ2以下に設定することを特徴とする紫外線
ランプ用高純度シリカガラスの製造方法。 - 【請求項４】高純化処理をした結晶質シリカ粉を火炎ベ
ルヌイ法または電気加熱溶融法により透明ガラス化を行
った遷移金属元素各々の含有量が５０ｗｔｐｐｂ以下、
アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素各々の含
有量が１００ｗｔｐｐｂ以下の高純度シリカガラスを冷
却したのち、１Ｔｏｒｒ以下の真空中で９００℃〜１３
００℃の温度域にて加熱処理し、非移動性ＯＨ基濃度を
５ｗｔｐｐｍ〜１，０００ｗｔｐｐｍ、仮想温度を９０
０℃〜１，３００℃、酸素ガス放出量を５×１０18分子
数／ｍ2以下に設定することを特徴とする紫外線ランプ
用高純度シリカガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6024969A JP2980510B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6024969A JP2980510B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07215731A true JPH07215731A (ja) | 1995-08-15 |
| JP2980510B2 JP2980510B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=12152808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6024969A Expired - Lifetime JP2980510B2 (ja) | 1994-01-28 | 1994-01-28 | 紫外線ランプ用高純度シリカガラスおよびその製造方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2980510B2 (ja) |
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-
1994
- 1994-01-28 JP JP6024969A patent/JP2980510B2/ja not_active Expired - Lifetime
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