特許 7593536 石英ガラス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】石英ガラス

(51)【国際特許分類】

   C03C 3/06 20060101AFI20241126BHJP

   C03B 20/00 20060101ALI20241126BHJP

   C03C 4/08 20060101ALI20241126BHJP

   G01N 21/33 20060101ALI20241126BHJP

   G02B 5/22 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

C03C3/06

C03B20/00 D

C03B20/00 E

C03B20/00 F

C03C4/08

G01N21/33

G02B5/22

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024541672

(86)(22)【出願日】2024-04-19

(86)【国際出願番号】 JP2024015548

【審査請求日】2024-07-10

(31)【優先権主張番号】P 2023074616

(32)【優先日】2023-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2023149423

(32)【優先日】2023-09-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003300

【氏名又は名称】東ソー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(74)【代理人】

【識別番号】100128783

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 真

(74)【代理人】

【識別番号】100128473

【弁理士】

【氏名又は名称】須澤 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100160886

【弁理士】

【氏名又は名称】久松 洋輔

(74)【代理人】

【識別番号】100192603

【弁理士】

【氏名又は名称】網盛 俊

(72)【発明者】

【氏名】漆谷 想太

(72)【発明者】

【氏名】原田 美徳

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 壽也

(72)【発明者】

【氏名】新井 一喜

【審査官】磯部 香

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１１５５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３０１６０６１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００９－２７４９４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｃ ３／０６

Ｃ０３Ｂ ２０／００

Ｃ０３Ｃ ４／０８

Ｇ０１Ｎ ２１／３３

Ｇ０２Ｂ ５／２２

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比が２．５以上である、石英ガラス。

【請求項2】

厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの光の内部直線透過率が７０％以下である、請求項１に記載の石英ガラス。

【請求項3】

厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの光の内部直線透過率が３０％以上である、請求項１又は２に記載の石英ガラス。

【請求項4】

厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの光の内部直線透過率が、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの光の内部直線透過率よりも高い、請求項１又は２に記載の石英ガラス。

【請求項5】

波長２５２ｎｍの吸光係数が３００００ｃｍ^－１以上である、請求項１又は２に記載の石英ガラス。

【請求項6】

波長２２２ｎｍの吸光係数が２０００００ｃｍ^－１以下である、請求項１又は２に記載の石英ガラス。

【請求項7】

シリカ源及び錫源を含む原料組成物を１０Ｐａ以下の真空下、２０℃以上１９００℃以下で熱処理する第１熱処理工程と、
前記第１熱処理工程において熱処理された前記原料組成物を、窒素雰囲気下、１４００℃以上１９００℃以下で熱処理する第２熱処理工程と、
を含む、請求項１又は２に記載の石英ガラスの製造方法。

【請求項8】

前記シリカ源がシリカ粉末である、請求項７に記載の石英ガラスの製造方法。

【請求項9】

前記シリカ源がシリコンアルコキシドを加水分解して得られるシリカ粉末である、請求項７に記載の石英ガラスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、石英ガラスに関する。

【背景技術】

【0002】

波長２２２ｎｍ近傍の紫外線（以下、「２２２ｎｍＵＶ光」ともいう。）は生体への影響が極めて小さく、これを用いた殺菌・ウィルス不活化技術が注目されている。２２２ｎｍＵＶ光の光源として広く使用されているＫｒＣｌエキシマランプは、２２２ｎｍＵＶ光のみならず、波長２５２ｎｍ近傍の紫外線（以下、「２５２ｎｍＵＶ光」ともいう。）も放出する。２５２ｎｍＵＶ光は生体への影響が懸念されるため、生体を対象とするＫｒＣｌエキシマランプを使用して殺菌やウィルス不活性化をするためには、これを遮蔽する必要がある。

【0003】

例えば、特許文献１及び２では、２５２ｎｍＵＶ光を遮蔽する光学フィルターを備えた殺菌装置が提案されている。また、非特許文献１では、ＣＶＤ法やガスフレーム法により製造された錫を含有した石英ガラスが、２５２ｎｍＵＶ光を遮蔽することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第６０２５７５６号公報

【文献】特許第６９７３６０３号公報

【非特許文献】

【0005】

【文献】Ｇｌａｓｓ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｖｏｌ． ２８， Ｎｏ． ６， ２００２， ｐｐ． ３７９－３８８．

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１及び２では、ガラス板上にＨｆＯ_２層およびＳｉＯ_２層を交互に３３層積層されてなる誘電体多層膜から構成された光学フィルターが開示されている。しかしながら、このような光学フィルターは、製造に煩雑な工程を要する。さらに、誘電体多層膜は曲面状に成膜をすることが困難であるのみならず、ＫｒＣｌエキシマランプからの光（以下、「エキシマ光」ともいう）の照射角度によって遮蔽する波長域が変化する。そのため、特許文献１や特許文献２に開示されるような光学フィルターを備えたエキシマ光は、殺菌・ウィルス不活化に有効な照射面積が限定的であった。また、非特許文献１で開示された石英ガラスは、吸収スペクトルを示すＦｉｇ．１などからも明らかなように、２５２ｎｍＵＶ光のみならず、２２２ｎｍＵＶ光までも遮蔽してしまう。

【0007】

本開示は、２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過することができる石英ガラス及びその製造方法の少なくともいずれかを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は特許請求の範囲の記載の通りであり、また、本開示の要旨は以下の通りである。
［１］ 錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比が２．５以上である、石英ガラス。
［２］ 厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの光の内部直線透過率が７０％以下である、［１］に記載の石英ガラス。
［３］ 厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの光の内部直線透過率が３０％以上である、［１］又は［２］に記載の石英ガラス。
［４］ 厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの光の内部直線透過率が、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの光の内部直線透過率よりも高い、［１］乃至［３］のいずれか一つに記載の石英ガラス。
［５］ 波長２５２ｎｍの吸光係数が３００００ｃｍ^－１以上である、［１］乃至［４］のいずれか一つに記載の石英ガラス。
［６］ 波長２２２ｎｍの吸光係数が２０００００ｃｍ^－１以下である、［１］乃至［５］のいずれか一つに記載の石英ガラス。
［７］ シリカ源及び錫源を含む原料組成物を１０Ｐａ以下の真空下、２０℃以上１９００℃以下で熱処理する第１熱処理工程と、前記第１熱処理工程において熱処理された前記原料組成物を、窒素雰囲気下、１４００℃以上１９００℃以下で熱処理する第２熱処理工程と、を含む、［１］乃至［６］のいずれか一つに記載の石英ガラスの製造方法。
［８］ 前記シリカ源がシリカ粉末である、［７］に記載の石英ガラスの製造方法。
［９］ 前記シリカ源がシリコンアルコキシドを加水分解して得られるシリカ粉末である、［７］に記載の石英ガラスの製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本開示により、特許文献１及び２に示すような光学フィルターを必須とすることなく、なおかつ、従来の錫含有石英ガラスと比べて、２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過することができる石英ガラス及びその製造方法の少なくともいずれかを提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示に係る石英ガラスについて、実施形態の一例を示して説明する。本明細書で開示した各構成及びパラメータは任意の組合せとすることができ、また、本明細書で開示した値の上限及び下限は任意の組合せとすることができる。

