(57)【要約】【課題】光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能であり、従前のものより耐熱性が高い酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスを提供する。【解決手段】主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカと、核形成剤としてのチタニアと、修飾成分としての酸化リチウムとを含有し、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアンであるとともに、修飾成分として、酸化リチウムに加えて、酸化マグネシウムを含有し、結晶化ガラスの全質量に対する酸化リチウムの含有率が０．０５〜１．０質量％であり、かつ、結晶化ガラスの全質量に対する酸化マグネシウムの含有率が０．１〜５．０質量％である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分としての酸化バリウム（ＢａＯ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、及びシリカ（ＳｉＯ2）と、核形成剤としてのチタニア（ＴｉＯ2）と、修飾成分としての酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）とを含有し、前記主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアン（celsian）である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスであって、
前記修飾成分として、前記酸化リチウムに加えて、酸化マグネシウムを含有し、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化リチウムの含有率が０．０５〜１．０質量％であり、かつ、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化マグネシウムの含有率が０．１〜５．０質量％である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【請求項２】
主成分としての酸化バリウム（ＢａＯ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、及びシリカ（ＳｉＯ2）と、核形成剤としてのチタニア（ＴｉＯ2）と、修飾成分としての酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）とを含有し、前記主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアン（celsian）である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスであって、
前記修飾成分として、前記酸化リチウムに加えて、酸化ホウ素を含有し、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化リチウムの含有率が０．０５〜１．０質量％であり、かつ、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【請求項３】
前記修飾成分として、前記酸化リチウムに加えて、酸化ホウ素を含有し、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下である請求項１に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【請求項４】
前記修飾成分としての前記酸化ホウ素を実質的に含有しない請求項２又は３に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【請求項５】
波長８００ｎｍの可視光の全光線透過率が５０％以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【請求項６】
４０〜８００℃までの温度域にガラス転移点（Ｔｇ）が存在しない請求項１〜５のいずれか一項に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【請求項７】
４０〜８００℃の温度域における平均線熱膨張係数が４５×１０-7（／℃）以下である請求項１〜６のいずれか一項に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ランプの光を反射させるための反射鏡を構成する反射鏡用基体、特に、映写機光源や照明装置の反射鏡用基体として好適に用いられる結晶化ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＨＰ（Over Head Projector）、液晶プロジェクターをはじめとする映写機光源や、スポット照明等の照明装置においては、光源ランプから照射される可視光を反射させるための反射鏡が用いられる。このような反射鏡は、例えば、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、その内部に放物曲面１０ａを有する反射鏡用基体１０と、放物曲面１０ａを被覆するように形成された、チタニア（ＴｉＯ2）等の高屈折率物質とシリカ（ＳｉＯ2）等の低屈折率物質とが交互に積層された交互多層膜１２を備えたものであり、超高圧水銀灯等の光源ランプ１４から照射される可視光を効率よく反射するように構成されている。
【０００３】
反射鏡の一部を構成する反射鏡用基体は、光源ランプの発熱による高温に曝されることから、高い耐熱性が要求される。従って、従来は、その構成材料として耐熱ガラス（例えば、商品名：パイレックス、コーニング社製等）等が用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、近年、光源ランプの小型化、高出力化、高輝度化が進展していることから、反射鏡の内面温度は６００℃にも達する場合があり、反射鏡用基体に要求される耐熱性のレベルは一層高いものとなっている。このような背景の下、反射鏡用基体の構成材料として、耐熱ガラスより優れた耐熱性を有する結晶化ガラスを用いることが試みられている。
【０００５】
