JP2991901B2 - 紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法 - Google Patents
紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法Info
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- JP2991901B2 JP2991901B2 JP5246155A JP24615593A JP2991901B2 JP 2991901 B2 JP2991901 B2 JP 2991901B2 JP 5246155 A JP5246155 A JP 5246155A JP 24615593 A JP24615593 A JP 24615593A JP 2991901 B2 JP2991901 B2 JP 2991901B2
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Description
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線吸収性に優れ、
かつ耐失透性にも優れたシリカガラス、特に放電管用お
よび高輝度放電灯バルブ材用の紫外線吸収性シリカガラ
スおよびその製造方法に関する。
かつ耐失透性にも優れたシリカガラス、特に放電管用お
よび高輝度放電灯バルブ材用の紫外線吸収性シリカガラ
スおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、照明工業分野では各種放電管用材
料としてシリカガラス、特に天然の水晶を電気溶融した
いわゆる“溶融石英ガラス”、が使用されてきた。とこ
ろがこの溶融石英ガラスは紫外線の透過率が高く、この
溶融石英ガラスで作った放電管は、紫外線をよく透過す
るため空気中の酸素から人体に有害なオゾンを発生させ
るという欠点があった。そのため、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＣｅをド−プした紫
外線吸収性シリカガラスが開発され、それが例えば、特
公昭３９−２１０５６号公報、特公昭４６−４２１１４
号公報、特開昭５２−８９２８０号公報および特開昭５
４−７９９７８号公報等に記載されている。
料としてシリカガラス、特に天然の水晶を電気溶融した
いわゆる“溶融石英ガラス”、が使用されてきた。とこ
ろがこの溶融石英ガラスは紫外線の透過率が高く、この
溶融石英ガラスで作った放電管は、紫外線をよく透過す
るため空気中の酸素から人体に有害なオゾンを発生させ
るという欠点があった。そのため、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＣｅをド−プした紫
外線吸収性シリカガラスが開発され、それが例えば、特
公昭３９−２１０５６号公報、特公昭４６−４２１１４
号公報、特開昭５２−８９２８０号公報および特開昭５
４−７９９７８号公報等に記載されている。
【０００３】しかしながら、上記公報記載のシリカガラ
スは、波長約２２０ｎｍ以下の紫外線を吸収するが、そ
れより長い波長の紫外線の吸収性は悪く、例えばこのシ
リカガラスで作成した自動車用ヘッドライト等は、その
発光時に発生した前記長波長の紫外線で人間の肉眼を痛
めたり、自動車用ヘッドライトを構成するプラスチック
ス部材を著しく劣化させるという欠点が有った。その
上、上記シリカガラスはＯＨ基や水素分子濃度が高く、
それで作成された高輝度放電灯はそのバルブ材中に封入
した発光ガスが前記ＯＨ基から生じた酸素と反応し黒色
失透を起こしたり、また水素分子がランプの作動電圧を
上昇させたり、あるいはシリカガラス中のアルカリ金属
元素による結晶化や封入ガスによる化学的エッチングが
促進され白色失透を発生させたりし、その寿命は短いも
のであった。
スは、波長約２２０ｎｍ以下の紫外線を吸収するが、そ
れより長い波長の紫外線の吸収性は悪く、例えばこのシ
リカガラスで作成した自動車用ヘッドライト等は、その
発光時に発生した前記長波長の紫外線で人間の肉眼を痛
めたり、自動車用ヘッドライトを構成するプラスチック
ス部材を著しく劣化させるという欠点が有った。その
上、上記シリカガラスはＯＨ基や水素分子濃度が高く、
それで作成された高輝度放電灯はそのバルブ材中に封入
