(57)【要約】【課題】  実質的に有害成分を含まない環境対応型であって、ソラリゼーションに優れるシャープカットフィルター用ガラス、およびシャープカットフィルターを提供する。【解決手段】  必須成分としてＣｅＯ2およびＴｉＯ2を含み、かつ実質的にＰｂ、Ａｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｕおよびＮｄを含まず、紫外線照射前後の波長傾斜幅が共に３５ｎｍ以下であって、４００ｎｍの透過率の低下が５％以下であるシャープカットフィルター用ガラス、および前記ガラスからなるシャープカットフィルターである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
必須成分としてＣｅＯ2およびＴｉＯ2を含み、かつ実質的にＰｂ、Ａｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｕおよびＮｄを含まず、紫外線照射前後の波長傾斜幅が共に３５ｎｍ以下であって、４００ｎｍの透過率の低下が５％以下であることを特徴とするシャープカットフィルター用ガラス。
【請求項２】
ＣｅＯ2  １質量％以上およびＴｉＯ2  ０．１質量％以上を含む請求項１に記載のシャープカットフィルター用ガラス。
【請求項３】
ガラス組成が、質量％表示で、ＳｉＯ2  ６０〜８０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜５％、Ｌｉ2Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ  ０〜２０％、Ｋ2Ｏ  ０〜２０％（ただし、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  １０〜３０％）、ＲＯ  ５〜２０％（ただし、ＲＯ：ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）、ＴｉＯ2  ０．１〜５％、およびＣｅＯ2  １〜５％（ただし、ＴｉＯ2＋ＣｅＯ2  １．５〜５％）である請求項１または２に記載のシャープカットフィルター用ガラス。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラスからなるシャープカットフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャープカットフィルター用ガラスおよびシャープカットフィルターに関する。さらに詳しくは、本発明は、３７０〜４００ｎｍに透過限界波長を有するシャープカットフィルター用として好適な、実質的に有害成分を含まない環境対応型のガラス、および該ガラスからなるシャープカットフィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線のみを遮蔽するシャープカットフィルター用ガラスとしては、酸化セリウムと酸化鉛を含むシリケートガラスが知られている。酸化セリウムは３１０ｎｍ付近に強い吸収があるが、３５０ｎｍ以上の波長の光も吸収させるには酸化セリウムを多量に含有させなければならない。しかしながら、この酸化セリウムをガラスに多量に含有させると、可視光域まで吸収が及び、ガラスが黄色または茶色に着色し、シャープカット性が失われるという好ましくない事態を招来する。
【０００３】
一方、酸化鉛はセリウムの吸収を補助するとともに、シャープカット性を得るのに有用な成分であり、しかもガラスの溶融成形性や化学的耐久性の向上にも有用である。しかしながら、近年、Ｐｂ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒのような有害物質を含むガラスは環境に対する負荷が大きいため市場に受け入れられなくなっている。すなわち、それらのガラスを研磨した際に出る切削屑や廃水に含まれるこれらの有害成分によって河川が汚染されたり、フィルターガラスが長期間風雨にさらされた場合に有害成分が溶出するなどの問題が指摘されている。
【０００４】
そのため、一部ではこれらのガラスおよびガラスを用いた機器の製造、販売を中止したり、他の材料、例えばプラスチックなどで代替するという動向がある。しかしながら、プラスチックでは透過特性、耐久性などガラスに劣る性能が多く、本来の機器の性能が出せないという問題も起こっていた。
【０００５】
前記有害物質を含まないシャープカットフィルター用ガラスとして、ＺｎＯおよびＣｅＯ2を必須成分として含むガラスが開示されている（例えば、特許文献１参照）。このガラスは、ＴｉＯ2を実質的に含まない無色のガラスであるが、ソラリゼーションについては、必ずしも十分に満足し得るとはいえなかった。
【特許文献１】特開２００５−７５６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで、実質的に有害成分を含まない環境対応型であって、ソラリゼーションに優れるシャープカットフィルター用ガラス、およびシャープカットフィルターを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、必須成分としてＣｅＯ2およびＴｉＯ2を含み、かつ前記有害物質を実質的に含まず、紫外線照射前後の波長傾斜幅および４００ｎｍの透過率の低下が、それぞれある値以下であるガラスにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、