例えば、本発明者らはセルジアン（celsian：ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2）のような酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスを反射鏡用基体の構成材料として用いることを既に提案している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０９９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスは、白色不透明の結晶化ガラスであるため、反射鏡背面側への可視光の漏洩が少ないという好ましい特性を有している一方で、可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが困難であるという問題があった。図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す反射鏡用基体１０の例により具体的に説明すれば、反射鏡用基体１０のうち、熱応力に対して脆弱なネック部１０ｂに割れが発生する場合があるという点が問題であった。上記の問題に対しては、反射鏡を空冷により強制冷却するという対策も提案されているが、反射鏡の全体構造を複雑化するという点において必ずしも好ましい対策とはいえなかった。
【０００７】
また、上記の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスは、熱膨張係数（ＪＩＳ  Ｒ１６１８：４０〜８００℃）が５７×１０-7（／℃）程度であり、現在実用化されている光源ランプ（出力１５０Ｗ級）に対しては十分な耐熱性を有しているものの、将来的に光源ランプの小型化、高出力化（出力１８０〜２００Ｗ級）、高輝度化が進展した場合のことを考慮すれば、耐熱性の面でなお改善の余地を残していた。
【０００８】
本発明は、上述のような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能であり、従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスより耐熱性が高いという有利な効果を奏する酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上述の課題を解決するべく鋭意研究した結果、修飾成分として酸化リチウムを含有する酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスにおいて、修飾成分として酸化リチウムに加えて酸化マグネシウムを所定量含有させること、或いは修飾成分としての酸化ホウ素の含有量を所定の値以下に制御することによって、上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明によれば、以下の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスが提供される。
【００１０】
［１］主成分としての酸化バリウム（ＢａＯ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、及びシリカ（ＳｉＯ2）と、核形成剤としてのチタニア（ＴｉＯ2）と、修飾成分としての酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）とを含有し、前記主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアン（celsian）である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスであって、前記修飾成分として、前記酸化リチウムに加えて、酸化マグネシウムを含有し、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化リチウムの含有率が０．０５〜１．０質量％であり、かつ、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化マグネシウムの含有率が０．１〜５．０質量％である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【００１１】
［２］主成分としての酸化バリウム（ＢａＯ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、及びシリカ（ＳｉＯ2）と、核形成剤としてのチタニア（ＴｉＯ2）と、修飾成分としての酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）とを含有し、前記主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアン（celsian）である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスであって、前記修飾成分として、前記酸化リチウムに加えて、酸化ホウ素を含有し、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化リチウムの含有率が０．０５〜１．０質量％であり、かつ、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下である酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【００１２】
［３］前記修飾成分として、前記酸化リチウムに加えて、酸化ホウ素を含有し、前記結晶化ガラスの全質量に対する前記酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下である上記［１］に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【００１３】
［４］前記修飾成分としての前記酸化ホウ素を実質的に含有しない上記［２］又は［３］に記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【００１４】
［５］波長８００ｎｍの可視光の全光線透過率が５０％以上である上記［１］〜［４］のいずれかに記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【００１５】
［６］４０〜８００℃までの温度域にガラス転移点（Ｔｇ）が存在しない上記［１］〜［５］のいずれかに記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【００１６】