した発光ガスが前記ＯＨ基から生じた酸素と反応し黒色
失透を起こしたり、また水素分子がランプの作動電圧を
上昇させたり、あるいはシリカガラス中のアルカリ金属
元素による結晶化や封入ガスによる化学的エッチングが
促進され白色失透を発生させたりし、その寿命は短いも
のであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】こうした現状を踏まえ
て、本発明者等は、放電管用シリカガラスにおいて約４
００ｎｍ以下の紫外線を吸収しオゾンの発生、人体への
悪影響、およびプラスチックスの劣化を防止し、しかも
高輝度放電灯のバルブ材としても発光効率の低下が少な
い紫外線吸収性シリカガラスの開発について鋭意研究を
重ねた結果、シリカガラス中のＯＨ基濃度および水素分
子濃度を特定の範囲に限定するとともに、遷移金属元素
を含有させ、その遷移金属元素のイオン価数を制御する
ことにより前記目的が達成できることを見出し、本発明
を完成したものである。
て、本発明者等は、放電管用シリカガラスにおいて約４
００ｎｍ以下の紫外線を吸収しオゾンの発生、人体への
悪影響、およびプラスチックスの劣化を防止し、しかも
高輝度放電灯のバルブ材としても発光効率の低下が少な
い紫外線吸収性シリカガラスの開発について鋭意研究を
重ねた結果、シリカガラス中のＯＨ基濃度および水素分
子濃度を特定の範囲に限定するとともに、遷移金属元素
を含有させ、その遷移金属元素のイオン価数を制御する
ことにより前記目的が達成できることを見出し、本発明
を完成したものである。
【０００５】本発明は、紫外線吸収性に優れ人体への悪
影響、プラスチックス部材の劣化のない紫外線吸収性シ
リカガラスを提供することを目的とする。
影響、プラスチックス部材の劣化のない紫外線吸収性シ
リカガラスを提供することを目的とする。
【０００６】また、本発明は、耐熱性が高く高圧水銀ラ
ンプ、メタルハライドランプ等の高 輝度放電灯用バルブ
材として使用しても熱変形がなく、しかも耐失透性にも
優れた紫外線吸収性シリカガラスを提供することを目的
とする。
ンプ、メタルハライドランプ等の高 輝度放電灯用バルブ
材として使用しても熱変形がなく、しかも耐失透性にも
優れた紫外線吸収性シリカガラスを提供することを目的
とする。
【０００７】さらに、本発明は、上記紫外線吸収性シリ
カガラスを製造する新規な製造方法を提供することを目
的とする。
カガラスを製造する新規な製造方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、放電管用の紫外線吸収性シリカガラスであって、
そのＯＨ基濃度が２００ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素分子濃
度が５×１０ 16 ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下で、か
つ制御されたイオン価数を有する遷移金属元素の少なく
とも１種類が含有されている紫外線吸収性シリカガラス
およびその製造方法に係る。
明は、放電管用の紫外線吸収性シリカガラスであって、
そのＯＨ基濃度が２００ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素分子濃
度が５×１０ 16 ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下で、か
つ制御されたイオン価数を有する遷移金属元素の少なく
とも１種類が含有されている紫外線吸収性シリカガラス
およびその製造方法に係る。
【０００９】さらに、本発明は、高輝度放電灯用の紫外
線吸収性シリカガラスである場合、そのＯＨ基濃度が２
０ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素分子濃度が５×１０16ｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下で、かつ制御されたイオン価
数を有する遷移金属元素の少なくとも１種類が含有され
ている紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法に
係る。
線吸収性シリカガラスである場合、そのＯＨ基濃度が２
０ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素分子濃度が５×１０16ｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下で、かつ制御されたイオン価
数を有する遷移金属元素の少なくとも１種類が含有され
ている紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法に
係る。
【００１０】上記遷移金属元素とは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｔｃ、Ｒｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、ＳｍおよびＥｕ
の原子番号２２〜２９、４０〜４４および５８〜６３の
元素をいう。特に好ましい遷移金属元素はチタン、クロ
ム、セリウムである。前記遷移金属元素の含有量は１０
〜１０，０００ｗｔ．ｐｐｍの範囲であり、その範囲が
１０ｗｔ．ｐｐｍ未満ではイオン価数制御処理を適切に
選択しても約４００ｎｍ以下の紫外線の吸収効果がみら
れず、また１０，０００ｗｔ．ｐｐｍ以上では紫外線吸
収性シリカガラスの可視域での透明性が悪くなり、バル
ブ材としたときの光出力が落ちる。
Ｍｎ、Ｆｅ、 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｔｃ、Ｒｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、ＳｍおよびＥｕ
の原子番号２２〜２９、４０〜４４および５８〜６３の
元素をいう。特に好ましい遷移金属元素はチタン、クロ
ム、セリウムである。前記遷移金属元素の含有量は１０
〜１０，０００ｗｔ．ｐｐｍの範囲であり、その範囲が
１０ｗｔ．ｐｐｍ未満ではイオン価数制御処理を適切に
選択しても約４００ｎｍ以下の紫外線の吸収効果がみら
れず、また１０，０００ｗｔ．ｐｐｍ以上では紫外線吸
収性シリカガラスの可視域での透明性が悪くなり、バル
ブ材としたときの光出力が落ちる。
【００１１】本発明の紫外線吸収性シリカガラスは、遷
移金属元素を含有したシリカガラスをイオン価数制御処
理に付して、遷移金属元素のイオン価数を変え約４００
ｎｍ以下の紫外線が吸収されるように制御されたシリカ
ガラスである。前記イオン価数制御処理とは、遷移金属
元素含有シリカガラスを酸化雰囲気中で８００〜１３０
０℃で加熱処理するか、または紫外線、Ｘ線、γ線を照
射し酸化する処理をいう。
移金属元素を含有したシリカガラスをイオン価数制御処
理に付して、遷移金属元素のイオン価数を変え約４００
ｎｍ以下の紫外線が吸収されるように制御されたシリカ
ガラスである。前記イオン価数制御処理とは、遷移金属
元素含有シリカガラスを酸化雰囲気中で８００〜１３０
０℃で加熱処理するか、または紫外線、Ｘ線、γ線を照
射し酸化する処理をいう。
【００１２】上記イオン価数の制御とは、シリカガラス
の紫外線域の光透過スペクトルが約４００ｎｍ以上にな
るようにイオン価数を変えることをいう。例えば、セリ
ウム含有シリカガラスを８００〜１３００℃で酸化雰囲
気中で酸化処理すると約４００以下の紫外線を吸収する
ようになる。
の紫外線域の光透過スペクトルが約４００ｎｍ以上にな
るようにイオン価数を変えることをいう。例えば、セリ
ウム含有シリカガラスを８００〜１３００℃で酸化雰囲
気中で酸化処理すると約４００以下の紫外線を吸収する
ようになる。
【００１３】さらに、本発明の紫外線吸収性シリカガラ
スは、紫外線の吸収が多く放電灯バルブ材の温度を上昇
させ、ランプの発光効率を高める。その上、遷移金属元
素が含有されているところからシリカガラスの耐熱性が
向上し、発光時その表面温度が約１０００℃にも上昇す
る高輝度放電灯のバルブ材の用途に供しても熱変形を起
すことがない。
スは、紫外線の吸収が多く放電灯バルブ材の温度を上昇
させ、ランプの発光効率を高める。その上、遷移金属元
素が含有されているところからシリカガラスの耐熱性が
向上し、発光時その表面温度が約１０００℃にも上昇す
る高輝度放電灯のバルブ材の用途に供しても熱変形を起
すことがない。
【００１４】ところで、シリカガラス中に含有されるＯ
Ｈ基は、高輝度放電灯の発光時に分解され酸素を発生し
それが封入金属ガスおよび電極の金属タングステンと反
応し黒色失透を起こさせる。また、水素分子の発生は再
点弧スパイク電圧の発生および作動電圧の上昇を起こさ
せるといわれている（松野博光他（１９８１）メタルハ
