(57)【要約】  鉛成分を含有しないＢｉ２Ｏ３系ガラスにおいて、鉛ガラスと同等又はそれ以上の遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを提供すること。  モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を０．５〜８０％含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラスである。また、ＳｉＯ２の含有量を７０％以下とし、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計量を３〜７０％含有させることで、より安定で、放射線遮蔽能力の高いガラスを得ることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を０．５〜８０％含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラス。
【請求項２】
密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上である請求項１記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項３】
厚みが１０ｍｍの前記放射線遮蔽ガラスにおいて、５５０ｎｍの波長における透過率が７０％以上である請求項１又は２記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項４】
モル％で、ＳｉＯ２の含有量が７０％以下である請求項１から３いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項５】
モル％で、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の含有量の合計が３〜７０％である請求項１から４いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項６】
モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を３〜８０％、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２の合計量を３〜６０％、ＲＯ及びＲｎ２Ｏの合計量を５〜６０％（ＲはＺｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示し、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から５いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項７】
Ｂ２Ｏ３及び／又はＳｉＯ２の一部又は全部をＧｅＯ２又はＰ２Ｏ５で置換してなる請求項５又は６記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項８】
モル％で、ＢａＯ及び／又はＳｒＯを１％以上含有する請求項１から７いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項９】
モル％で、Ｃｅ２Ｏ３を０〜１５％以上含有する請求項１から８いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１０】
モル％で、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の１種又は２種以上を合計０〜２０％含有する請求項１から９いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１１】
モル％で、ＴｉＯ２を０〜１５％含有する請求項１から１０いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１２】
モル％で、Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上を示す。）を合計０〜５０％含有する請求項１から１１いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１３】
モル％で、ＴｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種又は２種以上を合計０〜２０％含有する請求項１から１２いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。
【請求項１４】
モル％で
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。
【請求項１５】
モル％で
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｄｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有す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、放射線遮蔽ガラスに関し、更に詳しくは、酸化ビスマスを含有する放射線遮蔽ガラスに関する。
【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、仕事をしやすくするため、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、表面にキズがつきやすく、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低いため、完全に鉛ガラスとの代替はできず、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、鉛成分を含有しないＢｉ２Ｏ３系ガラスにおいて、鉛ガラスと同等又はそれ以上の遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｂｉ２Ｏ３系ガラスは、鉛ガラスと同様に、高い密度を有し、高い透明性と優れた放射線遮蔽能力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）  モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を０．５〜８０％含有し、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量は０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上である放射線遮蔽ガラス。【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。本発明の放射線遮蔽ガラスによれば、Ｂｉ２Ｏ３を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有する。また、１５０ｋＶのＸ線に対する鉛当量が０．０５ｍｍＰｂ／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）  密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上である（１）記載の放射線遮蔽ガラス。【００１２】
この態様によれば、密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上であるため、高い遮蔽能力を有する。【００１３】
（３）  厚みが１０ｍｍの前記放射線遮蔽ガラスにおいて、５５０ｎｍの波長における透過率が７０％以上である（１）又は（２）記載の放射線遮蔽ガラス。【００１４】
この態様によれば、５５０ｎｍの波長における透過率が７０％以上であるため、光透過率がよく、内部の観察をしやすい放射線遮蔽ガラスを提供することができる。【００１５】
（４）  モル％で、ＳｉＯ２の含有量が７０％以下である（１）から（３）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００１６】
この態様によれば、ＳｉＯ２の含有量が５０％以下であるため、安定して放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。【００１７】
（５）  モル％で、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の含有量の合計が３〜７０％である（１）から（４）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００１８】
この態様によれば、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３は、ガラス形成酸化物であり、上記範囲内で含有させることにより、安定なガラス、放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。【００１９】
