(57)【要約】  本発明のガラス組成物は、質量％および質量百万分率で示して、ＳｉＯ2  ６０〜７９％，Ｂ2Ｏ3  ０〜１３％（ただし、１３％は含まず），Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％，Ｌｉ2Ｏ  ０〜１０％，Ｎａ2Ｏ  ０％を超えて２０％以下，Ｋ2Ｏ  ０〜１５％，ＭｇＯ  ０〜１０％，ＣａＯ  ０〜１５％，ＳｒＯ  ０〜１５％，ＢａＯ  ０〜１５％，ＺｎＯ  ０〜１０％，Ｎｂ2Ｏ5  ０〜１５％，Ｔａ2Ｏ5  ０〜２０％，ＴｉＯ2  ０．０２％を超えて１０％以下，Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）を含んでなる。
2007094373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６０〜７９％，
Ｂ2Ｏ3        ０〜１３％（ただし、１３％は含まず），
Ａｌ2Ｏ3      ０〜１０％，
Ｌｉ2Ｏ       ０〜１０％，
Ｎａ2Ｏ       ０％を超えて２０％以下，
Ｋ2Ｏ         ０〜１５％，
ＭｇＯ        ０〜１０％，
ＣａＯ        ０〜１５％，
ＳｒＯ        ０〜１５％，
ＢａＯ        ０〜１５％，
ＺｎＯ        ０〜１０％，
Ｎｂ2Ｏ5      ０〜１５％，
Ｔａ2Ｏ5      ０〜２０％，
ＴｉＯ2       ０．０２％を超えて１０％以下，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
を含んでなるガラス組成物。
【請求項２】
前記ガラス組成物が、質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６０〜７５％，
Ｂ2Ｏ3        ０〜１２％，
Ａｌ2Ｏ3      ０〜  ６％，
Ｌｉ2Ｏ       ０〜  ５％，
Ｎａ2Ｏ       １〜１５％，
Ｋ2Ｏ         ０〜１０％，
ＭｇＯ        ０〜１０％，
ＣａＯ        ０〜１５％，
ＳｒＯ        ０〜１５％，
ＢａＯ        ０〜１５％，
ＺｎＯ        ０〜１０％，
Ｎｂ2Ｏ5      ０〜１５％，
Ｔａ2Ｏ5      ０〜２０％，
ＴｉＯ2       ０．１〜１０％，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
前記ガラス組成物が、質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６０〜７１％，
Ｂ2Ｏ3        ０％を超えて１２％以下，
Ａｌ2Ｏ3      ０％を超えて６％以下，
Ｌｉ2Ｏ       ０〜  ５％，
Ｎａ2Ｏ       ４〜１５％，
Ｋ2Ｏ         ０〜１０％，
ＭｇＯ        ０〜１０％，
ＣａＯ        ０〜１５％，
ＳｒＯ        ０〜１０％，
ＢａＯ        ０〜１０％，
ＺｎＯ        ０〜  ８％，
Ｎｂ2Ｏ5      ０〜１５％，
Ｔａ2Ｏ5      ０〜２０％，
ＴｉＯ2       １〜１０％，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
である、請求項２に記載のガラス組成物。
【請求項４】
前記ガラス組成物が、質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６２〜７１％，
Ｂ2Ｏ3        ６〜１０％，
Ａｌ2Ｏ3      １〜  ６％，
Ｎａ2Ｏ       ４〜１０％，
Ｋ2Ｏ         ４〜１０％，
ＺｎＯ        ３〜  ８％，
ＴｉＯ2       １〜  ６％，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
である、請求項３に記載のガラス組成物。
【請求項５】
前記ガラス組成物が、質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６０〜７５％，
Ａｌ2Ｏ3      １〜  ６％，
Ｌｉ2Ｏ       ０〜  ５％，
Ｎａ2Ｏ       ４〜１５％，
Ｋ2Ｏ         ０〜１０％，
ＭｇＯ        ０〜  ８％，
ＣａＯ        ３〜１２％，
ＳｒＯ        ０〜１０％，
ＢａＯ        ０〜１０％，
ＺｎＯ        ０〜１０％，
Ｎｂ2Ｏ5      ０〜１５％，
Ｔａ2Ｏ5      ０〜２０％，
ＴｉＯ2       １〜１０％，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
である、請求項２に記載のガラス組成物。
【請求項６】
前記ガラス組成物が、質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６２〜７５％，
Ａｌ2Ｏ3      １〜  ６％，
Ｎａ2Ｏ       ４〜１５％，
Ｋ2Ｏ         ０〜１０％，
ＭｇＯ        １〜  ８％，
ＣａＯ        ３〜１２％，
ＺｎＯ        ０〜  ８％，
