WO2006107077A1

WO2006107077A1 - 紫外線透過ガラス組成物およびそれを用いたガラス物品

Info

Publication number: WO2006107077A1
Application number: PCT/JP2006/307236
Authority: WO
Inventors: Junji Kurachi; Koji Fujita; Haruki Niida; Akihiro Koyama
Original assignee: Nippon Sheet Glass Company, Limited
Priority date: 2005-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2006-10-12
Also published as: US7838452B2; EP1867612A1; EP1867612A4; JPWO2006107077A1; US20090075805A1

Abstract

　本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％および質量ｐｐｍで示して、ＳｉＯ2：６０～７９％、Ｂ2Ｏ3：０～１％、Ａｌ2Ｏ3：０を超え２０％以下、Ｌｉ2Ｏ：０～１０％、Ｎａ2Ｏ：５～２０％、Ｋ2Ｏ：０～１５％、ＭｇＯ：０～１０％、ＣａＯ：０～１０％、ＳｒＯ：０～１５％、清澄剤：０～２％、Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3：２～２０ｐｐｍ（ただし、Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）、ＴｉＯ2：０～２００ｐｐｍ、を含む。本発明の紫外線透過ガラス組成物は、紫外光を用いた分析に使用される生体分析用器具などのガラス物品に好適に用いられる。

Description

明細書

紫外線透過ガラス組成物およびそれを用いたガラス物品

技術分野

[0001] 本発明は、生産性に優れた紫外線透過ガラス組成物に関し、特に、マイクロプレートなどの生体分析用器具の素材として好適に用いることができる紫外線透過ガラス組成物と、それを用いたガラス物品とに関する。

背景技術

[0002] 近年、生体分析、特に DNA分析などの分野にぉヽては、紫外光を利用した分析が広く行われるようになつてきた。例えば、特開 2002— 171988号公報〖こは、波長 2 60nmの紫外線の吸光度を測定することによって、高い精度で DNAを分析する方法が開示されている。

[0003] このような生体分析では、溶媒としてイソオクタンなど有機溶媒が用いられることがある。したがって、そのような分析に用いられる器具には、有機溶媒に侵されない材料を用いて、ることが求められる。

[0004] 従来、上述の分析器具の材料には、加工性に優れたポリスチレンなどの合成樹脂が一般に使用される。しかし、それらの合成樹脂は、そのままでは有機溶媒に対する耐久性が充分ではなぐまた、有機溶媒に対する耐久性を向上させると紫外線の透過率が低下してしまう。このため、上述の分析器具の材料として、無機ガラス組成物を用いる動きが高まっている。

[0005] 有機溶媒に対する耐久性が高ぐかつ、紫外線、とりわけ波長 250〜260nm前後の波長域の紫外線の透過率が高いガラスとしては、石英ガラスが周知である。また、このような特性を備えたガラスとして、特開昭 64— 79035号公報では UV透過ガラス力特開平 2— 252636号公報では殺菌灯用ガラスが開示されている。また、波長約 300nmの紫外線の透過率が高いガラスとして、特開昭 61— 270234号公報〖こ、健康線用蛍光ランプ用ガラスが開示されている。

[0006] しかし、上述の紫外線透過率の高いガラスには、以下のような問題点があった。

[0007] 石英ガラスは、ガラス転移点や軟ィ匕点が非常に高いため、加熱し軟化させて成形する加工が非常に困難である。そのため、上述の分析器具を石英ガラスで作製すると、高価なものになってしまう。さらに、石英ガラスは、熱膨張係数が非常に小さいので、上述の分析器具を作製する際に、安価に入手可能な商業用のソーダライムシリケートガラスなどと組み合わせて融着させることができない。

[0008] 特開昭 64— 79035号公報に記載の UV透過ガラスは、 15〜18重量％の酸ィ匕ホウ素を必須成分として含有する。シリケートガラス組成物がアルカリ酸化物含有する場合、非架橋酸素が生じることにより紫外線透過率が低下する。そのガラス組成物に、さらに酸ィ匕ホウ素を添加すると、生じていた非架橋酸素はホウ素と結合し、ガラス組成物中に非架橋酸素が生じない。その結果、そのガラス組成物は高い紫外線透過率を示すとされている。

[0009] しかし、酸化ホウ素には、ガラス融液カも揮発しやすいという問題がある。つまり、ガラスの熔融中に、熔融ガラスの表面力酸ィ匕ホウ素あるいはホウ素化合物が揮発すると、表面近傍のガラス組成がそれ以外の部分の組成と異なってしまい、製品に脈理を生じることがある。また、揮発した酸ィ匕ホウ素あるいはホウ素化合物は、熔融炉の耐火物などを浸食する。それら耐火物などが浸食されると、熔融炉の寿命を縮めるのみならず、浸食された耐火物などが熔融ガラスに混入し、ガラス組成物の紫外線透過率を低下させてしまう虞がある。