（６）  モル％で、Ｂｉ２Ｏ３を３〜８０％、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２の合計量を３〜６０％、ＲＯ及びＲｎ２Ｏの合計量を５〜６０％（ＲはＺｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇからなる群より選択される１種以上を示し、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）から（５）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００２０】
この態様によれば、Ｂｉ２Ｏ３を含有しているため、ガラスの密度を大きくすることができる。また、ＲＯ成分の内、特にＢａＯ及びＳｒＯ成分も同様に、ガラスの密度を高める効果を有する。Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３は、ガラス溶融時の脱泡性を良くするために使用され、ガラス内の泡を無くし、密度を大きくすることができる。【００２１】
（７）  Ｂ２Ｏ３及び／又はＳｉＯ２の一部又は全部をＧｅＯ２又はＰ２Ｏ５で置換してなる（５）又は（６）記載の放射線遮蔽ガラス。【００２２】
この態様によれば、ＧｅＯ２及びＰ２Ｏ５成分はガラス形成酸化物として、Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２成分と同様の効果を有する。従って、Ｂ２Ｏ３及び／又はＳｉＯ２の一部又は全部をＧｅＯ２又はＰ２Ｏ５と置換しても安定したガラス、放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。【００２３】
（８）  モル％で、ＢａＯ及び／又はＳｒＯを１％以上含有する（１）から（７）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００２４】
この態様によれば、ＢａＯ及びＳｒＯは、ガラスの溶融性を向上させることができ、更に、放射線遮蔽能力を高める効果に優れた成分であり、放射線遮蔽能力の高いガラスを提供することができる。【００２５】
（９）  モル％で、Ｃｅ２Ｏ３を０〜１５％以上含有する（１）から（８）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００２６】
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成分である。従って、長期間の使用においても、ガラスに透明性を有する放射線遮蔽ガラスを提供することができる。【００２７】
（１０）  モル％で、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の１種又は２種以上を合計０〜２０％含有する（１）から（９）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００２８】
この態様によれば、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分は、ガラスの溶融性、化学的耐久性及びガラスの表面の硬さの向上に効果がある成分であり、ガラスの安定性に優れた放射線遮蔽ガラスを提供することができる。【００２９】
（１１）  モル％で、ＴｉＯ２を０〜１５％含有する（１）から（１０）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００３０】
この態様によれば、ＴｉＯ２は、ガラスの化学的耐久性と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、ガラスの安定性に優れた放射線遮蔽ガラスを提供することができる。【００３１】
（１２）  モル％で、Ｌｎ２Ｏ３（ＬｎはＹ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上を示す。）を合計０〜５０％含有する（１）から（１１）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００３２】
この態様によれば、Ｌｎ２Ｏ３成分は遮蔽能力、ガラスの化学的耐久性及びガラスの表面硬さの向上に効果があるため、優れた放射線遮蔽ガラスを提供することができる。【００３３】
（１３）  モル％で、ＴｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種又は２種以上を合計０〜２０％含有する（１）から（１２）いずれか記載の放射線遮蔽ガラス。【００３４】
この態様によれば、上記成分は放射線遮蔽能力、ガラスの化学的耐久性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は、放射線遮蔽ガラスとして好適に用いられる。【００３５】
（１４）  モル％で
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。【００３６】
（１５）  モル％で
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜３０％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｄｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
を含有する放射線遮蔽ガラス。【００３７】
上記組成により放射線遮蔽ガラスを製造することで、鉛成分を含有するガラスと同等又はそれ以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを製造することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の放射線遮蔽ガラスは、ガラス成分として、Ｂｉ２Ｏ３を含有する。従って、ガラスの密度を大きくすることができ、かつ、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と同等又はそれ以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽ガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例１から３の厚さ１０ｍｍのガラス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】
【００４０】
次に、本発明の光学ガラスにおいて、具体的な実施態様について説明する。
【００４１】
［ガラス成分］
本発明の光学ガラス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モル％で記載されるものとする。なお、本願明細書中においてモル％又は質量％で表されるガラス組成は全て酸化物基準でのモル％又は質量％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すべて分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物のモル数の総和を１００モル％として、又は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。
【００４２】
＜必須成分、任意成分について＞
Ｂｉ２Ｏ３成分は、ガラスの安定性を向上し、特に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、Ｂｉ２Ｏ３を過剰に含有するとガラス安定性が損なわれ、少なすぎると本発明に目的を満たすことができない。よって、Ｂｉ２Ｏ３量は好ましくは０．５％、より好ましくは３％、最も好ましくは５％を下限とし、上限としては好ましくは８０％、より好ましくは７０％、最も好ましくは６０％である。
【００４３】
Ｂ２Ｏ３及びＳｉＯ２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必要とされる。安定したガラスを得るためには、これらの成分含量の合計量の下限値は好ましくは３％、より好ましくは１５％、最も好ましくは２０％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することがある。従って、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、６５％とすることがより好ましく、６０％とすることが最も好ましい。
【００４４】
このＢ２Ｏ３及びＳｉＯ２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増すと共に、可視域における透明性も向上するので、同時に使用することが好ましい。また、上記の効果を最大限に引き出すために、Ｂ２Ｏ３／ＳｉＯ２の比を０．１〜１０の範囲にすることが好ましい。