（１）  必須成分としてＣｅＯ2およびＴｉＯ2を含み、かつ実質的にＰｂ、Ａｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｕおよびＮｄを含まず、紫外線照射前後の波長傾斜幅が共に３５ｎｍ以下であって、４００ｎｍの透過率の低下が５％以下であることを特徴とするシャープカットフィルター用ガラス、
（２）  ＣｅＯ2  １質量％以上およびＴｉＯ2  ０．１質量％以上を含む上記（１）項に記載のシャープカットフィルター用ガラス、
（３）  ガラス組成が、質量％表示で、ＳｉＯ2  ６０〜８０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜５％、Ｌｉ2Ｏ  ０〜１０％、Ｎａ2Ｏ  ０〜２０％、Ｋ2Ｏ  ０〜２０％（ただし、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  １０〜３０％）、ＲＯ  ５〜２０％（ただし、ＲＯ：ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）、ＴｉＯ2  ０．１〜５％、およびＣｅＯ2  １〜５％（ただし、ＴｉＯ2＋ＣｅＯ2  １．５〜５％）である上記（１）または（２）項に記載のシャープカットフィルター用ガラス、および
（４）  上記（１）〜（３）項のいずれか１項に記載のガラスからなるシャープカットフィルター、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、３７０〜４００ｎｍに透過限界波長を有し、ソラリゼーションに優れ、シャープカットフィルター用として好適な、実質的に有害成分を含まない環境対応型のガラス、および該ガラスからなるシャープカットフィルターを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は単に有害成分を除去することが目的ではなく、化学的耐久性、耐失透性、溶融成形性を維持あるいは向上させながら優れた透過特性を両立すべく鋭意研究を重ね、ガラス組成を最適化したものである。
【００１１】
特に、Ｐｂを含有する従来のシャープカットフィルターはソラリゼーションに優れていたが、Ｐｂを排除することにより、紫外線劣化が大きくなりやすい。そのため紫外線照射による透過率劣化、すなわちソラリゼーションが少ないガラスを目指した。
【００１２】
本発明のシャープカットフィルター用ガラスは、必須成分としてＣｅＯ2およびＴｉＯ2を含み、かつ実質的にＰｂ、Ａｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＣｕおよびＮｄを含まないガラスであって、紫外線照射前は勿論のこと、紫外線照射後においてもシャープカットフィルターの基本特性である波長傾斜幅が小さいことを特徴とする。本発明のシャープカットフィルター用ガラスは、照射後の波長傾斜幅が３５ｎｍ以下である。さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。また、従来のガラスでは劣化の大きい４００ｎｍの透過率の低下が５％以下と小さいことを特徴とする。
【００１３】
次に、本発明のシャープカットフィルター用ガラスの組成範囲について説明する。以下、特記しない限り、％は質量％である。
【００１４】
ＳｉＯ2はガラスの基本成分であり、ガラスの熱的安定性、化学的耐久性のために重要な成分である。６０％未満では熱的安定性、化学的耐久性が悪化しやすく、逆に８０％を越えると溶融が困難になる。従ってＳｉＯ2の含有量は６０〜８０％であることが好ましく、より好ましくは６５〜７５％である。
【００１５】
Ａｌ2Ｏ3はガラスの分相や失透を抑えるのに有効な成分であるが、５％を越えると逆に液相温度が高くなる傾向がある。従ってＡｌ2Ｏ3の含有量は５％未満であることが好ましく、より好ましくは０〜２％である。
【００１６】
Ｌｉ2Ｏはガラスの溶融性を向上させる成分であるが、Ｌｉ2Ｏが１０％を越えると化学的耐久性が悪化する傾向がある。従ってＬｉ2Ｏの含有量は０〜１０％であることが好ましく、より好ましくは０〜５％である。
【００１７】
Ｎａ2Ｏもガラスの溶融性を向上させる成分であるが、Ｎａ2Ｏが２０％を越えると化学的耐久性が悪化する傾向がある。従ってＮａ2Ｏの含有量は０〜２０％であることが好ましく、より好ましくは５〜１５％である。
【００１８】
Ｋ2Ｏもガラスの溶融性を向上させる成分であるが、Ｋ2Ｏが２０％を越えると化学的耐久性が悪化する傾向がある。従ってＫ2Ｏの含有量は０〜２０％であることが好ましく、より好ましくは５〜１５％である。
【００１９】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計含有量が１０％未満ではガラスの粘度が高い、あるいは液相温度が高く溶融成形が困難になるおそれがある。逆に３０％を越えると化学的耐久性が悪化する傾向がある。従ってＬｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏの合計含有量は１０〜３０％であることが好ましく、より好ましくは１５〜２５％である。
【００２０】
ＲＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ）は、可視光域の透過率を確保しながらＣｅＯ2の吸収を補助し、さらにガラスの溶融成形性、耐失透性、化学的耐久性を向上させるのに有効な成分である。全ＲＯ含有量が５％未満ではその効果が少なく、逆に２０％を越えると機械的強度が低下する傾向がある。全ＲＯの含有量は５〜２０％であることが好ましく、より好ましくは１３〜１８％である。
【００２１】
