JPH08239236A

JPH08239236A - 紫外線透過黒色ガラス

Info

Publication number: JPH08239236A
Application number: JP6706395A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Yoshikawa; 行一郎吉川
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】耐熱衝撃性と化学的耐久性に優れているた
め、例えばブラックライト用水銀灯バルブ外囲器を作製
し、これに雨が降りかかっても割れたり、紫外線透過率
が低下することのない紫外線透過黒色ガラスを提供する
ことを目的とする。【構成】本発明の紫外線透過黒色ガラスは、重量百分
率で、ＳｉＯ₂ ５５〜７５％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １〜７
％、Ｂ₂ Ｏ₃ １０〜２０％、ＢａＯ０．５〜５％、
ＣａＯ＋ＭｇＯ０〜５％、ＺｎＯ０〜３％、ＰｂＯ
５〜１５％、Ｎａ₂ Ｏ１．５〜７％、Ｋ₂ Ｏ０．
５〜５％、ＮｉＯ０．３〜７％、ＣｏＯ０．５〜８
％、ＮｉＯ＋ＣｏＯ４．５〜１０％、Ｆｅ₂ Ｏ₃
０．０１〜０．２％、Ａｓ₂ Ｏ₃ ０〜１％、Ｓｂ₂ Ｏ
₃ ０〜１％、Ｃｌ₂ ０〜１％、Ｆ₂０〜１％の酸化
物組成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紫外線を透過し、可視
光線を吸収するガラスに関し、特に波長３６５ｎｍ付近
の紫外線の透過性に優れた紫外線透過黒色ガラスに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】紫外線透過黒色ガラスは、主にブラック
ライト用水銀灯外囲器バルブに使用される。このガラス
は、３６５ｎｍの波長前後の紫外線をよく透過させて夜
間あるいは暗室内に載置した蛍光物質を塗布した物体や
蛍光標識等を発光させることが可能であり、特殊な照明
効果が得られるため、独自の雰囲気を醸し出すのに有用
である。またこのガラスの他の用途としては、秘密信号
用フィルター、紫外線鑑別器があり、いずれも可視光線
を完全に吸収するために光源が見えないという利点があ
る。

【０００３】紫外線透過黒色ガラスは、大量生産するほ
どの需要がないため、一般に粘土坩堝の溶融方式で手巻
き吹き上げによって生産されている。またこの種のガラ
スの材質としては、ソーダライム系ガラスの基礎ガラス
に、可視光線の吸収性能を付与する目的で着色剤を添加
したガラスが主に使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらソーダラ
イム系ガラスは、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金
属酸化物を多量に含有するため、溶融性に優れている
が、３０〜３８０℃における熱膨張係数が１００×１０
^-7／℃程度と高くなるため、耐熱衝撃性が１００℃程度
と低いという欠点がある。

【０００５】そのため、このようなガラスからブラック
ライト用水銀灯バルブの外囲器を作製した場合、これを
屋外で点灯し、その表面が２００℃以上となった時に、
雨が降りかかったり、水滴が付着するとガラスに熱衝撃
が与えられ割れることがある。

【０００６】またソーダライム系ガラスは、化学的耐久
性が悪いため、これからブラックライト用水銀灯バルブ
外囲器を作製し、屋外で使用すると、バルブ外囲器表面
が雨や結露により白濁して紫外線透過率が低下し、製品
の光学的性能を著しく劣化させてしまうという欠点もあ
る。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、耐熱衝撃性と化学的耐久性に優れているため、例
えばブラックライト用水銀灯バルブ外囲器を作製し、こ
れに雨が降りかかっても割れたり、紫外線透過率が低下
することのない紫外線透過黒色ガラスを提供することを
目的とする。

【０００８】

【問題を解決するための手段】本発明者は種々の実験を
行った結果、硼珪酸系ガラスで基礎ガラスを形成し、こ
こにＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃等の着色剤を多量に含有
させながらも、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｐｂ
Ｏの各成分を適量導入すると、波長３６５ｎｍ付近の紫
外線透過率が高く、しかも優れた耐熱衝撃性、化学的耐
久性及び溶融性を有する紫外線透過黒色ガラスが得られ
ることを見いだし、本発明を提案するに至った。

【０００９】すなわち本発明の紫外線透過黒色ガラス
は、重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５５〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃
１〜７％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜２０％、ＢａＯ０．５〜５
％、ＣａＯ＋ＭｇＯ０〜５％、ＺｎＯ０〜３％、Ｐ
ｂＯ５〜１５％、Ｎａ₂Ｏ１．５〜７％、Ｋ₂Ｏ０．
５〜５％、ＮｉＯ０．３〜７％、ＣｏＯ０．５〜８
％、ＮｉＯ＋ＣｏＯ４．５〜１０％、Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．
０１〜０．２％、Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜１％、Ｓｂ₂Ｏ₃ ０〜１
％、Ｃｌ₂ ０〜１％、Ｆ₂ ０〜１％の酸化物組成を
有し、波長３６５ｎｍにおける紫外線を５０％以上透過
し、可視光線を吸収する光学的特性を有することを特徴
とする。

