(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２
６５〜７５重量％、Ｎａ２Ｏ ５〜１０重量％、ＺｎＯ ０〜３重量％、Ａｌ２Ｏ３ １．５〜３重量％、ＣｅＯ２
０．５〜２．５重量％、Ｂ２Ｏ３ ０〜１０重量％、及びＢ２Ｏ３との合計量が１５〜２５重量％になる量のＳｂ２Ｏ３
を含有し、それにより波長３２０ｎｍ以下の紫外線の透過率が０％、波長３６０ｎｍの近紫外線透過率が５０％以下、波長４００ｎｍの可視光線の透過率が７２％以上であり、且つ熱膨張係数が６０×１０−７／℃以下であることを特徴とする実質的に無色の耐熱衝撃性紫外線遮断ガラス（但し透過率は厚さ３ｍｍの板について測定される値）。
【請求項２】
Ｂ２Ｏ３含有率が３〜１０重量％である請求項１に記載の耐熱衝撃性紫外線遮断ガラス。
【請求項３】
ＺｎＯ含有率が１〜３重量％である請求項１または２に記載の耐熱衝撃性紫外線遮断ガラス。
【請求項４】
Ｂ２Ｏ３との合計量が１７〜２０重量％になる量のＳｂ２Ｏ３を含有する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐熱衝撃性紫外線遮断ガラス。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の紫外線遮断ガラスよりなる放電灯使用照明装置用紫外線遮断フィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐熱衝撃性に優れた紫外線遮断ガラスおよび光源として放電灯を用いた照明装置のための紫外線遮断フィルターに関するものである。
【０００２】
なお、この明細書では、紫外線遮断能が利用されるガラス製品はその主たる機能や形状に関係なく紫外線遮断フィルターという。
【０００３】
【従来の技術】
水銀灯など、紫外線放射を伴うランプからの光を照明に使用するには、ランプが発する光の中の有害紫外線を遮断し可視光線だけを透過させるためのフィルターまたはそのようなフィルターとしても機能するランプ保護部材が必要である。
【０００４】
紫外線遮断用のフィルターとしては用途に応じて様々なタイプのものが使われているが、照明装置用のものはランプの発熱による温度上昇が激しく、また使用環境も屋外の場合が多く使用中に雨水などで濡れたりして急冷されることが多いから、軟化温度が高いだけでなく急加熱・急冷によっても割れたりしない耐熱衝撃性にも優れたガラスを基礎ガラスとしそれに耐熱性と耐久性のよい無機質紫外線吸収物質を含有させたものでなければならない。
【０００５】
耐熱衝撃性の指標となる熱膨張係数が小さく化学的耐久性にも優れているため上記用途の紫外線遮断ガラスの基礎ガラスとして使われるものの代表的な例は、いわゆるホウケイ酸ガラス（Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラス）であり、これに添加される紫外線吸収物質の例としては、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２等がある（特公昭６１−２４３４４号，特開平６−５６４６７号，特開平８−１２３６９号等）。
【０００６】
しかしながら、ホウケイ酸ガラスを基礎ガラスとして紫外線遮断用ガラスを製造する場合の解決困難な課題の一つは、添加する紫外線吸収物質による可視光線透過率の低下を防止することである。すなわち、紫外線遮断に十分な量の紫外線吸収物質を含有させたホウケイ酸ガラスはしばしば波長４００ｎｍ以上の可視光線も遮断するようになり、それにより、フィルターとして通常使われる厚さのものを目で見てもわかるほど黄色に着色してしまうが、汎用照明装置のためのフィルターは事実上無色透明であることが望ましいから、紫外線吸収物質による可視光線領域の透過率低下は極力少なくしなければならない。
【０００７】
