WO2007094373A1 - ガラス組成物 - Google Patents

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Haruki Niida
Akihiro Koyama
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Nippon Sheet Glass Company, Limited
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    • C03C4/00Compositions for glass with special properties

Definitions

  • the present invention relates to a glass composition, and in particular, the fluorescence emitted by irradiation with excitation light is reduced, and a glass composition that can be suitably used for a cover glass or the like, and a glass substrate comprising the composition About.
  • a glass slide and a cover glass are generally used.
  • the cover glass is necessary to focus the optical system of the optical microscope on the observation target.
  • the excitation light is applied to the cell through a cover glass. For this reason, even if the cover glass is irradiated with excitation light, the fluorescence emitted from the cover glass must be suppressed to the extent that it does not impair the fluorescence observation.
  • the number V has an optical constant of 54 to 55.
  • a glass with low fluorescence emitted from glass when irradiated with visible light as excitation light is mentioned.
  • a cover glass for a solid-state image device containing 55 to 200 ppm and suppressing generation of fluorescence is disclosed.
  • quartz glass emits less fluorescence when irradiated with visible light excitation light, and does not match the optical system of a conventional optical microscope, where the refractive index n is as small as about 1.46.
  • the refractive index n is as small as 1.516.
  • the commercially available cover glass is zinc borosilicate glass, and its refractive index and Abbe number are suitable for the cover glass.
  • the object is irradiated with excitation light of visible light. In this case, the fluorescence emitted from the glass is too strong, and it may be difficult to observe the fluorescence of the object itself.
  • an object of the present invention is to provide a glass composition suitable for a glass substrate having optical characteristics suitable for a cover glass, for example. Furthermore, it aims at providing the glass composition which can reduce the fluorescence from the glass which generate
  • the inventors of the present invention have found that in SiO-NaO-TiO-based glass, and further in the SiO-AlO-NaO-TiO-based glass, By controlling the content of iron oxide, it was found that the fluorescence from the glass generated when visible light was used as excitation light could be reduced, and the present invention was completed. That is, the present invention
  • T-Fe 2 O is the total iron oxide content in which all iron compounds are converted to Fe 2 O
  • a glass composition is provided.
  • the present invention provides a glass substrate comprising the above glass composition.
  • This glass substrate can be suitably used for fluorescence microscopic observation.
  • FIG. 1 is a graph showing the relationship between the content of T_Fe 2 O contained in a glass composition and the relative fluorescence intensity ratio.
  • SiO is an essential component for forming a glass skeleton. If the SiO content is less than 60%, the chemical durability of the glass will be low. On the other hand, if it exceeds 79%, the viscosity of the glass melt rises and it becomes difficult to melt and clarify. Therefore, the content of SiO needs to be 60% to 79%, and preferably 60% to 75%.
  • the SiO content is more preferably 60% to 71%, more preferably 62% to 71%.
  • the SiO content is more preferably 62% to 75%.
  • B 0 is an optional component.
  • B 2 O has the effect of lowering the melting temperature of the glass.
  • the upper limit of the B 2 O content is 13. /.
  • chemical durability falls significantly.
  • striae may occur in the glass article due to volatilization from the glass melt during melting. Therefore, the content of B 2 O needs to be less than 13%, and is preferably 12% or less.
  • the content of B 2 O is preferably more than 0% and 12% or less, more preferably 6% to 10%.
  • B 2 O may not be substantially contained in the glass.
  • substantially not containing means that it is not intentionally included unless it is inevitably mixed, for example, with industrial raw materials. Specifically, the content is less than 0.1%. Preferably, it is less than 0.05%. More preferably, it is less than 0.01% (100 ppm). However, this definition does not apply to refining agents whose residual amount is very small even when actively added, and T_Fe ⁇ , where the content rate in the ppm order is a problem. To do.
  • A10 is optional but is preferably included.
  • A10 has the effect of increasing the chemical durability of glass.
  • Al 2 O has an effect of increasing the viscosity of the glass melt, it is difficult to melt the glass composition if the upper limit of the Al 2 O content exceeds 10%. Therefore, the content of A10 needs to be 10% or less, and preferably 6% or less.
  • the lower limit of the Al O content is preferably over 0% 1 More preferably, it is at least%.
  • Na 2 O is an essential component. Na O increases the meltability by lowering the viscosity of the glass melt
  • the NaO content must be more than 0% and not more than 20%.
  • the NaO content is preferably 1% to 15%.
  • NaO content is 4
  • the content of 2 3 2 is more preferably 4% to 10%.
  • K 2 O is an optional component.
  • K 2 O as with Na 0, the viscosity of the glass melt is lowered to melt.
  • the content of KO must be 15% or less.
  • the content of 2 3 2 is more preferably 4% to 10%.
  • Li 2 O is an optional component. Li O, like Na O, reduces the viscosity of the glass melt and melts it.
  • the Li O content must be 10% or less.
  • it is preferably 5% or less, and more preferably substantially not contained.
  • the total content of 2 2 and Li 2 O is preferably 25% or less, more preferably 20% or less.
  • MgO and CaO are optional components, but are preferably included.
  • MgO and CaO have the effect of increasing the meltability by lowering the viscosity of the glass melt and the effect of improving the chemical resistance of the glass.
  • the MgO content exceeds 10%. If the CaO content exceeds 15%, the glass tends to devitrify, making it difficult to form a glass melt into a glass article.
  • the MgO content needs to be 10% or less.
  • the MgO content is preferably 0% to 8%, more preferably 1% to 8%.
  • the CaO content needs to be 15% or less.
  • B O is added to the glass.
  • the CaO content is preferably 3% to: 12%.
  • SrO and BaO are optional components. Similar to MgO and CaO, SrO and BaO have the effect of lowering the viscosity of the glass melt to increase its meltability and the effect of improving the chemical resistance of the glass composition. However, SrO and BaO are components that greatly increase the refractive index n.
  • the refractive index of the glass may become too large.
  • the content of SrO needs to be 15% or less, and is preferably 10% or less, and more preferably substantially does not contain.
  • the content of BaO needs to be 15% or less, preferably 10% or less, and more preferably not substantially contained.
  • ZnO is an optional component.
  • ZnO is similar to MgO and CaO and has the effect of increasing the meltability by lowering the viscosity of the glass melt.
  • striae may occur in the glass article due to volatilization from the glass melt during melting.
  • the ZnO content must be 10% or less, preferably 0% to 8%.
  • B 2 O is included in the glass, the ZnO content is 3
  • Nb 2 O and Ta 2 O are optional components. Nb O and Ta O reduce Abbe number It is a relatively expensive raw material. In addition, when NbO and Ta O are contained in glass, weak fluorescence is generated from the glass. Therefore, the contents of Nb 2 O and Ta 0 need to be 0% to 15% and 0% to 20%, respectively, and are preferably not contained.
  • Ti ⁇ is an essential component. Soot is a component that effectively reduces the Abbe number, and also serves to suppress the fluorescence from the glass caused by ZnO. However, TiO is also a nucleating agent, which may cause devitrification of the glass. Therefore, the soot content is 0.02
  • % Must be 10% or less, 0.1% to: 10% is preferable 1% to 10% is more preferable 1% to 6% Further preferred.