［７］４０〜８００℃の温度域における平均線熱膨張係数が４５×１０-7（／℃）以下である上記［１］〜［６］のいずれかに記載の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスは、光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能であり、従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスより耐熱性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の結晶化ガラスの第１の実施形態は、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカと、核形成剤としてのチタニアと、修飾成分としての酸化リチウムとを含有し、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアンである酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスであり、修飾成分として酸化リチウムに加えて酸化マグネシウムを所定量含有せしめたものである。
【００１９】
このような結晶化ガラスは、修飾成分として含有される酸化マグネシウムが、結晶化処理の際に結晶粒の粗大化を抑制し、結晶粒を微細な状態に制御する作用を奏するため、白色不透明であった従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスとは異なり、透明な結晶化ガラスである。従って、結晶化ガラスの内部における赤外光の散乱が起こり難く、光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能である。
【００２０】
また、本発明の結晶化ガラスの第２の実施形態は、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカと、核形成剤としてのチタニアと、修飾成分としての酸化リチウムとを含有し、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカにより結晶相が構成され、その主結晶相がセルジアンである酸化バリウム−アルミナ−シリカ系の結晶化ガラスであり、修飾成分としての酸化ホウ素の含有量を所定の値以下に制御したものである。
【００２１】
このような結晶化ガラスは、高温域における異常膨張の原因となる酸化ホウ素の含有量が所定の値以下に制御されているため、従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスより熱膨張率が小さく、耐熱性が高い。
【００２２】
以下、本発明の結晶化ガラスを実施するための最良の形態について具体的に説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。
【００２３】
（１）主成分
本発明の結晶化ガラスは、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカを含有する。酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスにおいては、主成分としての酸化バリウム、アルミナ、及びシリカによって結晶相が構成される。その結晶相としては、セルジアン、ヘキサセルジアン（hexacelsian：ＢａＯ−Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2）等があるが、セルジアンの熱膨張率に比して、ヘキサセルジアンの熱膨張率は著しく大きい（即ち、耐熱性が劣る）。
【００２４】
従って、本発明の結晶化ガラスは、少なくとも主結晶相がセルジアンであることが必要であり、結晶相として、可能な限りヘキサセルジアンを含まないことが好ましく、実質的にヘキサセルジアンを含まないこと（実質的にヘキサセルジアンを０質量％含むこと）が更に好ましい。なお、本発明において「主結晶相」というときは、室温（２５℃）において粉末Ｘ線回折装置（例えば、商品名：ＲＩＮＴ２５００、理学電機（株）製）により測定される回折Ｘ線のピーク強度が最も強い結晶相を意味するものとする。
【００２５】
本発明の結晶化ガラスにおいては、主成分として含有される酸化バリウム、アルミナ、及びシリカの構成比率（以下、「主成分構成比率」と記す）は特に限定されないが、仮に主成分の合計を１００質量％とした場合には、酸化バリウム３０〜３５質量％、アルミナ１５〜２０質量％、及びシリカ５０〜５５質量％の比率で構成されていることが好ましい。このような主成分構成比率を有する結晶化ガラスは、耐熱性、及び結晶性が良好であることによる。
【００２６】
但し、上記のような、主成分が、酸化バリウム３０〜３５質量％、アルミナ１５〜２０質量％、及びシリカ５０〜５５質量％の比率で構成された結晶化ガラスであっても、修飾成分として酸化リチウムを含有しないものについては、耐熱性、及び結晶性は良好である一方で、融点が高く溶融性が十分ではないという結果が得られている。このような結晶化ガラスは成形性が悪化するという点において問題がある。従って、本発明の結晶化ガラスは、修飾成分としての酸化リチウムを含有することが必須の条件となる。
【００２７】
なお、本発明の結晶化ガラスにおいて、主成分として含有されるシリカの一部がリン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ4）に置換されたものも好ましい形態の一つである。リン酸アルミニウムはシリカと同様の四面体分子構造であるため、シリカとは容易に置換され、熱膨張率を増大させることなく、溶融温度を顕著に低下させる（溶融性を著しく向上させる）という好ましい作用を奏する。
【００２８】
より具体的には、（ｉ）１５００℃以上の高温に耐え得る特殊設備（溶融炉等）は不要であり、製造条件に関する制約が少ない、（ii）ガラス溶融の際の粘性が低下し、作業性が向上する、（iii）ガラス溶融の際に消費されるエネルギーを大幅に削減することができる、（iv）溶融炉等の製造設備の耐用期間を延ばすことができる、等の種々の効果を享受することができる。リン酸アルミニウムの置換量については特に制限はないが、シリカの１０ｍｏｌ％分までであれば問題なく置換することができ、上記効果を得ることができる。