ライドランプにおける光束維持率低下の機構、照明学会
誌、第６５巻，第４号、１７６〜１８１頁）。さらに、
シリカガラス中のアルカリ金属元素やアルカリ土類金属
元素による結晶化促進や封入ガスによる化学的エッチン
グにより白色失透が起ると推定される。黒色失透および
白色失透、ならびに作動電圧の上昇が起るとランプの発
光効率が著しく低下するが、前記黒色失透および作動電
圧の上昇はシリカガラス中のＯＨ基濃度および水素分子
濃度を低減させることによりある程度解決できる。しか
しながら、白色失透も含め、これらの問題を十分解決す
るためには具体的に放電管用の紫外線吸収性シリカガラ
スの場合はシリカガラス中のＯＨ基濃度を２００ｗｔ．
ｐｐｍ以下、水素分子濃度を５×１０ 16 ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ3以下、かつ遷移金属元素を含有させ耐熱性
を向上させる必要がある。
Ｈ基は、高輝度放電灯の発光時に分解され酸素を発生し
それが封入金属ガスおよび電極の金属タングステンと反
応し黒色失透を起こさせる。また、水素分子の発生は再
点弧スパイク電圧の発生および作動電圧の上昇を起こさ
せるといわれている（松野博光他（１９８１）メタルハ
ライドランプにおける光束維持率低下の機構、照明学会
誌、第６５巻，第４号、１７６〜１８１頁）。さらに、
シリカガラス中のアルカリ金属元素やアルカリ土類金属
元素による結晶化促進や封入ガスによる化学的エッチン
グにより白色失透が起ると推定される。黒色失透および
白色失透、ならびに作動電圧の上昇が起るとランプの発
光効率が著しく低下するが、前記黒色失透および作動電
圧の上昇はシリカガラス中のＯＨ基濃度および水素分子
濃度を低減させることによりある程度解決できる。しか
しながら、白色失透も含め、これらの問題を十分解決す
るためには具体的に放電管用の紫外線吸収性シリカガラ
スの場合はシリカガラス中のＯＨ基濃度を２００ｗｔ．
ｐｐｍ以下、水素分子濃度を５×１０ 16 ｍｏｌｅｃｕｌ
ｅｓ／ｃｍ3以下、かつ遷移金属元素を含有させ耐熱性
を向上させる必要がある。
【００１５】また、放電管が高輝度放電灯である場合は
ＯＨ基濃度を２０ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素分子濃度を５
×１０16ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下、かつ遷移金
属元素を含有させなければならない。
ＯＨ基濃度を２０ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素分子濃度を５
×１０16ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下、かつ遷移金
属元素を含有させなければならない。
【００１６】上記ＯＨ基濃度の測定は、Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄ
ｄ，Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅｒ（１９６０），Ｏｐｔｉｃａ
ｌ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＯＨ ｉｎ
Ｆｕｓｅｄ Ｓｉｌｉｃａ，Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．３７， ｐ．３９１１（１９６
６）の方法により、また水素分子濃度の測定は、Ｖ．
Ｓ． Ｋｈｏｔｉｍｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．（１９
８７） Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｅ
ｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ
ｉｎ Ｑｕａｒｔｚ Ｇｌａｓｓ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ
Ｍｅｔｈｏｄｏｆ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎ
ｇ ａｎｄ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ．，Ｖｏｌ．４６，