[0010] 特開平 2— 252636号公報に記載の殺菌灯用ガラスは、 &0 + 31：0を11〜20重量％含有する。バリウムは、「特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律」に基づく法律施行令において、第一種指定化学物質として指定されている。したがって、ガラス組成物に酸化バリウムを含有させることは、環境の保全上の支障を未然に防止する見地から、好ましくない。また、 SrOは、高価な成分であるので、 SrOを含有するガラスを用いた上述の分析器具は、高価になってしまつ。

[0011] また、特開昭 61— 270234号公報に記載の健康線用蛍光ランプ用ガラスは、波長 280〜320nmの波長範囲において、約 40%以上の透過率を有する。し力し、このガラスは、波長 270nmより短い波長範囲の紫外線を透過しないので、波長 250〜260 nmの紫外線を用いる分析器具の材料として用いることはできな、。発明の開示

[0012] 本発明は、特に波長 250〜260nmの波長範囲における紫外線透過率が高ぐ環境に与える負荷が小さぐ容易かつ安価に脱泡清澄が可能であり、かつ、一般的な商業用のソーダライムシリケートガラスと接合可能な紫外線透過ガラス組成物と、それを用いたガラス物品とを提供することを目的とする。

[0013] 本発明者らは、ガラス組成物の紫外線透過率と、そのガラス組成物に含有される不純物との関係について、とりわけ遷移金属の含有率に着目して検討した。その結果、特に酸化鉄および酸化チタンの含有率を低減させることにより、酸化ホウ素を含有するガラス組成物と同等以上の高い紫外線透過率が得られることを見出した。さらに詳細な検討の結果、所定量の酸化鉄を含有させることによって、製造されるガラス物品中に含まれる微細な泡の数を顕著に低減できることを見出した。

[0014] 本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％および質量 ppmで示して、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

AI O 0を超え 20%以下

2 3

Li O 0〜10%

2

Na O 5〜20%

2

κ 2ο 0〜15%

MgO 0〜10%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

(ただし、本明細書において、 T— Fe Oは、全ての鉄化合物を Fe Oに換算した、

2 3 2 3

全酸化鉄含有率を示している。 )

TiO 0〜200ppm

2

を含む。本明細書において、清澄剤とは、上記に列挙した成分以外であって清澄作用のある成分をいう。 [0015] 本発明の紫外線透過ガラス組成物によれば、波長 250〜260nmにおける高い紫外線透過率を示し、かつ残留泡の少ないガラス物品を、環境に与える負荷を大きくすることなく容易に提供できる。さら〖こ、本発明によれば、 50°C〜350°Cの平均線熱膨張係数 (以下、平均熱膨張係数、熱膨張係数と、うことがある。 )が 80〜： LOO X 10" 7Z°Cである紫外線透過ガラス組成物を得ることも可能であるため、一般的な商業用のソーダライムシリケートガラスと接合して使用可能な紫外線透過ガラス組成物の提供が可能となる。

[0016] 本発明のガラス物品は、上記の本発明の紫外線透過ガラス組成物を用いたものである。したがって、本発明によれば、波長 260nmにおける高い紫外線透過率を示し、残留泡が少なぐ環境に与える負荷が小さぐかつ、一般的な商業用のソーダライムシリケートガラスと接合可能なガラス物品を提供できるので、例えば紫外光を用いた生体分析用器具を安価に提供することも可能となる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]図 1は、本発明の紫外線透過ガラス組成物を含むマイクロプレートの一例を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1に示したマイクロプレートの部分断面図である。

[図 3]図 3は、本発明の紫外線透過ガラス組成物を含むマイクロプレートの別の一例を示す斜視図である。

[図 4]図 4は、図 3に示したマイクロプレートの部分断面図である。

[図 5]図 5は、本発明の紫外線透過ガラス組成物を含むマイクロプレートのまた別の一例を示す部分断面図である。

[図 6]図 6は、実施例 2および比較例 1のガラス組成物について、 1mm厚のガラス板に成形したときの分光透過曲線を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％および質量 ppmで示して、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

AI O 0を超え 20%以下 Li O 0〜10%

2

Na O 5〜20%

2

K O 0〜15%

2

MgO 0〜： L0%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

TiO 0〜200ppm

2

を含んでいる。

上記本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％ぉよび質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

AI O 0を超え 20%以下

2 3

Li O 0〜10%

2

Na O 5〜20%

2

K O 0〜15%

2

MgO 0〜： L0%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

TiO 0〜200ppm

2

力もなるものであってもよい。なお、本明細書において、「実質的に、ある組成からなる」とは、他の成分が含まれないか、または、他の成分が含まれている場合でもその含有量が不純物として混入する程度であり、具体的には 0. 1質量％未満、好ましくは 200質量 ppm未満であることを!、う。 [0020] また、本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％ぉよび質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60 〜79%

2

B O

2 3 o- 1%

AI O 1 -20%

2 3

Li O 0へ ^10%

2

Na O 5- -20%

2

K

2 o 0' -15%

MgO 0 -10%

CaO 0- -10%

SrO ο- -15%

清澄剤 ' 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

TiO 0〜 200ppm

からなるものであってもよい。

[0021] また、本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％ぉよび質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60 -79%