ＴｉＯ2       １〜  ６％，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
である、請求項５に記載のガラス組成物。
【請求項７】
前記Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率が、質量百万分率で示して、０．５〜２０ｐｐｍである、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項８】
前記Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率が、質量百万分率で示して、０．５〜１０ｐｐｍである、請求項７に記載のガラス組成物。
【請求項９】
前記Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率が、質量百万分率で示して、０．５〜６ｐｐｍである、請求項７に記載のガラス組成物。
【請求項１０】
前記Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率が、質量百万分率で示して、１〜６ｐｐｍである、請求項７に記載のガラス組成物。
【請求項１１】
前記ガラス組成物が、清澄剤として、質量％で示して、
ＳＯ3   ０〜１％，
Ｃｌ    ０〜１％，
Ｆ      ０〜１％
を含む、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項１２】
前記ガラス組成物が、質量％で示して、前記ＳＯ3を０．０１〜１％含む、請求項１１に記載のガラス組成物。
【請求項１３】
前記ガラス組成物が、質量％で示して、前記ＳＯ3を０．０１〜０．２％含む、請求項１２に記載のガラス組成物。
【請求項１４】
前記ガラス組成物が、質量％で示して、前記Ｃｌを０〜０．１％含む、請求項１１に記載のガラス組成物。
【請求項１５】
前記ガラス組成物が、質量％で示して、前記Ｆを０〜０．１％含む、請求項１１に記載のガラス組成物。
【請求項１６】
前記ガラス組成物が、清澄剤として、Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3のいずれも実質的に含まない、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項１７】
前記ガラス組成物を厚さ１ｍｍの板状としたときの、波長３６０ｎｍにおける紫外線透過率が少なくとも８５％である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項１８】
前記紫外線透過率が少なくとも９０％である、請求項１７に記載のガラス組成物。
【請求項１９】
前記ガラス組成物の屈折率ｎdが１．５１９〜１．５３０である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項２０】
前記ガラス組成物の屈折率ｎdが１．５２１〜１．５２８である、請求項１９に記載のガラス組成物。
【請求項２１】
前記ガラス組成物のアッベ数νdが５２〜６０である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項２２】
前記ガラス組成物のアッベ数νdが５２〜５７である、請求項２１に記載のガラス組成物。
【請求項２３】
請求項１に記載のガラス組成物からなるガラス基板。
【請求項２４】
請求項１に記載のガラス組成物からなるガラス基板の蛍光顕微観察用としての使用。
【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、特に、励起光の照射により発せられる蛍光が低減されており、カバーガラスなどに好適に用いられ得るガラス組成物、さらには該組成物からなるガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の観察、特に生物組織や細胞の観察などの分野では、光学顕微鏡を用いた観察が、現在においても一般的な手法である。従来、光学顕微鏡を用いた生体観察には、可視光の透過や反射が用いられてきた。【０００３】
ところで、近年、近紫外光や可視光を励起光として観察対象に照射して、観察対象から発せられる可視光領域の蛍光を観察する手法が用いられている。例えば、特開２００６−０３０５８３号公報参照のこと。【０００４】
光学顕微鏡による生体の観察を行うにあたっては、スライドガラスおよびカバーガラスが汎用的に用いられている。特にカバーガラスは、光学顕微鏡の光学系の焦点を観察対象に合わせるために必要である。可視光を励起光として対象物からの蛍光を利用して細胞観察を行う場合、励起光はカバーガラスを通して細胞に照射される。このため、カバーガラスに励起光が照射されても、蛍光観察を害しない程度に、カバーガラスから発せられる蛍光が抑えられなければならない。【０００５】
従来、カバーガラスとして、亜鉛ホウケイ酸ガラスが多く用いられてきた。これらのガラスは、顕微鏡の光学系との兼ね合いから、屈折率ｎd＝１．５２３〜１．５２５およびアッベ数νd＝５４〜５５の光学定数を有する。【０００６】
しかし、このカバーガラスを通して可視光の励起光を対象物に照射した場合、ガラスから発せられる蛍光が強すぎるため、対象物自身の蛍光を観察することが不可能な場合がある。このように、励起光照射時にガラスから発せられる蛍光を低減しないと、対象物からの蛍光を観察することは困難である。【０００７】