  • Iron oxide is present in the form of Fe 2 O and Z or FeO in normal glass compositions.
  • the content of iron oxide is expressed as the total content of iron oxide converted to Fe 2 O, which may be abbreviated as T—Fe 2 O.
  • Fe O in the glass composition has an absorption band due to the dd transition of Fe 3+ ions in the visible light region, and therefore absorbs part of the energy of visible light irradiated as excitation light. At this time, most of the energy is converted into heat, and a part of the force appears as fluorescence.
  • soot is reduced to Ti 2 O and there is a risk of coloring the glass. Therefore, by using a reducing agent that does not reduce soot to Ti, it is possible to reduce Fe 3+ ions contained in the glass to Fe 2+ ions and reduce the fluorescence generated from the glass.
  • T-FeO is 50 ppm or less, when visible light is used as excitation light
  • the ratio of FeO and FeO in the glass composition is also related to the generation of fluorescence.
  • T-FeO is about 50 ppm or less, this ratio must be measured accurately.
  • Oppm is more preferable than S
  • 0.5 ppm to 6 ppm is more preferable
  • 1 ppm to 6 ppm is more preferable.
  • silica sand as the SiO source
  • the force used is usually iron oxide. So, as SiO source
  • silica raw material It is necessary to use a silica raw material with few impurities. Synthetic silica produced industrially from starting materials such as SiCl and silicon alkoxide as high purity silica raw material
  • Power powder can be used suitably.
  • the mass 0/0 of SiO is 60-79%
  • the mass percentage of 2 2 3 shall be 50 ppm at maximum. Therefore, when the origin of iron oxide is the silica raw material, if the content of T-FeO in the silica raw material is about 80 ppm or less,
  • Mass parts per million can be up to 50 PP m.
  • the content of T 2 -Fe 2 O in the silica raw material is preferably lOppm or less, more preferably lppm or less.
  • the glass composition of this invention can be made to contain a clarifier component.
  • AsO and SbO have been used favorably as fining agents in the production of glass for power bar glass.
  • SO, C1 and F are exemplified as the fining component
  • SO is preferred.
  • SO source Na SO, K SO
  • Sulfates such as BaSO and CaSO can be used.
  • SO content residual amount
  • C1 is a suitable clarifier component using, for example, NaCl as a raw material, force S, and there is a possibility that striae may occur in the glass article due to volatilization from the glass melt at the time of melting.
  • the C1 content (residual amount) needs to be 1% or less, preferably less than 0.1%.
  • F is also a suitable fining agent component, but like C1, there is a possibility that striae may occur in the glass article due to volatilization from the glass melt during melting.
  • the refractive index may be difficult to adjust, so the F content (residual amount) must be 1% or less, preferably less than 0.1%. More preferably, F is not substantially contained.
  • CaF is an example of a typical F source.
  • coloring components or components that cause fluorescence are low in content rate.
  • examples of such components include compounds containing at least one selected from the group consisting of V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Sn, Te, Se, Pb, Bi, Ce and rare earth elements.
  • Power S can be.
  • compounds containing Au, Rh or Pt can be exemplified. In order to sufficiently reduce the fluorescence from the glass, the total amount of these components is preferably 200 ppm or less. Note that the definition of the word “substantially not contain” is applied to these components as well, which is a component that causes coloring or fluorescence.
  • the above glass contains oxides exemplified by PO, ZrO, Rb0, CsO, etc. up to 5% in total.
  • the refractive index n of the glass composition according to the present invention is not limited in its value
  • the refractive index n depends on the application d
  • the Abbe number V of the glass composition according to the present invention is not limited, but d
  • the Abbe number V depends on the application.
  • the ultraviolet ray transmittance at a wavelength of 360 nm in terms of 1 mm thickness in the glass composition according to the present invention is at least 85%. More preferably, the ultraviolet transmittance is at least 90%.
  • the ultraviolet transmittance in this specification is as described later.
  • the glass composition according to the present invention limits the content of Fe 2 O and the like.
  • the glass composition according to the present invention can be used as a glass substrate such as a cover glass. Since the glass substrate comprising the glass composition of the present invention has very low fluorescence, it is particularly suitable as a glass substrate for fluorescent microscope observation (slide glass or cover glass).
  • a sample glass was prepared according to the following procedure. High purity silica (content of T 2 -Fe 2 O: 0.25 ppm), boric anhydride, aluminum oxide, sodium carbonate, charcoal as raw materials for glass
  • a raw material batch (hereinafter referred to as a batch) was prepared so as to be 400 g.
  • the prepared batch was melted and clarified in a platinum crucible.
  • the batch was put into this crucible and kept in an electric furnace set at 1500 ° C for 4 hours to melt and clarify the batch.
  • the glass melt was poured out on the iron plate outside the furnace to a thickness of about 10 mm, and cooled and solidified to obtain a glass body.
  • the glass body was subsequently subjected to a slow cooling operation.
  • the slow cooling operation was performed by holding the glass body in another electric furnace set at 550 ° C for 1 hour, and then turning off the electric furnace and cooling it to room temperature. The glass body after this slow cooling operation was used as sample glass.
  • Tables 3 to 3 show the composition ratios of the glass and the optical characteristics and fluorescence intensity ratios of the obtained sample glass in Examples and Comparative Examples of the present invention.
  • the refractive index of the sample glass in each example and comparative example was measured as follows.
  • the above-mentioned sample glass was a 5 mm ⁇ 5 mm ⁇ I 5 mm rectangular parallelepiped, and a test piece was prepared in which six planes were optically polished.
  • ordinary glass processing techniques such as cutting, grinding and optical polishing were applied.
  • the Abbe number v was calculated based on the formula Refractive index n and Abbe number V are shown in Table 1. Also shown in ⁇ 3.
  • the ultraviolet transmittance measurement of the sample glass of each example and comparative example was performed as follows. From the sample glass described above, a test piece having a square glass plate with a side of about 30 mm and a thickness of 1 mm and whose main planes on both sides were optically polished was prepared. The transmittance of light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured on the test piece using a visible ultraviolet spectrophotometer (U_4100, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). The results are also shown in Tables 1-3. In this specification, the transmittance of light having a wavelength of 360 nm is simply expressed as transmittance.
  • the fluorescence measurement from the sample glass of each example and comparative example was performed as follows.
  • a test piece having a rectangular parallelepiped of 20 mm X I Omm X 7 mm and having six surfaces optically polished was prepared from the sample glass described above.
  • the specimen was subjected to fluorescence measurement using a spectrofluorometer (FS-920, manufactured by Edinburg Instruments). Light having a wavelength of 488 nm was used as excitation light.
  • the measurement was performed in a wavelength range of 500 nm to 700 nm.
  • Relative evaluation of fluorescence intensity was performed by using the same installation method for each sample. The results are shown in Tables 1 to 3 as relative fluorescence intensity ratios.
  • Fig. 1 is a graph showing the relationship between the iron oxide content and the relative fluorescence intensity ratio.
