(57)【要約】      （修正有）【課題】可視範囲内の光吸収だけが減じられた紫外線吸収ガラスの製造方法を提供する。【解決手段】前記溶融物は、ＳｉＯ２を５５−７９重量％、Ｂ２Ｏ３を３−２５重量％、Ａｌ２Ｏ３を０−１０重量％、Ｌｉ２Ｏを０−１０重量％、Ｎａ２Ｏを０−１０重量％、Ｋ２Ｏを０−１０重量％、ＭｇＯを０−２重量％、ＣａＯを０−３重量％、ＳｒＯを０−３重量％、ＢａＯを０−３重量％、ＺｎＯを０−３重量％、ＺｒＯ２を０−３重量％、ＣｅＯ２を０−１重量％、Ｆｅ２Ｏ３を０−１重量％、ＷＯ３を０−３重量％、Ｂｉ２Ｏ３を０−３重量％、ＭｏＯ３を０−３重量％を含み、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの総和が０．５−１６重量％の範囲内、及びＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの総和が０−１０重量％の範囲内となる組成を有するとともに、０．１ないし１０％のＴｉＯ２及び０．０１ないし１０％のＡｓ２Ｏ３を含むことを特徴とする。【選択図】図１
2005041768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原材料を溶融して、
SiO2 55-79重量％
B２O３ 3-25重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O      0-10重量％
Na2O 0-10重量％
K2O  0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    0.5-16重量％
MgO  0-2重量％
CaO  0-3重量％
SrO  0-3重量％
BaO  0-3重量％
ZnO  0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
WO3  0-3重量％
Bi2O3 0-3重量％
MoO3 0-3重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
から成る組成を有する溶融物を生成する工程と、酸化条件下において前記溶融物を製造する工程から構成される、可視範囲において光を透過する紫外線吸収ガラスの製造方法。
【請求項２】
前記溶融物がＦｅ２Ｏ３を少なくとも５０ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項３】
前記ＳｉＯ２及び／または前記原材料がＦｅ２Ｏ３を１００ｐｐｍ以上含有することを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項４】
前記酸化条件がアルカリ金属硝酸塩及び／またはアルカリ土金属硝酸塩の添加によって生成されることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項５】
前記酸化条件を生成するために前記原材料が最大で６重量％のアルカリ金属硝酸塩及び／またはアルカリ土金属硝酸塩を含有することを特徴とする請求項４項記載の方法。
【請求項６】
前記溶融物が最大で１００ｐｐｍの塩化物を含有することを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項７】
前記溶融物が清澄剤として前記Ａｓ２Ｏ３を０．０１ないし２重量％の範囲内で含有することを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項８】
SiO2 55-79重量％
B２O３ 3-25重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O      0-10重量％
Na2O      0-10重量％
K2O       0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    0.5-16重量％
MgO       0-2重量％
CaO       0-3重量％
SrO       0-3重量％
BaO       0-3重量％
ZnO       0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
WO3  0-3重量％
Bi2O3 0-3重量％
MoO3 0-3重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-2重量％
から成る組成を有し、チタンの９５％は＋４酸化状態である、可視範囲における吸収が最小限に低減された紫外線吸収ガラス。
【請求項９】
Ｆｅ２Ｏ３を少なくとも５０ｐｐｍ含有することを特徴とする請求項８項記載の紫外線吸収ガラス。
【請求項１０】
前記ＳｉＯ２を５５ないし７９重量％、前記Ｂ２Ｏ３を１０ないし２５重量％、前記Ａｌ２Ｏ３を０．５ないし１０重量％、及び前記Ａｓ２Ｏ３を０．１ないし１重量％含有し、かつ前記Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの総和が１ないし１６重量％であることを特徴とする請求項８項記載の紫外線吸収ガラス。
【請求項１１】
