(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス板の両面若しくは片面に、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に被着し、また同高屈折率膜と低屈折率膜との間に、高屈折率膜と低屈折率膜と同じ物質で且つ同高屈折率膜と低屈折率膜より薄い膜で構成してなる低屈折率膜と高屈折率膜を被着して、分光特性が２５０ｎｍ乃至４００ｎｍの光を透過し、８００ｎｍ乃至１２００ｎｍの光を反射するように構成したことを特徴とする紫外線コールドフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紫外線光源の前方に配置する紫外線コールドフィルターの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチックやガラス等の表面に紫外線により硬化する塗料やインキを被着し、同塗料やインキに紫外線を照射することにより硬化することが実施されている。また食品の容器や医療品の容器に紫外線を照射し、容器に付着した黴菌を殺菌することが実施されている。さらにプラスチックや塗膜等の劣化を短時間に試験するために使用する耐候性試験装置の内部に紫外線光源を装着し、同紫外線光源からの紫外線によるプラスチックや塗膜等の劣化試験が行われている。
また紫外線光源からの高熱による被照射物への悪影響を防止するために、紫外線光源は例えば水冷ジャケットの内部に装着し、熱を除去することが実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、紫外線光源を水冷ジャケットの内部に装着する構造とすると、装置が複雑となる欠点がある。そこで従来、紫外線光源の前方に熱線カットフィルターを配置し、被照射物が高熱により劣化するのを防止することが実施されている。従来、実施されている熱線カットフィルターは２ｍｍ乃至３ｍｍ程度の厚さの石英ガラスの表面にＳｉＯ２からなる低屈折率膜と、ＺｒＯ２からなる高屈折率膜を順次２５層程度積層し構成してある。
【０００４】
しかし、同低屈折率膜と高屈折率膜を積層する構造によると、図５に示すように、分光特性が２５０ｎｍ乃至４００ｎｍの光の透過率が低く、また８００ｎｍ乃至１２００ｎｍの光の反射率が低く、紫外線を効果的に利用することができず、さらに赤外線により高熱が熱線カットフィルターを透過して被照射物に悪影響を与える欠点がある。さらに紫外線光源を水冷ジャケット内に装着して熱をカットし、被照射物が高熱により悪影響を受けないようにしなければならず、装置が複雑となる欠点がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑み発明したものであって、効率よく熱線をカットし、さらに効率よく紫外線を透過することができ、また簡単な装置により容易に製造することができる熱線カットフィルターを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために次の構成とする。つまり請求項１に記載の発明は、石英ガラス板の両面若しくは片面に、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に被着し、また同高屈折率膜と低屈折率膜との間に、高屈折率膜と低屈折率膜と同じ物質で且つ同高屈折率膜と低屈折率膜より薄い膜で構成してなる低屈折率膜と高屈折率膜を被着して構成してある。さらに、分光特性が２５０ｎｍ乃至４００ｎｍの光を透過し、８００ｎｍ乃至１２００ｎｍの光を反射するように構成してある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図１図乃至図４について説明する。図１において、１は２ｍｍ乃至３ｍｍ程度の厚さに構成した紫外線コールドフィルターであって、石英ガラス板で構成してある。また同紫外線コールドフィルターの両面若しくは片面に、高屈折率膜１１と低屈折率膜１２とを交互に多数層被着し、分光特性が２５０ｎｍ乃至４００ｎｍを透過し、８００ｎｍ乃至１２００ｎｍを反射するように構成する。２は反射体３に装着してなる紫外線光源であって、例えば１５キロワットの高圧放電ランプを用いて構成してある。４は紫外線コールドフィルター１の前方に配置し、紫外線を照射するワークであって、例えば食品や医療品の容器である。
【０００８】
また石英ガラス板の両面若しくは片面に、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に被着し、また同高屈折率膜と低屈折率膜との間に、高屈折率膜と低屈折率膜と同じ物質で且つ同高屈折率膜と低屈折率膜より薄い膜で構成してなる低屈折率膜１３と高屈折率膜１４を被着して構成してある。
【０００９】
次に紫外線コールドフィルター１の片面にＺｒＯ2あるいはＨｆＯ2からなる高屈折率膜とＳｉＯ2からなる低屈折率膜とを交互に多数層被着し、さらに同高屈折率膜と低屈折率膜の間に、同高屈折率膜と低屈折率膜より薄い厚さのＳｉＯ2からなる低屈折率膜と、ＺｒＯ2あるいはＨｆＯ2からなる高屈折率膜とを被着する。この場合の各膜の厚さは例えば次のように６１層構成する。
【００１０】
【表１】
層            物質              膜厚（ｎｍ）
１          低屈折率            ５７．９２
２          高屈折率            １１．８２
３          低屈折率            １７．５４
４          高屈折率            ８９．６３
５          低屈折率            １５．７９
６          高屈折率            １３．６３
７          低屈折率          １１５．８８
８          高屈折率            １２．８９
９          低屈折率            １３．７
１０          高屈折率            ８９．０８
１１          低屈折率            １３．３２
１２          高屈折率            １３．５５
１３          低屈折率          １１４．５９
１４          高屈折率            １３．３３
１５          低屈折率            １２．３９
１６          高屈折率            ８８．５４
１７          低屈折率            １１．９６
１８          高屈折率            １３．３５
１９          低屈折率          １１３．８２
２０          高屈折率            １３．７３
２１          低屈折率            １１．７１
２２          高屈折率            ８８．２７
２３          低屈折率            １１．４４
２４          高屈折率            １３．６９
２５          低屈折率          １１３．４６
２６          高屈折率            １３．７２
２７          低屈折率            １１．５９
２８          高屈折率            ８８．１７
２９          低屈折率            １１．６２
３０          高屈折率            １４．００
３１          低屈折率          １１３．３５
３２          高屈折率            １３．２４