  • the relative fluorescence intensity ratio means that the fluorescence intensity at a wavelength of 520 nm to 700 nm is integrated for each In m, and that the integrated intensity of Example 1 is 1, so that the integrated intensity of Example 1 is 1. It is defined as a standardized strength.
  • the glass compositions in Table 1 are obtained by systematically changing the iron oxide content. As shown in Table 1, in the glass compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, the refractive index n
  • the ultraviolet transmittance was 90% or higher in the examples of the transmittance and deviation, the ultraviolet transmittance was relatively low in the comparative example. This is because of the iron oxide content This is due to the increase in absorption accompanying the increase.
  • the glass compositions in Tables 2 and 3 compare the glass of the present invention with commercially available glasses. As shown in Tables 2 and 3, in the glass compositions of Examples 4 to 16 and Comparative Examples 4 to 8, various refractive indices n and Abbe numbers V are shown.
  • the fluorescence intensity is compared. From Examples 4 to 16, the relative fluorescence intensity ratio shows a small value in any composition by limiting the content of iron oxide. On the other hand, it can be seen that Comparative Examples 4 and 5 each contain a large amount of iron oxide, which is a general soda lime glass and a cover glass, and has a high fluorescence intensity.
  • Comparative Examples 6 to 8 are glasses containing ZnO and not containing titanium oxide. These glasses of Comparative Examples 6 to 8 have a low content of iron oxide, which is the cause of fluorescence by excitation with visible light, as the Example level (4 to 5 ppm). However, the relative fluorescence intensity ratio was 15-81, indicating strong fluorescence. In particular, in Comparative Example 8, compared with Example 10, although the content of iron oxide with a small amount of ZnO is equivalent, titanium oxide is not included, so the relative fluorescence intensity ratio is as large as 15. I will become. In addition, the implementations ⁇ 7, 9, 10, 11, 13, 13 and 14 also include power of ZnO containing TiO, and the relative fluorescence intensity ratio is also as small as! ⁇ 2.
  • the center wavelength of the fluorescence peak is approximately 680 nm.
  • the base glass has the same composition and contains T_FeO.
  • the peak shape of the fluorescence does not change and only its intensity changes.
  • the range of 520 to 700 nm used in fluorescence measurement includes the center wavelength of this peak, and the integrated value of fluorescence intensity in this range is the total fluorescence intensity (integrated intensity for the entire wavelength range). Enough to compare.
  • the total fluorescence intensity can be sufficiently compared with the integrated value of the fluorescence intensity in the range of 520 nm to 700 nm. .
  • the content of iron oxide is within an appropriate range
  • titanium oxide is an essential component
  • an appropriate fining agent is used, so that the fluorescence from the glass is higher than that of conventional commercially available glass. It was confirmed that a glass composition having a very small size and suitable for mass production could be obtained.

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Abstract

 本発明のガラス組成物は、質量%および質量百万分率で示して、SiO2 60~79%,B2O3 0~13%(ただし、13%は含まず),Al2O3 0~10%,Li2O 0~10%,Na2O 0%を超えて20%以下,K2O 0~15%,MgO 0~10%,CaO 0~15%,SrO 0~15%,BaO 0~15%,ZnO 0~10%,Nb2O5 0~15%,Ta2O5 0~20%,TiO2 0.02%を超えて10%以下,T-Fe2O3 0.5~50ppm,(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)を含んでなる。

Description

明 細 書
ガラス組成物
技術分野
[0001] 本発明はガラス組成物に関し、特に、励起光の照射により発せられる蛍光が低減さ れており、カバーガラスなどに好適に用いられ得るガラス組成物、さらには該組成物 からなるガラス基板に関する。
背景技術