【0011】

本実施形態の石英ガラスは、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、なおかつ波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比が２．５以上である石英ガラスである。

【0012】

本実施形態の石英ガラスは、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であることで、２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過することができる。錫の含有量が５ｐｐｍ未満であると、２５２ｎｍの光の透過を抑制できなくなる。また、錫の含有量が１５０ｐｐｍ超であると、２５２ｎｍの光だけでなく、２２２ｎｍの光の透過までもが抑制されてしまう。

【0013】

本実施形態の石英ガラスにおいて、錫の含有量は、５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であればよいが、波長２５２ｎｍの光の透過抑制と波長２２２ｎｍの光の透過のバランスをより向上する観点からは、１０ｐｐｍ以上１２０ｐｐｍ以下であること好ましく、１５ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１５ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下が更に好ましく、１５ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下がより更に好ましい。なお、本明細書におけるｐｐｍは、質量ｐｐｍを意味する。

【0014】

本実施形態の石英ガラスにおいて、錫の含有量は、ＩＣＰ発光分光分析により以下の方法で測定することができる。石英ガラスを粉砕し、フッ酸に溶解後、硫酸を添加し、加熱してフッ酸を揮散させることで、測定用残渣を得る。当該測定用残渣を硝酸に溶解させ試料溶液とする。一般的なＩＣＰ発光分光分析装置（例えば、製品名：５８００ ＩＣＰ―ＯＥＳ、アジレント・テクノロジー社製）を使用して、当該試料溶液を以下の条件により誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ－ＡＥＳ）で測定すればよい。
周波数 ： ２７ＭＨｚ
出力 ： １．２ｋＷ
観測モード ： アキシャル
検出器 ： ＣＣＤ検出器
走査モード ： 連続
試料導入 ： サイクロンネブライザー
得られた錫及び異金属元素の測定値から、石英ガラスの錫含有量及び異金属元素の含有量を求めることができる。

【0015】

なお、本実施形態の石英ガラスにおいて、錫は、イオン、金属、化合物（例えば、酸化物）などのいずれの形態で含有されていてもよいが、酸化物（例えば、ＳｎＯ_２）で含有されていることが好ましい。

【0016】

本実施形態の石英ガラスは、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比が２．５以上である。波長２５２ｎｍの光の透過抑制と波長２２２ｎｍの光の透過のバランスをより向上する観点からは、本実施形態の石英ガラスは、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比が、３．０以上であることが好ましく、４．０以上であることがより好ましい。なお、本実施形態の石英ガラスにおいて、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比の上限は、特に限定されるものではないが、例えば、２０以下、１０以下、若しくは７．０以下とすることができる。波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比は、前述した上限値及び下限値のいずれの組合せであってもよいが、波長２５２ｎｍの光の透過抑制と波長２２２ｎｍの光の透過のバランスをより向上する観点からは、２．５以上２０以下であることが好ましく、３．０以上１０以下であることがより好ましく、４．０以上７．０以下であることがよりさらに好ましい。

【0017】

本実施形態の石英ガラスの吸光係数は、石英ガラス中の気泡で散乱する光と石英ガラスの表面（界面）で反射する光の影響を補正して取り除いた吸光係数であり、下記（１）式から算出することができる。下記（１）式から算出される、波長２５２ｎｍの吸光係数（以下、「α_{２５２ｎｍ}」ともいう）を、波長２２２ｎｍの吸光係数（以下、「α_{２２２ｎｍ}」ともいう）で除すことにより、α_{２２２ｎｍ}に対するα_{２５２ｎｍ}の比（以下、「α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}」ともいう）を求めることができる。なお、吸光係数は、光が媒質に入射したときに、媒質がどれくらいの光を吸収するのかを表すパラメーターであり、吸光係数が高いほど石英ガラスを透過する光の量が少ないことを意味する。

【0018】

－ＬＯＧ（Ｔ_ｉ）＝α×ｄ×ｃ ・・・（１）
上記（１）式において、Ｔ_ｉは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの内部直線透過率［％］を表し、αは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの吸光係数［ｃｍ^－１］を表し、ｄは測定試料の厚み［ｃｍ］を表し、ｃは石英ガラスにおける錫の含有量［ｇ／ｇ］を表す。

【0019】

上記（１）式におけるＴｉは、下記（２）式から算出することができる。
Ｔ_ｉ＝１００×Ｔ_ｃ／Ｔ_Ｍ ・・・（２）
上記（２）式において、Ｔ_ｉは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの内部直線透過率［％］を表し、Ｔ_ｃは気泡による光の散乱の影響を補正した波長Ｗ（ｎｍ）の光についての測定試料の直線透過率［％］を表し、Ｔ_Ｍは下記（７）式から求まる波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの理論直線透過率［％］を表す。

【0020】

上記（２）式におけるＴ_ｃは、下記（３）式から算出することができる。
Ｔ_ｃ＝Ｔ×Ｔ_{Ｍ（７９０－８００ｎｍ）}／Ｔ_{（７９０－８００ｎｍ）} ・・・（３）
上記（３）式において、Ｔ_ｃは気泡による光の散乱の影響を補正した波長Ｗ（ｎｍ）の光についての測定試料の直線透過率［％］を表し、Ｔは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての測定試料の実測直線透過率［％］を表し、Ｔ_{Ｍ（７９０－８００ｎｍ）}は下記（４）式から求まる波長７９０ｎｍから８００ｎｍの光についての石英ガラスの理論直線透過率の平均値［％］を表し、Ｔ_{（７９０－８００ｎｍ）}は波長７９０ｎｍから８００ｎｍの光についての測定試料の実測直線透過率の平均値［％］を表す。

【0021】

上記（３）式におけるＴは、測定試料の波長Ｗ（ｎｍ）の光についての実測直線透過率［％］を、紫外可視分光光度計を用いて後述する条件で測定することにより求めることができる。

【0022】

上記（３）式におけるＴ_{Ｍ（７９０－８００ｎｍ）}は、下記（４）式から算出することができる。

上記（４）式において、Ｔ_{Ｍ（７９０－８００ｎｍ）}は波長７９０ｎｍから８００ｎｍの光についての石英ガラスの理論直線透過率の平均値［％］を表し、Ｒは下記（５）式から求まる波長ｉ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの表面反射率［－］を表す。なお、波長ｉ（ｎｍ）は、上記（４）式から理解できるように、波長７９０（ｎｍ）以上８００（ｎｍ）以下の範囲内における１（ｎｍ）刻みの各波長を表す。

【0023】

上記（４）式におけるＲは、下記（５）式から算出することができる。
Ｒ＝（１－Ｎ）^２／（１＋Ｎ）^２ ・・・（５）
上記（５）式において、Ｒは波長ｉ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの表面反射率［－］を表し、Ｎは下記（６）式（Ｍａｌｉｔｓｏｎの式）から求まる波長ｉ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの屈折率［－］を表す。