【００２９】
主成分として含有されるシリカの一部をリン酸アルミニウムに置換する方法としては、ガラス原料中のシリカの一部に代えてリン酸アルミニウムを添加する方法が好ましい。一方、ガラス原料中のシリカの一部に代えて五酸化二リン（Ｐ2Ｏ5）を添加する方法でも、ガラス原料中のアルミナ源（アルミナ、水酸化アルミニウム等）と五酸化二リンが反応するため、リン酸アルミニウムを生成し得るのであるが、この場合には溶融温度の低下は認められず、上記効果を享受することができない。
【００３０】
なお、ここでは酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスの例により説明したが、主成分としてシリカを含有するガラスであれば、結晶化ガラス、或いは酸化バリウム−アルミナ−シリカ系ガラスに限定されることなく、上記の効果を享受することができるのはいうまでもない。例えば、融点が高く、溶融性に劣る一般ガラス（アルミノ珪酸塩ガラス等）に含有されるシリカの一部をリン酸アルミニウムに置換することにより、そのガラスの成形温度を低下させることが可能である。
【００３１】
（２）核形成剤
本発明の結晶化ガラスは、核形成剤としてのチタニアを含有する。本明細書において「核形成剤」というときは、結晶化ガラスにおいて微細ガラス結晶の析出を促進するための物質を意味する。
【００３２】
通常、結晶化ガラスの核形成剤としては、チタニア、ジルコニア（ＺｒＯ2）等が含有されるが、本発明の結晶化ガラスにおける核形成剤はチタニアでなければならない。核形成剤としてジルコニアを含有する結晶化ガラスは、熱膨張率が著しく大きいヘキサセルジアンの析出を惹起するおそれがある点において好ましくない。核形成剤としてチタニアを含有する結晶化ガラスは、このような不具合が生じ難い点において好ましい。
【００３３】
核形成剤としてのチタニアの含有量は特に限定されないが、結晶化ガラスの全質量に対して、９〜１１質量％含有されていることが好ましい。含有量が上記範囲未満の場合には、チタニアが核形成剤としての効果を発揮し難くなり、ガラスの結晶化が不十分となるおそれがある点において好ましくなく、上記範囲を超えると、結晶化に先立って核形成剤を溶融させる際に、その溶融が困難になるというおそれがある点において好ましくない。
【００３４】
（３）修飾成分
本発明の結晶化ガラスは、修飾成分としての酸化リチウムを含有する。本明細書において「修飾成分」というときは、主成分によって構成される結晶構造中の非架橋酸素と静電的に結合し、ガラスの種々の物性に影響を与える物質を意味する。
【００３５】
通常、結晶化ガラスの修飾成分としては、アルカリ金属（リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等）の酸化物、アルカリ土類金属（マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等）の酸化物、遷移金属（イットリウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、モリブデン等）の酸化物、非金属（ホウ素、リン等）の酸化物の他、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）等が含有されるが、本発明の結晶化ガラスにおいては、少なくとも酸化リチウムを修飾成分として含有している必要がある。
【００３６】
修飾成分として酸化リチウムを含有する結晶化ガラスは、酸化リチウムを含有しない結晶化ガラスと比較して、溶融性が良好であり、ガラスの成形性に優れることに加え、ガラスを溶融して反射鏡用基体を成形するに際し、１５００℃以上の高温に耐え得る特殊設備（溶融炉等）が不要であり、製造条件に関する制約が少ない。即ち、極めて簡便に反射鏡用基体を製造することが可能である。また、結晶性についても良好である。
【００３７】
更に、酸化リチウムにはセルジアン相の形成を促進し、セルジアン相を特異的に形成する効果がある。従って、修飾成分として酸化リチウムを含有する場合には、所定の結晶化処理を施すことにより、結晶相が実質的にセルジアンのみからなり、熱膨張率が小さく、耐熱性の良好な結晶化ガラスを得ることができる。
【００３８】
修飾成分としての酸化リチウムは、結晶化ガラスの全質量に対して、０．０５〜１．０質量％含有されていることが必要であり、０．３〜０．５質量％含有されていることが好ましい。含有量が上記範囲未満の場合には、酸化リチウムによるガラスの溶融性向上効果を享受できなくなるおそれがある点において好ましくなく、上記範囲を超えると、熱膨張率が大きいシリカの析出を惹起するおそれがある点において好ましくない。
【００３９】
本発明の結晶化ガラスにおいては、酸化リチウムに加えて、酸化マグネシウムを修飾成分として含有している必要がある。修飾成分として酸化マグネシウムを含有しない結晶化ガラスは結晶粒が粗大で白色不透明であるのに対し、修飾成分として酸化マグネシウムを含有する結晶化ガラスは結晶粒が微細で透明な結晶化ガラスである。従って、結晶化ガラスの内部における赤外光の散乱が起こり難く、光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能である。また、溶融性についても良好である。
【００４０】
修飾成分としての酸化マグネシウムは、酸化マグネシウムによるガラスの溶融性向上効果、及び赤外光透過性向上効果を確実に得るという観点からは、結晶化ガラスの全質量に対して、０．１質量％以上含有されていることが必要であり、１．０質量％以上含有されていることが好ましく、３．０質量％以上含有されていることが更に好ましい。一方、結晶化処理の際に、熱膨張率が大きいヘキサセルジアン相の形成が助長され、耐熱性が低下することを防止する観点からは、結晶化ガラスの全質量に対して、４．０質量％以下とすることが必要であり、３．０質量％以下とすることが好ましい。
【００４１】
本発明の結晶化ガラスは、酸化リチウム、及び酸化マグネシウムを修飾成分として含有する限りにおいて、他の修飾成分を含有するものであってもよい。但し、他の修飾成分の含有量は、本発明の結晶化ガラスが有する好ましい効果、即ち、耐熱性、溶融性、及び結晶性が良好であり、光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能であるという効果を阻害しない範囲に制限されるべきである。
【００４２】