[0002] 生体の観察、特に生物組織や細胞の観察などの分野では、光学顕微鏡を用いた 観察が、現在においても一般的な手法である。従来、光学顕微鏡を用いた生体観察 には、可視光の透過や反射が用いられてきた。
[0003] ところで、近年、近紫外光や可視光を励起光として観察対象に照射して、観察対象 力 発せられる可視光領域の蛍光を観察する手法が用いられている。例えば、特開 2006— 030583号公報参照のこと。
[0004] 光学顕微鏡による生体の観察を行うにあたっては、スライドガラスおよびカバーガラ スが汎用的に用いられている。特にカバーガラスは、光学顕微鏡の光学系の焦点を 観察対象に合わせるために必要である。可視光を励起光として対象物からの蛍光を 利用して細胞観察を行う場合、励起光はカバーガラスを通して細胞に照射される。こ のため、カバーガラスに励起光が照射されても、蛍光観察を害しない程度に、カバー ガラスから発せられる蛍光が抑えられなければならない。
[0005] 従来、カバーガラスとして、亜 ホウケィ酸ガラスが多く用いられてきた。これらのガ ラスは、顕微鏡の光学系との兼ね合いから、屈折率 n = 1. 523-1. 525およびアツ
d
ベ数 V = 54〜55の光学定数を有する。
d
[0006] しかし、このカバーガラスを通して可視光の励起光を対象物に照射した場合、ガラ ス力 発せられる蛍光が強すぎるため、対象物自身の蛍光を観察することが不可能 な場合がある。このように、励起光照射時にガラスから発せられる蛍光を低減しないと 、対象物からの蛍光を観察することは困難である。
[0007] 可視光を励起光として照射したときのガラスから発せられる蛍光の小さいガラスとし ては、まず石英ガラスが挙げられる。
[0008] さらに、特許第 2634063号公報では、 Si〇, B O , Al Oを含有し、かつ Fe Oを
55〜200ppm含んでなり、蛍光の発生を抑制した固体映像素子用カバーガラスが 開示されている。
[0009] しかし、上述したガラスには、以下のような問題点があった。
[0010] まず、石英ガラスは、可視光励起光の照射時にガラスから発せられる蛍光が少ない 、屈折率 nが 1. 46程度と非常に小さぐ従来の光学顕微鏡の光学系と整合しない
d
。そのため、石英ガラスをカバーガラスとして用いる場合は、観察対象の正確な観察 像を得ることができない。
[0011] 次に、上述の特許第 2634063号公報に記載の固体映像素子用カバーガラスでは 、特に Fe〇量を 55〜200ppmに制限することによって、紫外光透過を保ちつつ、 蛍光発生を抑制している。
[0012] しかし、屈折率が最も大きい実施例 4の組成でも、屈折率 nは 1. 516と小さレ、。ま
d
た、アッベ数も 64と大きすぎることから、石英ガラスと同様、従来の光学顕微鏡を用い た場合には、観察対象の正確な観察像を得ることができない。
[0013] 市販されているカバーガラスは亜鉛ホウケィ酸ガラスであり、屈折率およびアッベ数 はカバーガラスに適している力 これらのガラスをカバーガラスとして用いて、可視光 の励起光を対象物に照射した場合、ガラスから発せられる蛍光が強すぎ、対象物自 身の蛍光を観察することが困難な場合がある。
発明の開示
[0014] これらの状況に鑑み、本発明は、例えば、カバーガラスに適した光学特性を有する ガラス基板に好適なガラス組成物の提供を目的とする。さらに、可視光を励起光とし て照射したとき、発生するガラスからの蛍光を低減しうるガラス組成物の提供を目的と する。
[0015] 本発明者らは、ガラス組成物について詳細に研究を行った結果、 SiO -Na O—T i〇系のガラス、さらには Si〇 -Al O -Na O—TiO系のガラスにおいて、酸化鉄 の含有率を制御することにより、可視光を励起光としたときに発生するガラスからの蛍 光が低減できることを見出し、本発明を完成させた。 すなわち、本発明は、
質量%および質量百万分率で示して、
SiO 60〜79%,
B〇 0〜: 13% (ただし、 13%は含まず),
A1〇 0〜: 10%,
Li O 0〜: 10%,
Na O 0%を超えて 20%以下,
K o 0〜: 15%,
MgO 0〜: 10%,
CaO 0~15%,
SrO 0〜: 15%,
Ba〇 0〜: 15%,
ZnO 0〜: 10%,
Nb〇 0〜: 15%,
Ta〇 0〜20%,
TiO 0. 02%を超えて 10%以下,
T-Fe O 0. 5〜50ppm,
(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 る)
を含むガラス組成物を提供する。
[0017] 他の側面において、本発明は、上記ガラス組成物からなるガラス基板を提供する。
このガラス基板は、蛍光顕微観察に好適に使用することができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]ガラス組成物に含まれる T_Fe Oの含有率と、相対蛍光強度比との関係を示 すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 本発明の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は質量百万分率を意味する。 [0020] (SiO )
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、 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、熔融清澄が困難になる。したがって、 SiOの含有率は、 60%〜79%である必要 があり、 60%〜75%であることが好ましい。
[0021] なお、 B〇を必須成分とする場合において、 SiOの含有率は、 60%〜71 %である ことがより好ましぐ 62%〜71 %であることがさらに好ましい。一方、 B〇を含まない 場合において、 SiOの含有率は、 62%〜75%であることがより好ましい。
[0022] (B O )
B〇は任意の成分である。 B Oには、ガラスの熔融温度を下げる効果がある。しか し、 B Oの含有率の上限値が 13。/。以上では、化学的耐久性が大幅に低下する。ま た、融解時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈理が生じる虞がある。したが つて、 B Oの含有率は 13%未満である必要があり、 12%以下であることが好ましい。 さらに、 B Oを必須成分とする場合は、 B Oの含有率は、 0%を超えて 12%以下で あることが好ましぐ 6%〜: 10%であることがより好ましい。その一方、 B Oをガラスに 実質的に含有させなくてもよい。
[0023] なお、本明細書において、「実質的に含有させなレ、」とは、例えば工業用原料により 不可避的に混入される場合を除き、意図的に含ませないことを意味する。具体的に は、 0. 1 %未満の含有率をいう。好ましくは、 0. 05%未満である。より好ましくは、 0. 01 % (100ppm)未満である。ただし、この定義は、積極的に添加した場合であって も大部分が揮発するため残留量が微量となる清澄剤と、 ppmオーダーの含有率が問 題となる T_Fe〇には適用しないものとする。
[0024] (A1〇 )
A1〇は任意ではあるが、含ませることが好ましい成分である。 A1〇には、ガラスの 化学的耐久性を高める効果がある。しかし、 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の含有率の上限値が 10%を超えると、ガラス組成物の熔 融が困難になる。したがって、 A1〇の含有率は 10%以下である必要があり、 6%以 下であることが好ましい。 Al Oの含有率の下限値は、 0%を超えることが好ましぐ 1 %以上であることがより好ましい。
[0025] (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熔融性を高め
2 2
る効果がある。しかし、 Na Oの含有率が多くなりすぎると、ガラスの化学的耐久性が
2
劣化する虞がある。したがって、 Na〇の含有率は、 0%を超えて 20%以下である必
2
要がある。 Na〇の含有率は、 1 %〜15%であることが好ましい。 Na〇の含有率は 4
2 2
%〜15%であることがより好ましレ、。また、 B Oをガラスに含有させる場合は、 Na〇
2 3 2 の含有率は 4%〜: 10%であることがさらに好ましい。
[0026] (K O)
2
K Oは任意の成分である。 K Oには、 Na〇と同様、ガラス融液の粘性を下げて熔
2 2 2
融性を高める効果がある。一方、 K oの含有率が多くなりすぎると、ガラスの化学的
2
耐久性が劣化する虞がある。したがって、 K〇の含有率は 15%以下である必要があ