前記Ｓｉ２Ｏを６２ないし６９重量％、前記Ｂ２Ｏ３を１８ないし２０重量％、前記Ａｌ２Ｏ３を２ないし３重量％、前記Ｌｉ２Ｏを０．２ないし１重量％、前記Ｎａ２Ｏを０．２ないし１．５重量％、前記Ｋ２Ｏを６ないし８重量％、前記ＺｎＯを０．２ないし１重量％、前記ＴｉＯ２を０．１ないし１０重量％、及び前記Ａｓ２Ｏ３を０．０１ないし１重量％含有することを特徴とする請求項８項記載の紫外線吸収ガラス。
【請求項１２】
前記Ｓｉ２Ｏを６９ないし７５重量％、前記Ｂ２Ｏ３を１５ないし１８重量％、前記Ａｌ２Ｏ３を０．５ないし２重量％、前記Ｌｉ２Ｏを０ないし０．５重量％、前記Ｎａ２Ｏを３ないし５重量％、前記Ｋ２Ｏを０．５ないし３重量％、前記ＺｎＯを０ないし１重量％、前記ＴｉＯ２を０．１ないし１０重量％、及び前記Ａｓ２Ｏ３を０．０１ないし１重量％含有することを特徴とする請求項８項記載の紫外線吸収ガラス。
【請求項１３】
ＰｄＯ、ＰｔＯ３、ＰｔＯ２、ＰｔＯ、ＲｈＯ２、Ｒｈ２Ｏ３、ＩｒＯ２及びＩｒ２Ｏ３から選択される少なくとも１種の金属酸化物をさらに最大で０．０１重量％含有することを特徴とする請求項８項記載の紫外線吸収ガラス。
【請求項１４】
SiO2 55-79重量％
B２O３ 3-25重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-10重量％
K2O       0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    0.5-16重量％
MgO  0-2重量％
CaO  0-3重量％
SrO  0-3重量％
BaO       0-3重量％
ZnO  0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
WO3  0-3重量％
Bi2O 0-3重量％
MoO3 0-3重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
から成る組成を有し、かつチタンの９５％が＋４酸化状態であることを特徴とする紫外線吸収ガラスを構成部分とする照明装置。
【請求項１５】
ガス放電ランプ、蛍光ランプ、あるいはキセノンランプから構成されることを特徴とする請求項１４項記載の照明装置。
【請求項１６】
SiO2 55-79重量％
B２O３ 3-25重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-10重量％
K2O  0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    0.5-16重量％
MgO  0-2重量％
CaO  0-3重量％
SrO  0-3重量％
BaO  0-3重量％
ZnO  0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
WO3  0-3重量％
Bi2O3 0-3重量％
MoO3 0-3重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
から成る組成を有し、かつチタンの９５％が＋４酸化状態であることを特徴とする紫外線吸収ガラスを構成部分とするディスプレー装置。
【請求項１７】
コンピュータモニター、電話ディスプレー、あるいは液晶ディスプレーとして構成されることを特徴とする請求項１６項記載のディスプレー装置。
【請求項１８】
モリブデン、タングステン及び／またはＫＯＶＡＲ合金、及び請求項１項記載の紫外線吸収ガラスから構成されるガラス・金属シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可視範囲内の光吸収だけが減じられた紫外線吸収ガラスの製造方法、本方法によって製造されるガラス、及び本ガラスの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強い紫外線吸収特性をもつガラスは公知である。かかるガラスはガス放電管及び特に蛍光灯の製造や液晶ディスプレー（ＬＣＤ）の製造に利用される。蛍光灯は特に背面照明ディスプレー（所謂背面光ディスプレー）において光源として用いられる。この種の蛍光体の大きさは非常に小さいため、それを用いる蛍光灯ガラスの厚さも極めて薄いものしか用いられない。厚さが減じられているにも拘わらず１０００ｎｍ未満の可視範囲内の吸収がかなり大きいことが見出されている。かかる特性は特にラップトップコンピュータスクリーンのような電子ディスプレー装置等の高品位なティスプレー装置、あるいは携帯電話においては不利な特性である。
また、特に４００ｎｍ未満、とりわけ３８０ｎｍ未満の波長範囲までの可視光の通過性及び／または透過性はこの種のガラス中では比較的一定に保たれ、その後急激に降下する。ガス放電ランプ、特に蛍光ランプの場合、その光線のかなりの部分が、ポリマーあるいはその他プラスチック材料等から成る周辺構成部分を損なう影響を与える紫外範囲内において放射される。そのため、一定の時間経過後にそれらの材料が脆弱化してそれら装置が使用不可となりかねない。波長３１８ｎｍの水銀放射線による損傷は特に大きい。そこで、このような放射線を完全に吸収することが可能なガラスの製造が目標とされてきた。
【０００３】
さらに米国特許第５，７４７，３９９号には上記用途に用いられる所望量の紫外線を吸収する蛍光ランプ用ガラスが開示されている。しかしながら、この種のガラスは可視範囲内において強度の透光度変化及び強度の変色を起こすことが明らかにされている。これらのランプ用ガラス原料が溶解すると黄褐色の変色がしばしば起こるのである。