可視光を励起光として照射したときのガラスから発せられる蛍光の小さいガラスとしては、まず石英ガラスが挙げられる。【０００８】
さらに、特許第２６３４０６３号公報では、ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3を含有し、かつＦｅ2Ｏ3を５５〜２００ｐｐｍ含んでなり、蛍光の発生を抑制した固体映像素子用カバーガラスが開示されている。【０００９】
しかし、上述したガラスには、以下のような問題点があった。【００１０】
まず、石英ガラスは、可視光励起光の照射時にガラスから発せられる蛍光が少ないが、屈折率ｎdが１．４６程度と非常に小さく、従来の光学顕微鏡の光学系と整合しない。そのため、石英ガラスをカバーガラスとして用いる場合は、観察対象の正確な観察像を得ることができない。【００１１】
次に、上述の特許第２６３４０６３号公報に記載の固体映像素子用カバーガラスでは、特にＦｅ2Ｏ3量を５５〜２００ｐｐｍに制限することによって、紫外光透過を保ちつつ、蛍光発生を抑制している。【００１２】
しかし、屈折率が最も大きい実施例４の組成でも、屈折率ｎdは１．５１６と小さい。また、アッベ数も６４と大きすぎることから、石英ガラスと同様、従来の光学顕微鏡を用いた場合には、観察対象の正確な観察像を得ることができない。【００１３】
市販されているカバーガラスは亜鉛ホウケイ酸ガラスであり、屈折率およびアッベ数はカバーガラスに適しているが、これらのガラスをカバーガラスとして用いて、可視光の励起光を対象物に照射した場合、ガラスから発せられる蛍光が強すぎ、対象物自身の蛍光を観察することが困難な場合がある。
【発明の開示】
【００１４】
これらの状況に鑑み、本発明は、例えば、カバーガラスに適した光学特性を有するガラス基板に好適なガラス組成物の提供を目的とする。さらに、可視光を励起光として照射したとき、発生するガラスからの蛍光を低減しうるガラス組成物の提供を目的とする。
【００１５】
本発明者らは、ガラス組成物について詳細に研究を行った結果、ＳｉＯ2−Ｎａ2Ｏ−ＴｉＯ2系のガラス、さらにはＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−Ｎａ2Ｏ−ＴｉＯ2系のガラスにおいて、酸化鉄の含有率を制御することにより、可視光を励起光としたときに発生するガラスからの蛍光が低減できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１６】
すなわち、本発明は、
質量％および質量百万分率で示して、
ＳｉＯ2     ６０〜７９％，
Ｂ2Ｏ3        ０〜１３％（ただし、１３％は含まず），
Ａｌ2Ｏ3      ０〜１０％，
Ｌｉ2Ｏ       ０〜１０％，
Ｎａ2Ｏ       ０％を超えて２０％以下，
Ｋ2Ｏ         ０〜１５％，
ＭｇＯ        ０〜１０％，
ＣａＯ        ０〜１５％，
ＳｒＯ        ０〜１５％，
ＢａＯ        ０〜１５％，
ＺｎＯ        ０〜１０％，
Ｎｂ2Ｏ5      ０〜１５％，
Ｔａ2Ｏ5      ０〜２０％，
ＴｉＯ2       ０．０２％を超えて１０％以下，
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3  ０．５〜５０ｐｐｍ，
（ただし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3は、全ての鉄化合物をＦｅ2Ｏ3に換算した、全酸化鉄含有率である）
を含むガラス組成物を提供する。
【００１７】
他の側面において、本発明は、上記ガラス組成物からなるガラス基板を提供する。このガラス基板は、蛍光顕微観察に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ガラス組成物に含まれるＴ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率と、相対蛍光強度比との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のガラス組成物における各成分の限定の理由は、以下の通りである。なお、以下では、％は質量％を、ｐｐｍは質量百万分率を意味する。【００２０】
（ＳｉＯ2）
ＳｉＯ2はガラスの骨格を形成する必須成分である。ＳｉＯ2の含有率が６０％未満では、ガラスの化学的耐久性が低くなる。一方、７９％を超えると、ガラス融液の粘性が上昇し、熔融清澄が困難になる。したがって、ＳｉＯ2の含有率は、６０％〜７９％である必要があり、６０％〜７５％であることが好ましい。【００２１】
なお、Ｂ2Ｏ3を必須成分とする場合において、ＳｉＯ2の含有率は、６０％〜７１％であることがより好ましく、６２％〜７１％であることがさらに好ましい。一方、Ｂ2Ｏ3を含まない場合において、ＳｉＯ2の含有率は、６２％〜７５％であることがより好ましい。【００２２】
（Ｂ2Ｏ3）
Ｂ2Ｏ3は任意の成分である。Ｂ2Ｏ3には、ガラスの熔融温度を下げる効果がある。しかし、Ｂ2Ｏ3の含有率の上限値が１３％以上では、化学的耐久性が大幅に低下する。また、融解時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈理が生じる虞がある。したがって、Ｂ2Ｏ3の含有率は１３％未満である必要があり、１２％以下であることが好ましい。さらに、Ｂ2Ｏ3を必須成分とする場合は、Ｂ2Ｏ3の含有率は、０％を超えて１２％以下であることが好ましく、６％〜１０％であることがより好ましい。その一方、Ｂ2Ｏ3をガラスに実質的に含有させなくてもよい。【００２３】