2
り、 10%以下であることが好ましい。また、 B Oをガラスに含有させる場合は、 K〇の
2 3 2 含有率は 4%〜: 10%であることがより好ましい。
[0027] (Li O)
2
Li Oは任意の成分である。 Li Oには、 Na Oと同様、ガラス融液の粘性を下げて熔
2 2 2
融性を高める効果がある。しかし、 Li〇の含有率が多くなりすぎると、ガラスの化学的
2
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%以下である必要があ
2
り、 5%以下であることが好ましぐ実質的に含有しないことがより好ましい。
[0028] (Na O, K Oおよび Li Oの総含有率)
2 2 2
上述したように、ガラス組成物に Na O, K〇, Li Oを多量に含有させると、化学的
2 2 2
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〇およ
2 2 び Li Oの総含有率は、 25%以下であることが好ましぐ 20%以下であることがより好
2
ましぐ 15%以下であることがさらに好ましい。
[0029] (MgOおよび CaO)
MgOおよび Ca〇は、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熔融性を高める効果と、ガラスの 耐薬品性を向上させる効果がある。しかし、 MgOの含有率が 10%を超える、あるレヽ は CaOの含有率が 15%を超えると、ガラス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。
[0030] したがって、 Mg〇の含有率は、 10%以下であることが必要である。 B〇をガラスに
2 3 含有させる場合は、 Mg〇を実質的に含まないことがより好ましい。 B Oをガラスに含
2 3
有させない場合は、 MgOの含有率は、 0%〜8%であることが好ましぐ 1 %〜8%で あることがより好ましい。
[0031] また、 Ca〇の含有率は、 15%以下であることが必要である。 B Oをガラスに含有さ
2 3
せる場合は、 Ca〇を実質的に含まないことがより好ましい。 B Oをガラスに含有させ
2 3
ない場合は、 CaOの含有率は、 3%〜: 12%であることが好ましい。
[0032] (SrOおよび BaO)
SrOおよび BaOは、任意の成分である。 SrOおよび BaOには、 Mg〇や Ca〇と類似 した、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果と、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および Ba〇は屈折率 nを大きく増加させる成分 d
であるため、ガラス組成物中に SrOや BaOを多量に含有させると、ガラスの屈折率が 大きくなりすぎてしまう虞がある。
[0033] したがって、 SrOの含有率は、 15%以下である必要があり、 10%以下であることが 好ましぐ実質的に含有しないことがより好ましい。
[0034] Ba〇の含有率も同様に、 15%以下である必要があり、 10%以下であることが好まし ぐ実質的に含有しないことがより好ましい。
[0035] (ZnO)
Zn〇は、任意の成分である。 ZnOには、 MgOや CaOと類似した、ガラス融液の粘 性を下げて熔融性を高める効果がある。しかし、熔融時にガラス融液からの揮発によ りガラス物品に脈理が生じる虞がある。また、含有率が多すぎると、ガラスからの蛍光 を誘発する虞がある。したがって、 Zn〇の含有率は 10%以下である必要があり、 0% 〜8%であることが好ましレ、。 B Oをガラスに含有させる場合は、 ZnOの含有率は、 3
2 3
%〜8%であることがより好ましい。
[0036] (Nb Oおよび Ta O )
2 5 2 5
Nb Oおよび Ta Oは任意の成分である。 Nb Oおよび Ta Oはアッベ数を小さく する成分である力 比較的高価な原料である。また、 Nb〇および Ta Oをガラスに 含有させると、ガラスから弱い蛍光が生じる。したがって、 Nb Oおよび Ta〇の含有 率は、それぞれ 0%〜15%および 0%〜20%である必要があり、実質的に含有しな レ、ことが好ましい。
[0037] (ΤΪΟ )
Ti〇は必須の成分である。 ΤΪΟはアッベ数を効率的に小さくする成分であり、 ZnO に起因するガラスからの蛍光を抑制する働きもある。し力、しながら、 Ti〇は核形成剤 でもあるため、ガラスに失透が生じる虞もある。したがって、 ΤΪΟの含有率は、 0. 02
%を超えて 10%以下である必要があり、 0. 1 %〜: 10%であることが好ましぐ 1 %〜 10%であることがより好ましぐ 1 %〜6%であることがさらに好ましい。
[0038] (酸化鉄)
酸化鉄は、通常のガラス組成物中において、 Fe Oおよび Zまたは FeOの形で存 在する。本明細書においては、酸化鉄の含有率を、 Fe Oに換算した全酸化鉄含有 率として表し、それを T—Fe Oと略記することがある。
[0039] ガラス組成物中の Fe Oは、可視光領域に Fe3+イオンの d— d遷移による吸収帯を 持っため、励起光として照射された可視光のエネルギーの一部を吸収する。このとき 、ほとんどのエネルギーは熱となって放出される力 一部は蛍光となって現れる。 Fe
Oが少ないと当然 Fe3+イオンも少ないので、吸収される可視光のエネルギーも減少 する。その結果、ガラスからの蛍光も低減されるので、ガラス中に含まれる Fe〇は少 ない方が好ましい。
[0040] Fe Oを少なくする方法として、カーボンなどの還元剤を用いることで Fe Oを FeO に変化させ、相対的にガラス中の Fe Oの含有率を減らす方法がある。しかしながら
、本発明のガラス系でこの方法を用いると、 ΤΪΟが Ti Oに還元されてしまレ、、ガラス に着色を生じる虞がある。したがって、 ΤΪΟが Ti oに還元されない程度の還元剤を 用いることによって、ガラス中に含まれる Fe3+イオンを Fe2+イオンに還元し、ガラスから 発生する蛍光を低減することが可能である。
[0041] し力、しながら、例えこの方法を用いても、ガラス中に含まれる T_Fe〇の含有率が 多いと、ガラス中に含まれる Fe3+の含有率が増加してしまレ、、ガラスからの蛍光を十 分に低減できない。したがって、ガラス中に含まれる T— Fe〇 自体が少ない方が好
2 3
ましい。 T—Fe〇を 50ppm以下にすれば、可視光を励起光とした場合において、ガ
2 3
ラスからの蛍光を十分に低減することが可能である。
[0042] もちろん、蛍光の発生には、ガラス組成物中における Fe〇と FeOとの比率も関係
2 3
する。しかし、 T-Fe Oが 50ppm以下程度であると、この比率を正確に測定すること
2 3
が困難な場合がある。したがって、本発明では、 Fe Oと FeOとの比率に拘わらず、 T
2 3
-Fe Oの含有率を規定することで、蛍光発生を抑制するものである。
2 3
[0043] 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、そのガラス融液か
2 3
ら作製されるガラス物品中に、微細な泡が残存して欠点を生じる虞がある。 T-Fe〇
2 を 0. 5ppm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
3
-Fe Oを 0. 5ppm〜50ppmとする必要力 Sあり、 0. 5ppm〜20ppmであることカ好
2 3
ましく、 0. 5ppm〜: !Oppmであること力 Sより好ましく、 0. 5ppm〜6ppmであることカさ らに好ましく、 lppm〜6ppmであることがことさら好ましレ、。
[0044] (シリカ原料)
T-Fe Oの含有率を、ガラス中で上述した範囲とするためには、高純度のシリカ原
2 3
料を用いることが必須となる。工業的にガラスを生産する場合は、 SiO源として珪砂
2
が用いられる力 これには酸化鉄が含まれているのが常である。そこで、 SiO源とし
2 ては不純物の少ないシリカ原料を用いることが必要である。高純度のシリカ原料とし て、 SiClやシリコンアルコキシドのような出発原料から工業的に製造された合成シリ
4
力粉末を好適に用いることができる。
[0045] 本発明のガラス組成物においては、 SiOの質量0 /0が 60〜79%であり、 T—Fe〇
2 2 3 の質量百万分率を最大 50ppmとする。したがって、酸化鉄の由来がシリカ原料とした とき、シリカ原料における T—Fe Oの含有率を約 80ppm以下とすると、 T— Fe〇の