【０００４】
ドイツ特許ＤＥ−Ａ１９８４２９４２には特に鉄・コバルト・ニッケル合金を用いたシーリングにおけるシーリングガラスとしての利用に適する酸化ジルコニウム及び酸化リチウム含有の高耐久性ホウ珪酸ガラスが開示されている。この種のガラスにはＦｅ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ及びＴｉＯ２等の着色成分を含有させることも可能である。
【０００５】
米国特許第Ａ４，５６５，７９１号には特殊な屈折率及びアッベ数、及び眼科用途に適する密度を有する眼科用途のガラスが開示されている。この種のガラスは３１０ｎｍないし３３５ｎｍの範囲内に紫外線吸収限界をもち、紫外線吸収体としてのＴｉＯ２を含有している。本引例には、このガラスの製造においてＡｓ２Ｏ３及びＳｂ２Ｏ３を用いる清澄では不十分であるため、塩素を用いる清澄が必要であることが教示されている。本引例には最後に、これらのガラスは極端に薄いけれども、Ｆｅ２Ｏ３及びＴｉＯ２を併用するとガラスの変色を起こすため、原材料としては１００ｐｐｍ未満の鉄の含有の石英のみが使用されるべきことが教示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した不利な特性をもたず、かつ紫外線を効率的に遮断できる一方において、可視範囲内において高い光透過性を示し、かつ例えばＫＯＶＡＲ合金のような鉄−コバルト−ニッケル合金等の公知の合金、及びタングステン及び／またはモリブデン等の金属を用いたシーリングが可能なガラスを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はさらに、可能な限りシャープな紫外線勾配をもつガラス、すなわち数ナノメーターの範囲内でゼロまで透過性が急激に降下するガラスを提供することを目的とする。最大透過と最大吸収間の開き間隔が小さければ小さいほど、前記紫外線吸収勾配はよりシャープになる。
【０００８】
上記の目的は、添付のクレームにおいて限定されているガラス、その製造方法、及びその使用方法によって達成することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る可視範囲内の光を透過させる紫外線吸収ガラスの製造方法は、溶融物を生成するために原材料を溶融する工程と、酸化条件下で下記組成から成る溶融物を生成する工程から構成される。前記組成は以下の通りである。
SiO2 55-79重量％
B２O３ 3-25重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-10重量％
K2O  0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    0.5-16重量％
MgO  0-2重量％
CaO  0-3重量％
SrO  0-3重量％
BaO  0-3重量％
ZnO  0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
WO3  0-3重量％
Bi2O3 0-3重量％
MoO3 0-3重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
【００１０】
本発明によれば、上述した不利な特性は、前記ガラス溶融物に実質的に塩化物が含まれていない場合、とりわけ塩化物が全く含まれない場合、及び／または前記ガラス溶融物の清澄に際してＳｂ２Ｏ３が添加される場合に、その発生を少なくとも部分的に回避することが可能である。また、ＴｉＯ２を添加した場合に起こるようなガラスの青への変色が清澄剤として塩化物を使用しなければ防止可能であることも見出されている。
【００１１】
また意外にも、硫酸塩も、例えば清澄剤として用いられる場合、上記清澄剤と同様にガラスの変色を起こすことが明らかとなった。本発明において硫酸塩の使用は好ましくは回避されるべきである。
【００１２】
酸化条件下でＡｓ２Ｏ３を用いて清澄を行うことにより、また特にＦｅ２Ｏ３とともにＴｉＯ２を添加して紫外線吸収勾配の調整が行われる場合に、本発明の目的が最終的に達成され、また上述した不利な特性の発生が回避されるのである。本発明によれば、ガラスあるいは溶融物中のＴｉＯ２に含まれるチタンの少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、さらに好ましくは少なくとも９５％、最も好ましくは少なくとも９９％が＋４の酸化状態にある場合に上述した不利な特性の発生が回避されることが見出されている。前記チタンは特に好ましくはその９９．９％、なお一層好ましくは９９．９９％がＴｉ＋４の状態で存在していることである。いくつかの例において、前記含有チタンの９９．９９９％がＴｉ＋４の状態で存在していることが重要であることが明らかにされている。前記用語「酸化状態」とは、Ｔｉ＋４が上記量で存在するか、あるいはその量まで酸化された状態を意味する。かかる溶融物中における酸化状態は、本発明においては、例えば硝酸塩、特にアルカリ金属及び／またはアルカリ土金属硝酸塩、及び任意的に硝酸亜鉛を添加することによって容易に得ることが可能である。酸化性溶融物は溶融物中へ酸素あるいは乾燥空気を吹き込むことによって生成することが可能である。さらに、本発明方法では、例えば原材料の溶融に際して酸化バーナーを調整することによって酸化性溶融物を生成することも可能である。