なお、本発明の結晶化ガラスにおいて重要な点は、通常は結晶化ガラスの修飾成分として好適に用いられる酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）を含有せしめると、却って耐熱性が低下するおそれがある点にある。修飾成分として酸化ホウ素を含有せしめると、非晶質部分に残存する酸化ホウ素がガラス全体の熱膨張率を増大させ、耐熱性が低下する場合があることによる。また、その含有量によっては、酸化マグネシウムの有する、結晶粒を微細化し、赤外光透過性向上効果を阻害するおそれもある。
【００４３】
従って、本発明の結晶化ガラスにおいては、修飾成分としての酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下であることが必要であり、１．５質量％以下であることが好ましく、修飾成分としての酸化ホウ素を実質的に含有しないこと（修飾成分としての酸化ホウ素を実質的に０質量％含有すること）が特に好ましい。更には、耐熱性と赤外光透過性向上効果とをバランスよく向上させる観点から、酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．５質量％以下であることが好ましく、４．０質量％以下であることがより好ましい。
【００４４】
また、酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）についても通常は結晶化ガラスの修飾成分として好適に用いられる成分であるが、本発明の結晶化ガラスに含有せしめることは好ましくない。酸化ナトリウムを含有せしめた場合には、熱膨張率の増大という不具合、酸化亜鉛を含有せしめた場合には、ガラスを結晶化させる際に白濁が生じ、赤外光が透過し難くなるおそれがあるという不具合を生じる場合があることによる。
【００４５】
従って、本発明の結晶化ガラスにおいては、修飾成分としての酸化ナトリウムの含有率が０．４質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以下であることが更に好ましく、修飾成分としての酸化ナトリウムを実質的に含有しないこと（修飾成分としての酸化ナトリウムを実質的に０質量％含有すること）が特に好ましい。同様に、本発明の結晶化ガラスにおいては、修飾成分としての酸化亜鉛を実質的に含有しないこと（修飾成分としての酸化亜鉛を実質的に０質量％含有すること）が好ましい。
【００４６】
上記の条件を総合的に勘案すると、本発明の結晶化ガラスは、修飾成分としての酸化リチウムの含有率が０．３〜０．５質量％、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜３．０質量％、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％以下、酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％以下であることが特に好ましい。
【００４７】
（４）添加剤
本発明の結晶化ガラスは、主成分、核形成剤、修飾成分の他、目的に応じて添加剤を含有せしめてもよい。例えば、ガラス清澄剤として、０．２〜０．５質量％、好ましくは０．４質量％程度の酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）を含有せしめることは、ガラス溶融の際の気泡の発生量を減少させ、ガラス内に気泡を残り難くするという効果を享受できる点において好ましい。
【００４８】
（５）結晶化ガラス
本発明の結晶化ガラスは、上述した主成分、核形成剤、修飾成分を所定の比率で混合してガラス原料を調製し、そのガラス原料を溶融してガラスとした後、８００〜９００℃程度の高温で２〜４時間程度、熱処理（結晶化処理）を行うことによって得ることができる。
【００４９】
また、上述した主成分、核形成剤、修飾成分に代えて、加熱によりこれらの成分に変換される得る前駆体（例えば、炭酸塩、硝酸塩等）を用い、これらを酸化物換算で所定の比率となるように混合してガラス原料を調製し、そのガラス原料を溶融してガラスとした後、同様の条件で熱処理（結晶化処理）を行うことによっても得ることができる。
【００５０】
処理温度・処理時間が上記範囲未満の場合には、ガラスの結晶化が十分に進行せず、その結晶化度が低下するおそれがある点において好ましくなく、上記範囲を超える場合には、ガラスを結晶化させる際に白濁が生じ、赤外光が透過し難くなるおそれがあるという不具合が発生するおそれがある点において好ましくない。
【００５１】
上記のようにして得られる本発明の結晶化ガラスは、以下に示すような特徴的な物性を示し、従来の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス（セルジアン系結晶化ガラス）とは全く異なるものである。
【００５２】
第１の特徴は、波長８００ｎｍの可視光の全光線透過率が５０％以上という点である。図２は表１に示す組成の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスから１５ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍの測定サンプルを切り出し、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に記載の方法に準拠して、シングルビーム測光器により、波長３００〜２６００ｎｍの光に対する全光線透過率を測定した結果を示すグラフである。この図２に示すように、酸化マグネシウムを含有しない従来の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス（Ａ）は結晶化処理の条件を制御し、結晶粒の粗大化を可能な限り抑制したとしても、８００ｎｍの可視光の全光線透過率が１０％にも満たない。
【００５３】
【表１】
2005187231.tif 000002
【００５４】
これに対し、酸化マグネシウムを含有する本発明の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス（Ｂ）については特段の制御を行わずとも８００ｎｍの可視光の全光線透過率が７０％を超える値を示した。即ち、本発明の結晶化ガラスは、波長８００ｎｍの可視光を５０％以上という高い比率で透過するものであるため、結晶化ガラスの内部における赤外光の散乱が起こり難く、光源ランプから可視光とともに照射される赤外光を反射鏡外部に透過させることが可能である。
【００５５】