なお、本明細書において、「実質的に含有させない」とは、例えば工業用原料により不可避的に混入される場合を除き、意図的に含ませないことを意味する。具体的には、０．１％未満の含有率をいう。好ましくは、０．０５％未満である。より好ましくは、０．０１％（１００ｐｐｍ）未満である。ただし、この定義は、積極的に添加した場合であっても大部分が揮発するため残留量が微量となる清澄剤と、ｐｐｍオーダーの含有率が問題となるＴ−Ｆｅ2Ｏ3には適用しないものとする。【００２４】
（Ａｌ2Ｏ3）
Ａｌ2Ｏ3は任意ではあるが、含ませることが好ましい成分である。Ａｌ2Ｏ3には、ガラスの化学的耐久性を高める効果がある。しかし、Ａｌ2Ｏ3には、ガラス融液の粘性を上昇させる効果があるので、Ａｌ2Ｏ3の含有率の上限値が１０％を超えると、ガラス組成物の熔融が困難になる。したがって、Ａｌ2Ｏ3の含有率は１０％以下である必要があり、６％以下であることが好ましい。Ａｌ2Ｏ3の含有率の下限値は、０％を超えることが好ましく、１％以上であることがより好ましい。【００２５】
（Ｎａ2Ｏ）
Ｎａ2Ｏは必須の成分である。Ｎａ2Ｏには、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果がある。しかし、Ｎａ2Ｏの含有率が多くなりすぎると、ガラスの化学的耐久性が劣化する虞がある。したがって、Ｎａ2Ｏの含有率は、０％を超えて２０％以下である必要がある。Ｎａ2Ｏの含有率は、１％〜１５％であることが好ましい。Ｎａ2Ｏの含有率は４％〜１５％であることがより好ましい。また、Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させる場合は、Ｎａ2Ｏの含有率は４％〜１０％であることがさらに好ましい。【００２６】
（Ｋ2Ｏ）
Ｋ2Ｏは任意の成分である。Ｋ2Ｏには、Ｎａ2Ｏと同様、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果がある。一方、Ｋ2Ｏの含有率が多くなりすぎると、ガラスの化学的耐久性が劣化する虞がある。したがって、Ｋ2Ｏの含有率は１５％以下である必要があり、１０％以下であることが好ましい。また、Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させる場合は、Ｋ2Ｏの含有率は４％〜１０％であることがより好ましい。【００２７】
（Ｌｉ2Ｏ）
Ｌｉ2Ｏは任意の成分である。Ｌｉ2Ｏには、Ｎａ2Ｏと同様、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果がある。しかし、Ｌｉ2Ｏの含有率が多くなりすぎると、ガラスの化学的耐久性が劣化する虞がある。したがって、Ｌｉ2Ｏの含有率は１０％以下である必要があり、５％以下であることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。【００２８】
（Ｎａ2Ｏ，Ｋ2ＯおよびＬｉ2Ｏの総含有率）
上述したように、ガラス組成物にＮａ2Ｏ，Ｋ2Ｏ，Ｌｉ2Ｏを多量に含有させると、化学的耐久性の劣化などの、好ましくない作用を引き起こす。したがって、Ｎａ2Ｏ，Ｋ2ＯおよびＬｉ2Ｏの総含有率は、２５％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましく、１５％以下であることがさらに好ましい。【００２９】
（ＭｇＯおよびＣａＯ）
ＭｇＯおよびＣａＯは、任意の成分であるが、含有させることが好ましい成分である。ＭｇＯおよびＣａＯには、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果と、ガラスの耐薬品性を向上させる効果がある。しかし、ＭｇＯの含有率が１０％を超える、あるいはＣａＯの含有率が１５％を超えると、ガラスは失透しやすくなり、ガラス融液をガラス物品に成形することが困難になる。【００３０】
したがって、ＭｇＯの含有率は、１０％以下であることが必要である。Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させる場合は、ＭｇＯを実質的に含まないことがより好ましい。Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させない場合は、ＭｇＯの含有率は、０％〜８％であることが好ましく、１％〜８％であることがより好ましい。【００３１】
また、ＣａＯの含有率は、１５％以下であることが必要である。Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させる場合は、ＣａＯを実質的に含まないことがより好ましい。Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させない場合は、ＣａＯの含有率は、３％〜１２％であることが好ましい。【００３２】
（ＳｒＯおよびＢａＯ）