Ｎｏ．６，ｐｐ６３２〜６３５の方法により行なわれ
る。
ｄ，Ｄ．Ｂ．Ｆｒａｓｅｒ（１９６０），Ｏｐｔｉｃａ
ｌ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＯＨ ｉｎ
Ｆｕｓｅｄ Ｓｉｌｉｃａ，Ｊ．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．３７， ｐ．３９１１（１９６
６）の方法により、また水素分子濃度の測定は、Ｖ．
Ｓ． Ｋｈｏｔｉｍｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．（１９
８７） Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｎｔｅ
ｎｔ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ
ｉｎ Ｑｕａｒｔｚ Ｇｌａｓｓ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ
Ｍｅｔｈｏｄｏｆ Ｒａｍａｎ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎ
ｇ ａｎｄ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ．，Ｖｏｌ．４６，
Ｎｏ．６，ｐｐ６３２〜６３５の方法により行なわれ
る。
【００１７】このように約４００ｍｍ以下の紫外線を吸
収し、かつ耐失透性に優れた特性を有する本発明の紫外
線吸収性シリカガラスは以下の手段で製造される。すな
わち、水晶粉と遷移金属化合物、例えば塩化物、ヨウ化
物、炭酸塩、硝酸塩等の化合物を混合し、その混合原料
を真空電気溶融法でガラス化するか、または前記遷移金
属元素化合物と四塩化ケイ素との混合物を酸水素炎加水
分解法のス−ト法でガラス化し、次いでこのシリカガラ
スをイオン価数制御処理に付し、シリカガラス中の遷移
金属元素のイオン価数を必要な値に制御することで製造
される。
収し、かつ耐失透性に優れた特性を有する本発明の紫外
線吸収性シリカガラスは以下の手段で製造される。すな
わち、水晶粉と遷移金属化合物、例えば塩化物、ヨウ化
物、炭酸塩、硝酸塩等の化合物を混合し、その混合原料
を真空電気溶融法でガラス化するか、または前記遷移金
属元素化合物と四塩化ケイ素との混合物を酸水素炎加水
分解法のス−ト法でガラス化し、次いでこのシリカガラ
スをイオン価数制御処理に付し、シリカガラス中の遷移
金属元素のイオン価数を必要な値に制御することで製造
される。
【００１８】上記製造におけるシリカガラス原料である
水晶粉への遷移金属元素化合物の混合は、遷移金属化合
物が水溶性であれば水溶液で、また、不溶性固体粒子で
あれば粒度を調整して粉体混合する手段が選ばれる。特
に真空電気溶融法でガラス化するに当っては遷移金属元
素化合物が混合されたシリカガラス原料を約２００℃に
保持し、さらに約１０００℃に保持する前処理をするこ
とで含水量を調整するのがよく、特に遷移金属化合物を
水溶液で混合したときは前記前処理を行うのが重要であ
る。
水晶粉への遷移金属元素化合物の混合は、遷移金属化合
物が水溶性であれば水溶液で、また、不溶性固体粒子で
あれば粒度を調整して粉体混合する手段が選ばれる。特
に真空電気溶融法でガラス化するに当っては遷移金属元
素化合物が混合されたシリカガラス原料を約２００℃に
保持し、さらに約１０００℃に保持する前処理をするこ
とで含水量を調整するのがよく、特に遷移金属化合物を
水溶液で混合したときは前記前処理を行うのが重要であ
る。
【００１９】一方、酸水素炎加水分解法のス−ト法でガ
ラス化する場合は、透明ガラス化前のスート体を塩素ま
たは塩化水素ガス雰囲気で脱水処理することにより水分
を低下させ、ＯＨ基および水素分子濃度を調整するのが
よい。
ラス化する場合は、透明ガラス化前のスート体を塩素ま
たは塩化水素ガス雰囲気で脱水処理することにより水分
を低下させ、ＯＨ基および水素分子濃度を調整するのが
よい。
【００２０】以下、実施例で本発明を更に具体的に説明
する。
する。
【実施例】（１）シリカガラスの作成 実施例１〜５について、天然水晶粉を粒径１０〜１００
μｍに調整し、塩素ガス雰囲気中で加熱する高純度化処
理を行い、ＳｉＯ2純度を９９．９９９ｗｔ．％とし