なお、本発明においては、赤外光の透過性を８００ｎｍの可視光の全光線透過率により評価している。これは、可視光域の長波長端である８００ｎｍにおいて、全光線透過率が５０％以上であれば、これより長波長側に位置する赤外光も当然に全光線透過率が５０％以上となるため、十分に赤外光透過性の評価指標となることによる。
【００５６】
第２の特徴は、４０〜８００℃までの温度域にガラス転移点（Ｔｇ）が存在しないという点である。図３は表１に示す組成の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスから３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの測定サンプルを切り出し、ＪＩＳ  Ｒ１６１８に記載の方法に準拠して、４０〜８００℃における熱膨張係数を測定した結果を示すグラフであるが、この図３に示すように、酸化ホウ素を３質量％を超えて含有する従来の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス（Ａ）が５４０℃付近にガラス転移点（Ｔｇ）が存在し、ガラス特有の性質を示したのに対し、酸化ホウ素の含有率が３質量％以下である本発明の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラス（Ｂ）については熱膨張率曲線が直線的に上昇しており、ガラス転移点（Ｔｇ）は存在しなかった。
【００５７】
即ち、本発明の結晶化ガラスは、４０〜８００℃までの温度域にガラス転移点（Ｔｇ）が存在せず、高温域における熱膨張率の顕著な増大はなく、従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスより熱膨張率が小さく、耐熱性が高いものである。具体的には、従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスが４０〜８００℃の温度域における平均線熱膨張係数が５７×１０-7（／℃）程度であるのに対し、本発明の結晶化ガラスは４５×１０-7（／℃）以下とすることが可能である。
【００５８】
なお、本明細書において「ガラス転移点（Ｔｇ）が存在しない」というときは、（ｉ）熱膨張率曲線に明瞭な屈曲点が存在する場合、又は（ii）４０〜４００℃までの温度域における熱膨張率曲線の傾きに対し、６００〜８００℃までの温度域における熱膨張率曲線の傾きが明らかに大なる場合、のいずれでもない場合を意味するものとする。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の結晶化ガラスにつき実施例を用いて具体的に説明するが、本発明の結晶化ガラスはこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例の結晶化ガラスについては、耐熱性、及び赤外光透過性の２項目について評価し、これらの評価に基づいて総合評価を行った。耐熱性、及び赤外光透過性の２項目については、以下の方法により評価した。
【００６０】
［耐熱性］
耐熱性の評価としては、結晶化ガラスから３ｍｍ×３ｍｍ×２０ｍｍの測定サンプルを切り出し、ＪＩＳ  Ｒ１６１８に記載の方法に準拠して、４０〜４００℃、４０〜６００℃、４０〜８００℃の３つの温度範囲で熱膨張係数を測定し、４０〜８００℃における熱膨張係数が、４０×１０-7（／℃）未満である場合を「◎」、４０×１０-7〜４５×１０-7（／℃）の範囲内である場合を「○」、４５×１０-7（／℃）超、５５×１０-7（／℃）以下の範囲内である場合を「△」、５５×１０-7（／℃）超である場合（従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスと同等又はそれより大なる場合）を「×」として表記した。
【００６１】
［赤外光透過性］
赤外光透過性の評価としては、その結晶化ガラスに白色光を透過させた際の透過光色が黄色である場合を「◎」、橙色である場合を「○」、赤色又は光が殆ど透過しない場合（表中では「なし」と記載）を「×」として表記した。なお、透過光色と赤外光の全光線透過率との間には相関がある。一般に、透過光色が黄色の場合における波長８００ｎｍの可視光の全光線透過率は８０％程度、橙色の場合は７０％程度、赤色の場合は４０％程度、光が殆ど透過しない場合は１０％未満である。即ち、透過光色が黄色ないし橙色であれば波長８００ｎｍの可視光の全光線透過率が５０％以上となるため、赤外光透過性は良好であるといえる。
【００６２】
［総合評価］
総合評価としては、耐熱性、赤外光透過性という２項目の評価が全て「×」である場合を「×」、上記２項目の評価のうち１項目のみが「×」である場合を「△」、上記２項目の評価のうち１項目も「×」がない場合を「○」、上記２項目の評価が全て「◎」である場合を「◎」として表記した。但し、上記２項目の評価のうち耐熱性が「△」であるものについては上記の基準に拘らず「△」として表記した。
【００６３】
（実施例１〜１３、比較例１）
表２に記載の主成分、核形成剤、ガラス清澄剤、及び修飾成分を表２に記載の比率で混合してガラス原料を調製し、そのガラス原料を溶融してガラスとした後、表３に記載の条件で熱処理（溶解、結晶化処理）を行うことによって、実施例、及び比較例の結晶化ガラスを得た。これらの結晶化ガラスについて耐熱性、赤外光透過性を評価した結果を表３に示す。
【００６４】
【表２】
2005187231.tif 000003
【００６５】
【表３】
2005187231.tif 000004
【００６６】
［評価］
表２及び表３に示すように、酸化ホウ素の含有率を３．０質量％以下とした結晶化ガラスは概ね良好な耐熱性を示した（実施例１，９〜１３）。特に、酸化ホウ素の含有率を０質量％とした実施例１の結晶化ガラスは、４０〜８００℃における熱膨張係数が、４０×１０-7（／℃）未満であり、極めて良好な耐熱性を示した。一方、酸化ホウ素の含有率が３質量％を超える結晶化ガラスは従前の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスと耐熱性が同等、或いはやや改善された程度であり、耐熱性の顕著な向上は認められなかった（実施例２〜８）。
【００６７】