2

B O

2 3 o- -1%

AI O 1へ -20%

2 3

Li O 0へ '10%

2

Na O 5- -16%

MgO 0 〜10%

CaO o- -10%

SrO 0へ -15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm TiO 0〜200ppm

2

力なるものであってもよ、。

[0022] また、本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％ぉよび質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 65〜75%

2

B O 0〜1%

2 3

AI O 1〜5%

2 3

Li O 0〜1%

2

Na O 10〜16%

2

κ ο 0〜3%

2

MgO 0. 5〜5%

CaO 1〜8%

SrO 0〜1%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

TiO 0〜200ppm

力なるものであってもよ、。

[0023] また、本発明の紫外線透過ガラス組成物は、質量％ぉよび質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60〜70⁰/₀

2

AI O 14〜20⁰/(

2 3

Li O 3〜6%

2

Na O 7〜13%

2

κ ο 0〜1%

2

MgO 0. 5〜3<

CaO 1〜6%

SrO 0〜1%

清澄剤 0〜2⁰/₀ T-Fe O 2〜20ppm

2 3

TiO 0〜200ppm

2

力なるものであってもよ、。

[0024] 本発明の紫外線透過ガラス組成物において、 T—Fe Oの含有率は 2〜10質量 pp

2 3

mであってもよぐ 2〜6質量 ppmであってもよい。また、より高い紫外線透過率を実現できるので、 T-Fe Oの含有率を 2〜4質量 ppmとすることが好ましい。

2 3

[0025] 本発明の紫外線透過ガラス組成物は、清澄剤を 0質量％を超えて含んでいてもよい。

[0026] 本発明の紫外線透過ガラス組成物は、清澄剤として、 SO、 C1および Fからなる群

3

カゝら選ばれる少なくとも 1種を含んでおり、質量％で示して、

SO 0〜1%

3

C1 0〜1%

F 0〜1%

を含んでいてもよい。この場合、本発明の紫外線透過ガラス組成物は、清澄剤として

SOを含んでいることが好ましぐ質量％で示して、 SOの含有率が 0%を超え 1%以

3 3

下 (好ましくは 0. 01%〜1%、より好ましくは 0. 1%〜1%)であることが好ましい。また、清澄剤として C1が含まれていてもよぐこの場合は、 C1の含有率が 0%を超え 0. 1 %未満であることが好まし、。

[0027] 本発明の紫外線透過ガラス組成物を、例えば紫外光を用いる生体分析用器具に利用する場合、このような生体分析で用いられる紫外光の波長が 260nm前後であることから、本発明の紫外線透過ガラス組成物では、 1mm厚のガラス板に成形したときの波長 260nmにおける紫外線透過率を 50%以上とすることが好ま U、。この場合、より高い検出精度を確保するために、紫外線透過率は 70%以上がより好ましぐ 80 %以上が特に好ましい。

[0028] また、本発明の紫外線透過ガラス組成物を他のガラスと組み合わせて (他のガラスと接合して)使用する場合を考慮すると、 50〜350°Cの平均線熱膨張係数は 80〜1 00 X 10 Z°Cであることが好まし！/、。

[0029] 本発明の紫外線透過ガラス組成物における各成分の限定の理由は以下の通りである。なお、以下では、％は質量％を、 ppmは質量 ppmを意味する。

[0030] (SiO )

2

SiOはガラスの骨格を形成する必須成分である。 SiOの含有率が 60%未満では、

2 2

ガラスの化学的耐久性が低くなる。一方、 79%を超えると、ガラス融液の粘性が上昇し、溶解清澄が困難になる。したがって、 SiOの含有率は、 60%〜79%とする。 SiO

2

の含有率は、 63%以上が好ましぐ 65%以上がより好ましい。また、 SiOの含有率

2 2 は、 75%以下が好ましぐ 70%以下がより好ましい。

[0031] (B O )

2 3

B Oは任意の成分であるが、 B Oには、上述した非架橋酸素を消失させる効果の

2 3 2 3

他、ガラス組成物の化学的耐久性を高める効果がある。しかし、ガラス組成物に、多量の B Oを含有させると、その融解時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈

2 3

理が生じたり、揮発したホウ素化合物により熔融炉が損傷したりする虞がある。そのような不都合を防ぐためには、 B Oの

2 3 含有率を 1%以下とする。また、実質的には含有しないことが好ましい。

[0032] (Al O )

2 3

Al Oは必須の成分である。 Al Oには、上述の B Oと類似した、非架橋酸素を消

2 3 2 3 2 3

失させる効果と、ガラスの化学的耐久性を高める効果とがある。しかし、 B O

2 3と異なり

、 Al Oには、ガラス融液の粘性を上昇させる効果があるので、 Al Oの含有率が 20

2 3 2 3

%を超えると、ガラス組成物の熔解が困難になる。したがって、 Al Oの含有率は 0を

2 3

超え 20%以下であり、 1〜20%が好ましい。さらに好ましい含有率の範囲は、 1〜5 %または 14〜20%である。

[0033] (Na O)