2 3 2 3 質量百万分率を最大 50PPmとすることができる。
[0046] さらに、ガラス生産中の不可避的な不純物混入も考慮すると、シリカ原料における T -Fe Oの含有率は、 lOppm以下であることが好ましぐ lppm以下であることがより
2 3
好ましぐ 0. 5ppm以下であることがさらに好ましぐ 0. 3ppm以下であることがことさ ら好ましい。 [0047] (清澄剤とその残留量)
また、本発明のガラス組成物には、清澄剤成分を含有させることができる。従来、力 バーガラス用ガラスの生産には、清澄剤として As〇や Sb Oが好んで用いられてい
2 3 2 3
るが、これらは環境に悪影響を及ぼす可能性の高い物質であり、使用することは好ま しくなレ、。したがって、ガラス生産中の不純物として回避不可能分を除いて、これらは 含ませないことが望ましい。本発明では清澄剤成分として、 SO , C1および Fを例示
3
できる。これらの清澄剤成分のうち、 SOが好ましい。 SO源として、 Na SO , K SO
3 3 2 4 2 4
, BaSO, CaSOなどの硫酸塩を用いることができる。 SOの含有率 (残留量)として
4 4 3
は、 0%〜1 %であり、 0. 01 %〜1 %とすることカ好ましく、 0. 01 %〜0. 2%とするこ とがより好ましい。
[0048] C1は、例えば NaClなどを原料として用いられる好適な清澄剤成分である力 S、融解 時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈理が生じる虞がある。また、屈折率 の調整を困難にする虞もあるため、 C1の含有率 (残留量)は 1 %以下とする必要があ り、 0. 1 %未満が好ましい。
[0049] Fも好適な清澄剤成分であるが、 C1と同様に、融解時にガラス融液からの揮発によ りガラス物品に脈理が生じる虞がある。また、屈折率の調整を困難にする虞もあるた め、 Fの含有率 (残留量)は 1 %以下とする必要があり、 0. 1 %未満が好ましい。また、 Fを実質的に含有させないことがより好ましい。なお、代表的な F源として、 CaFを例
2 示できる。
[0050] (その他の不純物)
また、その他の着色成分、あるいは蛍光の原因となる成分についても、含有率は少 なレヽ方力 S好ましレヽ。そのような成分としては、 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Sn, Te, Se , Pb, Bi, Ceおよび希土類元素からなる群より選ばれる 1種以上を含む化合物を例 示すること力 Sできる。さらに、 Au, Rhまたは Ptを含む化合物を例示できる。ガラスから の蛍光を十分に低減するためには、これらの成分の合計量を 200ppm以下にするこ とが好ましい。なお、これらの成分についても、着色または蛍光の原因となる成分で ある力 、「実質的に含有させない」という文言の定義を適用しなレ、ものとする。
[0051] (その他の組成酸化物) そのほかに、ガラスからの蛍光の低減という特性を損なわない限りにおいて、上記 のガラスに、 P O、 ZrO、 Rb 0、 Cs〇などに例示される酸化物を、合計で最大 5%
2 5 2 2 2
までカロえてもよレ、。
[0052] (屈折率 n )
d
本発明によるガラス組成物の屈折率 nは、その値を限定されるわけではないが、用 d
途によっては、 1. 519-1. 530であることが好ましい。また、屈折率 nは、用途によ d
つては、 1. 521〜1. 528であることがより好ましい。
[0053] (アッベ数 V )
d
本発明によるガラス組成物のアッベ数 V も、その値を限定されるわけではないが、 d
用途によっては、 52〜60であることが好ましレ、。また、アッベ数 V は、用途によって d
は 52〜57であることがより好ましい。
[0054] (紫外線透過率)
波長 360nmの光に対するガラス組成物の透過率が小さいと、吸収端の一部が可 視光領域に影響を与えてガラスが着色したり、可視光を励起光として用いた場合でも 、ガラスからの蛍光を生じる虞がある。したがって、本発明によるガラス組成物におけ る、 1mm厚に換算した波長 360nmの紫外線透過率は、少なくとも 85%であることが 好ましい。紫外線透過率は、少なくとも 90%であることがより好ましい。なお、本明細 書における紫外線透過率は、後述する通りである。
[0055] 以上説明してきたように、本発明によるガラス組成物は、 Fe Oなどの含有率を限定
2 3
することにより、可視光照射によるガラスからの蛍光の発生を抑制することが可能であ る。また、組成物により屈折率 nおよびアッベ数 V を制御可能であるので、従来の力 d d
バーガラスなどの物品と光学的に代替することも可能である。本発明によるガラス組 成物は、例えば、カバーガラスなどガラス基板として用いることができる。本発明のガ ラス組成物からなるガラス基板は蛍光が非常に小さいので、蛍光顕微観察用ガラス 基板 (スライドガラスまたはカバーガラス)として特に好適である。
実施例
以下、本発明について、実施例や比較例を示して説明する。なお本発明は、下記 実施例に限定されるわけではない。 [0057] (試料ガラスの作製)
試料ガラスを以下の手順に従って作製した。ガラスの原料として、高純度シリカ(T -Fe Oの含有率: 0. 25ppm) ,無水ホウ酸,酸化アルミニウム,炭酸ナトリウム,炭
2 3
酸カリウム,炭酸リチウム,酸化マグネシウム,炭酸カルシウム,炭酸ストロンチウム, 炭酸バリウム,酸化亜鉛,酸化チタン,三酸化二鉄,カーボンおよび硫酸ナトリウムを 用いた。上述した原料を混合して、所定のガラス組成物となり、熔融されるガラス量が
400gになるように、原料バッチ(以下バッチと呼ぶ)を調合した。
[0058] 調合したバッチは、白金ルツボの中で熔融と清澄を行った。まず、このルツボ中に バッチを投入し、 1500°Cに設定した電気炉で 4時間保持してバッチを熔融し清澄し た。その後、ガラス融液を炉外で鉄板上に、厚さが約 10mm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、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 550°Cに設定した別の電気炉の中で 1時間保持した後、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った。この徐冷操作を経たガラ ス体を試料ガラスとした。
[0059] [実施例:!〜 16,比較例:!〜 8]
以下、本発明の実施例および比較例における、ガラスの組成比と、得られた試料ガ ラスの光学特性および蛍光強度比を、表丄〜3に示す。
[0060] [表 1]
実施伃 比較例
1 2 3 1 2 3
Si02 68.6 68.6 68.6 68.6 68.6 68.5
Al203 1.7 1 .7 1.7 1.7 1.7 1.7
Na20 8.1 8.1 8.1 8.1 8.1 8.1 組成 K20 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 mass % MgO 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6
CaO 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
Ti02 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 so3 0.08 0.09 0.07 0.06 0.10 0.07
T一 Fe203 (mass ppm) 4 18 49 105 201 991 屈折率 nd 1.522 1.522 1.522 1.522 1.522 1.523 アッベ数 v d 57.2 57.0 56.9 56.9 56.9 56.9 厚さ 1 mmにおける
波長 360nmでの透過率(%) 91 91 91 90 90 87 波長 488nmを励起光とした時の
1 2 3 4 1 1 27 相対蛍光強度比
総合評価 〇 〇 〇 X X X ]
実施仴
4 5 6 7 8 9 10 1 1 12
Si02 62.5 71.3 61.5 63.8 66.3 64.6 64.6 64.6 70.1
B203 0 0 0.1 8.5 3.4 7.2 7.2 7.2 0
Al203 1.6 0 0.2 3.1 1.6 4.2 4.2 4.2 2.3
Li20 0.9 0 0.5 0 0 0 0 0 0.1