ガラスマトリックス中における発色及び透光度変化によって起こる発色上の失敗及び欠陥は本発明に係る方法を用いることによって回避できるか、あるいは少なくとも大幅に減じられることが見出されている。
【００１３】
本発明に係るガラスは、対応する炭酸塩及び好ましくは硝酸塩の形で添加されるＮａ、Ｋ及びＬｉ等のアルカリ金属酸化物を含むありきたりな出発物質から溶融物を生成して製造できる。本発明に係る方法においてはハロゲン化物及び／または硫酸塩の使用は好ましくは回避されるべきである。ガラスはその原材料から既知の方法で溶融され、好ましくはＡｓ２Ｏ３を用いて清澄される。しかしながら、酸化清澄中に、含量は０．２モル％、とりわけ０．１モル％を越えることはないが極めて微量の硫酸塩が前記溶融物及び／または原材料中に存在している可能性がある。本発明に係る方法は好ましくは清澄剤としてＳｂ２Ｏ３を用いずに実施され、ガラスには好ましくは該Ｓｂ２Ｏ３が含まれない。硝酸塩として添加されるアルカリ金属酸化物及び／またはアルカリ土金属酸化物の最大含量は８重量％、好ましくは６重量％、特に好ましくは２重量％である。その一方において、上記酸化物の最小含量は少なくとも０．１重量％、好ましくは少なくとも０．５重量％である。本発明方法においては、前記硝酸塩自体は少なくとも０．３モル％、好ましくは少なくとも１モル％以上の適当量が用いられる。硝酸塩の通常の最大含量は６モル％、とりわけ５モル％である。
【００１４】
本発明方法において用いられる清澄剤Ａｓ２Ｏ３の含量は、少なくとも０．０１重量％、好ましくは少なくとも０．０５重量％、特に好ましくは少なくとも０．１重量％である。Ａｓ２Ｏ３の通常の最大含量は２重量％、とりわけ１．５重量％であり、また好ましくは１重量％である。特に好ましい前記最大含量は０．８重量％である。
【００１５】
前記紫外線吸収勾配の強度、又は、シャープさ及び形態の調整を可能とするＴｉＯ２の含量は好ましくは少なくとも０．０５重量％であるが、通常は少なくとも０．１重量％である。しかしながら、前記含量は特に好ましくは０．５重量％である。殆どの例において、ＴｉＯ２の最小含量である１重量％及び／または２重量％が少なくとも波長２６０ｎｍ（層厚０．２ｍｍ）までの遮断に適することが明らかにされている。波長３１０ｎｍ（層厚０．２ｍｍ）において遮断を達成するためには、少なくとも４重量％、好ましくは少なくとも４．５重量％のＴｉＯ２が含まれていれば十分であることが明らかにされている。この波長範囲についてのＴｉＯ２の通常における最大含量は６重量％、好ましくは５．５重量％である。本発明におけるＴｉＯ２の最大含量は１２重量％であり、通常は１０重量％であるが、特に好ましくは８重量％である。
【００１６】
本発明において、Ｆｅ２Ｏ３を共働的に用いて紫外線吸収勾配をさらに調整できることが見出された。Ｆｅ２Ｏ３はベースガラスの変色を起こし可視波長の望ましくない吸収を起こすことが知られているが、既に述べたように、本発明に係るガラス組成物中において酸化的に清澄される場合は、変色は可視範囲内では起こらないか、あるいはあっても非干渉的な様式で起こることが見出されている。かかる方法によって、本発明においてはガラス中のＴｉＯ２含量を制限することが可能となっている。ベースマトリックス中に溶融したＴｉＯ２が高い場合、緩慢な冷却時及び／又は、例えば後プロセスにおける再加熱時に２相に分離し、チンダル効果による光の散乱を引き起こすことも見出されている。かかる効果、すなわちＴｉＯ２の結果的な減少の発生を本発明方法に従って酸化的条件下において前記ベースガラスへＦｅ２Ｏ３を添加することによって回避できるのである。ガラス中のＦｅ２Ｏ３量は好ましくは少なくとも５０ｐｐｍ、特に好ましくは少なくとも１００ｐｐｍである。Ｆｅ２Ｏ３の最小含量は好ましくは１２０及び／または１４０ｐｐｍである。しかしながら、Ｆｅ２Ｏ３の通常における最小含量は１５０ｐｐｍ、とりわけ２００ｐｐｍである。Ｆｅ２Ｏ３量の上限は所望される紫外線吸収勾配の調整、従って紫外線吸収特性によって決まる。しかしながら、多くて１５００ｐｐｍ、とりわけ１２００ｐｐｍが適当な上限であることが明らかとなっている。また１０００ｐｐｍが特に適する上限であることが明らかになっている。また、８００ｐｐｍ、及び特に５００ｐｐｍが上限として全く適することが明らかになっている。多くの例において、最大含量は４００ｐｐｍで十分である。本発明において、約１００ｐｐｍのＦｅ２Ｏ３を添加することによって、前記紫外線吸収勾配を約２ないし８ｎｍから６ｎｍ高波長側へと移動できることが見出されている。
【００１７】
Ｆｅ２Ｏ３を含有する場合、ＴｉＯ２の最小含量は、０．５重量％、とりわけ０．７重量％及び／または０．８重量％あれば十分であることが見出されている。含有されるべきＦｅ２Ｏ３の上限は４．５重量％、とりわけ４重量％であるが、好ましくは３．５重量％である。多くの例において、Ｆｅ２Ｏ３の上限は３重量％、とりわけ２．８重量％、さらには２．５重量％であれば全く十分であることが見出されている。
【００１８】