ＳｒＯおよびＢａＯは、任意の成分である。ＳｒＯおよびＢａＯには、ＭｇＯやＣａＯと類似した、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果と、ガラス組成物の耐薬品性を向上させる効果がある。しかし、ＳｒＯおよびＢａＯは屈折率ｎdを大きく増加させる成分であるため、ガラス組成物中にＳｒＯやＢａＯを多量に含有させると、ガラスの屈折率が大きくなりすぎてしまう虞がある。【００３３】
したがって、ＳｒＯの含有率は、１５％以下である必要があり、１０％以下であることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。【００３４】
ＢａＯの含有率も同様に、１５％以下である必要があり、１０％以下であることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。【００３５】
（ＺｎＯ）
ＺｎＯは、任意の成分である。ＺｎＯには、ＭｇＯやＣａＯと類似した、ガラス融液の粘性を下げて熔融性を高める効果がある。しかし、熔融時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈理が生じる虞がある。また、含有率が多すぎると、ガラスからの蛍光を誘発する虞がある。したがって、ＺｎＯの含有率は１０％以下である必要があり、０％〜８％であることが好ましい。Ｂ2Ｏ3をガラスに含有させる場合は、ＺｎＯの含有率は、３％〜８％であることがより好ましい。【００３６】
（Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5）
Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5は任意の成分である。Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5はアッベ数を小さくする成分であるが、比較的高価な原料である。また、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5をガラスに含有させると、ガラスから弱い蛍光が生じる。したがって、Ｎｂ2Ｏ5およびＴａ2Ｏ5の含有率は、それぞれ０％〜１５％および０％〜２０％である必要があり、実質的に含有しないことが好ましい。【００３７】
（ＴｉＯ2）
ＴｉＯ2は必須の成分である。ＴｉＯ2はアッベ数を効率的に小さくする成分であり、ＺｎＯに起因するガラスからの蛍光を抑制する働きもある。しかしながら、ＴｉＯ2は核形成剤でもあるため、ガラスに失透が生じる虞もある。したがって、ＴｉＯ2の含有率は、０．０２％を超えて１０％以下である必要があり、０．１％〜１０％であることが好ましく、１％〜１０％であることがより好ましく、１％〜６％であることがさらに好ましい。【００３８】
（酸化鉄）
酸化鉄は、通常のガラス組成物中において、Ｆｅ2Ｏ3および／またはＦｅＯの形で存在する。本明細書においては、酸化鉄の含有率を、Ｆｅ2Ｏ3に換算した全酸化鉄含有率として表し、それをＴ−Ｆｅ2Ｏ3と略記することがある。【００３９】
ガラス組成物中のＦｅ2Ｏ3は、可視光領域にＦｅ3+イオンのｄ−ｄ遷移による吸収帯を持つため、励起光として照射された可視光のエネルギーの一部を吸収する。このとき、ほとんどのエネルギーは熱となって放出されるが、一部は蛍光となって現れる。Ｆｅ2Ｏ3が少ないと当然Ｆｅ3+イオンも少ないので、吸収される可視光のエネルギーも減少する。その結果、ガラスからの蛍光も低減されるので、ガラス中に含まれるＦｅ2Ｏ3は少ない方が好ましい。【００４０】
Ｆｅ2Ｏ3を少なくする方法として、カーボンなどの還元剤を用いることでＦｅ2Ｏ3をＦｅＯに変化させ、相対的にガラス中のＦｅ2Ｏ3の含有率を減らす方法がある。しかしながら、本発明のガラス系でこの方法を用いると、ＴｉＯ2がＴｉ2Ｏ3に還元されてしまい、ガラスに着色を生じる虞がある。したがって、ＴｉＯ2がＴｉ2Ｏ3に還元されない程度の還元剤を用いることによって、ガラス中に含まれるＦｅ3+イオンをＦｅ2+イオンに還元し、ガラスから発生する蛍光を低減することが可能である。【００４１】
しかしながら、例えこの方法を用いても、ガラス中に含まれるＴ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率が多いと、ガラス中に含まれるＦｅ3+の含有率が増加してしまい、ガラスからの蛍光を十分に低減できない。したがって、ガラス中に含まれるＴ−Ｆｅ2Ｏ3自体が少ない方が好ましい。Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3を５０ｐｐｍ以下にすれば、可視光を励起光とした場合において、ガラスからの蛍光を十分に低減することが可能である。【００４２】
もちろん、蛍光の発生には、ガラス組成物中におけるＦｅ2Ｏ3とＦｅＯとの比率も関係する。しかし、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が５０ｐｐｍ以下程度であると、この比率を正確に測定することが困難な場合がある。したがって、本発明では、Ｆｅ2Ｏ3とＦｅＯとの比率に拘わらず、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率を規定することで、蛍光発生を抑制するものである。【００４３】
