JPH08283038A - 紫外線透過黒色ガラス - Google Patents

紫外線透過黒色ガラス

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JPH08283038A
JPH08283038A JP10793795A JP10793795A JPH08283038A JP H08283038 A JPH08283038 A JP H08283038A JP 10793795 A JP10793795 A JP 10793795A JP 10793795 A JP10793795 A JP 10793795A JP H08283038 A JPH08283038 A JP H08283038A
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JP
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glass
ultraviolet
black glass
wavelength
transmitting black
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Koichiro Yoshikawa
行一郎 吉川
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/08Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
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    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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】 重量百分率で、SiO2 55〜75%、A
2 3 0.1〜10%、BaO 9〜25%、Ca
O+MgO+SrO+ZnO 0〜5%、PbO0〜1
5%、Na2 O 1.5〜10%、K2 O 0〜5%、
NiO 0.5〜9%、CoO 0.3〜8%、NiO
+CoO 4.5〜9%、As2 3 +Sb2 3
〜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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、波長400〜700n
mの可視光線を完全に吸収し、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され、蛍光物質が塗布された物
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、いずれも波長
400〜700nmの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
どの重要がないため、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。
【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、SiO2 −Al2 3 −BaO−Na2
系ガラスに、着色剤としてCoOとNiOを適量含有さ
せることによって、波長365nm付近の紫外線透過率
が50%以上、熱膨張係数が60×10-7/℃以下、J
IS R3502に基づくアルカリ溶出量が、0.1m
g以下であり、しかも粘土坩堝による溶融が可能な紫外
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%、Al23
0.1〜10%、BaO 9〜25%、CaO+Mg
O+SrO+ZnO 0〜5%、PbO 0〜15%、
Na2 O 1.5〜10%、K2 O 0〜5%、NiO
0.5〜9%、CoO 0.3〜8%、NiO+Co
O 4.5〜10%、As23 +Sb23 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】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。
【0011】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になる。
【0012】Al23 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0.1
%より少ないと、ガラスが失透し易くなり、一方、10
%より多いと、ガラスの粘度が上昇して溶融が困難とな
る。
【0013】BaO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熱膨張係数を小さくし、且つ、可
視域短波長側の光を十分に吸収させるための成分であ
る。その含有量が9%より少ないと、その効果に乏しく
なり、一方、25%より多いと、ガラスが不安定とな
り、失透傾向が強くなる。
【0014】CaO、MgO、SrOおよびZnOの各
成分は、ガラスの溶融性を改善するためにBaOの一部
と置換して用いることが可能であるが、合量で5%より
多くなると、化学的耐久性が悪化すると共に失透傾向が
強くなるため好ましくない。
【0015】PbOは、ガラスの溶融性を改善する成分
であり、BaOの一部と置換して用いることが可能であ
るが、その含有量が15%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が悪くなる。
【0016】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られるが、その含
有量が1.5%より少ないとその効果に乏しく、一方、
10%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。
【0017】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。
【0018】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0.5%より
少ないとその効果に乏しく、一方、9%よりも多いと、
365nm付近の透過率が著しく低下する。
【0019】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0.3%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。
【0020】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4.5〜9%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、
9%より多いと、365nm付近の透過率が著しく低下
すると共に溶融性が著しく悪化するためである。
【0021】As23 は、ガラスの泡切り剤として作
用する成分であり、またSb23もガラスの泡切り剤
として作用し、特に低温溶融の場合に効果がある成分で
あるが、これらの合量が1%より多いと、その効果が飽
和する。
【0022】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。
【0023】尚、本発明においてB23を含有させる
と、ガラスに分相現象が生じ、化学的耐久性が悪くなる
ため、B23を含有させないことが望ましい。
【0024】
【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。
【0025】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.7〜9)の
組成と特性を示すものである。
【0026】
【表1】
【0027】表1のNo.1〜9の各試料は、次のよう
にして調製した。
【0028】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15
50℃、6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580℃に保持した徐冷炉に
投入して除歪を施した。
【0029】このようにして作製した各試料を、10m
m×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400〜700nmにおける可視光線透過率を
測定した。尚、各試料に対しては、酸化セリウムを用い
て測定する両面の光学的研磨を施した。
【0030】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、
JIS R3502法の規定に基づく粉末法アルカリ溶
出試験を実施してアルカリ溶出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。
【0031】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50%以上と高
いが、可視光線は全く透過しなかった。また熱膨張係数
が62×10-7/℃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102.5
イズの温度が1450℃以下であるため、溶融性に優れ
ていた。
【0032】それに対して、比較例であるNo.7〜9
の各試料は、紫外線透過率が50%以上であったが、い
ずれもアルカリ溶出量が多く、化学的耐久性に劣ってい
た。No.7の試料については、熱膨張係数が85×1
-7/℃と高いため、耐熱衝撃性にも劣っていた。また
No.8の試料については、波長400nmの透過率が
20%であり、熱膨張係数が85×10-7/℃と高かっ
た。さらにNo.9の試料は、波長400nmの透過率
が15%であり、しかも102.5 ポイズの温度が162
0℃と高いため、粘土坩堝による溶融が極めて困難であ
ると考えられる。
【0033】
【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。
【0034】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 (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量百分率で、SiO2 55〜75
    %、Al23 0.1〜10%、BaO 9〜25
    %、CaO+MgO+SrO+ZnO 0〜5%、Pb
    O 0〜15%、Na2 O 1.5〜10%、K2
    0〜5%、NiO0.5〜9%、CoO 0.3〜8
    %、NiO+CoO 4.5〜9%、As23 +Sb2
    3 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。
JP10793795A 1995-04-07 1995-04-07 紫外線透過黒色ガラス Pending JPH08283038A (ja)

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