【0024】

上記（５）式におけるＮは、下記（６）式から算出することができる。
Ｎ^２＝１＋ａ_１×λ^２／（λ^２－ｂ_１）＋ａ_２×λ^２／（λ^２－ｂ_２）
＋ａ_３×λ^２／（λ^２－ｂ_３） ・・・（６）
上記（６）式において、Ｎは波長ｉ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの屈折率［－］を表し、λは波長ｉ［ｎｍ］を表し、ａ_１乃至ａ_３及びｂ_１乃至ｂ_３は、それぞれ、ａ_１＝０．６９６１６６３、ａ_２＝０．４０７９４２６、ａ_３＝０．８９７４７９４、ｂ_１＝０．０６８４０４３、ｂ_２＝０．１１６２４１４、ｂ_３＝９．８９６１６１を表す。

【0025】

上記（３）式におけるＴ_{（７９０－８００ｎｍ）}は、後述する条件で、測定試料を紫外可視分光光度計により測定し、波長７９０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内における１ｎｍ刻みの各波長における実測直線透過率を加算平均することにより求めることができる。

【0026】

上記（２）式におけるＴ_Ｍは、下記（７）式から算出することができる。
Ｔ_Ｍ＝１００×（１－Ｒ）^２ ・・・（７）
上記（７）式において、Ｔ_Ｍは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの理論直線透過率［％］を表し、Ｒは下記（８）式から求まる波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの表面反射率［－］を表す。

【0027】

上記（７）式におけるＲは、下記（８）式から算出することができる。
Ｒ＝（１－Ｎ）^２／（１＋Ｎ）^２ ・・・（８）
上記（８）式において、Ｒは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの表面反射率［－］を表し、Ｎは下記（９）式から求まる波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの屈折率［－］を表す。

【0028】

上記（８）式におけるＮは、下記（９）式から算出することができる。
Ｎ^２＝１＋ａ_１×λ^２／（λ^２－ｂ_１）＋ａ_２×λ^２／（λ^２－ｂ_２）
＋ａ_３×λ^２／（λ^２－ｂ_３） ・・・（９）
上記（９）式において、Ｎは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの屈折率［－］を表し、λは波長Ｗ［ｎｍ］を表し、ａ_１乃至ａ_３及びｂ_１乃至ｂ_３は、それぞれ、ａ_１＝０．６９６１６６３、ａ_２＝０．４０７９４２６、ａ_３＝０．８９７４７９４、ｂ_１＝０．０６８４０４３、ｂ_２＝０．１１６２４１４、ｂ_３＝９．８９６１６１を表す。

【0029】

上記（３）式におけるＴ及びＴ_{（７９０－８００ｎｍ）}の算出に用いられる、紫外可視分光光度計による測定試料の測定には、以下の測定条件を用いることができる。なお、紫外可視分光光度計による測定において、光の透過方向は、測定試料の厚さ方向とする。また、測定に用いる紫外可視分光光度計は、当該技術分野で一般的に使用されている紫外可視分光光度計を用いることができ、例えば、日本分光社製のＶ－７７０を用いることができる。
データ取り込み間隔 ： １ｎｍ
バンド幅 ： ５．０ｎｍ
レスポンス ： ０．０６秒
光源 ： 重水素ランプ、ハロゲンランプ
走査モード ： 連続
走査速度 ： ４００ｎｍ／分
測定範囲 ： ２００ｎｍから９００ｎｍ

【0030】

紫外可視分光光度計により測定する測定試料には、表面を研磨した厚さ０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の石英ガラス（本実施形態の石英ガラス）を用いることができる。なお、測定試料とする石英ガラスは、所定の厚み以下に切削されたのち、表面を研磨して厚さ０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下の測定試料としてもよい。石英ガラスの表面研磨には、例えば、Ｓｔｒｕｅｒｓ社製のラボポール３０などの当該技術分野で一般的に使用されている研磨機を使用することができ、石英ガラス表面の算術平均粗さＲａが３ｎｍ以下となるまで平滑に研磨することが好ましい。石英ガラスの表面研磨は、紫外可視分光光度計による測定において、石英ガラスに透過させる光が入射する表面（以下、「入射面」）ともいう）と、石英ガラスに透過させる光が出射する表面（以下、「出射面」）の少なくとも２つの表面に対して行われればよい。また、石英ガラスの切削には、一般的な平面研削盤（例えば、製品名：ＰＳＧ－５２ＳＡ１、岡本工作機械製作所社製）を用いることができる。なお、石英ガラス表面（つまり、測定試料表面）の算術平均粗さＲａは、一般的な表面粗さ測定装置（例えば、製品名：光学式表面性状測定機 ＺＹＧＯ Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ７１００、ザイゴ社製）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６０１―２００１に準拠し、下記の条件にて、測定すればよい。
測定倍率：対物レンズ×５０倍 ズーム×１倍
測定範囲：１７２μｍ×１４１μｍ

【0031】

本実施形態の石英ガラスは、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、かつ、α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が２．５以上であれば、α_{２５２ｎｍ}やα_{２２２ｎｍ}などのその他の構成について特に限定されるものではない。

【0032】

透過する光を生体の照射により適したものにする観点からは、本実施形態の石英ガラスのα_{２５２ｎｍ}は、３００００ｃｍ^－１以上であることが好ましく、４００００ｃｍ^－１以上であることがより好ましく、９００００ｃｍ^－１以上であることがよりさらに好ましく、１５００００ｃｍ^－１以上であることが特に好ましい。なお、α_{２５２ｎｍ}の上限は、特に限定されるものではないが、例えば、７０００００ｃｍ^－１以下、６０００００ｃｍ^－１以下、５０００００ｃｍ^－１以下、若しくは４０００００ｃｍ^－１以下とすることができる。α_{２５２ｎｍ}は、前述した上限値及び下限値のいずれの組合せであってもよいが、透過する光を生体の照射により適したものにする観点からは、３００００ｃｍ^－１以上７０００００ｃｍ^－１以下であることが好ましく、４００００ｃｍ^－１以上６０００００ｃｍ^－１以下であることがより好ましく、９００００ｃｍ^－１以上５０００００ｃｍ^－１以下であることがよりさらに好ましく、１５００００ｃｍ^－１以上４０００００ｃｍ^－１以下であることが特に好ましい。