３３          低屈折率            １１．４２
３４          高屈折率            ８８．１１
３５          低屈折率            １２．５３
３６          高屈折率            １３．９
３７          低屈折率          １１２．９７
３８          高屈折率            １３．２４
３９          低屈折率            １２．３３
４０          高屈折率            ８８．０８
４１          低屈折率            １２．２２
４２          高屈折率            １３．２９
４３          低屈折率          １１３．０４
４４          高屈折率            １３．７１
４５          低屈折率            １２．８８
４６          高屈折率            ８８．１７
４７          低屈折率            １１．４６
４８          高屈折率            １３．０３
４９          低屈折率          １１３．５９
５０          高屈折率            １４．１
５１          低屈折率            １２．９６
５２          高屈折率            ８８．３１
５３          低屈折率            １０．７６
５４          高屈折率            １３．３
５５          低屈折率          １１４．２１
５６          高屈折率            １４．３９
５７          低屈折率            １１．８２
５８          高屈折率            ８８．４９
５９          低屈折率              ６．０１
６０          高屈折率            １５．４６
６１          低屈折率            ５５．７８
【００１１】
表１に示す紫外線コールドフィルターによると、図２に示す分光透過特性を得ることができる。同分光透過特性によると、２５０ｎｍから４００ｎｍの紫外線は９０％程度と効率よく透過し、また８００ｎｍから１０００ｎｍの範囲の赤外線の反射率は、９７％程度と効率よくカットすることができる。これは、高屈折率膜と低屈折率膜の間に、薄い厚さの高屈折率膜と低屈折率膜とを被着することにより、図２に示すように、紫外線と赤外線を効率よく制御できるためである。
【００１２】
なお、【０００３】で説明した従来の構成によると、分光透過特性は図５に示す通りであり、赤外線の反射率は悪く、また紫外線の透過率も悪く、被照射面における温度は高くなり、紫外線による紫外線塗料やインキの硬化に時間を要する。
【００１３】
次に両面にＺｒＯ2あるいはＨｆＯ2からなる高屈折率膜とＳｉＯ2からなる低屈折率膜とを交互に多数層被着し、さらに同高屈折率膜と低屈折率膜の間に、ＳｉＯ2からなる薄い厚さの低屈折率膜と、ＺｒＯ2あるいはＨｆＯ2からなる薄い厚さの高屈折率膜とを被着してる実施例について説明する。この場合の各膜の厚さは例えば次のように構成する。表面の膜の厚さは表２に示すように６１層構成する。
【００１４】
【表２】
層            物質              膜厚（ｎｍ）
１          低屈折率            ５７．６２
２          高屈折率              ９．４２
３          低屈折率            ２１．７３
４          高屈折率            ８８．５
５          低屈折率            １９．３６
６          高屈折率            １２．４２
７          低屈折率          １１６．６５
８          高屈折率              ９．１６
９          低屈折率            １６．４２
１０          高屈折率            ８５．７２
１１          低屈折率            １７．１３
１２          高屈折率            １２．４４
１３          低屈折率          １１３．８４
１４          高屈折率            １０．１４
１５          低屈折率            １５．２３
１６          高屈折率            ８５．８９
１７          低屈折率            １４．３２
１８          高屈折率            １３．１１
１９          低屈折率          １１３．３７
２０          高屈折率            １２．９１
２１          低屈折率            １１．６４
２２          高屈折率            ８６．６９
２３          低屈折率            １０．３８
２４          高屈折率            １５．０８
２５          低屈折率          １１３．３６
２６          高屈折率            １４．７３
２７          低屈折率              ７．７５
２８          高屈折率            ８７．１７
２９          低屈折率              ８．６１
３０          高屈折率            １７．４８
３１          低屈折率          １１２．９２
３２          高屈折率            １４．８３
３３          低屈折率              ６．６５
３４          高屈折率            ８７．７２
３５          低屈折率              ８．５２
３６          高屈折率            １７．２７
３７          低屈折率          １１２．５８
３８          高屈折率            １５．００
３９          低屈折率              ９．２７
４０          高屈折率            ８７．９１
４１          低屈折率              ９．８４
４２          高屈折率            １３．３９
４３          低屈折率          １１２．６９
４４          高屈折率            １５．８８
４５          低屈折率            １３．２７
４６          高屈折率            ８７．１
４７          低屈折率              ９．９１
４８          高屈折率              ８．８７
４９          低屈折率          １１３．３５
５０          高屈折率            １７．６８
５１          低屈折率            １５．３５
５２          高屈折率            ８５．０８
５３          低屈折率              ７．４７
５４          高屈折率              ７．５８