【００１０】

【作用】本発明の紫外線透過黒色ガラスは、波長３６５
ｎｍ付近の紫外線透過率が高く、可視光線を吸収すると
共に、耐熱衝撃性、化学的耐久性および溶融性に優れて
いる。

【００１１】すなわち本発明のガラスは、ソーダライム
系ガラスに比べてアルカリ金属酸化物の含有量が少ない
ため、熱膨張係数が６０×１０^-7／℃以下と低く、また
ＪＩＳＲ３５０２の規定に基づく粉末法アルカリ溶出
試験によるアルカリ溶出量が、０．１ｍｇ未満である。
しかも本発明のガラスは、アルカリ金属酸化物を少量に
抑えながらも、Ｂ₂Ｏ₃とＰｂＯを比較的多量に含有する
ため、粘土坩堝を使用して容易に溶融することが可能で
ある。

【００１２】以下、本発明の紫外線透過黒色ガラスを構
成する各成分の作用と、それらの含有範囲の限定理由を
示す。

【００１３】ＳｉＯ₂ は、ガラスの骨格を形成する成分
である。その含有量が５５％より少ないと、ガラスの熱
膨張係数が大きくなりすぎて、耐熱衝撃性が悪くなると
共に化学的耐久性が低下する。一方、７５％より多い
と、ガラスの溶融が困難となり、粘土坩堝での生産が出
来なくなる。

【００１４】Ａｌ₂Ｏ₃ は、ガラスの失透を抑制し、化
学的耐久性を付与する成分である。その含有量が１％よ
り少ないと、ガラスが失透し易くなり、一方、７％より
多いと、ガラスの粘度が上昇して溶融が困難となる。

【００１５】Ｂ₂Ｏ₃ は、溶融性を良くする融剤として
作用すると共にガラスの低膨張化には不可欠の成分であ
る。その含有量が１０％より少ないとガラスの溶融が困
難となると共に、熱膨張係数が大きくなりすぎる。一
方、２０％より多いと、ガラスが分相し易くなり化学的
耐久性が悪化する。

【００１６】ＢａＯは、ガラスの溶融性の改善、熱膨張
係数の低下及び化学的耐久性の向上に効果がある成分で
あるが、その含有量が０．５％より少ないと、その効果
に乏しい。一方、５％より多いと、ガラスが不安定とな
り失透傾向が強くなる。

【００１７】ＣａＯとＭｇＯは、ガラスの溶融性を改善
するためにＢａＯの一部と置換して用いられるが、合量
で５％より多くなると、化学的耐久性が悪化するため好
ましくない。

【００１８】ＺｎＯはガラスの化学的耐久性を改善する
ためにＢａＯの一部と置換して用いても良いが、その含
有量が３％より多いと、ガラスが不安定となり失透傾向
が強くなる。

【００１９】ＰｂＯは、ガラスの溶融性を改善し、紫外
線透過率を高める成分であるが、その含有量が５％より
少ないとその効果に乏しく、一方、１５％より多いと、
熱膨張係数が大きくなりすぎる。

【００２０】Ｎａ₂ Ｏは、ガラスの融剤として作用し、
溶融性を大きく改善させるために用いるが、その含有量
が１．５％より少ないとその効果に乏しく、一方、７％
より多いと、熱膨張係数が大きくなりすぎると共に化学
的耐久性も悪化する。

【００２１】Ｋ₂ Ｏは、ガラスの安定性を向上させる効
果があり、Ｎａ₂ Ｏの一部と置換させて用いることが可
能であるが、その含有量が０．５％より少ないとその効
果に乏しく、一方、５％より多いと、ガラスが固くなり
溶融困難になると共に化学的耐久性が悪化する。

【００２２】ＮｉＯは、ガラスの紫外域の透過率を高く
維持させながら、可視域の光を吸収させるために重要な
役割を果たす成分であるが、その含有量が０．３％より
少ないとその効果に乏しく、一方、７％よりも多いと、
３６５ｎｍ付近の透過率が著しく低下する。

【００２３】ＣｏＯは、ＮｉＯと併用することにより可
視域の光を吸収させることが出来る成分であるが、その
含有量が０．５％よりも少ないと、その効果が充分に得
られず、一方、８％よりも多いと、３６５ｎｍ付近の透
過率が著しく低下すると共に溶融性が悪化する。

【００２４】また本発明においては、上記した割合でＮ
ｉＯとＣｏＯの含有量を規制すると共に、さらにこれら
の合量を４．５〜１０％に規制することが重要である。
すなわちこれらの成分の合量が、４．５％より少ない
と、可視域の光を十分に吸収することが困難となり、一
方、１０％より多いと、３６５ｎｍ付近の透過率が著し
く低下するからである。

【００２５】Ｆｅ₂Ｏ₃ は、紫外域の長波長側、すなわ
ち４００ｎｍ付近の光を吸収して可視域での光吸収を充
分に行わせしめるために必要な成分ではあるが、その含
有量が０．０１％より少ないとその効果が得られず、一
方、０．２％より多いと、３６５ｎｍ付近の透過率が低
下するため好ましくない。