【0033】

透過する光による殺菌性能やウィルス不活化性能をより向上する観点からは、本実施形態の石英ガラスのα_{２２２ｎｍ}は、２０００００ｃｍ^－１以下であることが好ましく、１５００００ｃｍ^－１以下であることがより好ましく、１０００００ｃｍ^－１以下であることがさらにより好ましく、８００００ｃｍ^－１以下であることが特に好ましい。なお、α_{２２２ｎｍ}の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、５０００ｃｍ^－１以上、１００００ｃｍ^－１以上、１５０００ｃｍ^－１以上、若しくは２００００ｃｍ^－１以上とすることができる。α_{２２２ｎｍ}は、前述した上限値及び下限値のいずれの組合せであってもよいが、透過する光による殺菌性能やウィルス不活化性能をより向上する観点からは、５０００ｃｍ^－１以上２０００００ｃｍ^－１以下であることが好ましく、１００００ｃｍ^－１以上１５００００ｃｍ^－１以下であることがより好ましく、１５０００ｃｍ^－１以上１０００００ｃｍ^－１以下であることがよりさらに好ましく、２００００ｃｍ^－１以上８００００ｃｍ^－１以下であることが特に好ましい。

【0034】

本実施形態の石英ガラスは、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、かつ、α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が２．５以上であれば、その組成についても特に限定されるものではない。例えば、本実施形態の石英ガラスは、錫とシリカ（ＳｉＯ_２）のみにより構成されてもよく、錫とシリカ（ＳｉＯ_２）に加えて、これら以外の他の成分が１種または２種以上含まれていてもよい。２２２ｎｍの光の透過をより向上する観点からは、本実施形態の石英ガラスは、錫とシリカ（ＳｉＯ_２）のみにより構成されていることが好ましい。特に、本実施形態の石英ガラスは、２２２ｎｍの光の透過をより向上する観点から、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び遷移金属（以下、これをまとめて「異金属元素」ともいう。）を含まないことが好ましい。異金属元素を含まないとは、本実施形態の石英ガラスにおける異金属元素の含有量が、検出限界値以下であることであり、測定装置の検出能力にもよるが、例えば、０ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下であることが例示できる。本実施形態の石英ガラスにおける異金属元素の含有量は、より好ましくは０ｐｐｍ超３ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは０ｐｐｍ超２ｐｐｍ以下である。また、異金属元素の含有量が０ｐｐｍであるとは、異金属元素を含まないことを意味する。

【0035】

本実施形態の石英ガラスは、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、かつ、α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が２．５以上であれば、その直線透過率についても特に限定されるものではない。透過する光を生体の照射により適したものにする観点からは、本実施形態の石英ガラスは、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの光の内部直線透過率（以下、「内部直線透過率２５２ｎｍ」ともいう）が７０％以下であることが好ましく、５０％以下であることがより好ましく、４０％以下であることが特に好ましい。また、透過する光による殺菌性能やウィルス不活化性能をより向上する観点からは、本実施形態の石英ガラスは、厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの光の内部直線透過率（以下、「内部直線透過率２２２ｎｍ」ともいう）が３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが特に好ましい。

【0036】

なお、本実施形態の石英ガラスにおいて、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２５２ｎｍの下限値は、特に限定されるものではなく、例えば、０％以上とすることができる。また、本実施形態の石英ガラスにおいて、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２２２ｎｍの上限値は、特に限定されるものではなく、例えば、１００％以下とすることができる。

【0037】

本実施形態の石英ガラスにおける内部直線透過率は、石英ガラス中の気泡で散乱する光と石英ガラスの表面（界面）で反射する光の影響を補正して取り除いた直線透過率である。本実施形態の石英ガラスにおいて、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率は、測定試料の厚みｄ（紫外可視分光光度計により測定する測定試料の厚み）と、上記（２）式で求められるＴ_ｉを用いた、下記（１０）式から算出することができる。
Ｔ_１ｍｍ＝（Ｔ_i／１００）^{０．１／ｄ}×１００ ・・・（１０）
上記（１０）式において、Ｔ_１ｍｍは厚み１ｍｍのときの石英ガラスの波長Ｗ（ｎｍ）の光についての内部直線透過率［％］を表し、Ｔ_ｉは波長Ｗ（ｎｍ）の光についての石英ガラスの内部直線透過率［％］を表し、ｄは測定試料の厚み［ｃｍ］を表す。

【0038】

本実施形態の石英ガラスでは、波長２２２ｎｍの光がより透過しやすくなり、波長２５２ｎｍの光の透過がより抑制されるほど、２５２ｎｍの光の透過抑制と２２２ｎｍの光の透過のバランスが向上する。このため、本実施形態の石英ガラスにおいて、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２２２ｎｍは、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２５２ｎｍよりも高いことが好ましく、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２５２ｎｍよりも２０％以上高いことがより好ましく、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２５２ｎｍよりも３０％以上高いことがよりさらに好ましく、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２５２ｎｍよりも４０％以上高いことが特に好ましい。なお、厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２２２ｎｍから厚み１ｍｍのときの内部直線透過率２５２ｎｍを減じたときの差（内部直線透過率２２２ｎｍ－内部直線透過率２５２ｎｍ）の上限は、特に限定されるものではないが、例えば、８０％以下、７０％以下、６０％以下、若しくは、５０％以下とすることができる。

【0039】

本実施形態の石英ガラスの形態は、特に限定されるものではないが、煩雑な製造工程を要さないことから、単層の石英ガラスであることが好ましい。

【0040】

ここで、石英ガラスのα_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}は、石英ガラスに含有される成分（錫など）の含有量だけに依存して変化するものでなく、その外にも、例えば、製造方法に依存して変化する。このため、石英ガラスの錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であったとしても、その石英ガラスのα_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が必ずしも２．５以上であるとは言えない。従って、本実施形態の石英ガラスは、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下となり、かつ、α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が２．５以上となるような製造方法で製造される。以下、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、かつ、α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が２．５以上である石英ガラス（つまり、本実施形態の石英ガラス）を製造する方法の一例について説明する。

【0041】

本実施形態の石英ガラスは、シリカ源及び錫源を含む原料組成物を１０Ｐａ以下の真空下、２０℃以上１９００℃以下の温度で熱処理する第１熱処理工程と、第１熱処理工程において熱処理された原料組成物を、窒素雰囲気下、１４００℃以上１９００℃以下で熱処理する第２熱処理工程を含む製造方法により製造することができる。

【0042】

原料組成物に含まれるシリカ源としては、シリカ粉末を例示することができる。シリカ源としてのシリカ粉末には、市販のシリカ粉末、シリコンアルコキシドの加水分解により得られるシリカ粉末及び四塩化珪素を酸水素炎等で加水分解して得られるシリカ粉末の群から選ばれる１以上を用いることができる。

【0043】

原料組成物に含まれる錫源としては、錫化合物を例示することができる。錫化合物の具体例としては、酸化錫（ＳｎＯ_２）、塩化錫（ＩＶ）、水酸化錫（ＩＶ）及び硫酸錫（ＩＩ）の群から選ばれる１以上を例示することができ、酸化錫であることが好ましい。錫化合物は、より均等にシリカ源と混合させる観点から、粉末の形態であることが好ましい。原料組成物における錫源の含有量は、製造される石英ガラスにおける錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下となる量であればよく、適宜調整することができる。