また、酸化マグネシウムの含有率を０．１〜４．０質量％とした実施例２，９，１０，１３の結晶化ガラスは良好な赤外光透過性を示した。但し、酸化マグネシウムの含有率が０．１〜４．０質量％であっても、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％を超える場合、特に酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％を超える場合には、赤外光透過性が不良となる場合があった（実施例３〜８，１１，１２）。この原因は不明であるが、酸化ホウ素の含有率が高いと耐熱性のみならず赤外光透過性にも悪影響を及ぼすおそれがあるものと推定された。
【００６８】
一方、酸化マグネシウムの含有率が０．１質量％以下である結晶化ガラスは、赤外光透過性が不良であった（実施例１、比較例１）。これは、酸化マグネシウムの含有率が低いことに起因して、酸化マグネシウムの添加効果（赤外光透過性向上効果）を得ることができなかったものと推定された。
【００６９】
更に、酸化亜鉛を含有する結晶化ガラスは、赤外光透過性が不良であった（実施例１、比較例１）。これは、酸化亜鉛を含有せしめたことにより、ガラスを結晶化させる際に白濁が生じ、赤外光が透過し難くなったことによるものと推定された。
【００７０】
実施例１〜１３の結晶化ガラスの中では、酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下、酸化リチウムの含有率が０．３〜０．５質量％、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜３．０質量％、酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％以下である実施例９，１０，１３の結晶化ガラスが耐熱性、赤外線透過性の双方に優れており、良好な結果を示した。
【００７１】
（実施例１４〜２８）
表４に記載の主成分、核形成剤、ガラス清澄剤、及び修飾成分を表４に記載の比率で混合してガラス原料を調製し、そのガラス原料を溶融してガラスとした後、表５に記載の条件で熱処理（溶解、結晶化処理）を行うことによって、実施例、及び比較例の結晶化ガラスを得た。これらの結晶化ガラスについて耐熱性、赤外光透過性を評価した結果を表５に示す。
【００７２】
【表４】
2005187231.tif 000005
【００７３】
【表５】
2005187231.tif 000006
【００７４】
［評価］
表４及び表５に示すように、酸化ホウ素の含有率を３．０質量％以下とした結晶化ガラスは概ね良好な耐熱性を示した（実施例１４〜１９，２４，２５）。特に、酸化ホウ素の含有率を０質量％とした結晶化ガラスは、４０〜８００℃における熱膨張係数が、４０×１０-7（／℃）未満であり、極めて良好な耐熱性を示した（実施例１５，１７，１９）。
【００７５】
但し、酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下であっても、酸化リチウムの含有率が０．５質量％を超える場合には耐熱性が不良となる場合があった（実施例２０〜２２）。これは、酸化リチウムの含有率が高いと、熱膨張率が大きいシリカの析出が惹起される等の理由によるものと推定された。実際に、実施例２０の結晶化ガラスではシリカの析出が確認された。
【００７６】
また、酸化マグネシウムの含有率を１．０〜４．０質量％とした結晶化ガラスは概ね良好な赤外光透過性を示した（実施例１４〜１９，２２，２４〜２８）。但し、酸化マグネシウムの含有率が１．０質量％以上であっても、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％を超える場合には赤外光透過性が不良となる場合があった（実施例２０，２１，２３）。この原因は不明であるが、酸化ホウ素の含有率が高いと耐熱性のみならず赤外光透過性にも悪影響を及ぼすおそれがあるものと推定された。
【００７７】
一方、酸化マグネシウムの含有率が４．０質量％を超える結晶化ガラスは、赤外光透過性は良好であるものの、酸化ホウ素の含有率を３．０質量％以下とした場合でも、耐熱性が不良であった（実施例２６）。これは、酸化マグネシウムの含有率が高いと、結晶化処理の際に、熱膨張率が大きいヘキサセルジアン相の形成が助長される等の理由によるものと推定された。実際に、実施例２６の結晶化ガラスではヘキサセルジアンの析出が確認された。
【００７８】
また、酸化マグネシウムの含有率が４．０質量％以下であっても、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％を超える場合、特に酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％を超える場合には耐熱性が不良となる場合があった（実施例２７，２８）。これは、酸化ホウ素の含有率が高いと耐熱性のみならず赤外光透過性にも悪影響を及ぼすおそれがあるものと推定された。
【００７９】
実施例１４〜２８の結晶化ガラスの中では、酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下、酸化リチウムの含有率が０．３質量％、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜３．０質量％、酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．５質量％以下である実施例１４，１６，１８，２４，２５の結晶化ガラスが耐熱性、赤外線透過性の双方に優れており、良好な結果を示した。更に、酸化ホウ素の含有率が０質量％、酸化リチウムの含有率が０．３〜０．５質量％、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜３．０質量％である実施例１５，１７，１９の結晶化ガラスは耐熱性、赤外線透過性の双方が顕著に優れており、極めて良好な結果を示した。
【００８０】
（実施例２９〜４１）
表６に記載の主成分、核形成剤、ガラス清澄剤、及び修飾成分を表６に記載の比率で混合してガラス原料を調製し、そのガラス原料を溶融してガラスとした後、表７に記載の条件で熱処理（溶解、結晶化処理）を行うことによって、実施例、及び比較例の結晶化ガラスを得た。これらの結晶化ガラスについて耐熱性、赤外光透過性を評価した結果を表７に示す。
【００８１】
【表６】
2005187231.tif 000007
【００８２】
【表７】
2005187231.tif 000008
【００８３】
［評価］