この課題を解決するため、特開平６−５６４６７号や特開平８−１２３６９号の発明では限定された量の複数の紫外線吸収物質を併用しているが、シャープカット性に問題が残り、したがって、このような手段を採用したとしても着色回避を優先させると近紫外領域における紫外線遮断能はある程度犠牲にせざるを得なかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ホウケイ酸ガラスと同等の低い熱膨張係数および高度の化学的耐久性を備え、シャープ且つ十分な紫外線遮断能を有し、実質的に無着色の紫外線遮断ガラスを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記紫外線遮断ガラスからなる実質的に無着色の高性能紫外線遮断フィルターを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ホウケイ酸ガラスに紫外線吸収物質としてＣｅＯ２を含有させる場合においてホウケイ酸ガラスの主要構成成分であるＢ２Ｏ３の一部をＳｂ２Ｏ３で置換すると、透過光と非透過光の境界波長が３６０〜３８０ｎｍ付近にあってシャープカット性に優れた実質的に無着色のガラスが得られ、しかも熱膨張係数はホウケイ酸ガラスとほとんど変わらず、化学的耐久性はホウケイ酸ガラスに勝るとも劣らない紫外線遮断ガラスが得られるという、新規な知見に基づき完成されたものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、ＳｉＯ２  ６５〜７５％、Ｎａ２Ｏ  ５〜１０％、ＺｎＯ  ０〜３％、Ａｌ２Ｏ３  １．５〜３％、ＣｅＯ２  ０．５〜２．５％、Ｂ２Ｏ３  ０〜１０％、及びＢ２Ｏ３との合計量が１５〜２５％になる量のＳｂ２Ｏ３を含有し、それにより波長３２０ｎｍ以下の紫外線の透過率が０％、波長３６０ｎｍの近紫外線透過率が５０％以下、波長４００ｎｍの可視光線の透過率が７２％以上であり、且つ熱膨張係数が６０×１０−７／℃以下であることを特徴とする実質的に無色の耐熱衝撃性紫外線遮断ガラス、及び、該紫外線遮断ガラスよりなる放電灯使用照明装置用紫外線遮断フィルターを提供するものである（但し、ガラス組成を表す％は重量％であり透過率は厚さ３ｍｍの板について測定される値。以下同じ。）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
上記組成の本発明による紫外線遮断ガラスは、ＣｅＯ２を含有させたホウケイ酸ガラスに類似するがホウケイ酸ガラスに特徴的な多量のＢ２Ｏ３のかなりの部分がＳｂ２Ｏ３で置換されており、しかもＳｂ２Ｏ３はガラスのネットワーク構成成分になると考えられるから、もはやホウケイ酸ガラスの範疇には属しないものと言える。しかしながら、製法上は特に困難な点はなく、一般的なホウケイ酸ガラスを製造する場合の常法に従って容易に製造することができる。
【００１３】
構成成分について説明すると、まずＳｉＯ２は６５〜７５％とするが、７５％以上ではガラスの溶融温度が高くなりすぎるので好ましくなく、また６５％以下では熱膨張係数が大きくなるほか構造的に弱くなり、化学的耐久性も悪化し、失透を起こしやすくなる。
【００１４】
Ｎａ２Ｏは、少なすぎるとガラスの粘度が高くなり溶解性が悪くなるが、多すぎると熱膨張係数を大きくするので、５〜１０％にする。
【００１５】
上記２成分と共に基材ガラスの主要構成成分であるＢ２Ｏ３は、典型的なホウケイ酸ガラスの場合よりも少なく、１０％以下、望ましくは３〜１０％とする。これよりも多くすると、Ｓｂ２Ｏ３を添加してもシャープな紫外線遮断特性が得られず、また黄色に着色するようになる。
【００１６】
Ｓｂ２Ｏ３は、ＣｅＯ２を含まないホウケイ酸ガラスに添加した場合、紫外線および可視光線の透過率に影響を及ぼすことはほとんどない。しかし、ＣｅＯ２添加ホウケイ酸ガラスの場合は、Ｓｂ２Ｏ３を添加すると波長約３５０ｎｍ以上の近紫外から可視光線にわたる広い波長範囲で透過率が顕著に向上し、それにより、ＣｅＯ２による紫外線遮断のシャープカット性が向上すると共に着色も事実上解消する。その理由としては、添加されたＳｂ２Ｏ３により黄色のＣｅ４＋が無色のＣｅ３＋に変わることが考えられるが、確認されているわけではない。可視光線と共に波長約３５０ｎｍ以上の近紫外線の透過率も増加させることは紫外線の完全遮断という観点からは不利に見えるが、この波長範囲の紫外線は有効に利用できる場合があり（特開平８−１２３６９号）、有害作用も弱い。また、有害度が高い波長３２０ｎｍ以下の紫外線の透過率は全く上昇させないので、実用上問題になることはない。