【0044】

原料組成物は、各原料（シリカ源及び錫源）の単なる混合物であってもよいが、ゾルゲル法によって取得される錫化合物含有シリカ粉末を用いてもよい。錫化合物含有シリカ粉末の製造方法は、従来公知のゾルゲル法によるシリカ粉末の製造方法において、ゾルゲル反応を行う反応溶液に錫化合物を含有させればよく、その方法は特に限定されるものではない。

【0045】

錫含有シリカ粉末の具体的な製造方法の一例としては、少なくとも錫化合物、シリコンアルコキシド及び水を混合して得た反応溶液中でゾルゲル反応を行って錫化合物含有シリカゲルを取得し、取得した錫化合物含有シリカゲルを乾燥して錫化合物含有乾燥シリカゲルを取得し、取得した錫化合物含有乾燥シリカゲルを焼成して錫化合物含有シリカ粉末を製造する方法を例示することができる。

【0046】

上述した錫化合物含有シリカ粉末の製造方法において、反応溶液におけるシリコンアルコキシドと水の含有比率（シリコンアルコキシド：水）は、従来公知の含有比率とすることができるが、例えば、質量比で１０：１～１：１とすることができる。反応溶液における錫化合物の含有量は、製造される石英ガラスにおける錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下となる量であればよく、適宜設定することができる。

【0047】

上述した錫化合物含有シリカ粉末の製造方法において、錫化合物含有シリカゲルの乾燥には、従来公知の乾燥条件を用いることができ、例えば、大気中、４０℃～１５０℃で１時間～１０時間乾燥する条件を用いることができる。また、上述した錫化合物含有シリカ粉末の製造方法において、錫化合物含有乾燥シリカゲルの焼成には、従来公知の焼成条件を用いることができ、例えば、大気中、６００℃～１３００℃で１時間～１０時間焼成する条件を用いることができる。

【0048】

上述した錫化合物含有シリカ粉末の製造方法において、ゾルゲル反応を行う反応溶液は、少なくとも錫化合物、シリコンアルコキシド及び水を含んでいればよいが、ゾルゲル反応を促進させる観点からは、これらに加えて、酸、アルカリ及び溶媒からなる群から選択される１種以上の成分をさらに含有することが好ましい。

【0049】

反応溶液に含有することができる酸としては、例えば、塩酸、硝酸及び硫酸の群から選ばれる１以上を例示することができ、塩酸及び硫酸の少なくともいずれかが好ましく、塩酸であることがより好ましい。反応溶液に含有することができるアルカリとしては、例えば、アンモニア、メチルアミン及びジメチルアミンの群から選ばれる１以上を例示することができ、アンモニアであることが好ましい。反応溶液に含有することができる溶媒としては、エタノール、メタノール及びプロパノールの群から選ばれる１以上を例示することができる。反応溶液における酸の含有量は、従来公知の含有量とすることができるが、例えば、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが例示でき、好ましくは０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上０．１ｍｏｌ／Ｌ以下である。反応溶液におけるアルカリの含有量は、従来公知の含有量とすることができるが、例えば、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが例示でき、好ましくは０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下である。反応溶液における溶媒の含有量は、例えば、反応溶液１００体積％に対し、３０体積％以上８０体積％以下であることが例示でき、好ましくは４０体積％以上６０体積％以下である。

【0050】

原料組成物は、上述したシリカ源と錫源のみにより構成されていてもよいが、これらに加えて、シリカ源と錫源以外の他の成分が１種または２種以上含まれていてもよい。

【0051】

原料組成物には、各原料（シリカ源及び錫源、並びに必要に応じて含有される他の成分）を混合した混合物がそのまま用いられてもよいが、各原料の混合物を圧縮などの方法により所定の形状に成形した成形体が用いられてもよい。

【0052】

第１熱処理工程において、原料組成物の熱処理は、２０℃以上１９００℃以下で行われる。第１熱処理工程における原料組成物の熱処理温度は、２０℃以上１９００℃以下であればよいが、２０℃以上１７００℃以下であることが好ましく、２０℃以上１６００℃以下であることがより好ましく、１０００℃以上１６００℃以下であることがよりさらに好ましく、１４００℃以上１６００℃以下であることが特に好ましい。

【0053】

第１熱処理工程において、原料組成物の熱処理は、１０Ｐａ以下の真空下で行われる。第１熱処理工程における原料組成物の熱処理時の圧力は、１０Ｐａ以下であればよいが、０．１Ｐａ以上１０Ｐａ以下で行われることが好ましい。熱処理時の圧力は、例えば、原料組成物を収容した熱処理用容器から空気を脱気することで調整することができる。

【0054】

第１熱処理工程における原料組成物の熱処理時間は、例えば、１０分以上３００分以下とすることができ、３０分以上９０分以下であることが好ましい。

【0055】

第２熱処理工程では、第１熱処理工程において熱処理された原料組成物を、窒素雰囲気下、１４００℃以上１９００℃以下で熱処理する。第２熱処理工程は、第１熱処理工程において熱処理された原料組成物を前述した条件で熱処理できればよく、第２熱処理工程を実施する時期は、特に限定されるものではないが、第１熱処理工程に続けて行われることが好ましい。つまり、第２熱処理工程による熱処理は、第１熱処理工程における熱処理が完了した直後（第１熱処理工程で熱処理した原料組成物が冷却される前）に行われることが好ましい。

【0056】

第２熱処理工程において、原料組成物の熱処理は、１４００℃以上１９００℃以下で行われる。第２熱処理工程における原料組成物の熱処理温度は、１４００℃以上１９００℃以下であればよいが、１５００℃以上１８００℃以下であることが好ましく、１７００℃以上１８００℃以下であることがより好ましい。

【0057】

第２熱処理工程において、原料組成物の熱処理は、窒素雰囲気で行われる。窒素雰囲気は、原料組成物が収容される容器の余剰空間（原料組成物を除いた空間）を窒素ガスで置換した雰囲気であり、意図せず混入する窒素以外の他の気体を排除するものではない。例えば、第１の熱処理工程において内部の圧力を１０Ｐａ以下とした熱処理用容器に窒素ガスを導入することで窒素雰囲気としてもよい。

【0058】

第２熱処理工程における原料組成物の熱処理時の圧力は、例えば、１０００００Ｐａ以上９８００００Ｐａ以下とすることができ、１０００００Ｐａ以上２０００００Ｐａ以下で行われることが好ましい。

【0059】

第２熱処理工程における原料組成物の熱処理時間は、例えば、１０分以上１２０分以下とすることができ、１０分以上９０分以下であることが好ましい。

【0060】

第２熱処理工程において原料組成物が熱処理されることで、本実施形態の石英ガラスが製造される。なお、第２熱処理工程では、熱処理して得られる石英ガラスを窒素雰囲気のまま放置して冷却し、窒素雰囲気で冷却された石英ガラスを本実施形態の石英ガラスとしてもよい。