表６及び表７に示すように、酸化ホウ素の含有率を３．０質量％以下とした結晶化ガラスは概ね良好な耐熱性を示した（実施例２９，３１，３３〜４１）。但し、酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下であっても、酸化マグネシウムの含有率が２．０質量％を超える場合には耐熱性が不良となる場合があった（実施例３０，３２）。これは、酸化マグネシウムの含有率が高いと、結晶化処理の際に、熱膨張率が大きいヘキサセルジアン相の形成が助長される等の理由によるものと推定された。
【００８４】
また、酸化マグネシウムの含有率を１．０〜４．０質量％とした結晶化ガラスは概ね良好な赤外光透過性を示した（実施例３３〜４１）。但し、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜４．０質量％であっても、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％を超える場合、特に酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％を超える場合には赤外光透過性が不良となる場合があった（実施例２９〜３２）。この原因は不明であるが、酸化ホウ素の含有率が高いと耐熱性のみならず赤外光透過性にも悪影響を及ぼすおそれがあるものと推定された。
【００８５】
更に、酸化亜鉛を含有する結晶化ガラスは、赤外光透過性が不良であった（実施例３１，３２）。これは、酸化亜鉛を含有せしめたことにより、ガラスを結晶化させる際に白濁が生じ、赤外光が透過し難くなったことによるものと推定された。
【００８６】
実施例２９〜４１の結晶化ガラスの中では、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％以下、酸化リチウムの含有率が０．３〜０．５質量％、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜３．０質量％、酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％以下である実施例３３〜４１の結晶化ガラスが耐熱性、赤外線透過性の双方に優れており、良好な結果を示した。
【００８７】
（実施例４２〜５０）
表８に記載の主成分、核形成剤、ガラス清澄剤、及び修飾成分を表９に記載の比率で混合してガラス原料を調製し、そのガラス原料を溶融してガラスとした後、表９に記載の条件で熱処理（溶解、結晶化処理）を行うことによって、実施例、及び比較例の結晶化ガラスを得た。なお、実施例４７〜５０の結晶化ガラスについては、ガラス原料中のシリカの一部に代えてリン酸アルミニウムを添加する方法により、主成分として含有されるシリカの一部がリン酸アルミニウムに置換された結晶化ガラスとした。これらの結晶化ガラスについて耐熱性、赤外光透過性を評価した結果を表９に示す。
【００８８】
【表８】
2005187231.tif 000009
【００８９】
【表９】
2005187231.tif 000010
【００９０】
［評価］
表８及び表９に示すように、酸化ホウ素の含有率を３．０質量％以下とした結晶化ガラスは概ね良好な耐熱性を示した（実施例４２〜４４，５０）。但し、酸化ホウ素の含有率が３．０質量％以下であっても、酸化マグネシウムの含有率が２．０質量％を超える場合には耐熱性が不良となる場合があった（実施例４５〜４９）。これは、酸化マグネシウムの含有率が高いと、結晶化処理の際に、熱膨張率が大きいヘキサセルジアン相の形成が助長される等の理由によるものと推定された。
【００９１】
また、酸化マグネシウムの含有率を１．０〜４．０質量％とした結晶化ガラスは概ね良好な赤外光透過性を示した（実施例４２，４３，４９，５０）。但し、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜４．０質量％であっても、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％を超える場合、特に酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％を超える場合には赤外光透過性が不良となる場合があった（実施例４４〜４８）。この原因は不明であるが、酸化ホウ素の含有率が高いと耐熱性のみならず赤外光透過性にも悪影響を及ぼすおそれがあるものと推定された。
【００９２】
更に、主成分のシリカの一部がリン酸アルミニウムに置換された結晶化ガラスも、リン酸アルミニウムを含まない結晶化ガラスと同等の耐熱性、赤外光透過性を示すことに加え、表中には記載しなかったが、ガラス溶融の際の粘性が低下しており、ガラスの溶融性が向上したことが認められた。
【００９３】
実施例４２〜５０の結晶化ガラスの中では、酸化ホウ素の含有率が１．５質量％以下、酸化リチウムの含有率が０．３〜０．５質量％、酸化マグネシウムの含有率が１．０〜３．０質量％、酸化ホウ素と酸化マグネシウムの含有率の合計が４．０質量％以下である実施例４２，４３，５０の結晶化ガラスが耐熱性、赤外線透過性の双方に優れており、良好な結果を示した。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスは、光源ランプの光を反射させるための反射鏡を構成する反射鏡用基体、特に、照明装置や映写機光源の反射鏡用基体として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１（ａ）は、光源ランプから照射される可視光を反射させるための反射鏡を示す側面断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す反射鏡に光源ランプを設置した状態を示す側面断面図である。
【図２】酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスについて、波長３００〜２６００ｎｍの光に対する全光線透過率を測定した結果を示すグラフである。
【図３】酸化バリウム−アルミナ−シリカ系結晶化ガラスの４０〜８００℃における熱膨張係数を測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９６】
１０…反射鏡用基体、１０ａ…放物曲面、１０ｂ…ネック部、１２…交互多層膜、１４…光源ランプ。
【図１】
2005187231.tif 000011
【図２】
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【図３】
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