(57)【要約】  鉛成分を含有せず、多量な希土類酸化物を含有するガラスにおいて、鉛ガラスに匹敵する遮蔽能力を有し、しかも表面硬度が高く可視域での透明性が極めて高い放射線遮蔽ガラスを提供すること。  酸化物基準の質量％で、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量を２５％を超え９０％以下含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラス組成物である。また、ＳｉＯ２及び／またはＢ２Ｏ３及び／またはＧｅＯ２及び／またはＰ２Ｏ５の合計量を１０〜７０％、Ｍ２Ｏ３を０〜５％、ＺｎＯを０〜３０％、ＲＯを０〜１０％、Ｒｎ２Ｏを０〜１０％含有させることで、より失透に対して安定で、透明性も放射線遮蔽能力も優れたガラスを得ることができる。
2007077681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準の質量％で、
Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量を２５％を超え９０％以下を含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラス組成物。
【請求項２】
酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２及び／またはＢ２Ｏ３及び／またはＧｅＯ２及び／またはＰ２Ｏ５の合計量を１０〜７０％、Ｍ２Ｏ３を０〜５％（ＭはＡｌ，Ｇａ，Ｉｎからなる群より選択される１種以上を示す。）、ＺｎＯを０〜３０％、ＲＯを０〜１０％（ＲはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示す。）、Ｒｎ２Ｏを０〜１０％（ＲｎはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上を示す。）、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量を０〜５％の範囲で各成分を含有する請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
酸化物基準の質量％で、Ｌａ２Ｏ３及び／またはＹ２Ｏ３及び／またはＹｂ２Ｏ３の合計量を０〜６０％含有する請求項１または２に記載のガラス組成物。
【請求項４】
酸化物基準の質量％で、Ｃｅ２Ｏ３を０〜１０％含有する請求項１から３いずれかに記載のガラス組成物。
【請求項５】
酸化物基準の質量％で、ＴｉＯ２を０〜１５％含有する請求項１から４いずれかに記載のガラス組成物。
【請求項６】
酸化物基準の質量％で、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種または２種以上を合計０〜３０％含有する請求項１から５いずれかに記載のガラス組成物。
【請求項７】
密度が３．２ｇ／ｃｍ３以上である請求項１から６いずれかに記載のガラス組成物。
【請求項８】
厚みが１０ｍｍの前記ガラス組成物において、４００ｎｍの波長における透過率が４０％以上、５５０ｎｍの波長における透過率が８０％以上である請求項１から７いずれかに記載のガラス組成物。
【請求項９】
ヌープ硬さが５００Ｎ／ｍｍ２以上である請求項１から８いずれかに記載のガラス組成物。
【請求項１０】
請求項１から９いずれかに記載のガラス組成物である放射線遮蔽ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス組成物に関し、さらに詳しくは、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の希土類酸化物を多量に含有するガラス組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線、γ線等の放射線を取り扱う施設において、仕事をし易くするため、及び業務に携わる人々を放射線から守るために、放射線遮蔽ガラスが使用されている。このようなガラスとしては、可視域に高い透明性と、放射線に対して優れた遮蔽能力（吸収能力）が要求される。遮蔽能力はガラスの質量吸収係数と密度に比例するので、昔から密度の大きい鉛ガラスが使われている。【０００３】
しかし、鉛成分は有害物質であるため、鉛成分を多量に含む放射線遮蔽ガラスは、その製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要があるため、コストが高くなるという問題を有していた。また、鉛成分を多量に含む放射線遮蔽ガラスは、ガラス表面の汚れを落とすために、表面をクリーニングした後、ガラス表面に「ヤケ」が発生し、この「ヤケ」により、ガラスの透明性が著しく低下することも問題となっていた。【０００４】
また、表面硬度が低いため、研磨や切断等の加工工程において、表面にキズがつき易く、キズを原因としてガラスが割れることがあった。【０００５】
従って、鉛成分を含まない放射線遮蔽ガラスが開発されており、下記の特許文献１には、本質的に鉛成分を含有せず、ＳｉＯ２−ＢａＯ系のガラスであって、密度が３．０１ｇ／ｃｍ３以上である放射線遮蔽ガラスが開示されている。また、下記の特許文献２には、本質的には、鉛成分を含有せず、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３を含有し、１００ｋＶのＸ線に対する鉛当量が、０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラスが開示されている。