2

Na Oは必須の成分である。 Na Oには、ガラス融液の粘性を下げて溶解性を高め

2 2

る効果や、熱膨張係数を大きくする効果がある。しかし、ガラス組成物に Na Oを含有

2 させると、ガラス組成物中に非架橋酸素を生じさせる虞がある。その非架橋酸素が生じると、とりわけ波長 240nmおよびそれより短い波長範囲の透過率を低下させてしまう。また、 Na Oの含有率が多くなりすぎると、ガラス物品の化学的耐久性が劣化する

2

虞がある。したがって、 Na Oの含有率は 5〜20%であり、 16%以下であることが好ましい。さら〖こ、本発明のガラス組成物の熱膨張係数を、一般的な商業用のソーダライムシリケートガラスに近似した値にするためには、 Na Oの含有率を 10〜16%とする

2

ことがより好ましぐ 7〜13%とすることがさらに好ましい。

[0034] (K O)

2

K Oは任意の成分である。 K Oには、 Na Oと同様、ガラス融液の粘性を下げて溶

2 2 2

解性を高める効果や、熱膨張係数を大きくする効果がある。一方、 K Oを添加すると

2

ガラス組成物中に非架橋酸素を生じさせ、特に波長 240nmおよびそれより短、波長範囲の透過率を低下させてしまう虞がある。また、 K Oの含有率が多くなりすぎると、

2

ガラスの化学的耐久性が劣化する虞がある。したがって、 K Oの含有率は 15%以下

2

であり、 3%以下であることが好ましぐ 1%以下であることがより好ましい。

[0035] (Li O)

2

Li Oは、ガラス融液の粘性を下げて溶解性を高める効果を持つ、任意の成分であ

2

る。しかし、ガラス組成物に Li Oを含有させると、ガラス組成物中に非架橋酸素を生

2

じさせる虞がある。その非架橋酸素が生じると、とりわけ波長 240nmおよびそれより短い波長範囲の透過率を低下させてしまう。また、 Li O

2 の含有率が多くなりすぎると、ガラス物品の化学的耐久性が劣化する虞がある。したがって、 Li Oの含有率は 10%

2

以下であり、 6%以下であることが好ましい。さらに好ましくは、 Al Oの含有率が 1〜

2 3

5%である場合は 1%以下であり、 Al Oの含有率が 14〜20%である場合は 3〜6%

2 3

である。

[0036] (Na 0、 K Οおよび Li Oの総量）

2 2 2

上述したように、ガラス組成物に Na 0、 K Οおよび

2 2 Ζまたは Li Oを多量に含有さ

2

せると、紫外線級透過率の低下や、化学的耐久性の劣化などの、好ましくない作用を引き起こす。したがって、 Na 0、 K Οおよび Li Oの含有率の合計を 25%以下に

2 2 2

することが好ましぐ 20%以下であることがより好ましぐ 18%以下であることがさらに好ましい。

[0037] (MgOおよび CaO)

MgOおよび CaOは、任意の成分であるが、含有させることが好ましい成分である。 MgOおよび CaOには、ガラス融液の粘性を下げて溶解性を高める効果と、ガラス組成物の耐薬品性を向上させる効果がある。ガラス組成物に、少なくとも MgOを 0. 5% 以上または CaOを 1%以上含有させると、上述の効果をより容易に生じさせることができる。しカゝし、 MgOの含有率が 10%を超える、あるいは CaOの含有率が 10%を超えると、ガラス組成物は失透しやすくなり、ガラス融液をガラス物品に成形することが困難になる。なお、ガラス組成物中で MgOと CaOとを共存させると、そのガラス組成物の耐失透性を改善させることができる。したがって、 MgOの含有率は、 10%以下であり、 0. 5%以上または 5%以下であることが好ましぐ 3%以下であることがより好ましい。また、 CaOの含有率は、 10%以下であり、 1%以上または 8%以下であることが好ましぐ 6%以下であることがより好ましい。

[0038] (SrO)

SrOは、任意の成分である。 SrOには、 MgOや CaOと類似した、ガラス融液の粘性を下げて溶解性を高める効果と、ガラス組成物の耐薬品性を向上させる効果がある。しかし、 SrOの原料は高価なので、ガラス組成物中に SrOを多量に含有させると、そのガラス組成物を用いたガラス物品（例えば、上述の生体分析用器具）は、高価なものになってしまう。さら〖こ、本発明のガラス組成物を構成する成分のうち、 SrOは密度の高い成分なので、ガラス組成物中に SrOを多量に含有させると、ガラスの熔融中、特にバッチの熔解初期に、 SrO成分がガラス融液の底の近傍に沈み込み、ガラス融液の不均質の原因となる虞がある。したがって、 SrOの含有率は 15%以下であり、 1%以下であることが好ましい。また、実質的には含有しないことが好ましい。