【００２６】Ａｓ₂Ｏ₃ は、ガラスの泡切り剤として作
用する成分であり、１％まで含有することが出来るが、
これより多い場合にはその効果が飽和する。

【００２７】Ｓｂ₂Ｏ₃ は、ガラスの泡切り剤として作
用し、特に低温溶融の場合に効果がある成分であり、１
％まで含有することが出来るが、これより多い場合には
その効果が飽和する。

【００２８】Ｃｌ₂ とＦ₂ も同様にガラスの泡切りを促
進する効果があり、それぞれ１％まで用いることが出来
るが、これより多い場合には粘土坩堝の侵食が激しくな
って耐火物のスジやガラスと耐火物の反応物質がガラス
製品中に流出し易くなるため好ましくない。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の紫外線透過黒色ガラスを実施
例に基づき詳細に説明する。

【００３０】表１は本発明の実施例のガラス（試料Ｎ
ｏ．１〜６）と比較例のガラス（試料Ｎｏ．７〜１０）
の組成と特性を示すものである。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１のＮｏ．１〜１０の各試料は、次のよ
うにして調製した。

【００３３】まず表１に示す組成のガラスになるように
調合したガラス原料を白金坩堝に入れ、電気炉中で１４
００℃、１６時間の条件で溶融した後、この溶融ガラス
を鉄板上に流し出し、次いで５５０℃に保持した徐冷炉
に投入して除歪を施した。

【００３４】このようにして作製した各試料を１０ｍｍ
×１０ｍｍ×１ｍｍの寸法に切り出した後、分光光度計
を使用して、波長３６５ｎｍにおける紫外線透過率と、
波長４５０〜６５０ｎｍにおける可視光線透過率を測定
した。尚、各試料の研磨は、酸化セリウムにより両面の
光学的研磨を施した。

【００３５】また各試料について、石英管式膨張計を用
いて３０〜３８０℃における平均熱膨張係数を測定し、
ＪＩＳＲ３５０２法の規定に基づく粉末法アルカリ溶
出試験を実施して溶出アルカリ量を原子吸光分析により
測定し、さらに周知の白金球引き上げ方式により１０
^2.5ポイズ粘度における温度を測定し、これらの測定結
果を表１に示した。

【００３６】表１から明らかなように実施例であるＮ
ｏ．１〜６の各試料は、紫外線透過率が６１．５〜８
０．０％と高いが、可視光線は全く透過しなかった。ま
た平均熱膨張係数が４９×１０^-7／℃以下であるため耐
熱衝撃性に優れ、アルカリ溶出量が、０．１０ｍｇ以下
と小さいため化学的耐久性にも優れ、しかも溶融粘度に
おける１０^2.5ポイズの温度が１３００℃以下であるた
め、溶融性に優れていた。

【００３７】それに対して、比較例であるＮｏ．７とＮ
ｏ．８の試料は、平均熱膨張係数がそれぞれ１００×１
０^-7／℃と８０×１０^-7／℃であるため耐熱衝撃性に劣
っており、しかもアルカリ溶出量がそれぞれ０．７０ｍ
ｇと０．６０ｍｇであるため化学的耐久性が悪かった。
またＮｏ．９の試料は、１０^2.5 ポイズの温度が１５５
０℃と高すぎるため、粘土坩堝の溶融が不可能である。
さらにＮｏ．１０の試料は、可視光線透過率が、２０％
であるため、光源から発せられる光を完全に吸収するこ
とができない。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の紫外線透過黒色ガ
ラスは、紫外線透過率が高く、可視光線を完全に吸収
し、しかも優れた耐熱衝撃性と化学的耐久性を有し、粘
土坩堝による溶融が可能である。

【００３９】従って本発明の紫外線透過黒色ガラスは、
ブラックライト用水銀灯外囲器等のように少量生産で、
しかも高温度条件下で使用され、雨の影響を強く受ける
ような用途に好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５５〜７５
％、Ａｌ₂Ｏ₃ １〜７％、Ｂ₂Ｏ₃ １０〜２０％、ＢａＯ
０．５〜５％、ＣａＯ＋ＭｇＯ０〜５％、ＺｎＯ
０〜３％、ＰｂＯ５〜１５％、Ｎａ₂Ｏ１．５〜７
％、Ｋ₂Ｏ０．５〜５％、ＮｉＯ０．３〜７％、Ｃｏ
Ｏ０．５〜８％、ＮｉＯ＋ＣｏＯ４．５〜１０％、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃ ０．０１〜０．２％、Ａｓ₂Ｏ₃ ０〜１％、Ｓｂ
₂Ｏ₃ ０〜１％、Ｃｌ₂ ０〜１％、Ｆ₂ ０〜１％の酸
化物組成を有し、波長３６５ｎｍにおける紫外線を５０
％以上透過し、可視光線を吸収する光学的特性を有する
ことを特徴とする紫外線透過黒色ガラス。