た。次に、この水晶粉に純度９９．９９ｗｔ．％のチタ
ン、セリウム、クロムの各酸化物粉体を混合した。前記
混合粉体を２００℃に保持、さらに１０００℃に保持
し、含水量を調整した後、真空電気溶融法で透明ガラス
化を行った。得られた遷移金属元素含有シリカガラスを
大気中、１１００℃１００時間の加熱酸化処理、または
Ｃｏ−６０を用いたγ線照射処理にてイオン価数制御処
理を行った。前記イオン価数制御処理されたシリカガラ
スについて物性を評価し、その結果を表１に示す。
μｍに調整し、塩素ガス雰囲気中で加熱する高純度化処
理を行い、ＳｉＯ2純度を９９．９９９ｗｔ．％とし
た。次に、この水晶粉に純度９９．９９ｗｔ．％のチタ
ン、セリウム、クロムの各酸化物粉体を混合した。前記
混合粉体を２００℃に保持、さらに１０００℃に保持
し、含水量を調整した後、真空電気溶融法で透明ガラス
化を行った。得られた遷移金属元素含有シリカガラスを
大気中、１１００℃１００時間の加熱酸化処理、または
Ｃｏ−６０を用いたγ線照射処理にてイオン価数制御処
理を行った。前記イオン価数制御処理されたシリカガラ
スについて物性を評価し、その結果を表１に示す。
【００２１】実施例６について、上記実施例と同様に調
整された混合粉体を、酸水素炎ベルヌイ法により透明ガ
ラス化を行った。得られた遷移金属元素含有シリカガラ
スをＣｏ−６０によるγ線照射を行い、イオン価数制御
処理を行った。前記イオン価数制御処理されたシリカガ
ラスについて物性を評価し、その結果を表１に示す。
整された混合粉体を、酸水素炎ベルヌイ法により透明ガ
ラス化を行った。得られた遷移金属元素含有シリカガラ
スをＣｏ−６０によるγ線照射を行い、イオン価数制御
処理を行った。前記イオン価数制御処理されたシリカガ
ラスについて物性を評価し、その結果を表１に示す。
【００２２】実施例７、８について、シリカ原料である
高純度四塩化ケイ素にセリウム、チタンの塩化物を混合
した。次にこの混合原料を酸水素炎加水分解法のス−ト
法によりス−ト体を作成した。このス−ト体を塩素ガス
雰囲気中で加熱処理し、水分を低減させた。この脱水ス
−ト体を真空中にて加熱処理し、透明ガラスとした。さ
らに、得られた遷移金属元素含有シリカガラスを大気
中、１１００℃１００時間にて加熱酸化処理を行い、イ
オン価数制御処理を行った。前記イオン価数制御処理さ
れたシリカガラスについて物性を評価し、その結果を表
１に示す。
高純度四塩化ケイ素にセリウム、チタンの塩化物を混合
した。次にこの混合原料を酸水素炎加水分解法のス−ト
法によりス−ト体を作成した。このス−ト体を塩素ガス
雰囲気中で加熱処理し、水分を低減させた。この脱水ス
−ト体を真空中にて加熱処理し、透明ガラスとした。さ
らに、得られた遷移金属元素含有シリカガラスを大気
中、１１００℃１００時間にて加熱酸化処理を行い、イ
オン価数制御処理を行った。前記イオン価数制御処理さ
れたシリカガラスについて物性を評価し、その結果を表
１に示す。
【００２３】比較のため本発明のイオン価数制御処理を
適切に行なわない又は還元雰囲気中で行なったシリカガ
ラス、および信越石英（株）製のＭ−３８２について上
記実施例と同様に物性を評価し、その結果を比較例１〜
４として表１に示す。
適切に行なわない又は還元雰囲気中で行なったシリカガ
ラス、および信越石英（株）製のＭ−３８２について上
記実施例と同様に物性を評価し、その結果を比較例１〜
４として表１に示す。
【００２４】（２）物性値の測定 ・ ＯＨ基濃度の測定；赤外線吸収分光光度法により測
定（前出Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄｄ，ｅｔ ａｌ．（１９８７）
参照）。 ・ 水素分子濃度の測定；ラマン散乱法（前出Ｖ．Ｓ．
Ｋｈｏｔｉｍ−ｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．（１９８
７）参照）。 ・ 遷移金属元素濃度の測定；原子吸光光度法により測
定。 ・ 光透過波長域の測定；厚さ２ｍｍ、両面鏡面研磨仕
上げしたサンプルを光透過率計にて１９０〜９００ｎｍ
の範囲の光を測定。 ・ アンプルテスト；直径１０ｍｍ×厚さ２ｍｍ×長さ
１００ｍｍのチュ−ブを作成し、チュ−ブの一端を丸く
封じ、試験管の形にした。次に乾燥したグロ−ブボック
ス内にてＤｙＩ3粒子を投入した。このチュ−ブを真空
引きし、残りの一端も丸封じアンプルを作成した。これ