[0039] (酸化鉄）

酸化鉄は、本発明のガラス組成物中では Fe Oおよび/または FeOの形で存在す

2 3

る。本明細書においては、酸化鉄の含有率を、ガラス組成物中の全ての鉄化合物を Fe Oに換算した全酸化鉄含有率として表わし、その含有率を、 T-Fe Oと略記す

2 3 2 3 る。また、 FeOの含有率については、 Fe Oに換算した FeOの、 T— Fe Oに対する

2 3 2 3 含有率 (質量％で示す）として表わし、その値を FeO比と略記する。

[0040] ガラス組成物中において、 Fe Oは紫外線を強く吸収するので、 T—Fe Oは少な

2 3 2 3 い方が好ましい。 T-Fe Oを 20ppm以下にすれば、 1mm厚のガラス板に成形した

2 3

ときの波長 260nmにおける紫外線透過率を 50%以上にすることが容易となる。一方、 T-Fe Oが少なすぎると、ガラス融液の清澄性が劣化し、そのガラス融液力作製

2 3

されるガラス物品に、微細な泡が残存して欠点を生じる虞がある。 T-Fe Oを 2ppm

2 3 以上にすれば、ガラス融液の清澄性が著しく改善される。したがって、 T-Fe Oを 2

2 3

〜20ppmとすることが好ましい。また、 1mm厚のガラス板に成形したときの波長 260 nmにおける紫外線透過率を 80%以上にすることが容易になるので、 T—Fe Oを 4

2 3 ppm以下とすることがより好まし、。

[0041] さらに、 FeO比を 31%以上とすれば、波長 260nmにおける紫外線透過率をより高くすることがでさる。

[0042] (TiO )

2

ガラス組成物中において、 TiOもまた紫外線を強く吸収するので、その含有量は少

2

な、方が好まし、。 lmm厚のガラス板に成形したときの波長 260nmにおける紫外線透過率を 50%以上にするために、 TiOの含有率を 200ppm以下とする。より紫外線

2

透過率を高くするために、 TiOの含有率を 50ppm以下とすることが好ましい。

2

[0043] なお、上記に説明した Fe Oと TiOとは紫外線を強く吸収する成分であるため、他

2 3 2

の成分と異なり、 ppmオーダーで表記することとした。

[0044] (その他の不純物）

また、その他の着色成分、紫外線吸収成分、あるいは蛍光の原因となる成分についても、含有量は少ない方が好ましい。上述の成分としては、 V、 Cr、 Mn、 Co、 Ni、 Cu、 Sn、 Sb、 Te、 As、 Se、 Pb、 Bi、 Ceおよび希土類からなる群の 1種以上を陽ィォンとする酸化物、ならびに Au、 Rhおよび Ptを例示できる。 lmm厚のガラス板に成形したときの波長 260nmにおける紫外線透過率を 50%以上にするためには、これらの成分の合計量を 200ppm以下にすることが必要である。

[0045] (清澄剤とその残留量）

また、本発明のガラス組成物には、 2%を上限として清澄剤成分を含有させることができる。この清澄剤成分として、 SO、 C1および Fを例示する。これらの清澄剤成分の

3

うち、 SOが好ましい。特に、高い清澄効果を得るためには、ガラス組成物を製造す

3

るためのバッチに、カーボンなどの還元剤を添カ卩し、 SOの含有率を 0. 01〜1%と

3

することが好ましい。また、 SOの含有率を 0. 1〜0. 5%とすることがより好ましい。 [0046] 以下、図面を参照しながら、本発明のガラス物品の一例であるマイクロプレート（生体分析用器具)について説明する。

[0047] 図 1および図 2に示すマイクロプレート 1では、本発明による紫外線透過ガラス組成物からなるガラス板 10の表面に、分析や培養を行う試料を保持するための凹部 11が形成されている。凹部 11は、同形であり、ガラス板 10の表面にマトリックス状に配置されている。凹部 11に保持された試料に凹部 11の開口側から照射される紫外光は、試料とともに、凹部 11の底部 12に接する部分 (光線透過部） 13を通過する。マイクロプレート 1は、光線透過部 13が紫外線透過ガラス組成物により構成されてヽるため、精度の高ヽ測定を行、やすく、凹部 11に接する部分がすべて紫外線透過ガラス組成物により構成されて、るため、耐有機溶剤性にぉ、ても問題はな、。

[0048] 図 3および図 4に示すマイクロプレート 3では、凹部 31の底部 32に接する底板 33と、凹部 31の側部に接する成形体 34とが接合剤 35により接合されている。底板 33には本発明による紫外線透過ガラス組成物を用いて形成された板状体が用いられ、成形体 34には凹部 31となる貫通孔が形成されたガラス、例えばソーダライムシリケートガラス、が用いられている。接合剤 35には低融点ガラス等を用いればよい。マイクロプレート 3は、紫外線透過率が重視される部分には紫外線透過ガラス組成物を、カロェを要する部分には汎用の材料を用いうる合理的な構成を有する。本発明による紫外線透過ガラスとソーダライムシリケートガラスとを加熱を伴う方法により接合しても、熱膨張率の差に起因する問題は生じにくい。