【特許文献１】特開平６−１２７９７３号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２の放射線遮蔽ガラスは、遮蔽能力が鉛ガラスに比べてかなり低いため、主にエネルギーの低い放射線を取り扱う場所に使用が限定されていた。【０００７】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、鉛成分を含有せず希土類酸化物を多量に含ませたガラス系において、高い放射線遮蔽能力を有するガラス組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の希土類酸化物を多量に含むガラス組成物は、鉛ガラスと同様に優れる放射線遮蔽能力を示し、しかも鉛ガラスより高い透明性と表面硬度を有することを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。【０００９】
（１）  酸化物基準の質量％で、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量を２５％を超え９０％以下含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるガラス組成物。【００１０】
Ｘ線等のような高エネルギーの放射線に対する遮蔽能力は、密度に比例することが知られている。本発明のガラス組成物によれば、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量を多量に含有させることにより、ガラスの密度を大きくすることができるため、高い放射線遮蔽能力を容易に得られる。また、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であるため、高エネルギーの放射線を取り扱う場合においても、好適に用いることができる。【００１１】
（２）  酸化物基準の質量％で、ＳｉＯ２及び／またはＢ２Ｏ３及び／またはＧｅＯ２及び／またはＰ２Ｏ５の合計量を１０〜７０％、Ｍ２Ｏ３を０〜５％（ＭはＡｌ，Ｇａ，Ｉｎからなる群より選択される１種以上を示す。）、ＺｎＯを０〜３０％、ＲＯを０〜１０％（ＲはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示す。）、Ｒｎ２Ｏを０〜１０％（ＲｎはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上を示す。）、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量を０〜５％の範囲で各成分を含有する（１）に記載のガラス組成物。【００１２】
この態様によれば、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量を多量に含有しているため、ガラスの密度を容易に大きくすることができる。さらにＳｉＯ２及び／またはＢ２Ｏ３及び／またはＧｅＯ２及び／またはＰ２Ｏ５、Ｍ２Ｏ３（ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群より選択される１種以上を示す。）、ＺｎＯ、ＲＯ（ＲはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示す。）、Ｒ２Ｏ（ＲｎはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上を示す。）等の成分を含有しているので、失透がなく安定なガラス組成物を作ることが容易にできる。【００１３】
（３）  酸化物基準の質量％で、Ｌａ２Ｏ３及び／またはＹ２Ｏ３及び／またはＹｂ２Ｏ３の合計量を０〜６０％含有する（１）または（２）に記載のガラス組成物。【００１４】
この態様によれば、Ｌａ２Ｏ３及び／またはＹ２Ｏ３及び／またはＹｂ２Ｏ３はガラスの溶融性と安定性の向上に寄与し、さらにガラスの密度を高める効果があるので、より安定した放射線遮蔽能力の高いガラス組成物を容易に提供することができる。【００１５】
（４）  酸化物基準の質量％で、Ｃｅ２Ｏ３を０〜１０％含有する（１）から（３）いずれかに記載のガラス組成物。【００１６】
この態様によれば、Ｃｅ２Ｏ３は、放射線遮蔽能力の向上に寄与する成分であり、特に、放射線の照射による着色を防ぐ効果を有する任意成分である。従って、長期間の使用においても、透明性を有し、放射線遮蔽能力の高いガラス組成物を容易に提供することができる。【００１７】
（５）  酸化物基準の質量％で、ＴｉＯ２を０〜１５％含有する（１）から（４）いずれかに記載のガラス組成物。【００１８】
この態様によれば、ＴｉＯ２は、ガラスの表面硬さを向上させる効果を有する成分であり、ガラスの表面硬度が高く、放射線遮蔽能力に優れるガラス組成物を容易に提供することができる。【００１９】
（６）  酸化物基準の質量％で、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種または２種以上を合計０〜３０％含有する（１）から（５）いずれかに記載のガラス組成物。【００２０】
この態様によれば、上記成分は放射線遮蔽能力、及びガラスの表面硬さの向上に効果があるため、上記成分を含有したガラス組成物は、放射線遮蔽ガラスとして好適に用いられる。【００２１】
（７）  密度が３．２ｇ／ｃｍ３以上である（１）から（６）いずれかに記載のガラス組成物。【００２２】
この態様によれば、密度が３．２ｇ／ｃｍ３以上であるため、高い放射線遮蔽能力を得易い。【００２３】