一方、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3が少なすぎると、ガラス融液の清澄性が劣化し、そのガラス融液から作製されるガラス物品中に、微細な泡が残存して欠点を生じる虞がある。Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3を０．５ｐｐｍ以上にすれば、ガラス融液の清澄性が著しく改善される。したがって、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3を０．５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍとする必要があり、０．５ｐｐｍ〜２０ｐｐｍであることが好ましく、０．５ｐｐｍ〜１０ｐｐｍであることがより好ましく、０．５ｐｐｍ〜６ｐｐｍであることがさらに好ましく、１ｐｐｍ〜６ｐｐｍであることがことさら好ましい。【００４４】
（シリカ原料）
Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率を、ガラス中で上述した範囲とするためには、高純度のシリカ原料を用いることが必須となる。工業的にガラスを生産する場合は、ＳｉＯ2源として珪砂が用いられるが、これには酸化鉄が含まれているのが常である。そこで、ＳｉＯ2源としては不純物の少ないシリカ原料を用いることが必要である。高純度のシリカ原料として、ＳｉＣｌ４やシリコンアルコキシドのような出発原料から工業的に製造された合成シリカ粉末を好適に用いることができる。【００４５】
本発明のガラス組成物においては、ＳｉＯ2の質量％が６０〜７９％であり、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の質量百万分率を最大５０ｐｐｍとする。したがって、酸化鉄の由来がシリカ原料としたとき、シリカ原料におけるＴ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率を約８０ｐｐｍ以下とすると、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の質量百万分率を最大５０ｐｐｍとすることができる。【００４６】
さらに、ガラス生産中の不可避的な不純物混入も考慮すると、シリカ原料におけるＴ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率は、１０ｐｐｍ以下であることが好ましく、１ｐｐｍ以下であることがより好ましく、０．５ｐｐｍ以下であることがさらに好ましく、０．３ｐｐｍ以下であることがことさら好ましい。【００４７】
（清澄剤とその残留量）
また、本発明のガラス組成物には、清澄剤成分を含有させることができる。従来、カバーガラス用ガラスの生産には、清澄剤としてＡｓ2Ｏ3やＳｂ2Ｏ3が好んで用いられているが、これらは環境に悪影響を及ぼす可能性の高い物質であり、使用することは好ましくない。したがって、ガラス生産中の不純物として回避不可能分を除いて、これらは含ませないことが望ましい。本発明では清澄剤成分として、ＳＯ3，ＣｌおよびＦを例示できる。これらの清澄剤成分のうち、ＳＯ3が好ましい。ＳＯ3源として、Ｎａ2ＳＯ４，Ｋ2ＳＯ４，ＢａＳＯ４，ＣａＳＯ４などの硫酸塩を用いることができる。ＳＯ3の含有率（残留量）としては、０％〜１％であり、０．０１％〜１％とすることが好ましく、０．０１％〜０．２％とすることがより好ましい。【００４８】
Ｃｌは、例えばＮａＣｌなどを原料として用いられる好適な清澄剤成分であるが、融解時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈理が生じる虞がある。また、屈折率の調整を困難にする虞もあるため、Ｃｌの含有率（残留量）は１％以下とする必要があり、０．１％未満が好ましい。【００４９】
Ｆも好適な清澄剤成分であるが、Ｃｌと同様に、融解時にガラス融液からの揮発によりガラス物品に脈理が生じる虞がある。また、屈折率の調整を困難にする虞もあるため、Ｆの含有率（残留量）は１％以下とする必要があり、０．１％未満が好ましい。また、Ｆを実質的に含有させないことがより好ましい。なお、代表的なＦ源として、ＣａＦ２を例示できる。【００５０】
（その他の不純物）
また、その他の着色成分、あるいは蛍光の原因となる成分についても、含有率は少ない方が好ましい。そのような成分としては、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｅおよび希土類元素からなる群より選ばれる１種以上を含む化合物を例示することができる。さらに、Ａｕ，ＲｈまたはＰｔを含む化合物を例示できる。ガラスからの蛍光を十分に低減するためには、これらの成分の合計量を２００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。なお、これらの成分についても、着色または蛍光の原因となる成分であるから、「実質的に含有させない」という文言の定義を適用しないものとする。【００５１】
（その他の組成酸化物）
そのほかに、ガラスからの蛍光の低減という特性を損なわない限りにおいて、上記のガラスに、Ｐ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｒｂ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏなどに例示される酸化物を、合計で最大５％まで加えてもよい。【００５２】