５５          低屈折率          １１４．２
５６          高屈折率            １９．５７
５７          低屈折率            １４．１２
５８          高屈折率            ８１．０８
５９          低屈折率                    ０
６０          高屈折率            １１．５７
６１          低屈折率            ５４．３３
【００１５】
また裏面の膜の厚さは、表３に示すように６１層構成する。
【００１６】
【表３】
層            物質              膜厚（ｎｍ）
１          低屈折率            ７０．４４
２          高屈折率            １１．６９
３          低屈折率            １９．０５
４          高屈折率          １０５．２１
５          低屈折率            １５．４２
６          高屈折率            １７．１８
７          低屈折率          １３８．４
８          高屈折率            １６．４２
９          低屈折率            １６．７９
１０          高屈折率          １０８．３６
１１          低屈折率            １６．９１
１２          高屈折率            １６．０１
１３          低屈折率          １３９．８８
１４          高屈折率            １５．７６
１５          低屈折率            １６．３９
１６          高屈折率          １０８．５３
１７          低屈折率            １６．８７
１８          高屈折率            １５．７４
１９          低屈折率          １３９．５４
２０          高屈折率            １５．８７
２１          低屈折率            １６．０４
２２          高屈折率          １０９．２５
２３          低屈折率            １６．７
２４          高屈折率            １５．２３
２５          低屈折率          １４０．２２
２６          高屈折率            １５．３２
２７          低屈折率            １６．７３
２８          高屈折率          １０８．４５
２９          低屈折率            １５．８９
３０          高屈折率            １６．１３
３１          低屈折率          １３８．０２
３２          高屈折率            １５．９９
３３          低屈折率            １６．５４
３４          高屈折率          １０７．５７
３５          低屈折率            １６．８３
３６          高屈折率            １５．９２
３７          低屈折率          １３８．２４
３８          高屈折率            １６．３７
３９          低屈折率            １５．４９
４０          高屈折率          １０９．１
４１          低屈折率            １７．６９
４２          高屈折率            １４．５７
４３          低屈折率          １４３．１５
４４          高屈折率            １４．９９
４５          低屈折率            １７．００
４６          高屈折率          １０９．９６
４７          低屈折率            １５．２３
４８          高屈折率            １６．５
４９          低屈折率          １３８．８２
５０          高屈折率            １５．６４
５１          低屈折率            １７．５４
５２          高屈折率          １０５．３
５３          低屈折率            １６．４４
５４          高屈折率            １６．７９
５５          低屈折率          １２７．６７
５６          高屈折率            １４．９４
５７          低屈折率            １０．００
５８          高屈折率          １０４．３４
５９          低屈折率              ３．６３
６０          高屈折率            １７．２８
６１          低屈折率            ５４．８９
【００１７】
表２と表３に示す紫外線コールドフィルターによると、図３に示す分光透過特性を得ることができる。
同分光透過特性によると、表１示すものと同様に、２５０ｎｍから４００ｎｍの紫外線は９０％程度と効率よく透過し、また８００ｎｍから１２００ｎｍの範囲の赤外線の反射率は、９９％程度と効率よくカットすることができる。
これは、高屈折率膜と低屈折率膜の間に、薄い厚さの高屈折率膜と低屈折率膜とを被着したことにより、図３に示すように、紫外線と赤外線を効率よく制御できるためである。
さらに両面に膜を構成したので、透過特性及び耐久性が向上する。
【００１８】
また膜の被着は、高屈折率膜と低屈折率膜の二種について、基板温度や真空圧や蒸着速度を変えることにより、容易に形成することができる。
また上記した熱線カットフィルターを内部に紫外線光源を装着してなる紫外線照射装置の前面に配置し実施すると、照射装置の前面が高熱になることがなく、被照射物に対する熱的悪影響が生じることがなく、さらに紫外線を効果的に透過するので、確実に紫外線塗料やインキを硬化することができる。また従来の水冷式の装置に比べ構造が簡単となる。
【００１９】
【発明の効果】
上記した請求項１と請求項２に記載２発明によると、効率よく熱線をカットし、効率よく紫外線を透過することができ、さらに容易に熱線カットフィルターを製造することができる特別な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱線カットフィルターの実施例図。
【図２】本発明に係る熱線カットフィルターの分光透過特性を示す図。
【図３】本発明に係る他の熱線カットフィルターの分光透過特性を示す図。
【図４】図１における熱線カットフィルターの一部拡大図。
【図５】従来の熱線カットフィルターの分光透過特性を示す図。
【符号説明】
１  石英ガラス板
２  紫外線光源
３  反射体
４  ワーク
１１  高屈折率膜
１２  低屈折率膜
１３  低屈折率膜
１４  高屈折率膜
【図１】
0004061441.tif 000002
【図２】
0004061441.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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