（８）  厚みが１０ｍｍの前記ガラス組成物において、４００ｎｍの波長における透過率が４０％以上、５５０ｎｍの波長における透過率が８０％以上である（１）から（７）いずれかに記載のガラス組成物。【００２４】
この態様によれば、４００ｎｍの波長における透過率が４０％以上、５５０ｎｍの波長における透過率が８０％以上であるため、可視域での透明性が高く、Ｘ線、γ線等の放射線を取り扱う施設の遮蔽として使用した場合の施設等の内部の観察がし易いガラス組成物を容易に提供することができる。【００２５】
（９）  ヌープ硬さ（ＨＫ）が５００Ｎ／ｍｍ２以上である（１）から（８）いずれかに記載のガラス組成物。【００２６】
この様態によれば、ヌープ硬さ（ＨＫ）が５００Ｎ／ｍｍ２以上であるため、ガラスの表面に傷つき難くて機械的強度の高い放射線遮蔽能力に優れるガラス組成物を容易に提供することができる。【００２７】
（１０）  （１）から（９）いずれかに記載のガラス組成物である放射線遮蔽ガラス。【００２８】
この様態によれば、ガラス組成物は、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上と放射線遮蔽能力に優れ、また可視域での透明性が高くて透過性に優れ、表面硬度も高いので、放射線遮蔽ガラスとして適している。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のガラス組成物は、ガラス成分として、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量を多量に含有するため、ガラスの密度を大きくし、鉛当量を大きくすることができるため、鉛成分を含有しなくても、鉛成分を含有するガラスに匹敵する放射線遮蔽能力を有するガラス組成物を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１及び実施例４のガラス組成物における分光透過率曲線を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
次に、本発明のガラス組成物において、具体的な実施態様について説明する。
【００３２】
［ガラス成分］
本発明のガラス組成物を構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有率は特に断りがない場合は全て質量％（ｗｔ％とも記載する）で記載されるものとする。なお、本願明細書中において質量％で表されるガラス組成は全て酸化物基準での質量％で表されたものである。ここで、「酸化物基準」とは、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の質量の総和を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
【００３３】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の成分はガラスの密度を大きくし、ガラスに高い放射線遮蔽能力を付与するため、本発明の目的を達成するのに欠かせない成分である。しかし、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の成分を過剰に含有するとガラスの安定性が損なわれ、少なすぎると本発明の目的を満たすことができない。よって、Ｇｄ２Ｏ３及び／またはＤｙ２Ｏ３及び／またはＬｕ２Ｏ３の合計量は２５％を超え、より好ましくは３０％、最も好ましくは３５％を下限とし、上限としては好ましくは９０％、より好ましくは８０％、最も好ましくは７５％である。Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３の成分の内、特にＧｄ２Ｏ３成分を含むガラスは高い放射線遮蔽能力を有すると同時に失透に対する安定性がより高い。従って、Ｇｄ２Ｏ３成分を少なくとも２５％を超えて含有させるのが望ましい。
【００３４】
ＳｉＯ２及び／またはＢ２Ｏ３及び／またはＧｅＯ２及び／またはＰ２Ｏ５の成分は、ガラス形成酸化物で、失透がなく透明性の高いガラスを得るのに不可欠であるが、含有量が多すぎるとガラスの放射線遮蔽能力が低下し、少なすぎるとガラスの安定性が低下する。よってこれら合計量の下限は１０％、より好ましくは１５％、上限として好ましくは７０％、より好ましくは６５％である。
【００３５】
ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３の成分はガラス形成酸化物で、安定したガラスを得るのに少なくともいずれかが含まれることが好ましい。安定したガラスを得るためには、これら成分含量の合計量の下限値は好ましくは１０％、より好ましくは１２％、最も好ましくは１６％とする。また、これらの成分の含有量が多すぎると、放射線遮蔽能力が減少し易いので、高い放射線遮蔽能力を得るためには、含有量の上限を７０％とすることが好ましく、６０％とすることがより好ましく、５５％とすることが最も好ましい。
【００３６】
ＳｉＯ２及びＢ２Ｏ３の成分は、単独でガラス中に導入しても本発明の目的を達成することができるが、同時に使用することにより、ガラスの溶融性、安定性及び化学的耐久性が向上するので、同時に使用することが好ましい。
【００３７】
ＧｅＯ２成分は、ＳｉＯ２成分と同様な働きをするので、ＳｉＯ２成分の一部または全部を置換することが可能であるが、高価であるため、上限値を３０％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがより好ましく、１５％以下とすることが最も好ましい。
【００３８】