本発明に係るベースガラスには少なくとも５５重量％のＳｉＯ２が含まれている。特に好ましいＳｉＯ２の含量は少なくとも５８重量％、とりわけ少なくとも６０重量％である。ＳｉＯ２の最小量は好ましくは６２重量％である。ＳｉＯ２の最大含量は７９重量％、とりわけ７５重量％である。ＳｉＯ２の上限は最も好ましくは７３重量％、とりわけ６９重量％である。本発明に係るガラス中のＢ２Ｏ３含量は少なくとも３重量％、とりわけ少なくとも６重量％である。Ｂ２Ｏ３の最小含量は特に好ましくは１０重量％、とりわけ１５及び／または１８重量％である。本発明に係るガラス中のＢ２Ｏ３の最大含量は約２５重量％、特には２２重量％であるが、特に好ましい最大含量は２０重量％である。
【００１９】
本発明に係るガラス中には０ないし１０重量％のＡｌ２Ｏ３が含有される。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３の好ましい含有量は最大含量で０．５重量％及び／または１重量％、とりわけ２重量％である。Ａｌ２Ｏ３の含量は最大含量あるいは上限量として好ましくは５重量％、より好ましくは３重量％である。金属酸化物としてのＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの各含量はそれぞれ独立して０ないし１０重量％である。これら金属酸化物の各最小含量は好ましくはそれぞれ１重量％、とりわけ２重量％である。上記金属酸化物の各最大含量は好ましくはそれぞれ８重量％である。Ｌｉ２Ｏは好ましくは０．２ないし１重量％含まれ、Ｎａ２Ｏは好ましくは０．２ないし１．５重量％含まれ、またＫ２Ｏは好ましくは６ないし８重量％含まれる。本発明に係るベースガラス中のアルカリ金属酸化物の総和は０．５ないし１６重量％、好ましくは１ないし１６重量％である。Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａの各アルカリ土金属酸化物、及び遷移元素であるＺｎの酸化物の含有量はそれぞれ０ないし３重量％、好ましくは０ないし２重量％である。本発明におけるこれらアルカリ土金属酸化物の各含量及びＺｎＯ含量の総和は０ないし１０重量％の範囲内である。さらに本発明に係るベースガラスには好ましくは０ないし３重量％のＺｒＯ２、０ないし１重量％のＣｅＯ２及び０ないし１重量％のＦｅ２Ｏ３が含まれる。さらに、ＷＯ３、Ｂｉ２Ｏ３及びＭｏＯ３はそれぞれ独立して０ないし３重量％、好ましくは０．１ないし３重量％ガラス中に含まれる。
【００２０】
本発明に係るガラスは紫外線の透光度変化に対して非常に安定であるが、少量のＰｄＯ、ＰｔＯ３、ＰｔＯ２、ＰｔＯ、ＲｈＯ２、Ｒｈ２Ｏ３、ＩｒＯ２及び／またはＩｒ２Ｏ３を用いることにより透光度変化に対する安定性をさらに増大できることが見出されている。上記酸化物総含量は最大含量で０．１重量％、好ましくは０．０１重量％、特に好ましくは０．００１重量％である。かかる目的のために要する最小含量は通常０．０１ｐｐｍであるが、好ましくは少なくとも０．０５ｐｐｍ、特に好ましくは０．１ｐｐｍである。
【００２１】
本発明に係るガラスへ少量のＣｅＯ２、ＰｂＯ及びＳｂ２Ｏ３を含有させて薬品耐久性及び加工性の向上を図ることは可能であるが、本発明に係るガラスには好ましくはこれら成分が含まれない。本ガラスに鉄が含まれる限りにおいては、本ガラスは溶融工程中に酸化的条件下において＋３酸化状態へと変換されるので可視波長範囲における変色は起こらない。
【００２２】
本発明に係るガラスへはその溶融物中へ好ましくはアルカリ金属硝酸塩及び／またはアルカリ土金属硝酸塩の形で、及び必要な場合は硝酸亜鉛の形で硝酸塩が添加されるが、清澄後の最終製品ガラス中のＮＯ３濃度は僅かに最大量として０．０１重量％であり、多くの例においては多くて０．００１重量％である。
【００２３】
本発明に係る紫外線吸収ガラスは例えば下記組成を有する。
SiO2 55-79重量
B２O３ 3-25重量％
Al2O3 0-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-10重量％
K2O  0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    0.5-16重量％
MgO  0-2重量％
CaO       0-3重量％
SrO       0-3重量％
BaO       0-3重量％
ZnO       0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
WO3  0-3重量％
Bi2O3 0-3重量％
上記組成に加え残りとして硝酸塩が０．０１モル％未満の含量で含まれる。
【００２４】
本発明に係る別の好ましい紫外線吸収ガラスの組成は下記の通りである。
SiO2 55-79重量％
B２O３ 10-25重量％
Al2O3 0.5-10重量％
Li2O 0-10重量％
Na2O 0-10重量％
K2O  0-10重量％
以上におけるLi2O+ Na2O+ K2Oの総和    1-16重量％
MgO  0-2重量％
CaO  0-3重量％
SrO  0-3重量％
BaO  0-3重量％
ZnO  0-3重量％
以上におけるMgO+CaO+SrO+BaO+ZnOの総和    0-10重量％
ZrO2 0-3重量％
CeO2 0-1重量％
Fe2O3 0-1重量％
TiO2 1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
上記組成に加え残りとして硝酸塩が含まれる。