ＣｅＯ2は紫外線を吸収するのに不可欠な成分である。ＣｅＯ２が１％未満では透過限界波長が３６５ｎｍ未満となりやすく、逆に５％を越えると波長傾斜幅が３５ｎｍを越え好ましくない。従ってＣｅＯ２の含有量は１〜５％であることが好ましく、より好ましくは１．０〜３％である。
【００２２】
ＴｉＯ2はＣｅＯ2との相互作用で波長傾斜幅を著しく大きくさせ、可視光域の吸収を助長する成分であるが、ＣｅＯ2と組み合わせることによって紫外線劣化防止に有効な成分である。ＴｉＯ2が０．１％未満ではその効果が小さく、５％を越えると波長傾斜幅が大きくなりすぎる傾向がある。従ってＴｉＯ2の含有量は０．１〜５％であることが好ましく、より好ましくは１．０〜３％である。
【００２３】
ＴｉＯ2とＣｅＯ2の合計含有量は透過率の維持のため重要である。合計含有量で１．５％未満では透過限界波長が３６５ｎｍ未満となりやすく、逆に５％を越えると波長傾斜幅が３５ｎｍを越え好ましくない。従ってＴｉＯ2とＣｅＯ2の合計含有量は１．５〜５％であることが好ましく、より好ましくは１．５〜３％である。
【００２４】
その他の任意成分としてＢ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2を溶融成形性の向上、化学的耐久性の向上、清澄、耐失透性の向上、透過率の調整などの目的で５％未満の範囲で適宜用いることが出来る。
【００２５】
Ｆはガラスの粘度を低下させ溶融性向上の効果があるものの、溶融中に気化するガスが環境に与えるダメージが大きく、それを除去するためには大規模な浄化装置が必要となる。また溶融中の揮発によりガラス粘度や熱的特性が変化しやすく、そのため含有しない方が好ましい。
【００２６】
次に本発明のガラスの作製方法としては特に制限はなく、従来慣用されている方法を用いることができる。例えば、ガラス原料として酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫化物などを適宜用い、所望の組成になるように秤量し、混合して調合原料とする。これを耐熱坩堝に入れ１３００〜１５００℃程度の温度で溶融し、撹拌、清澄して均質な溶融ガラスとする。ついでガラスを成形枠に鋳込み、ガラスブロックを形成した後、ガラスの徐冷点近くに加熱した炉に移し、室温まで冷却する。
【００２７】
本発明はまた、前記本発明のガラスからなるシャープカットフィルターをも提供する。
【実施例】
【００２８】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１〜５および比較例１、２
酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩などの原料を表１の組成になるように秤量して混合した調合原料を、白金坩堝などの耐熱容器に入れ、大気中で１４００〜１５００℃に加熱、溶融、撹拌し、均質化、清澄を行った後、鋳型に流し込んだ。ガラスが固化した後、次いでガラスの徐冷点近くに加熱しておいた電気炉に移し、室温まで徐冷した。
得られた各ガラスの諸特性を、下記に示す方法に従って測定し、その結果を表１に示した。
【００２９】
また、実施例１のガラスの紫外線照射前後の透過率曲線を図１に、比較例２のガラスの紫外線照射前後の透過率曲線を図２に示す。
【００３０】
＜諸特性の測定＞
透過率は厚さ２．５ｍｍに両面研磨した上記ガラスを２００〜７００ｎｍにおける分光光度計で測定した。透過限界波長および波長傾斜幅は測定した透過率を元に算出した。
紫外線照射は１００Ｗの超高圧水銀ランプから３０ｍｍの位置に測定試料を置き、４時間紫外線を照射する。その際の試料温度は１００±５℃に調整する。４時間照射後透過率を測定し、照射前の透過率と比較した。
ΔＴ４００は４００ｎｍの透過率の低下（％）を示す。
耐水性および耐酸性は、日本光学硝子工業会規格「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）０６」に定められた方法により、測定した。
【００３１】
【表１】
2007031209.tif 000002
【００３２】
１）Ｒ'2Ｏ：Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ
２）ＲＯ：ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ
表１から分かるように、本発明のシャープカットフィルター用ガラス（実施例１〜５）は、実質的にＰｂ、Ａｓ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｄを含まず、２００〜７００ｎｍにおける透過限界波長が３６５〜３８５ｎｍの範囲にあり、また、紫外線照射前後の波長傾斜幅が、共に３５ｎｍ未満で、ΔＴ４００が５％未満であった。すなわち、紫外線照射による透過率特性の劣化が小さい。さらに、化学的耐久性にも優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のシャープカットフィルター用ガラスは、実質的に有害成分を含まない環境対応型であって、ソラリゼーションに優れており、３７０〜４００ｎｍに透過限界波長を有するシャープカットフィルター用として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１で得られたガラスの透過率曲線を示す図である。
【図２】比較例２で得られたガラスの透過率曲線を示す図である。
【図１】
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【図２】
2007031209.tif 000004