Ｐ２Ｏ５成分は、ＳｉＯ２またはＢ２Ｏ３の成分と同様な働きをするので、ＳｉＯ２またはＢ２Ｏ３の成分の一部または全部を置換することが可能である。しかしその量が多すぎるとガラスの分相傾向が強くなる。従って、上限値を２０％とすることが好ましく、１０％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。
【００３９】
Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３及びＩｎ２Ｏ３の成分は、いずれも必須ではないが、ガラスの溶融性、安定性、化学耐久性の向上に効果があるので、添加できる。しかし、その量が５％を超えると、熔解温度が上昇し、泡が切り難くなるので、５％以下に限定するのが好ましい。これらの成分のうち、特にＡｌ２Ｏ３成分は効果が最も大きいので、含有させるのが好ましい。
【００４０】
ＺｎＯ成分は、ガラスの溶融性、安定性、化学耐久性の向上には効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生し易くなり、放射線遮蔽能力も低下し易い。従って、上限値を３０％とすることが好ましく、２５％とすることがより好ましく、２０％とすることが最も好ましい。
【００４１】
ＲＯ成分（ＲはＢａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示す。）は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果がある成分であるが、その量が多すぎると、ガラスの安定性を低下させ易くする。従って、合計量で上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。また、ＲＯ成分の内、特にＢａＯ成分とＳｒＯ成分は上記の効果以外に、本発明の目的である放射線の遮蔽能力の向上にも効果があるので、特に重要である。
【００４２】
ＢａＯ成分はガラスの溶融性、安定性及び放射線遮蔽能力の向上に効果があるが、その量が多すぎるとガラスの安定性がかえって低くなり易い。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。
【００４３】
ＳｒＯ成分はガラスの溶融性、安定性及び放射線遮蔽能力の向上に効果があるが、その量が多すぎるとガラスの安定性がかえって低くなり易い。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。
【００４４】
ＣａＯ成分は、ガラスの溶融性を改善させるのには効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生し易くなり、放射線遮蔽能力も低下し易い。従って、上限値を５％とすることが好ましく、３％とすることがより好ましく、１％とすることが最も好ましい。
【００４５】
ＭｇＯ成分は、ガラスの溶融性の改善には効果的な成分であるが、その量が多すぎると失透が発生し易くなり、放射線遮蔽能力も低下し易い。従って、上限値を５％とすることが好ましく、３％とすることがより好ましく、１％とすることが最も好ましい。
【００４６】
Ｒｎ２Ｏ成分（ＲｎはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓからなる群より選択される１種以上を示す。）は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果があると共に、放射線照射による着色の防止にも効果がある成分である。しかし、その量が多すぎると、ガラスの安定性が悪くなり、放射線遮蔽能力も大きく低下し易い。従って、合計量の上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。また、Ｒｎ２Ｏ成分を２種以上組み合わせると、放射線照射による着色の防止により大きな効果が得られる。
【００４７】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善する成分であるが、その量が多すぎると、失透が発生し易くなり、放射線遮蔽能力も低下し易い。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。
【００４８】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善する成分であるが、その量が多すぎると、失透が発生し易くなり、放射線遮蔽能力も低下し易い。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。
【００４９】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善する成分であるが、その量が多すぎると、失透が発生し易くなり、放射線遮蔽能力も低下し易い。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、３％とすることが最も好ましい。
【００５０】
Ｃｓ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性を改善し、さらに放射線遮蔽能力の向上にも寄与する成分であるが、その量が多すぎると、失透が発生し易くなる。従って、上限値を１０％とすることが好ましく、８％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。
【００５１】
Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３の成分は、ガラス溶融の脱泡のために任意に添加することができる成分である。Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量では、５％以下で十分に効果を有する。また、Ａｓ２Ｏ３成分は、ガラスを製造、加工、及び廃棄をする際に環境対策上の措置を講ずる必要がある。従って、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３の合計量で、上限値を５％とすることが好ましく、３％とすることがより好ましく、１％とすることが最も好ましい。
【００５２】
Ｌａ２Ｏ３及び／またはＹ２Ｏ３及び／またはＹｂ２Ｏ３の成分は安定性の向上に寄与する効果があるので、添加できる成分であるが、良好な効果を得るためには、上述のＧｄ２Ｏ３成分またはＤｙ２Ｏ３成分またはＬｕ２Ｏ３成分の一部を置き換える形で添加するのが最も好ましい。しかし、添加しすぎると、ガラスの放射線遮蔽能力が低下し易いので、その合計量の上限を６０％とすることが好ましく、５０％とすることがより好ましく、４０％とすることが最も好ましい。
【００５３】
Ｃｅ２Ｏ３成分は、放射線の照射による着色を防ぐ効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎると、ガラスの吸収端が長波長側にシフトし、可視域での透明性の低下を招くことがある。従って、上限値を１０％以下とすることが好ましく、３％以下とすることがより好ましく、１％以下とすることが最も好ましい。
【００５４】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの安定性と表面の硬さの向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、１５％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることがより好ましく、５％以下とすることが最も好ましい。
【００５５】
ＺｒＯ２成分は、放射線遮蔽能力とガラスの表面硬さの向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を低下させ易くする。従って、上限値を２０％とすることが好ましく、１５％とすることがより好ましく、１０％とすることが最も好ましい。
【００５６】
ＳｎＯ２成分は、放射線遮蔽能力の向上に効果がある任意成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を低下させ易くする。従って、上限値を１５％とすることが好ましく、１０％とすることがより好ましく、５％とすることが最も好ましい。
【００５７】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、放射線遮蔽能力の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低下し易いので、２５％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがより好ましく、１０％以下とすることが最も好ましい。
【００５８】
Ｔａ２Ｏ５成分は、放射線遮蔽能力の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性を低下させ易くする。従って、上限値を３０％とすることが好ましく、２５％とすることがより好ましく、２０％とすることが最も好ましい。
【００５９】
ＷＯ３成分は、放射線遮蔽能力の向上に効果がある成分である。任意に添加することができる成分であるが、その量が多すぎるとガラスの安定性が低下し易いので、２５％以下とすることが好ましく、２０％以下とすることがより好ましく、１５％以下とすることが最も好ましい。
【００６０】
なお、ガラスの安定性を極力低下させないため、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種または２種以上の合計量の上限値を３０％とすることが好ましく、２５％とすることがより好ましく、２０％とすることが最も好ましい。さらに、これらの成分のうち、ＺｒＯ２とＷＯ３の成分は化学耐久性の向上に効果がより大きいので、どちらか、または両者を同時に含有させた方が好ましい。
【００６１】
＜含有させるべきでない成分について＞
他の成分を本発明のガラス組成物の特性を損なわない範囲で必要に応じ、添加することができる。ただし、Ｔｉを除くＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ及びＭｏ等の各遷移金属成分は、それぞれを単独または複合して少量含有した場合においても、ガラスが着色し、可視域の特定の波長に吸収を生じさせる。従って、本発明のガラス組成物においては、実質的に含まないことが好ましい。ここでいう実質的に含まないこととは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
【００６２】
Ｐｂ，Ｔｈ，Ｃｄ，Ｔｌ，Ｏｓの各成分は、近年有害な化学物資として使用を控える傾向にあるため、ガラスの製造工程のみならず、加工工程、及び製品化後の処分に至るまで環境対策上の措置が必要とされる。従って、環境上の影響を重視する場合には実質的に含まないことが好ましい。
【００６３】
また、本発明のガラス組成物は、密度が３．２ｇ／ｃｍ３以上のものを得ることができる。さらに好ましい密度の範囲は３．５ｇ／ｃｍ３以上であり、特に好ましい密度の範囲は４．０ｇ／ｃｍ３以上である。
【００６４】