【００２５】
一方において、下記組成を有するガラスも同様に好ましい特性を有する。
SiO2 62-69 %重量％
B２O３ 18-20重量％
Al2O3 2-3重量％
Li2O 0.2-1重量
Na2O 0.2-1.5重量％
K2O  6-8重量％
ZnO  0.2-1重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
上記組成に加え残りとして硝酸塩が含まれる。
【００２６】
また下記組成を有するガラスも本発明に係るガラスの別の好ましい実施態様である。
SiO2 69-75重量％
B２O３ 15-18重量％
Al2O3 0.5-2重量％
Li2O 0-0.5重量％
Na2O 3-5重量％
K2O  0.5-3重量％
ZnO  0-1重量％
TiO2 0.1-10重量％
As2O3 0.01-1重量％
上記組成に加え残りとして硝酸塩が含まれる。
【００２７】
上記の例示的組成のすべてには好ましくは前記量のＦｅ２Ｏ３が含まれ、また最も好ましくはＦｅＯが実質的に含まれない。
【００２８】
本発明はさらに可視範囲内における光吸収が減じられた紫外線吸収ガラスの製造方法に関する。原材料及び／またはガラス廃棄物あるいは古ガラスから本願特許請求の範囲において限定された組成を有する溶融物を生成する。本発明に係る前記製造方法は高純度の原材料を必要としないこと、特に高純度のＳｉＯ２原材料を必要としないことを特徴とする。本発明に係る製造方法において必要とされるＳｉＯ２原材料はＦｅ２Ｏ３含量が１００ｐｐｍ及び／または５００ｐｐｍを超えていても、とりわけ６００ｐｐｍを超えていても使用できる。使用されるこれら原材料は主に１２０ｐｐｍ及び／または１３０ｐｐｍ以上の酸化鉄が含まれているものである。しかしながら、前記酸化鉄の含量が１５０ｐｐｍあるいは２００ｐｐｍを超える場合であっても本発明方法において使用することは可能である。多くの例において、８００ｐｐｍ以上、さらには１０００ｐｐｍから１２０００ｐｐｍを超えるＦｅ２Ｏ３を含有するＳｉＯ２原材料であっても本発明方法に適することが明らかにされている。ガラス製造において鉄が含まれない原材料を用いることは他の場合よりも多額のコストを要することから、本発明方法は優れた技術的効果をもたらすのみならず、ガラスの極めて安価な製造を可能とする方法でもある。
【００２９】
本発明方法及び本発明に係るガラスを用いることにより紫外線吸収勾配を極めて鮮明に調整できることが見出されている。２６０ｎｍ、さらには２７０ｎｍ、とりわけ３００ｎｍまでの紫外線遮断を特に困難性を伴わずに達成することが可能である。特に好ましい実施態様においては、本発明に係るガラスは３２０ｎｍまで、さらには３５０ｎｍまでの範囲内で紫外線を遮断する。本発明に従ってＴｉＯ２を添加しＡｓ２Ｏ３及びＴｉＯ２を用いた清澄を行うことにより、可視波長範囲内における吸収を伴うことなく、あるいはその吸収を最小限に抑えて紫外線吸収勾配を調整することが可能である。
【００３０】
本発明に係るガラスは特に板ガラスの製造に適する。ガラス管の製造は本発明方法によるって特に好ましく実施される。本発明方法は直径が０．５ｍｍ、とりわけ１ｍｍ、また上限が多くて２ｃｍ、とりわけ１ｃｍのガラス管の製造に特に適する。本発明方法は特に好ましくは直径が２ないし５ｍｍの範囲内であるガラス管の製造に用いられる。本発明に従って製造されるガラス管に適する直径は少なくとも０．０５ｍｍ、とりわけ少なくとも０．１ｍｍである。特に好ましくは直径が少なくとも０．２ｍｍのガラス管である。前記ガラス管の最大壁厚は多くても１ｍｍであり、特に好ましい壁厚は０．８ｍｍ未満及び／または０．７ｍｍ未満である。
【００３１】
本発明に係るガラスはガス放電管及び蛍光ランプへの使用に特に適しており、また照明装置、例えば携帯電話及びコンピュータモニターのディスプレーやＬＣＤスクリーン等の電子ディスプレー装置の背面照明に最も適している。好ましいディスプレー及びスクリーンは平面ディスプレー、特に平面背面照明配列と呼ばれるものである。例えばアルゴン、ネオン、キセノンまたはそれらの混合（キセノンランプ）等の希ガス中における放電を利用するハロゲン・フリー光源への使用は特に好ましい。また含水銀充填ガスも同様に適すると理解されるべきである。かかる実施態様は特に環境に悪影響を与えないことが明らかにされている。
【００３２】
本発明に係るガラスは外部電極を備える蛍光ランプに特に有用であり、また電極がランプガラスで密封され、該電極が該ガラス中を通る、ＫＯＶＡＲ合金等で製造された蛍光ランプにも特に有用である。外部電極は、例えば導電性ペーストを用いて製作したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に本発明の目的、特徴及び利点について以下に記載の好ましい実施態様を用いて添付の図面を参照しながらより詳細に説明する。
【００３４】
例えば図６ａ及び図６ｂに示したような特定の実施態様においては、前記ガラスは特に背面照明方式の低圧放電ランプの製造に用いられる。かかる用途における特殊な使用法においては、ディスプレー上に生じた光を反射するプレート２の溝３中に小型の管状光源１が相互に平行に配列される。光を均一に散乱させてディスプレーを均一に照らすための層４が前記反射プレート２の上面へ設けられている。この配列方式は例えばテレビに用いられる大型ディスプレーのためのものである。