（屈折率ｎd）
本発明によるガラス組成物の屈折率ｎdは、その値を限定されるわけではないが、用途によっては、１．５１９〜１．５３０であることが好ましい。また、屈折率ｎdは、用途によっては、１．５２１〜１．５２８であることがより好ましい。【００５３】
（アッベ数νd）
本発明によるガラス組成物のアッベ数νdも、その値を限定されるわけではないが、用途によっては、５２〜６０であることが好ましい。また、アッベ数νdは、用途によっては５２〜５７であることがより好ましい。【００５４】
（紫外線透過率）
波長３６０ｎｍの光に対するガラス組成物の透過率が小さいと、吸収端の一部が可視光領域に影響を与えてガラスが着色したり、可視光を励起光として用いた場合でも、ガラスからの蛍光を生じる虞がある。したがって、本発明によるガラス組成物における、１ｍｍ厚に換算した波長３６０ｎｍの紫外線透過率は、少なくとも８５％であることが好ましい。紫外線透過率は、少なくとも９０％であることがより好ましい。なお、本明細書における紫外線透過率は、後述する通りである。【００５５】
以上説明してきたように、本発明によるガラス組成物は、Ｆｅ2Ｏ3などの含有率を限定することにより、可視光照射によるガラスからの蛍光の発生を抑制することが可能である。また、組成物により屈折率ｎdおよびアッベ数νdを制御可能であるので、従来のカバーガラスなどの物品と光学的に代替することも可能である。本発明によるガラス組成物は、例えば、カバーガラスなどガラス基板として用いることができる。本発明のガラス組成物からなるガラス基板は蛍光が非常に小さいので、蛍光顕微観察用ガラス基板（スライドガラスまたはカバーガラス）として特に好適である。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明について、実施例や比較例を示して説明する。なお本発明は、下記実施例に限定されるわけではない。【００５７】
（試料ガラスの作製）
試料ガラスを以下の手順に従って作製した。ガラスの原料として、高純度シリカ（Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率：０．２５ｐｐｍ），無水ホウ酸，酸化アルミニウム，炭酸ナトリウム，炭酸カリウム，炭酸リチウム，酸化マグネシウム，炭酸カルシウム，炭酸ストロンチウム，炭酸バリウム，酸化亜鉛，酸化チタン，三酸化二鉄，カーボンおよび硫酸ナトリウムを用いた。上述した原料を混合して、所定のガラス組成物となり、熔融されるガラス量が４００ｇになるように、原料バッチ（以下バッチと呼ぶ）を調合した。【００５８】
調合したバッチは、白金ルツボの中で熔融と清澄を行った。まず、このルツボ中にバッチを投入し、１５００℃に設定した電気炉で４時間保持してバッチを熔融し清澄した。その後、ガラス融液を炉外で鉄板上に、厚さが約１０ｍｍになるように流し出し、冷却固化してガラス体を得た。このガラス体に、引き続いて徐冷操作を施した。徐冷操作は、このガラス体を５５０℃に設定した別の電気炉の中で１時間保持した後、その電気炉の電源を切り、室温まで冷却することによって行った。この徐冷操作を経たガラス体を試料ガラスとした。【００５９】
［実施例１〜１６，比較例１〜８］
以下、本発明の実施例および比較例における、ガラスの組成比と、得られた試料ガラスの光学特性および蛍光強度比を、表１〜３に示す。【００６０】
【表１】
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【００６１】
【表２】
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【００６２】
【表３】
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【００６３】
（屈折率の測定）
各実施例および比較例における試料ガラスの屈折率測定は、以下のようにして行った。上述の試料ガラスを、５ｍｍ×５ｍｍ×１５ｍｍの直方体とし、６つの平面が光学研磨された試験片を作製した。この作製には、切断、研削、光学研磨など通常のガラス加工技術を適用した。この試験片を、プルフリッヒ屈折率測定装置（カールツァイス  イエナ社製、型番：ＰＲ２）を用いて、波長５８７．６ｎｍ（ｄ線）に対する屈折率ｎd、波長４８６．１ｎｍ（Ｆ線）に対する屈折率ｎFおよび波長６５６．３ｎｍ（Ｃ線）に対する屈折率ｎCを測定し、これらの値から、
（数１）
νd＝（ｎd−１）／（ｎF−ｎC）
で表される式に基づきアッベ数νdを計算した。屈折率ｎdおよびアッベ数νdを、表１〜３に併せて示す。【００６４】
（紫外線透過率測定）
各実施例および比較例の試料ガラスの紫外線透過率測定は、以下のようにして行った。上述した試料ガラスから、１辺が約３０ｍｍ，厚み１ｍｍの正方形状のガラス板であって、両側の主平面が光学研磨された試験片を作製した。この試験片を、可視紫外分光光度計（Ｕ−４１００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて、波長２００ｎｍ〜８００ｎｍの光の透過率を測定した。その結果も表１〜３に示す。なお、本明細書では、波長３６０ｎｍの光の透過率を、単に、透過率と表記する。【００６５】
（ガラスからの蛍光測定）