【００４５】
ＧｅＯ２成分は、ＳｉＯ２成分と同様な働きをするので、ＳｉＯ２成分の一部又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。
【００４６】
Ｐ２Ｏ５成分は、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２成分と同様な働きをするので、Ｂ２Ｏ３又はＳｉＯ２成分の一部又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１０％とすることが好ましく、５％とすることがより好ましく、２％とすることが最も好ましい。
【００４７】
また、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５成分は、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２成分と置換して含有させる以外に、ＧｅＯ２、Ｐ２Ｏ５成分をガラス組成中に添加し含有させることもできる。
【００４８】
Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分は、ガラスの溶融性、化学的耐久性及びガラスの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、特にＳｉＯ２成分の一部を置き換える形で導入される。ＳｉＯ２は７０％以下の含有量で含有させることができる。また、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３の１種又は２種以上の合計量は２０％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％以下とすることが特に好ましい。また、５質量％未満であることが最も好ましい。ただし、ＳｉＯ２成分の含有量が５０％を超えるような場合には、これらＡｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分を導入するとガラスの融点が高くなる傾向にある。従って、Ａｌ２Ｏ３、Ｇａ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３成分の合計量が大きい場合、特に０．５質量％以上であるような場合には、ＳｉＯ２の含有量を好ましくは５０％以下、より好ましくは４５％以下、最も好ましくは４０％以下とする。
【００４９】
ＴｉＯ２成分は、ガラスの化学的耐久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。
【００５０】
Ｎｂ２Ｏ５成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性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、２０％以下とすることが好ましく、１５％以下とすることがより好ましく、８％以下とすることが最も好ましい。
【００５１】
ＷＯ３成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性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、８％以下とすることが最も好ましい。
【００５２】
Ｔａ２Ｏ５成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性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やすくする。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。さらに好ましくは含まない。
【００５３】
ＴｅＯ２成分は、高い屈折率を実現できるほかに、適量の添加によって、ガラス融液の清澄を促す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が着色しやすくなる。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。
【００５４】
ＺｒＯ２成分は、ガラスの遮蔽能力と化学的耐久性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やすくする。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、３％とすることが最も好ましい。
【００５５】
ＳｎＯ２成分は、ガラスの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やすくする。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。
【００５６】
なお、ガラスの化学的耐久性と表面の硬さ、特に本発明の目的である放射線遮蔽能力を向上させるためには、ＴｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３の１種又は２種以上の合計量の上限値を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。
【００５７】
ＲＯ成分（ＲはＺｎ、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やすくする。従って、合計量で上限値を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。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大きな効果があるので、どちらか又は両方を含有させることが望ましい。放射線遮蔽能力を向上させるためには、ＢａＯ成分とＳｒＯ成分の合計量が１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、５％以上であることが最も好ましい。
【００５８】
ＺｎＯ成分は、ガラスの溶融性とガラスの安定性の向上に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やすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。
【００５９】
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やすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。
【００６０】
ＢａＯ成分は、ガラスの密度を高める成分であり、ガラスの失透性及び着色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ガラスの安定性が低くなる傾向にある。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。
【００６１】
ＭｇＯ成分は、ガラスの溶融性を向上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やすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。
【００６２】
ＳｒＯ成分は、ガラスの密度を高めるために成分であり、ガラスの失透性を改善させるのに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やすくなる。従って、上限値を５０％とすることが好ましく、４５％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。
【００６３】
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、放射線遮蔽能力が低下し、化学的耐久性も低下する。従って、合計量の上限値を４０％とすることが好ましく、３５％とすることがより好ましく、２５％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。
【００６４】
Ｌｉ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果的な成分であるが、その量が多すぎると、失透が発生しやすくなり放射線遮蔽能力も低下する。従って、上限値を３０％とすることが好ましく、１５％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。
【００６５】
Ｎａ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果があるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなり、放射線遮蔽能力も低下する。従って、上限値を３０％とすることが好ましく、１５％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。