【００３５】
さらに、図７に示したような管状光源１はディスプレーの外側へ取り付けることが可能である。これにより、光を導きかつ所謂ＬＧＰ（光ガイドプレート）のような光源として機能するプレートによって光はディスプレー上へ均一に散乱される。上記いずれの場合においても前記管状光源には外部あるいは内部電極を設けることが可能である。
【００３６】
図８に示すように、構造化されたパネル、プレートまたはガラス板２の内部に発光手段１が配置された背面照明装置へこの配列を用いることも可能である。前記構造化は、所定の深さ（ｄｃｈａｎｎｅｌ）及び所定の幅（Ｗｃｈａｎｎｅｌ）を備えるチャネル３が前記パネル、プレートまたはガラス板中の所定の幅（Ｗｒｉｂ）をもつ隔壁５、すなわち平行に立てられあるいは高くされた断片、を用いて前記ガラス板中に形成されるように実施される。放電光源６は前記チャネル中に配置される。前記チャネル３は蛍光体層７が設けられた別のガラス板８とともに放射室を形成している。前記ガラス板自体は側面からシール材９で密封され、該ガラス板中を通っている電極が備えられている。このような実施態様の場合、これを所謂ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光ランプ）システムと呼ぶことが可能である。しかしながら、原理的には外部電気接続、すなわち電極１０ａ、１０ｂのような電極を用いることによって可能となる外部電界によるプラズマの燃焼（ＥＥＦＬ：外部電極蛍光ランプ）を行うことも可能である。この方式によれば大面積の背面光を発生でき、これは平面背面光とも呼ばれる。前記平面背面光のガラス板及び／またはカバープレートはそれらの適用法あるいは使用法に従って構造化される。これらガラス板及びカバープレートは互いに一緒になって前記放射室を形成する。このような形態に構造化されたパネル、プレートあるいはガラス板を製造するためには、適当な構造形成装置を回転させ、例えば適当な構造のローラーを用いて型押しする。さらに、前記ガラスはその粘性がこの目的のために適する温度まで、すなわち前記ガラスの軟化点と動作点との範囲内にある温度まで加熱される。前記構造化されたガラス板は０．数ミリ（例えば０．１ｍｍ、通常は０．３ｍｍ）から数ミリ（例えば１ないし８ｍｍ）の深さ及び幅をもつ構造をしている。このような構造化は他の製作方法、例えば打ち抜き、エッチング、機械加工、化学エッチング、あるいはレーザアブレーションによって行うことが可能である。いずれかの熱間型込め加工あるいは造形加工によって前記所望の構造体を溶融物から直接得ることも可能である。
【実施例】
【００３７】
次に以下に記載の実施例により本発明をより詳細に説明する。
表１ないし表５（ａ）及び表５（ｂ）に組成が記載された本発明に係るガラスＡ１〜Ａ１４及び従来技術に係る比較用ガラスＶ１〜Ｖ６の原材料を溶融した。これらの原材料を１６２０°Cにおいて石英ガラス容器中で溶融し及び清澄した。生成されたガラスの吸収性及び／または透過性を測定した。
【００３８】
透過性の測定結果は図１ないし図５に示した通りである。図１は、従来技術に係るガラスの一例であるガラスＶ１の透過特性との比較では、本発明に係るガラスＡ１及びＡ２がほぼ同じ透過特性をもつことを示している。図から明らかなように、本発明に係るガラスについての可視範囲内における透過性は約４００ｎｍまでほぼ一定であるが、その後約３１５ｎｍにおいて急激に減少する。従って本発明に係るガラスはシャープな紫外線吸収勾配をもつのに対して、ガラスＶ１の可視範囲内における透過性は対照的に１３００ないし１４００ｎｍ付近から大きく減少している。図２はＴｉＯ２含量の増加に伴って紫外線吸収勾配が急激に上昇することを示している。図３は従来技術によるガラスＶ５及びＶ６に比べて本発明に係るガラスＡ４の紫外線勾配が急であることを示している。図４は波長４００ｎｍから８００ｎｍの範囲内において本発明に係るガラスの透過特性が優れていることを示している。
【００３９】
【表１】
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表中の組成成分量は、＊１：Ｎａ２ＣＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊２：ＮａＮＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊３：ＬｉＣＯ３を添加した場合のＬｉ２Ｏ量、＊４：ＬｉＮＯ３を添加した場合のＬｉ２Ｏ量、＊５：ＮａＣｌを添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊６：ＮａＳＯ４を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊７：Ｋ２ＣＯ３を添加した場合のＫ２Ｏ量、＊８：ＫＣｌを添加した場合のＫ２Ｏ量を表す。
【００４０】
【表２】
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表中の組成成分量は、＊１：Ｎａ２ＣＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊２：ＮａＮＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊３：ＬｉＣＯ３を添加した場合のＬｉ２Ｏ量、＊４：ＬｉＮＯ３を添加した場合のＬｉ２Ｏ量、＊５：ＮａＣｌを添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊６：ＮａＳＯ４を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊７：Ｋ２ＣＯ３を添加した場合のＫ２Ｏ量、＊８：ＫＣｌを添加した場合のＫ２Ｏ量を表す。