【００１７】
Ｓｂ２Ｏ３添加に基づく上記効果は、約５％以上のＳｂ２Ｏ３により現れるが添加量２０％前後で飽和する。なお、Ｓｂ２Ｏ３添加量の増加に伴い、波長３５０〜３８０ｎｍ付近の分光透過率曲線は若干長波長側へシフトする。
【００１８】
Ｓｂ２Ｏ３の添加はまた化学的耐久性の向上にも役立ち、ホウケイ酸ガラスよりも化学的耐久性に優れたガラスを与える。
【００１９】
なお、ホウケイ酸ガラスにＣｅＯ２とＳｂ２Ｏ３を添加しただけではガラスの熱膨張係数が大きくなり、耐熱衝撃性が悪化するが、それは、Ｓｂ２Ｏ３添加量に応じてＢ２Ｏ３の量を減じ、Ｓｂ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の合計量が１５〜２５％（好ましくは約１７〜２０％）の範囲内にあるようにすればほぼ完全に防止することができ、熱膨張係数が６０×１０−７／℃以下のものを容易に得ることができる（一般的なホウケイ酸ガラスの熱膨張係数は約５０×１０−７／℃である）。
【００２０】
ＺｎＯとＡｌ２Ｏ３は紫外線遮断能とは関係がないが、少量を配合するとガラスの化学的耐久性を向上させるのに有効である。
【００２１】
紫外線遮断のための主剤であるＣｅＯ２は約０．５〜１．６％が適量であり、多くても２．５％程度とする。これよりも多くすると、Ｓｂ２Ｏ３を多量に添加しても可視光線領域に及ぶ透過率低下が大きくなり、フィルターとして使用する場合の板厚が大きい場合には着色が目立つようになる。
【００２２】
上述の組成になるように、かつガラス製造の常法に従って選択され調製された原料混合物を加熱して溶融状態にすることによりガラス化させれば、波長３２０ｎｍ以下の全紫外線の透過率が０％、波長３６０ｎｍの近紫外線透過率が５０％以下、波長４００ｎｍの可視光線の透過率が７２％以上、熱膨張係数が６０×１０−７／℃以下の、実質的に無色である耐熱衝撃性紫外線遮断ガラスを得ることができる。
【００２３】
これを任意の方法で円板状その他ランプやフィルターを製造するのに必要な形状に成形し、必要に応じて研磨すれば、高度の耐熱衝撃性を有する実質的に無色の紫外線遮断フィルターを得ることができる。
【００２４】
【実施例】
次に具体例を示して本発明を説明する。
表１に示した組成の標準的なホウケイ酸ガラス（参考例１）およびその組成の一部を変えると共にＣｅＯ２を含有させた８種類の紫外線遮断ガラス（比較例１〜３，実施例１〜５）を製造した。得られたガラスおよび参考例１のホウケイ酸ガラスについて熱膨張係数およびアルカリ溶出量を測定し、さらに、波長３００以上の紫外線および可視光線領域の分光透過率の測定を行なった。なお、熱膨張係数はＪＩＳＲ３１０２に、またアルカリ溶出量はＪＩＳ  Ｒ３５０２に、それぞれ規定されている方法により測定した。その結果を表１に示す。全可視光線透過率は波長３８０〜７８０ｎｍの範囲の平均透過率である。
【００２５】
また、参考例１のホウケイ酸ガラスを基礎ガラスとしそれに紫外線吸収物質を含有させた下記参考例２，３のガラス、および、上記参考例１と実施例２について測定された分光透過率曲線を図１に示した。
参考例２：ＣｅＯ２  １．４％を含有させたホウケイ酸ガラス
参考例３：ＣｅＯ２  ０．８％およびＴｉＯ２  ０．１％を含有させたホウケイ酸ガラス
【００２６】
【表１】
0004215912.tif 000002
【００２７】
【発明の効果】
ホウケイ酸ガラスに紫外線吸収物質としてＣｅＯ２を含有させる場合にガラスの主要構成成分であるＢ２Ｏ３の一部をＳｂ２Ｏ３で置換する本発明によれば、ホウケイ酸ガラスの特長である耐熱衝撃性を悪化させることなしに、シャープ且つ十分な紫外線遮断能と高度の化学的耐久性を備えた実質的に無着色の紫外線遮断ガラスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例１〜３および実施例２のガラスの分光透過率曲線である。
【図１】
0004215912.tif 000003