Na20 1 1.6 1 1.4 7.6 6J 12.0 6.4 6.4 6.4 9.8 組成 K20 0 3.2 7.2 7.2 6.1 7.5 7.5 7.5 6.0 mass % gO 3.2 4.7 3.1 0 3.3 0 0 0 1.9
CaO 7.9 6.6 7.8 0.5 4.5 0 0 0 3.6
SrO 0 0 1.6 0 0 0 0 0 0.8
BaO 12.0 0 2.4 0 0 0 0 0 1.2
ZnO 0 0 0 6.3 0 5.9 5.9 5.9 0
Nb205 0 0 2.0 0 1.3 0 0 0 0.6
Ta205 0 0 3.4 0 0 0 0 0 0
Ti02 0.07 2.7 2.5 3.7 1.3 4.0 4.0 4.0 3.6 so3 0.18 0.15 0.17 0.19 0.21 0.19 0.18 0.18 0.07
Clz 0 0 0 0 0 0 0 0.09 0
Sb203 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T-Fe203 (mass ppm) 3 5 3 4 5 9 4 5 5 屈折率 nd 1.546 1.529 1.558 1.523 1.525 1.525 1.525 1.525 1.525 アッベ数 2/ d 58.8 56.0 53.4 54.1 56.8 55.0 54.9 54.9 53.5 厚さ 1 mmにおける
0 90 9
波長 360nmでの透過率(%) 92 9 0 91 90 90 90 90 波長 488nmを励起光とした時の
1 1 3 1 3 2 1 1 3 相対蛍光強度比
総合評価 O O 〇 O O O 〇 〇 O 3]
実施例 比較例
13 14 15 16 4 5 6 7 8
Si02 69.0 71.0 70.3 70.6 72.3 63.8 65.3 65.3 67.6
B203 0 0 0 0 0 8.0 0.0 0.0 0
Al203 1.7 1.7 1.7 1.7 1.4 4.2 1.6 1.6 1.5
Li20 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Na20 1 1.1 13.5 10.2 13.4 13.1 6.3 12.5 12.6 1 1.2 組成 K20 3.1 0.6 4.7 1.6 0.7 7.4 1.5 1.5 1.4 mass % MgO 2.0 4.7 4.7 3.4 4.1 0 0 1.0 3.3
CaO 6.4 4.5 5.3 7.5 8.1 0 0 0 0
SrO 0.5 0 0 0 0 0 0 0 0
BaO 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ZnO 3.8 1.4 0 0 0 5.8 19.0 17.9 4.9
Nb205 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Ta205 0 0 0 0 0 0 0 0 10.0
Ti02 2.3 2.5 2.9 1.7 0 4.0 0 0 0 so3 0.06 0.08 0.21 0.08 0.19 0.01 0.09 0.08 0.09
Cl2 0 0 0 0 0 0.09 0 0 0
Sb203 0 0 0 0 0 0.39 0 0 0
T-Fe203 (mass ppm) 4 4 4 4 900 89 4 5 4 屈折率 nd 1.530 1.524 1.525 1.525 1.517 1.523 1.526 1.526 1.524 アッベ数 2 d 54.8 55.3 55.6 56.3 59.6 54.3 56.3 56.7 55.9 厚さ 1 mmにおける
91 90 90 91 90 88 90 90 90 波長 360nmでの透過率(%)
波長 488nmを励起光とした時の
2 1 1 1 21 9 81 68 15 相対蛍光強度比
総合評価 〇 〇 o O X X X X X
(屈折率の測定)
各実施例および比較例における試料ガラスの屈折率測定は、以下のようにして行 つた。上述の試料ガラスを、 5mm X 5mm X I 5mmの直方体とし、 6つの平面が光学 研磨された試験片を作製した。この作製には、切断、研削、光学研磨など通常のガラ ス加工技術を適用した。この試験片を、プノレフリツヒ屈折率測定装置 (カールツァイス イェナ社製、型番: PR2)を用いて、波長 587. 6nm (d線)に対する屈折率 n、波長 d
486. lnm (F線)に対する屈折率 nおよび波長 656 · 3nm (C線)に対する屈折率 n
F
を測定し、これらの値から、
C
(数 1 )
= (n—\ ) / \n — n )
d d F C
で表される式に基づきアッベ数 v を計算した。屈折率 nおよびアッベ数 V を、表 1 〜 3に併せて示す。
[0064] (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 つた。上述した試料ガラスから、 1辺が約 30mm,厚み lmmの正方形状のガラス板で あって、両側の主平面が光学研磨された試験片を作製した。この試験片を、可視紫 外分光光度計(U_4100、 日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、波長 200nm〜 800nmの光の透過率を測定した。その結果も表 1〜3に示す。なお、本明細書では 、波長 360nmの光の透過率を、単に、透過率と表記する。
[0065] (ガラスからの蛍光測定)
各実施例および比較例の試料ガラスからの蛍光測定は、以下のようにして行った。 上述した試料ガラスから、 20mm X I Omm X 7mmの直方体であって、 6つの面が光 学研磨された試験片を作製した。この試験片を、分光蛍光光度計 (FS— 920、 Edinb urgh Instruments社製)を用いて、蛍光の測定を行った。励起光として、波長 488nm の光を用いた。測定は、波長 500nm〜700nmの波長範囲で行った。各サンプルの 設置方法を同一にすることにより、蛍光強度の相対評価を行った。その結果を相対 蛍光強度比として表 1〜3に示す。
[0066] また図 1に、酸化鉄含有率と相対蛍光強度比との関係のグラフを示した。なお、本 明細書において、相対蛍光強度比とは、波長 520nm〜700nmでの蛍光強度を In mごとに積算し、実施例 1の積算強度が 1となるように他の実施例および比較例の強 度を規格化したものと定義する。
[0067] (実施例:!〜 3と比較例:!〜 3との比較)
表 1のガラス組成物は、酸化鉄の含有率を系統的に変化させたものである。表 1に 示した通り、実施例 1〜3および比較例 1〜3のガラス組成物においては、屈折率 n
d がおよそ 1. 522であり、アッベ数 V もおよそ 57であった。実施例 1〜3および比較例 a
:!〜 3はいずれも、例えばカバーガラス用途に好適な屈折率およびアッベ数をあわせ 持つことが分かる。
[0068] しかし、紫外線透過率にっレ、て、レ、ずれの実施例も紫外線透過率は 90%以上で あつたが、比較例では紫外線透過率が相対的に低かった。これは、酸化鉄含有率の 増加に伴う吸収の増加によるものである。
[0069] 次に、蛍光強度について比較する。図 1から分かる通り、相対蛍光強度比は、酸化 鉄量の増加に伴って増加している。比較例 3はおよそ lOOOppmの酸化鉄を含んで おり、この値は工業的に生産されているソーダライムガラスに近い。実施例:!〜 3およ び比較例:!〜 3の結果からは、酸化鉄量を 50ppm以下にすることにより、蛍光強度を 従来のソーダライムガラスよりも大幅に小さくすることが可能である。
[0070] (実施例 4〜: 16と比較例 4〜8との比較)
表 2および 3のガラス組成物は、本発明のガラスと市販されているガラスなどとを比 較したものである。表 2および 3に示した通り、実施例 4〜: 16および比較例 4〜8のガ ラス組成物においては、様々な屈折率 nおよびアッベ数 V が示されている。
d d
[0071] 蛍光強度について比較する。実施例 4〜: 16より、相対蛍光強度比は、酸化鉄の含 有率を制限することで、いずれの組成物でも小さな値を示している。一方、比較例 4 および 5は、それぞれ一般的なソーダライムガラスおよびカバーガラスである力 いず れも酸化鉄を多く含んでおり、蛍光強度が大きいことが分かる。
[0072] 比較例 6〜8は、 ZnOを含み、酸化チタンを含まないガラスである。これら比較例 6 〜8のガラスは、可視光励起による蛍光の原因である酸化鉄の含有率を実施例レべ ノレ (4〜5ppm)と少なくしている。しかし、相対蛍光強度比は 15〜81と、強い蛍光を 示した。特に比較例 8では、実施例 10と比較して、 ZnOが少なぐ酸化鉄の含有率も 同等であるにも拘わらず、酸化チタンを含まないので、相対蛍光強度比が 15と大き な値になってレヽる。なお、実施 {到7, 9, 10, 11 , 13や 14も ZnOを含んでレヽる力 レヽ ずれも Ti〇を含んでおり、相対蛍光強度比も:!〜 2と小さい値である。