各実施例および比較例の試料ガラスからの蛍光測定は、以下のようにして行った。上述した試料ガラスから、２０ｍｍ×１０ｍｍ×７ｍｍの直方体であって、６つの面が光学研磨された試験片を作製した。この試験片を、分光蛍光光度計（ＦＳ−９２０、Edinburgh Instruments社製）を用いて、蛍光の測定を行った。励起光として、波長４８８ｎｍの光を用いた。測定は、波長５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で行った。各サンプルの設置方法を同一にすることにより、蛍光強度の相対評価を行った。その結果を相対蛍光強度比として表１〜３に示す。【００６６】
また図１に、酸化鉄含有率と相対蛍光強度比との関係のグラフを示した。なお、本明細書において、相対蛍光強度比とは、波長５２０ｎｍ〜７００ｎｍでの蛍光強度を１ｎｍごとに積算し、実施例１の積算強度が１となるように他の実施例および比較例の強度を規格化したものと定義する。【００６７】
（実施例１〜３と比較例１〜３との比較）
表１のガラス組成物は、酸化鉄の含有率を系統的に変化させたものである。表１に示した通り、実施例１〜３および比較例１〜３のガラス組成物においては、屈折率ｎdがおよそ１．５２２であり、アッベ数νdもおよそ５７であった。実施例１〜３および比較例１〜３はいずれも、例えばカバーガラス用途に好適な屈折率およびアッベ数をあわせ持つことが分かる。【００６８】
しかし、紫外線透過率について、いずれの実施例も紫外線透過率は９０％以上であったが、比較例では紫外線透過率が相対的に低かった。これは、酸化鉄含有率の増加に伴う吸収の増加によるものである。【００６９】
次に、蛍光強度について比較する。図１から分かる通り、相対蛍光強度比は、酸化鉄量の増加に伴って増加している。比較例３はおよそ１０００ｐｐｍの酸化鉄を含んでおり、この値は工業的に生産されているソーダライムガラスに近い。実施例１〜３および比較例１〜３の結果からは、酸化鉄量を５０ｐｐｍ以下にすることにより、蛍光強度を従来のソーダライムガラスよりも大幅に小さくすることが可能である。【００７０】
（実施例４〜１６と比較例４〜８との比較）
表２および３のガラス組成物は、本発明のガラスと市販されているガラスなどとを比較したものである。表２および３に示した通り、実施例４〜１６および比較例４〜８のガラス組成物においては、様々な屈折率ｎdおよびアッベ数νdが示されている。【００７１】
蛍光強度について比較する。実施例４〜１６より、相対蛍光強度比は、酸化鉄の含有率を制限することで、いずれの組成物でも小さな値を示している。一方、比較例４および５は、それぞれ一般的なソーダライムガラスおよびカバーガラスであるが、いずれも酸化鉄を多く含んでおり、蛍光強度が大きいことが分かる。【００７２】
比較例６〜８は、ＺｎＯを含み、酸化チタンを含まないガラスである。これら比較例６〜８のガラスは、可視光励起による蛍光の原因である酸化鉄の含有率を実施例レベル（４〜５ｐｐｍ）と少なくしている。しかし、相対蛍光強度比は１５〜８１と、強い蛍光を示した。特に比較例８では、実施例１０と比較して、ＺｎＯが少なく、酸化鉄の含有率も同等であるにも拘わらず、酸化チタンを含まないので、相対蛍光強度比が１５と大きな値になっている。なお、実施例７，９，１０，１１，１３や１４もＺｎＯを含んでいるが、いずれもＴｉＯ2を含んでおり、相対蛍光強度比も１〜２と小さい値である。【００７３】
なおここで、ガラスからの蛍光測定について、検証しておく。K.E.Foxら（Transition metal ions in silicate melts. Part 2.Iron in sodium silicate glasses:Physycis and Chemistry of Glasses Vol.23 No.5 Oct. 1982）によると、ケイ酸塩ガラス中に含まれるＦｅ3+による蛍光は、およそ６２０ｎｍおよび６８０ｎｍを中心としたブロードなピークとして現れることが知られている。【００７４】
本発明の組成物では、蛍光のピークの中心波長はおよそ６８０ｎｍとなる。実施例１〜３と比較例１〜３のように、ベースとなるガラスの組成が同一で、Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3の含有率のみが異なる場合は、蛍光のピーク形状は変わらず、その強度のみが変化する。蛍光測定で採用している５２０〜７００ｎｍの範囲というのは、このピークの中心波長を含んでおり、この範囲での蛍光強度積分値はトータルの蛍光強度（全波長域に関する積分強度）を比較するのに十分である。また、実施例４〜１６の組成物でも、蛍光のピークの中心波長はおよそ６８０ｎｍであるので、５２０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲での蛍光強度積分値でトータルの蛍光強度を十分に比較することができる。【００７５】
以上、説明してきたように、本発明では、酸化鉄の含有率を適切な範囲とし、酸化チタンを必須成分とし、適切な清澄剤を用いることによって、従来の市販ガラスと比べてガラスからの蛍光が非常に小さく、なおかつ量産に適したガラス組成物が得られることが確かめられた。
【図１】
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【国際調査報告】
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