【0061】

上述した第１熱処理工程及び第２熱処理工程を含む製造方法により、本実施形態の石英ガラスを製造することができる。

【0062】

以上説明した本実施形態の石英ガラスによれば、２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過することができる。本実施形態の石英ガラスが２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過できる理由は明らかになっていないが、錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、且つ、α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}が２．５以上となることで、石英ガラスにおける錫の分散状態や石英の状態が、２５２ｎｍＵＶ光の透過を抑制できるだけでなく、２２２ｎｍＵＶ光を透過することができるような状態に変化したものと推察される。このような本実施形態の石英ガラスは、例えば、エキシマ光の光学フィルターに適用することができる。

【実施例】

【0063】

以下、実施例により本開示を説明する。しかしながら、本開示はこれら実施例に限定されるものではない。

【0064】

（錫含有量）
石英ガラスを粉砕し、フッ酸に溶解後、硫酸を添加し、加熱することでフッ酸を揮散させ、測定用残渣を得た。この測定用残渣を硝酸に溶解して試料溶液を調製した。一般的なＩＣＰ発光分光分析装置（製品名：５８００ ＩＣＰ―ＯＥＳ、アジレント・テクノロジー社製）を使用して、当該試料溶液を以下の条件により誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ－ＡＥＳ）で測定した。
周波数 ： ２７ＭＨｚ
出力 ： １．２ｋＷ
観測モード ： アキシャル
検出器 ： ＣＣＤ検出器
走査モード ： 連続
試料導入 ： サイクロンネブライザー
得られた錫及び異金属元素の測定値から、石英ガラスの錫含有量、及び、異金属元素の含有量を求めた。

【0065】

（測定試料）
直径２４ｍｍ、厚さ８ｍｍの円板状の石英ガラスを用意し、これを紫外可視分光光度計（装置名：Ｖ－７７０、日本分光社製）で直線透過率が測定できる厚さを有する測定試料を作製した。すなわち、精密平面研削盤（装置名：ＰＳＧ－５２ＳＡ１、岡本工作機械製作所社製）にて、石英ガラスを視認しながら、０．５ｍｍ～３．５ｍｍのいずれかの厚さとなるまで研削した。研削後の石英ガラスは、さらに厚み０．２ｍｍに薄くなるまで、研磨機（ラボポール３０、Ｓｔｒｕｅｒｓ社製）を使用して研磨し、表面（入射面及び出射面）の算術平均粗さＲａを３ｎｍ以下とした測定試料を得た。なお、測定試料表面（入射面及び出射面）の算術平均粗さＲａは、一般的な表面粗さ測定装置（製品名：光学式表面性状測定機 ＺＹＧＯ Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ７１００、ザイゴ社製）を用い、ＪＩＳ Ｂ ０６０１―２００１に準拠し、下記の条件にて測定した。
測定倍率：対物レンズ×５０倍 ズーム×１倍
測定範囲：１７２μｍ×１４１μｍ

【0066】

（吸光係数）
紫外可視分光光度計（装置名：Ｖ－７７０、日本分光社製）を使用し、以下の条件で測定試料を測定し、波長２２２ｎｍの光についての測定試料の実測直線透過率［％］（上記（３）式におけるＴ）、波長２５２ｎｍの光についての測定試料の実測直線透過率［％］（上記（３）式におけるＴ）、及び波長７９０ｎｍから８００ｎｍの光についての測定試料の実測直線透過率の平均値［％］（上記（３）式におけるＴ_{（７９０－８００ｎｍ）}）を求めた。なお光の透過方向は、前記試料の厚さ方向とした。
データ取り込み間隔 ： １ｎｍ
バンド幅 ： ５．０ｎｍ
レスポンス ： ０．０６秒
光源 ： 重水素ランプ、ハロゲンランプ
走査モード ： 連続
走査速度 ： ４００ｎｍ／分
測定範囲 ： ２００ｎｍから９００ｎｍ

【0067】

上述した方法で求めた、錫の含有量（上記（１）式におけるｃ）、波長２２２（ｎｍ）の光についての測定試料の実測直線透過率［％］（上記（３）式におけるＴ）、波長７９０ｎｍから８００ｎｍの光についての測定試料の実測直線透過率の平均値［％］（上記（３）式におけるＴ_{（７９０－８００ｎｍ）}）を用いるとともに、波長Ｗ（ｎｍ）を波長２２２（ｎｍ）として（つまり、Ｗ＝２２２として）、上記（１）式～上記（９）式より、波長２２２ｎｍの光についての石英ガラスの吸光係数（α_{２２２ｎｍ}）を求めた。同様に、上述した方法で求めた、錫の含有量（上記（１）式におけるｃ）、波長２５２（ｎｍ）の光についての測定試料の実測直線透過率［％］（上記（３）式におけるＴ）、波長７９０ｎｍから８００ｎｍの光についての測定試料の実測直線透過率の平均値［％］（上記（３）式におけるＴ_{（７９０－８００ｎｍ）}）を用いるとともに、波長Ｗ（ｎｍ）を波長２５２（ｎｍ）として（つまり、Ｗ＝２５２として）、上記（１）式～上記（９）式より、波長２５２（ｎｍ）の光についての石英ガラスの吸光係数（α_{２５２ｎｍ}）を求めた。また、求めたα_{２５２ｎｍ}をα_{２２２ｎｍ}で除すことで、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）を求めた。

【0068】

（厚み１ｍｍのときの内部直線透過率）
α_{２２２ｎｍ}の算出過程で求めた、２２２ｎｍの光についての石英ガラスの内部直線透過率［％］（上記（１０）式（上記（２）式）におけるＴｉ）と、測定試料の厚み［ｃｍ］（上記（１０）式におけるｄ）を用いて、厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの光についての石英ガラスの内部直線透過率［％］を、上記（１０）式から求めた。同様に、α_{２５２ｎｍ}の算出過程で求めた、２５２ｎｍの光についての石英ガラスの内部直線透過率［％］（上記（１０）式（上記（２）式）におけるＴｉ）と、測定試料の厚み［ｃｍ］（上記（１０）式におけるｄ）と用いて、厚み１ｍｍのときの石英ガラスの波長２５２ｎｍの光についての内部直線透過率［％］を、上記（１０）式から求めた。

【0069】

実施例１
市販のシリカ粉末（製品名：ＭＫＣシリカＰＳ１００、三菱ケミカル社製）をジェットミル粉砕し、平均粒径Ｄ５０（メディアン径）が５μｍ以下としたシリカ粉末１００ｇに、Ｓｎ含有量が３０ｐｐｍ（０．００３質量％）となるよう酸化錫（ＳｎＯ_２）粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合し、シリカ粉末と酸化錫（ＳｎＯ_２）の混合粉末を得、これを原料粉末とした。

【0070】

得られた原料粉末８．０ｇを直径３０ｍｍの金型に充填した後、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を３０秒印加して成形することで成形体を得た。成形体をカーボン製の容器内に配置し、１０Ｐａ以下（検出下限以下）の真空下、１５７５℃で６０分処理した。その後、窒素を１３０ｋＰａ導入し、窒素雰囲気、１７７５℃で２０分処理した後、その窒素雰囲気のまま一晩自然放冷して本実施例の石英ガラスとした。