【００４１】
【表３】
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表中の組成成分量は、＊１：Ｎａ２ＣＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊２：ＮａＮＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊３：ＬｉＣＯ３を添加した場合のＬｉ２Ｏ量、＊４：ＬｉＮＯ３を添加した場合のＬｉ２Ｏ量、＊５：ＮａＣｌを添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊６：ＮａＳＯ４を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊７：Ｋ２ＣＯ３を添加した場合のＫ２Ｏ量、＊８：ＫＣｌを添加した場合のＫ２Ｏ量を表す。
【００４２】
上記手順と同様の手順により表４に示した組成をもつガラスを溶融した。このようなガラスのそれぞれから厚さ０．２ｍｍのガラス板サンプルを磨砕あるいは切り出し、そのスペクトル透過性を測定した。なお、ＴｉＯ２含量を４．５ないし５．５重量％の範囲内において変更することによって紫外線吸収勾配を約２０ｎｍ高波長側へ明瞭に移動させることが可能である。
【００４３】
【表４】
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表中の組成成分量は、＊２：ＮａＮＯ３を添加した場合のＮａ２Ｏ量、＊９：Ｋ２Ｏ量の２％はＫＮＯ３の添加により、他のＫ２Ｏ量はＫ２ＣＯ３の添加による、を表す。
【００４４】
【表５（ａ）】
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【００４５】
【表５（ｂ）】
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【００４６】
表５（ａ）及び表５（ｂ）を比較することにより、鉄含量によって（特に鉄含量が異なる別のＳｉＯ２原材料を用いることによって）どのように紫外線吸収勾配が調整可能であるかが示される。従って、本発明においては、原材料中に大量の鉄が不純物として含まれているかどうかは重要ではなく、鉄は余分な成分として含まれていてもよい。１００ｐｐｍ以上の鉄が含まれていることは製造上とりわけ好ましいことである。何故なら、現状では鉄含量の低いＳｉＯ２原材料は非常に高価であるため、鉄含量の高い原材料を用いることができれば製造コストを低減できるからである。
尚、特に注釈がない限り表中の数値はすべて重量％で表されていることに注意されたい。
【００４７】
本発明は可視光吸収が減じられた紫外線吸収ガラス、その製造方法及びその使用方法として具現化し説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなく種々の変形及び変更を行うことが可能である。従って、本発明を上記の態様に限定する趣旨ではない。
【００４８】
上記説明はさらなる分析を必要とすることなく本発明の要旨を十分開示しているものであるから、最新の知識を適用することにより、第三者は従来技術から区別される本発明に記載された全般的あるいは特定の態様の必須な特徴を適切に構成している特徴を漏らすことなく種々の用途へ容易に適合させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るガラスの例と従来のガラスの例について波長による透過度の変化を示したグラフある。
【図２】本発明に係るガラスの例について紫外線吸収勾配における透過度の急激な増加を詳細に示したグラフである。
【図３】本発明に係るガラスの例と従来のガラスの例における紫外線吸収勾配を比較して詳細に示したグラフである。
【図４】本発明に係るガラスの例と従来のガラスの例について透過特性を比較して詳細に示したグラフである。
【図５】本発明に係るガラスの例についてガラス中のチタン含量を変化させることによって紫外線吸収限界がどのように調整されるかを詳細に示したグラフである。
【図６（ａ）】小型化された背面照明配列のための反射基板あるいは支持板の概略断面図である。
【図６（ｂ）】図６ａに示した反射基板あるいは支持板を用いた小型背面照明装置の断面図である。
【図７】蛍光灯を横方向へ並置した背面照明を備えるディスプレー装置及び／または背面照明装置の断面図である。
【図８】集積蛍光チャネルを備える小型ディスプレー装置及び／または背面照明ディスプレーの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７】
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【図８】
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