[0049] 凹部の形状は、特に制限されず、図 1, 2に示したように円錐台状 (断面台形)であつてもよく、図 3, 4に示したように直方体状 (断面矩形)であってもよい。繰り返し使用する際に必要となる洗浄を容易とするには、前者の凹部 11のように底部 12に近づくにつれて横断面の面積力、さくなつていく凹部形状が優れている。これを考慮し、底板 23、成形体 24、および接合剤 25を含むマイクロプレート 2においても、円錐台状の凹部 21を形成してもよい（図 5参照)。

[0050] 次に、本発明の紫外線透過ガラス組成物にっヽて、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は下記に限定されるものではない。

[0051] [実施例 1〜8、比較例 1, 2] 実施例 1〜8および比較例 1, 2では、ガラス組成物における T Fe Oおよび TiO

2 3 2 の含有率と、 1mm厚のガラス板に成形したときの波長 260nmにおける紫外線透過率および 50°C〜350°Cでの熱膨張係数などとの関係を調べた。

[0052] (試料ガラスの作製）

試料ガラスを以下の手順にしたがって作製した。ガラス成分の原料として、試薬特級の二酸化ケイ素、三酸ィ匕アルミニウム、酸化ホウ素、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、酸化チタン、炭酸ストロンチウム、硫酸ナトリウム、塩ィ匕ナトリウムおよびカーボンを用いた。上述の原料を、表 1に示すガラス組成になり、熔融ガラス量が 400gになるように、所定の割合で混合し、ガラス原料バッチ (以下バッチと呼ぶ)を調合した。

[0053] 調合したバッチは、白金ルツボの中で熔融および清澄した。まず、このルツボを 14 50°Cに設定した電気炉で 4時間保持してバッチを熔融 '清澄した。その後、ガラス融液を炉外で鉄板上に、厚さが約 6mmになるように流し出し、冷却固化してガラス体を得た。このガラス体には引き続いて徐冷操作を施した。徐冷操作は、このガラス体を 6 50°Cに設定した別の電気炉の中で 30分保持した後、その電気炉の電源を切り、室温まで冷却することによって行なった。この徐冷操作を経たガラスを試料ガラスとした

[0054] (紫外線透過率測定）

各実施例および比較例の試料ガラスの紫外線透過率測定は、以下のようにして行なった。上述の試料ガラスに、通常のガラス加工技術を適用して切断'研肖光学研磨を行ない、 1辺が約 3cm,厚み lmmの略正方形であって、両側の主平面が光学研磨されたガラス試片を作製した。この試片を、可視紫外分光光度計 (UV— 3100P C型、株式会社島津製作所製)を用いて透過率を測定した。その結果を表 1に示す。なお、本明細書では、波長 260nmの透過率のことを、単に、紫外線透過率と表記する。

[0055] また、実施例 2および比較例 1については、同じ装置を用いて、波長 240〜600nm の範囲の透過率も測定した。その分光透過率曲線を、図 6に示す。

[0056] (熱膨張係数およびガラス転移点の測定）熱膨張係数測定用のガラス試片は、上述の試料ガラスから直径 5mm X長さ 15m mの円筒形のガラス片を切り出して作製した。この試片について、示差熱膨張計 (サーモフレックス TMA8140型、理学株式会社製)を用いて、熱膨張係数およびガラス転移点を測定した。その結果も表 1に示す。

[0057] (失透試験）

各実施例および比較例の失透温度は以下のようにして測定した。上述の試料ガラスを粉砕し、 2380 mのフルイを通過し、 1000 /z mのフルイ上に留まったガラス粒を約 40g作製した。このガラス粒を、エタノール中で超音波洗浄した後、恒温槽で乾燥させ、失透試験用サンプルを作製した。このサンプルを 25g秤量し、幅 12mm X長さ 200mm X深さ 10mmの白金ボート上に入れ、下限 930°C .上限 1180°Cの範囲の温度勾配を持った電気炉内に挿入した。この白金ボートをその炉内で 2時間保持した後、炉から取り出し、室温まで放冷した。この白金ボート中のガラスの内部に発生した失透を、 40倍の光学顕微鏡にて観察し、失透が観察された最高温度を、その試料ガラスの失透温度とした。その結果も表 1に示す。

[0058] (ガラス融液の粘度測定）

上述の試料ガラスを、白金球引き上げ式自動粘度測定装置を用いて、熔融温度（ガラス融液の粘度 7?をポアズで表示して、 log η = 2となる温度）、作業温度（同じぐ 1 og 7? =4の温度）を測定した。その結果もまた表 1に示す。

[0059] [表 1]

〔 (室,〕¾室)薪il0060it：！.812s〜

表 1に示した通り、実施例 1〜8と比較例 1, 2を比較すると、 T-Fe Oの含有率が

2 3

20ppm以下、かつ TiOの含有率が 200ppm以下である実施例 1〜8のガラス組成

2

物は、厚さ lmmにおいて波長 260nmの透過率が 60%以上、特に実施例 1, 2, 6〜 8では 80%以上であった。したがって本発明の紫外線透過ガラス組成物は、非常に高ヽ紫外線透過率を示すことが分かる。