【００６６】
Ｋ２Ｏ成分は、ガラスの溶融性と安定性の向上に効果があるが、その量が多すぎると失透が発生しやすくなり放射線遮蔽能力も低下する。Ｋ２Ｏの含有量の上限値は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。
【００６７】
なお、良好なガラス溶融性と安定性を得ると同時に、本発明の目的である放射線遮蔽能力を向上させるためには、ＲＯ成分及びＲｎ２Ｏ成分の合計量の下限値を５％以上とすることが好ましく、１０％以上とすることがより好ましく、２０％以上とすることが最も好ましい。また、上限値は、６０％とすることが好ましく、５５％以下とすることがより好ましく、５０％以下とすることが最も好ましい。
【００６８】
Ｌｎ２Ｏ３成分（Ｌｎは、Ｙ、Ｌａ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｙｂ、Ｌｕからなる群より選択される１種以上を示す。）は、ガラスの化学的耐久性とガラスの表面の硬さの向上に効果があると共に、放射線の遮蔽能力の向上にも効果が大きい成分である。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、Ｌｎ２Ｏ３成分の合計量の上限値を５０％とすることが好ましく、４０％とすることがより好ましく、３５％とすることが最も好ましい。Ｌｎ２Ｏ３成分の内、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３成分は、上記の効果以外にガラスの透明性の向上にも効果を有する成分であり、特に重要な成分である。
【００６９】
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１５％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。
【００７０】
Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３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、５％以下で十分に効果を有する。また、Ａｓ２Ｏ３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。
【００７１】
Ｆ成分は、ガラスの溶融性と安定性の改善に効果があるが、その量が多すぎると、ガラスの安定性が著しく低下する。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。さらに好ましくは含まない。
【００７２】
＜含有させるべきでない成分について＞
他の成分を本願発明のガラス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、それぞれを単独又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、本発明の放射線遮蔽ガラスにおいては、実質的に含まないことが好ましい。
【００７３】
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。
【００７４】
本発明は、各成分をモル％で、以下の範囲で含有させることが好ましい。
Ｂｉ２Ｏ３：０．５〜８０％、及び／又は
ＳｉＯ２：０〜７０％、及び／又は
Ｂ２Ｏ３：０〜７０％、及び／又は
ＧｅＯ２：０〜３０％、及び／又は
Ｐ２Ｏ５：０〜１０％、及び／又は
Ａｌ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｇａ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
Ｉｎ２Ｏ３：０〜２０％、及び／又は
ＢａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＴｉＯ２：０〜１５％、及び／又は
Ｎｂ２Ｏ５：０〜２０％、及び／又は
ＷＯ３：０〜１５％、及び／又は
Ｔａ２Ｏ５：０〜１５％、及び／又は
ＴｅＯ２：０〜２０％、及び／又は
ＺｒＯ２：０〜１０％、及び／又は
ＳｎＯ２：０〜１５％、及び／又は
ＺｎＯ：０〜５０％、及び／又は
ＭｇＯ：０〜５０％、及び／又は
ＣａＯ：０〜５０％、及び／又は
ＳｒＯ：０〜５０％、及び／又は
Ｌｉ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｎａ２Ｏ：０〜１５％、及び／又は
Ｋ２Ｏ：０〜２０％、及び／又は
Ｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌａ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｇｄ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｙｂ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｌｕ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｄｙ２Ｏ３：０〜５０％、及び／又は
Ｃｅ２Ｏ３：０〜１５％、及び／又は
Ｓｂ２Ｏ３：０〜３％、及び／又は
Ａｓ２Ｏ３：０〜５％、及び／又は
Ｆ：０〜５％
【００７５】
本発明の放射線遮蔽ガラスは、可視域での透明性が高く、ガラスの透過率が８０％となる波長であるλ８０が５５０ｎｍ以下のものを得ることができる。さらにλ８０の好ましい範囲は、５２５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５００ｎｍ以下である。
【００７６】
また、本発明の放射線遮蔽ガラスは、密度が３．５ｇ／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、４．０ｇ／ｃｍ３以上であり、さらに好ましくは、４．２ｇ／ｃｍ３以上である。
【００７７】
本明細書において、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。本発明のガラスの鉛当量は０．０５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることが好ましく、０．１ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることがより好ましく、０．１５ｍｍＰｂ／ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００７８】
［製造方法］
本発明の放射線遮蔽ガラスは、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又はアルミナ坩堝に投入し、粗溶融の後、金坩堝、白金坩堝、白金合金坩堝又はイリジウム坩堝に投入し、溶解炉で８５０〜１３５０℃で１〜１０時間熔解する。その後、攪拌、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】
【００７９】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更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。【００８０】
表１に示す実施例１から１１の組成（単位はモル％）で、合計量が４００ｇになるように原料を秤量し、均一に混合した。石英坩堝と白金坩堝を用いて８５０〜１１００℃で２〜３時間熔解した後、７００〜９００℃に下げて、更に約１時間、保温してから金型に鋳込み、ガラスを作製した。また、上記の実施例と同様の方法で、比較例１についても作製した。【００８１】
実施例１から１１、比較例１の放射線遮蔽ガラスについて、密度、鉛当量の測定を行った。密度は、アルキメデス法により測定を行った。また、鉛当量は、ＪＩＳ４５０１に準じて、管電圧１５０ｋＶで測定した。【００８２】
【表１】
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【００８３】
本発明の実施例１から１１のガラスは、鉛成分を含有する比較例１のガラスに比べ、鉛当量が高く、鉛ガラスと同等又はそれ以上の放射線遮蔽能力を有することがわかる。【００８４】
また、図１に実施例１から３の厚さ１０ｍｍのガラス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、いずれのガラスも可視域で高い透明性を有し、透過率８０％の波長が５５０ｎｍ以下であることがわかる。
【図１】
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【国際調査報告】
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