【0071】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が７．４ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が６２４０５ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が２５０２７５ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が４．０１、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が６５．３％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が８９．９％であった。

【0072】

実施例２
原料粉末のＳｎ含有量が５０ｐｐｍ（０．００５質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の石英ガラスを得た。

【0073】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が８．９ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が７７８３４ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が３２４４０５ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が４．１７、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が５１．４％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が８５．３％であった。

【0074】

実施例３
原料粉末のＳｎ含有量が７０ｐｐｍ（０．００７質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の石英ガラスを得た。

【0075】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が１３ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が４８９２７ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が２２７２７１ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が４．６５、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が５０．６％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が８６．４％であった。

【0076】

実施例４
原料粉末のＳｎ含有量が１００ｐｐｍ（０．０１質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の石英ガラスを得た。

【0077】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が１８ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が５０２４３ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が２４８７４４ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が４．９５、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が３５．７％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が８１．２％あった。

【0078】

実施例５
原料粉末のＳｎ含有量が２００ｐｐｍ（０．０２質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の石英ガラスを得た。

【0079】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が３６ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が７３５７４ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が２００２５２ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が２．７２、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が１９．０％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が５４．３％であった。

【0080】

実施例６
原料粉末のＳｎ含有量が３００ｐｐｍ（０．０３質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の石英ガラスを得た。

【0081】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が６７ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が５２３２３ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が１５９０１６ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が３．０４、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が８．６％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が４４．６％であった。

【0082】

実施例７
原料粉末のＳｎ含有量が５００ｐｐｍ（０．０５質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本実施例の石英ガラスを得た。

【0083】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が１００ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が４１９６９ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が１３５０６６ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が３．２２、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が４．５％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が３８．０％であった。

【0084】

実施例８
エタノール（特級、純正化学社製）２００ｍＬとテトラエトキシシラン（東京化成社製）１５０ｍＬを混合して得られたエタノール溶液に、純水５０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ塩酸（富士フイルム和光純薬社製）１ｍＬ、及び、塩化錫五水和物（富士フイルム和光純薬社製）０．０１１７ｇを添加した。これに２８％アンモニア水溶液（富士フイルム和光純薬社製）５ｍＬを更に添加した後、混合して混合溶液を得た。得られた混合溶液を、大気中、１２０℃で一晩乾燥した後、更に、大気中、８００℃で１時間焼成して、錫含有シリカ粉末を得た。得られた錫含有シリカ粉末は、シリカ粉末に対するＳｎ含有量が１００ｐｐｍ（０．０１質量％）であった。

【0085】

得られた錫含有シリカ粉末を原料粉末としたこと、及び、窒素雰囲気での処理を１８００℃で６０分処理したこと以外は実施例１と同様な方法で、本実施例の石英ガラスを得た。

【0086】

本実施例の石英ガラスは、錫含有量が５６ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本実施例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が２４２０５ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が９０９２７ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が３．７６、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が３０．７％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が７３．２％であった。

【0087】

比較例１
原料粉末のＳｎ含有量が１０ｐｐｍ（０．００１質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本比較例の石英ガラスを得た。

【0088】

本比較例の石英ガラスは、錫含有量が３．４ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本比較例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が９５３１８ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が１４９６９８ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が１．５７、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が８８．９％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が９２．８％であった。

【0089】

比較例２
原料粉末のＳｎ含有量が１０００ｐｐｍ（０．１質量％）となるようＳｎＯ_２粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で本比較例の石英ガラスを得た。

【0090】

本比較例の石英ガラスは、錫含有量が１６０ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本比較例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が４４６０９ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が１８６９４８ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が４．１９、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が０．１％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が１９．３％であった。

【0091】

比較例３
ＳｎＯ_２粉末を混合しなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で本比較例の石英ガラスを得た。

【0092】

本比較例の石英ガラスは、錫含有量が０ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本比較例の石英ガラスは、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が９７．３％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が９８．６％であった。

【0093】

比較例４
市販のシリカ粉末（製品名：ＭＫＣシリカＰＳ１００、三菱ケミカル社製）をジェットミル粉砕し、平均粒径Ｄ５０（メディアン径）が５μｍ以下としたシリカ粉末１００ｇに、Ｓｎ含有量が２００ｐｐｍ（０．０２質量％）となるよう酸化錫（ＳｎＯ_２）粉末（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）を混合し、シリカ粉末と酸化錫（ＳｎＯ_２）の混合粉末を得、これを原料粉末とした。

【0094】

得られた原料粉末８．０ｇを直径３０ｍｍの金型に充填した後、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を３０秒印加して成形することで成形体を得た。成形体をカーボン製の容器内に配置し、窒素を１３０ｋＰａ導入し、窒素雰囲気、１５７５℃で６０分処理した後、その窒素雰囲気のまま、さらに１７７５℃で２０分処理した。その後、窒素雰囲気のまま一晩自然放冷して本比較例の石英ガラスとした。

【0095】

本比較例の石英ガラスは、錫含有量が３９ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本比較例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が５２７５６９ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が５３２７４５ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が１．０１、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が０．８％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が０．９％であった。

【0096】

比較例５
実施例８と同様の方法で、錫含有シリカ粉末を得た。得られた原料粉末８．０ｇを直径３０ｍｍの金型に充填した後、１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力を３０秒印加して成形することで成形体を得た。成形体をカーボン製の容器内に配置し、窒素を１３０ｋＰａ導入し、窒素雰囲気、１５７５℃で６０分処理した後、その窒素雰囲気まま、さらに１８００℃で２０分処理した。その後、窒素雰囲気のまま一晩自然放冷して本比較例の石英ガラスとした。

【0097】

本比較例の石英ガラスは、錫含有量が３３ｐｐｍ、異金属元素の含有量が２ｐｐｍ以下（検出下限以下）であった。また、本比較例の石英ガラスは、２２２ｎｍの吸光係数が７６６２３７ｃｍ^－１、２５２ｎｍの吸光係数が６８１６６７ｃｍ^－１、吸光係数の比（α_{２５２ｎｍ}／α_{２２２ｎｍ}）が０．８９、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が０．６％、かつ厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が０．３％であった。

【0098】

実施例及び比較例の評価結果を下記表１に示す。

【表1】

【0099】

上記表１から理解できるように、各実施例の石英ガラスは、錫の含有量が３．４ｐｐｍである比較例１よりも、厚み１ｍｍのときの波長２５２ｎｍの内部直線透過率が低くなっていた。また、各実施例の石英ガラスは、錫の含有量が１６０ｐｐｍである比較例２よりも、厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が高くなっていた。さらに、実施例の石英ガラスは、比較例４及び５の石英ガラスと比較しても、厚み１ｍｍのときの波長２２２ｎｍの内部直線透過率が高くなっていた。この結果から、各実施例の石英ガラスは、２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過できることが理解できた。