[0061] [実施例 9]

実施例⁹は、実施例 3と同じ組成のガラス組成物であるが、試料ガラスを作製する際の熔融条件を変化させた例である。

[0062] この実施例 9の試料ガラスは、バッチを熔融および清澄する際の温度を、 1550°Cとした以外は、上述の実施例 1〜8と同じ条件で作製した。また、上述の実施例 1〜8と同じ方法によって、紫外線透過率、熱膨張係数、ガラス転移点、失透温度、熔融温度および作業温度を測定した。それらの結果を表 1に示す。

[0063] 実施例 9の試料ガラスの、熱膨張係数、ガラス転移点、失透温度、熔融温度および作業温度は、実施例 3のそれと同一であつたが、紫外線透過率は、実施例 3と比較して 5%低力つた。

[0064] ガラスを熔融する際、白金ルツボを用いると、ルツボから白金がガラス融液中に溶け出すことが知られている。また、ガラス中の白金は、紫外線を吸収したり、光を散乱したりすることが知られている。実施例 9のバッチの熔融'清澄温度は、実施例 3より高かったので、試料ガラス中に含まれる白金の量は、実施例 9の方が多力つたと推測され、それゆえ、実施例 9の紫外線透過率が低下した、と発明者は考えている。

[0065] [実施例 10〜15、比較例 3, 4]

実施例 10〜15、および比較例 3, 4では、 T—Fe O、バッチの酸化還元状態およ

2 3

び FeO比と、 lmm厚のガラス板に成形したときの波長 260nmにおける紫外線透過率およびガラス融液の清澄性との関係を調べた。

[0066] 上述の実施例 1〜8と同じ方法で、表 2に示すガラス組成の試料ガラスを作製した。

なお、バッチの酸化還元状態については、 carbon numberをその指標とした。 carbon numberは、 W. H. Manringと W. Hopkinsらによって、 Glass Industry誌第 39卷第 5号第 139〜142頁および 170頁（1958年）に報告されている方法である。実施例 10〜15については、硫酸ナトリウムとカーボンの含有量から、以下の計算式で求められる。

carbon number = (バッチにおける、硫酸ナトリウムの二酸化シリコンに対する質量比） X 1340—（バッチにおける、カーボンの二酸化シリコンに対する質量比） X 320 00

[0067] この式から分かるように、 carbon numberは、バッチの還元性が強!、ほど、小さな値をとる。

[0068] 得られた試料ガラスは、上述の実施例と同じ方法によって、紫外線透過率を測定した。その結果を表 2に示す。

[0069] またガラス組成物の還元性の指標として、 FeO比を求めた。その結果を表 2に示す

。なお、実施例 12〜15では、 T— Fe Oが少ないので、 FeO比を求めることができな

2 3

かった。

[0070] (清澄性の評価）

各実施例および比較例の清澄性は、以下のようにして評価した。

[0071] 表 2に示すガラス組成になるバッチを、熔融ガラス量が 50gになるように調合した。

[0072] 調合したバッチは、上述の実施例 1〜8と同様に熔融および清澄した。その後、ガラス融液は、流し出さず、白金ルツボのまま室温まで冷却した。固化したガラスを白金ルツボカ取り出して、清澄性評価試料とした。

[0073] この清澄性評価試料を 40倍の光学顕微鏡で観察し、視野内にある泡の数を計測した。その泡の数，清澄性評価試料の厚み，光学顕微鏡の視野面積およびガラスの密度から、清澄性評価試料 lgあたりの泡の数を算出した。その結果を表 2に示す。

[0074] [表 2] 実施例比較例

10 1 1 12 13 14 15 3 4

Si0₂ 72.1 72.1 72.1 72.1 72.1 72.1 72.1 72.1

Al₂0₃ 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0

Li₂0 0 0 0 0 0 0 0 0

Na₂0 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 組成 K₂0 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 mass % MgO 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

CaO 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9 7.9

S0₃ 0.22 0.06 0.23 0.06 0.22 0.06 0.21 0.06

T-Fe₂0₃ (mass ppm) 20 20 5.0 5.0 2.0 2.0 1.5 1.5

Ti0₂ (mass ppm) 0 0 0 0 0 0 0 0

Carbon Number 6.67 -0.51 6.67 -0.51 6.67 -0.51 6.67 -0.51

FeO ratio (%) 33 48 —— ― ― 密度（g cm³) 2.49 2.49 2.49 2.49 2.49 2.49 2.49 2.49 厚さ 1 mmにおける

51 54 74 78 85 85 86 86 波長 260nmでの透過率（%)