本発明のガラス組成物は、可視域での透明性が高く、厚み１０ｍｍのガラス組成物において４００ｎｍにおける透過率が４０％以上で、５５０ｎｍにおける透過率が８０％以上である。
【００６５】
また、本発明のガラス組成物は、ヌープ硬さ（ＨＫ）が５００Ｎ／ｍｍ２以上であり、より好ましくは５５０Ｎ／ｍｍ２であり、最も好ましくは６００Ｎ／ｍｍ２である。
【００６６】
本発明において、放射線遮蔽能力は鉛当量で表される。鉛当量とはＸ線の遮蔽能力が等しい鉛板の厚みで表され、この値が大きいほど放射線遮蔽能力が優れることを意味する。本発明のガラス組成物について１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は、ＪＩＳ４５０１に準じた方法で測定した鉛当量を厚み１ｍｍに換算して求めた。本発明のガラス組成物の鉛当量は０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることが好ましく、０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることがより好ましい。０．１ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることが最も好ましい。
【００６７】
このように、本発明のガラス組成物は、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０３ｍｍＰｂ／ｍｍ以上であり、可視域での透明性が高く、厚み１０ｍｍのガラス組成物において４００ｎｍにおける透過率が４０％以上で、５５０ｎｍにおける透過率が８０％以上であり、また、ヌープ硬さが５００Ｎ／ｍｍ２以上であるので、放射線遮蔽能力が高くて、透過性に優れる放射線遮蔽ガラスとして適している。
【００６８】
［製造方法］
本発明のガラス組成物は、通常のガラスを製造する方法であれば、特に限定されないが、例えば、以下の方法により製造することができる。各出発原料（酸化物、炭酸塩、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、フッ化物塩等）を所定量秤量し、均一に混合する。混合した原料を石英坩堝、アルミナ坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝またはイリジウム坩堝に投入し、熔解炉で１１００〜１５００℃で１〜１０時間熔解する。その後、撹拌、均質化した後、適当な温度に下げて金型等に鋳込み、ガラスを製造する。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００７０】
＜実施例１〜１９＞
表１〜３に示す実施例１から１９の組成（単位はｗｔ％）で出発原料を秤量し、均一に混合した後、白金坩堝に入れて１３００〜１４００℃で２〜４時間熔解する。その後、金型に鋳込み、ガラスを作製した。【００７１】
＜比較例１＞
比較例として放射線遮蔽用ガラスとして使われている鉛含有ガラスを作製した。【００７２】
表３に示した比較例１の組成になるようにバッチを調合した。先ず石英坩堝を使って１３００℃で１時間２０分間熔解し、カレットを作製した。その後、カレットを白金坩堝に入れて１３２０℃で２時間３０分間熔解してから、金型に鋳込み、ガラスを作製した。【００７３】
表１〜３に実施例１〜１９と比較例１の密度、透明性、ヌープ硬さ、鉛当量を示した。密度は、アルキメデス法により測定を行った。透過率測定については、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０２に準じて行った。なお、本発明においては、着色度ではなく透過率を示した。具体的には、厚さ１０±０．１ｍｍの対面平行研磨品をＪＩＳＺ８７２２に準じ、２００〜８００ｎｍの分光透過率を測定した。波長４００ｎｍと５５０ｎｍにおける透過率を求めて本発明の透明性を表す指標とした。ヌープ硬さ（ＨＫ）の測定は日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０９に準じて行った。鉛当量は、ＪＩＳＺ４５０１に準じて、管電圧１５０ｋＶで測定した。【００７４】
【表１】
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【００７５】
【表２】
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【００７６】
【表３】
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【００７７】
図１に実施例１及び実施例４のガラス組成物における分光透過率曲線を示す。横軸に波長（ｎｍ）、縦軸に分光透過率（％）を示す。なお、これらの透過率には反射損失が含まれている。図１に示すように、本発明のガラス組成物は全可視域にわたって極めて高い透明性を有することがわかる。また、表１〜３に見られるように本発明のガラス組成物は既存の鉛ガラスを上回る透明性を有することがわかる。【００７８】
表１〜３によると、本発明のガラス組成物の表面硬さ（ヌープ硬さ）は鉛ガラスより１．５倍以上高いことがわかる。【００７９】
表１〜３によると、本発明のガラス組成物は鉛当量が高く、鉛ガラスと同等またはそれ以上の放射線遮蔽能力を有することがわかる。
【図１】
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【国際調査報告】
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