を１１００℃で１００時間加熱処理した後、炉より取り
出し目視にてアンプル内壁の白色失透の程度を観察し
た。
定（前出Ｄ．Ｍ．Ｄｏｄｄ，ｅｔ ａｌ．（１９８７）
参照）。 ・ 水素分子濃度の測定；ラマン散乱法（前出Ｖ．Ｓ．
Ｋｈｏｔｉｍ−ｃｈｅｎｋｏ，ｅｔ ａｌ．（１９８
７）参照）。 ・ 遷移金属元素濃度の測定；原子吸光光度法により測
定。 ・ 光透過波長域の測定；厚さ２ｍｍ、両面鏡面研磨仕
上げしたサンプルを光透過率計にて１９０〜９００ｎｍ
の範囲の光を測定。 ・ アンプルテスト；直径１０ｍｍ×厚さ２ｍｍ×長さ
１００ｍｍのチュ−ブを作成し、チュ−ブの一端を丸く
封じ、試験管の形にした。次に乾燥したグロ−ブボック
ス内にてＤｙＩ3粒子を投入した。このチュ−ブを真空
引きし、残りの一端も丸封じアンプルを作成した。これ
を１１００℃で１００時間加熱処理した後、炉より取り
出し目視にてアンプル内壁の白色失透の程度を観察し
た。
【００２５】
【表１】
【００２６】上記表１に示すように本発明の紫外線吸収
性シリカガラスは約４００ｎｍ以下の紫外線を良く吸収
し、しかも白色失透の発生がほとんどない。
性シリカガラスは約４００ｎｍ以下の紫外線を良く吸収
し、しかも白色失透の発生がほとんどない。
【００２７】
【発明の効果】本発明の紫外線吸収性シリカガラスは、
紫外線吸収性に優れ、かつ耐失透性にも優れているとこ
ろから、自動車のヘッドライト、プロジェクタ−および
一般照明用放電管材料としても、またメタルハライドラ
ンプ等の高輝度放電灯用バルブ材として有用である。
紫外線吸収性に優れ、かつ耐失透性にも優れているとこ
ろから、自動車のヘッドライト、プロジェクタ−および
一般照明用放電管材料としても、またメタルハライドラ
ンプ等の高輝度放電灯用バルブ材として有用である。
フロントページの続き (72)発明者 栗山 満葉 福島県郡山市田村町金屋字川久保88 信 越石英株式会社 石英技術研究所内 (72)発明者 ウォルフガング・エングリシュ ドイツ連邦共和国 ケルクハイム ヘル デルライン ストラッセ 54 (56)参考文献 特開 平４−231343（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03C 4/08 C03B 20/00 C03C 3/06
Claims (10)
- 【請求項１】放電管用の紫外線吸収性シリカガラスであ
って、そのＯＨ基濃度が２００ｗｔ．ｐｐｍ以下、水素
分子濃度が５×１０ 16 ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｃｍ3以下
で、かつ制御されたイオン価数を有する遷移金属元素の
少なくとも１種類が含有されていることを特徴とする紫
外線吸収性シリカガラス。 - 【請求項２】高輝度放電灯バルブ材用の紫外線吸収性シ
リカガラスであって、そのＯＨ基濃度が２０ｗｔ．ｐｐ
ｍ以下、水素分子濃度が５×１０16ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ
／ｃｍ3以下で、かつ制御されたイオン価数を有する遷
移金属元素の少なくとも１種類が含有されていることを
特徴とする紫外線吸収性シリカガラス。 - 【請求項３】遷移金属元素の含有量が１０〜１０，００
０ｗｔ．ｐｐｍであることを特徴とする請求項１または
２記載の紫外線吸収性シリカガラス。 - 【請求項４】水晶粉と遷移金属元素化合物との混合物を
真空電気溶融法でガラス化したことを特徴とする請求項
１または２記載の紫外線吸収性シリカガラス。 - 【請求項５】四塩化ケイ素と遷移金属元素化合物との混
合物を酸水素炎加水分解法のス−ト法でガラス化したこ
とを特徴とする請求項１または２記載の紫外線吸収性シ
リカガラス。 - 【請求項６】遷移金属元素がチタン、クロムまたはセリ
ウムから選ばれた元素の少なくとも１種類であることを
特徴とする請求項１ないし５項のいずれかに記載の紫外
線吸収性シリカガラス。 - 【請求項７】請求項１または２記載の紫外線吸収性シリ
カガラスの製造方法において、シリカガラスの原料と少
なくとも１種類の遷移金属元素化合物との混合物の含水
量を調整したのち、溶融ガラス化して透明シリカガラス
とし、次いで酸化雰囲気中で加熱処理または放射線照射
処理を行い含有する遷移金属元素のイオン価数を制御す
ることを特徴とする紫外線吸収性シリカガラスの製造方
法。 - 【請求項８】請求項１または２記載の紫外線吸収性シリ