泡数（個/ g) 150 0 120 0 120 60 200 250

[0075] (実施例 10〜 15と比較例 3, 4の比較）

表 2に示した結果から、実施例 10〜15と比較例 3, 4とを比較すると、 T-Fe Oを 2

2 3 ppm以上とすることによって、泡数の少ない試料を得ることができることがわかる。

[0076] また、表 2に示した結果から、実施例 10〜15および比較例 3, 4について、 carbon n 醒 berと紫外線透過率および泡数との関係をみると、ノツチの還元性を高めることによって泡数の少ない試料を得ることができることと、ノツチの還元性を高めることによつて、 FeO比を大きくし、紫外線透過率を高めることができること、がわかる。

[0077] したがって、 T-Fe Oが適切な範囲である本発明の紫外線透過ガラス組成物によ

2 3

れば、非常に高い紫外線透過率と、優れた清澄性とが両立したガラス組成物を提供することが可能となる。

産業上の利用可能性

[0078] 本発明のガラス組成物は、通常のソーダライムシリケートと同程度の熱膨張係数と、高い紫外線透過性を要求される用途に用いることができる。例えば、紫外線透過窓などの用途に用いることができる可能性がある。

Claims

請求の範囲

質量％および質量 ppmで示して、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

AI O 0を超え 20%以下

2 3

Li O 0〜10%

2

Na O 5〜20%

2

K O 0〜15%

2

MgO 0〜： L0%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

(ただし、 T-Fe Oは、全ての鉄化合物を Fe Oに換算した、全酸化鉄含有率であ

2 3 2 3

る）

TiO 0〜200ppm

2

を含む紫外線透過ガラス組成物。

質量％および質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

AI O 0を超え 20%以下

2 3

Li O 0〜10%

2

Na O 5〜20%

2

K O 0〜15%

2

MgO 0〜10%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2% T-Fe O 2〜20ppm

2 3

TiO 0〜200ppm

2

からなる請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

質量％および質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

Al O 1〜20%

2 3

Li O 0〜10%

2

Na O 5〜20%

2

K O 0〜15%

2

MgO 0〜： L0%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

2 3 2 3

る）

TiO 0〜200ppm

2

からなる請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

質量％および質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60〜79%

2

B O 0〜1%

2 3

Al O 1〜20%

2 3

Li O 0〜10%

2

Na O 5〜16%

2

K O 0〜15%

2 MgO 0〜： L0%

CaO 0〜10%

SrO 0〜15%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

2 3 2 3

る）

TiO 0〜200ppm

2

からなる請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

質量％および質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 65〜75%

2

B O 0〜1%

2 3

Al O 1〜5%

2 3

Li O 0〜1%

2

Na O 10〜16%

2

K O 0〜3%

2

MgO 0. 5〜5%

CaO 1〜8%

SrO 0〜1%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

2 3 2 3

る）

TiO 0〜200ppm

2

からなる請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

質量％および質量 ppmで示して、実質的に、

SiO 60〜70%

2

Al O 14〜20% Li O 3〜6%

2

Na O 7〜13%

2

K O 0〜1%

2

MgO 0. 5〜3%

CaO 1〜6%

SrO 0〜1%

清澄剤 0〜2%

T-Fe O 2〜20ppm

2 3

2 3 2 3

る）

TiO 0〜200ppm

2

からなる請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[7] 質量 ppmで示して、 T— Fe Oの含有率が 2〜： LOppmである、請求項 1に記載の紫

2 3

外線透過ガラス組成物。

[8] 質量 ppmで示して、 T— Fe Oの含有率が 2〜6ppmである、請求項 7に記載の紫

2 3

外線透過ガラス組成物。

[9] 前記清澄剤として、 SO、 C1および F力なる群力選ばれる少なくとも 1種を含み、

3

質量％で示して、

SO 0〜1%

3

C1 0〜1%

F 0〜1%

を含む請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[10] 前記清澄剤として soを含み、

3

質量％で示して、 SOの含有率が 0%を超え 1%以下である請求項 9に記載の紫外

3

線透過ガラス組成物。

[11] 前記清澄剤として soを含み、

3

質量％で示して、 SOの含有率が 0. 01〜1%である請求項 9に記載の紫外線透過

3

ガラス組成物。 [12] 前記清澄剤として SOを含み、

3

質量％で示して、 SOの含有率が 0. 1〜0. 5%である請求項 9に記載の紫外線透

3

過ガラス組成物。

[13] 前記清澄剤として C1を含み、

質量％で示して、 C1の含有率が 0%以上 0. 1%未満である請求項 9に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[14] 1mm厚のガラス板に成形したときの波長 260nmにおける紫外線透過率が 50%以上である請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[15] 前記紫外線透過率が、 70%以上である請求項 14に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[16] 前記紫外線透過率が、 80%以上である請求項 15に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[17] 質量％で示して、 T-Fe Oにおける、 Fe Oに換算した FeOの含有率が 31%以

2 3 2 3

上である請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[18] 50〜350°Cの平均線熱膨張係数が 80〜： L00 X 10— ⁷Z°Cである請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物。

[19] 請求項 1に記載の紫外線透過ガラス組成物を用いたガラス物品。

[20] 生体分析用器具である請求項 19に記載のガラス物品。