2
[0073] なおここで、ガラスからの蛍光測定にっレ、て、検証しておく。 K.E.Foxら(Transition metal ions m silicate melts. Part 2. Iron m sodium silicate glasses :Physycis andし nem istry of Glasses Vol.23 No.5 Oct. 1982)によると、ケィ酸塩ガラス中に含まれる Fe3+ による蛍光は、およそ 620nmおよび 680nmを中心としたブロードなピークとして現れ ること力 S失口られてレ、る。
[0074] 本発明の組成物では、蛍光のピークの中心波長はおよそ 680nmとなる。実施例 1 〜3と比較例 1〜3のように、ベースとなるガラスの組成が同一で、 T_Fe〇の含有 率のみが異なる場合は、蛍光のピーク形状は変わらず、その強度のみが変化する。 蛍光測定で採用している 520〜700nmの範囲というのは、このピークの中心波長を 含んでおり、この範囲での蛍光強度積分値はトータルの蛍光強度(全波長域に関す る積分強度)を比較するのに十分である。また、実施例 4〜: 16の組成物でも、蛍光の ピークの中心波長はおよそ 680nmであるので、 520nm〜700nmの範囲での蛍光 強度積分値でトータルの蛍光強度を十分に比較することができる。
以上、説明してきたように、本発明では、酸化鉄の含有率を適切な範囲とし、酸化 チタンを必須成分とし、適切な清澄剤を用いることによって、従来の市販ガラスと比べ てガラスからの蛍光が非常に小さぐなおかつ量産に適したガラス組成物が得られる ことが確かめられた。

Claims

請求の範囲
質量%および質量百万分率で示して、
SiO 60〜79%,
2
B〇 0〜: 13% (ただし、 13%は含まず),
2 3
A1〇 0〜: 10%,
2 3
Li O 0〜: 10%,
2
Na O 0%を超えて 20%以下,
2
K o 0〜: 15%,
2
MgO 0〜: 10%,
CaO 0〜: 15%,
SrO 0〜: 15%,
Ba〇 0〜: 15%,
ZnO 0〜: 10%,
Nb〇 0〜: 15%,
2 5
Ta〇 0〜20%,
2 5
TiO 0. 02%を超えて 10%以下,
2
T-Fe O 0. 5〜50ppm,
(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)
を含んでなるガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%および質量百万分率で示して、
SiO 60〜750
2
B〇 0〜: 12c
2 3
A1〇 0〜 60/
2 3
Li O 0〜 50
2
Na O 1〜15
2
K o 0〜: 10(
2
MgO 0〜: 10 CaO 0〜: 15%,
SrO 0〜: 15%,
Ba〇 0〜: 15%,
ZnO 0〜: 10%,
Nb〇 0〜: 15%,
Ta〇 0〜20%,
TiO 0. 1〜: 10%
Ί— ^ e O 0. 5〜50ppm
(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 る)
である、請求項 1に記載のガラス組成物。
[3] 前記ガラス組成物が、質量%および質量百万分率で示して、
SiO 60〜71 %,
B〇 0%を超えて 12%以下,
A1〇 0%を超えて 6%以下,
Li O 0〜 5%,
Na O 4〜: 15%,
K o 0〜: 10%,
MgO 0〜: 10%,
CaO 0〜: 15%,
SrO 0〜: 10%,
Ba〇 0〜: 10%,
ZnO 0〜 8%,
Nb〇 0〜: 15%,
Ta〇 0〜20%,
TiO 1〜: 10%,
Ί— ^ e O 0. 5〜50ppm
(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 る)
である、請求項 2に記載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%および質量百万分率で示して、
SiO 62〜71 %,
2
B〇 6〜: 10%,
2 3
A1〇 ト 6%,
2 3
Na O 4〜: 10%,
2
K o 4〜: 10%,
2
ZnO 3〜 8%,
TiO ト 6%,
2
T-Fe O 0. 5〜50ppm
(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)
である、請求項 3に記載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%および質量百万分率で示して、
SiO 60〜75%,
2
Al O :!〜 6%,
2 3
Li O 0〜 5%,
2
Na O 4〜: 15%,
2
K O 0〜: 10%,
2
MgO 0〜 8%,
CaO 3~12%,
SrO 0〜: 10%,
Ba〇 0〜: 10%,
ZnO 0〜: 10%,
Nb〇 0〜: 15%,
2 5
Ta〇 0〜20%,
2 5
TiO 1〜: 10%, T Fe O 0. 5 50ppm,
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)
である、請求項 2に記載のガラス組成物。
[6] 前記ガラス組成物が、質量%および質量百万分率で示して、
SiO 62 75%,
2
A1 6%,
2 3
Na O 4 15%,
2
K o 0 10%,
2
MgO 8%,
CaO 3~12%,
ZnO 0 8%
TiO 6%,
2
T-Fe O 0. 5 50ppm
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)
である、請求項 5に記載のガラス組成物。
[7] 前記 T Fe Oの含有率が、質量百万分率で示して、 0. 5 20ppmである、請求
2 3
項 1に記載のガラス組成物。
[8] 前記 T Fe Oの含有率が、質量百万分率で示して、 0. 5〜: !Oppmである、請求
2 3
項 7に記載のガラス組成物。
[9] 前記 T_Fe Oの含有率が、質量百万分率で示して、 0. 5 6ppmである、請求項
2 3
7に記載のガラス組成物。
[10] 前記 T_Fe Oの含有率が、質量百万分率で示して、:!〜 6ppmである、請求項 7
2 3
に記載のガラス組成物。
[11] 前記ガラス組成物が、清澄剤として、質量%
SO 0 1%
3
C1 0 1%, を含む、請求項 1に記載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%で示して、前記 SOを 0. 01〜1 %含む、請求項 1 1に
3
記載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%で示して、前記 S〇を 0. 01 -0. 2%含む、請求項 1
3
2に記載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%で示して、前記 C1を 0〜0. 1 %含む、請求項 11に記 載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、質量%で示して、前記 Fを 0〜0. 1 %含む、請求項 11に記 載のガラス組成物。
前記ガラス組成物が、清澄剤として、 As Oおよび Sb Oのいずれも実質的に含ま
2 3 2 3
なレ、、請求項 1に記載のガラス組成物。
前記ガラス組成物を厚さ lmmの板状としたときの、波長 360nmにおける紫外線透 過率が少なくとも 85 %である、請求項 1に記載のガラス組成物。
前記紫外線透過率が少なくとも 90%である、請求項 17に記載のガラス組成物。 前記ガラス組成物の屈折率 nが 1. 519〜1. 530である、請求項 1に記載のガラス d
組成物。
前記ガラス組成物の屈折率 nが 1. 521〜1. 528である、請求項 19に記載のガラ d
ス組成物。
前記ガラス組成物のアッベ数 V 力 2〜60である、請求項 1に記載のガラス組成物 d 前記ガラス組成物のアッベ数 V 力 2〜57である、請求項 21に記載のガラス組成 d
物。
請求項 1に記載のガラス組成物からなるガラス基板。
請求項 1に記載のガラス組成物からなるガラス基板の蛍光顕微観察用としての使用
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