【0100】

（線維芽細胞への２５４ｎｍをピーク波長とする紫外線照射試験）
正常ヒト成人皮膚線維芽細胞（倉敷紡績社製）を９６ウェルプレート（透明プレート）へ、３．３×１０^３ｃｅｌｌｓ／ｗｅｌｌで播種し一晩培養した。一晩の培養後、各実施例及び比較例の石英ガラス（厚み３．０ｍｍ）上に９６ウェルプレートを固定した。９６ウェルプレートの底面から照射面までの距離が５０ｍｍとなるよう紫外線照射装置（装置名：ハンディＵＶランプ、アズワン社製）を配置し、石英ガラスを通過した紫外線が正常ヒト成人皮膚線維芽細胞に照射されるよう２５４ｎｍをピーク波長とする紫外線（２５２ｎｍの光を含む紫外線）を照射した。紫外線の照射は、９６ウェルプレートの蓋を外してクリーンベンチ内で行い、照射量を変えた３つ条件（１０Ｊ／ｃｍ^２、１５Ｊ／ｃｍ^２、又は２０ｍＪ／ｃｍ^２）でそれぞれ実施した。なお、コントロールとして、石英ガラスを９６ウェルプレートに固定しないことは前述した条件と同様の条件で、紫外線を正常ヒト成人皮膚線維芽細胞に照射した。

【0101】

紫外線を照射してから２４時間経過した後、各ウェルへＷＳＴ－８試薬（同人化学社製）１０μＬを添加し、３７℃でさらに２時間培養を行った。２時間の培養後、プレートリーダー（装置名：ＥｎＳｐｉｒｅ、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製）で４５０ｎｍの吸光度を下記条件で測定し、４つのウェルにおける吸光度の平均値（以下、「測定吸光度」ともいう）を求めた。
ＦＬＡＳＨ：１００回
測定高さ ：７．５ｍｍ

【0102】

紫外線を照射しないこと以外はコントロール（石英ガラス無）と同様の条件で培養を行ったときの４５０ｎｍの吸光度（以下、「基準吸光度」ともいう）を相対細胞数１００として、下記（Ｉ）式から相対細胞数を算出した。結果を下記表２ａ、表２ｂ、及び表２ｃに示す。
相対細胞数＝（測定吸光度／基準吸光度）×１００ ・・・（Ｉ）

【0103】

【表2a】

【表2b】

【表2c】

【0104】

表２ａ、表２ｂ、及び表２ｃに示す通り、実施例４の石英ガラスを通して紫外線を照射したときの相対細胞数が９６以上であったのに対し、比較例３の石英ガラスを通して紫外線を照射したときの相対細胞数は６４以下であった。この結果から、実施例４の石英ガラスは、比較例３の石英ガラスと比較して、通過する紫外線の生体への影響を低減できることが理解できた。

【0105】

（黄色ブドウ球菌への２２２ｎｍをピーク波長とする紫外線照射試験）
ＮＢＲＣ（独立行政法人製品評価技術基盤機構バイオテクノロジーセンター）培地Ｎｏ．７０２と同組成となるように、ハイポリペプトン（塩谷エムエス社製）、乾燥酵母エキス（ナカライテスク社製）、硫酸マグネシウム（富士フイルム和光純薬社製）を超純水に溶解し、オートクレーブにより滅菌した培地（以下、単に「培地」ともいう）を用意した。本試験では、黄色ブドウ球菌の培養に当該培地を用いた。

【0106】

バイアル乾燥品の黄色ブドウ球菌（ＮＢＲＣ１２７３２）を培地に懸濁した後、当該培地に１５％の寒天粉末（富士フイルム和光純薬社製）を加えた。これをプレートに塗布して室温（２４℃）で培養した。４日に一度、プレートより複数のコロニーをまとめて掻き取って菌体懸濁液を作製し、新しいプレートへ菌を塗布することで継代した。

【0107】

培地１０ｍＬが入った５０ｍＬチューブに、前述した方法で培養した黄色ブドウ球菌を異なる濃度で植菌し、２４℃で一晩振とう培養した。一晩の浸透培養後、ＯＤ（光学濃度）６００ｎｍが１以下の菌体液を培地で希釈し、ＯＤ６００ｎｍが０．２の菌体液を得た。ＯＤ６００ｎｍが０．２の菌体液を培地でさらに１０００倍希釈してこれを試験液とした。１２ウェルプレートに３ｍＬ／ｗｅｌｌの寒天培地を加え、蓋を開けて１時間乾燥させた。１時間の乾燥後、試験液を５０μＬ／ｗｅｌｌで添加し、試験液が寒天へ浸透する前に素早くプレートを水平に振ることでウェル全体に試験液を拡散させた。

【0108】

ウェル上に各実施例及び比較例の石英ガラス（厚み３．０ｍｍ）を載置し、寒天表面から照射面までの距離が３０ｍｍとなるよう紫外線照射装置（エキシマスポットランプ、オーク製作所製）を配置して、石英ガラスを通過した紫外線が黄色ブドウ球菌に照射されるよう２２２ｎｍをピーク波長とする紫外線を照射した。紫外線の照射は、１２ウェルプレートの蓋を外してクリーンベンチ内で行い、照射量を変えた２つ条件（１０Ｊ／ｃｍ^２、又は２０ｍＪ／ｃｍ^２）でそれぞれ実施した。なお、コントロールとして、１２ウェルプレート上に石英ガラスを載置しないことは前述した条件と同様の条件で、紫外線を黄色ブドウ球菌に照射した。

【0109】

紫外線を照射してから４８時間経過後、紫外線の照射を中止し、ウェル内のコロニー数をカウントして、３つのウェルにおけるコロニー数の平均値（以下、「測定コロニー数」ともいう）を求めた。

【0110】

なお、参考例として、紫外線を照射しないときの測定コロニー数を求めた。参考例では、上述した方法で１２ウェルプレートに添加した１／５０の量の試験液（１μＬの試験液）を９９μＬの培地で希釈した計１００μＬの試験液を、１０ｍＬの寒天培地を加えた９０ｍｍシャーレ２枚にそれぞれ添加し、４８時間の培養を行った。４８時間の培養後、２枚のシャーレ内のコロニー数をカウントし、これらの平均値を５０倍して紫外線を照射しないときの測定コロニー数（参考例の測定コロニー数）とした。

【0111】

結果を下記表３ａ、及び表３ｂに示す。

【表3a】

【表3b】

【0112】

表３ａ、及び表３ｂに示す通り、実施例４の石英ガラスを通して紫外線を照射したときの測定コロニー数が０．１［個／ｗｅｌｌ］であったのに対し、紫外線を照射しないときの測定コロニー数（参考例の測定コロニー数）は１２７００［個／ｗｅｌｌ］であった。この結果から、実施例４の石英ガラスは、通過する紫外線によって殺菌できることが理解できた。

【要約】

２５２ｎｍの光の透過を抑制した上で２２２ｎｍの光を透過することができる石英ガラス及びその製造方法の少なくともいずれかを提供することを目的とする。
錫の含有量が５ｐｐｍ以上１５０ｐｐｍ以下であり、波長２２２ｎｍの吸光係数に対する波長２５２ｎｍの吸光係数の比が２．５以上である、石英ガラス。