カガラスの製造方法において、水晶粉と少なくとも１種
類の遷移金属元素化合物との混合物の含水量を調整した
のち、真空電気溶融法により溶融ガラス化を行い、次い
で酸化雰囲気中で８００〜１３００℃で加熱処理するか
または紫外線、Ｘ線およびγ線から選ばれる放射線を照
射し含有する遷移金属元素のイオン価数を制御すること
を特徴とする紫外線吸収性シリカガラスの製造方法。 - 【請求項９】請求項１または２記載の紫外線吸収性シリ
カガラスの製造方法において、高純度四塩化珪素と少な
くとも１種類の遷移金属元素化合物との混合物を酸水素
炎加水分解法のスート法でスート体を作成し、該スート
体を塩素ガス雰囲気中で加熱処理し含水量を調整したの
ち、真空中で加熱処理し溶融ガラス化し、次いで酸化雰
囲気中で８００〜１３００℃で加熱処理するかまたは紫
外線、Ｘ線およびγ線から選ばれる放射線を照射し含有
する遷移金属元素のイオン価数を制御することを特徴と
する紫外線吸収性シリカガラスの製造方法。 - 【請求項１０】遷移金属元素化合物がチタン、クロム又
はセリウムの各化合物であることを特徴とする請求項７
ないし９のいずれかに記載の紫外線吸収性シリカガラス
の製造方法。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246155A JP2991901B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246155A JP2991901B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0769671A JPH0769671A (ja) | 1995-03-14 |
| JP2991901B2 true JP2991901B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=17144319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246155A Expired - Lifetime JP2991901B2 (ja) | 1993-09-07 | 1993-09-07 | 紫外線吸収性シリカガラスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991901B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3310159B2 (ja) * | 1996-03-01 | 2002-07-29 | 昭和電線電纜株式会社 | Ｃｏドープ光減衰器用透明ガラス体の製造方法 |
| DE19815065A1 (de) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | HF-angeregter Gaslaser sowie Laserrohr für einen derartigen Gaslaser |
| JP2007223845A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラスの製造方法 |
| JP4952699B2 (ja) * | 2008-11-06 | 2012-06-13 | ウシオ電機株式会社 | 光透過部材 |
| JP2013189321A (ja) * | 2010-07-14 | 2013-09-26 | Asahi Glass Co Ltd | 紫外線カットフィルタ用合成石英ガラス及びその製造方法 |
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| JP7122997B2 (ja) * | 2019-04-05 | 2022-08-22 | 信越石英株式会社 | 紫外線吸収性に優れたチタン含有石英ガラス及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-07 JP JP5246155A patent/JP2991901B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0769671A (ja) | 1995-03-14 |
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