JP6701544B2 - Infrared transparent glass - Google Patents
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Description
本発明はＣＯ２センサーや人感センサー等の赤外線センサーのカバー部材等として好適なガラスに関する。 The present invention relates to glass suitable as a cover member for an infrared sensor such as a CO 2 sensor or a human sensor.
ＣＯ２センサーや人感センサー等の赤外線センサーには、波長約４〜８μｍの中赤外域の光が利用される。当該赤外線センサーのカバー部材として、中赤外域で高い光透過性を示すガラスが用いられる。具体的には、当該ガラスとしては、フッ化物ガラスやカルコゲナイドガラスが挙げられる。 Light in the mid-infrared region having a wavelength of about 4 to 8 μm is used for infrared sensors such as CO 2 sensors and human sensor. As the cover member of the infrared sensor, glass having high light transmittance in the mid-infrared region is used. Specifically, examples of the glass include fluoride glass and chalcogenide glass.
しかしながら、フッ化物ガラス及びカルコゲナイドガラスはいずれも溶融工程で有毒ガスが発生するため、有毒ガス処理設備等を準備する必要があり、製造コストが高くなる傾向がある。また、溶融工程におけるガラス成分の揮発により組成ズレも発生しやすい。さらに、耐候性が低いという問題もある。なお、カルコゲナイドガラスは可視域での光透過性が低いため、例えば意匠性等の観点から可視域の光透過性が要求される用途においては使用できない場合がある。 However, since both the fluoride glass and the chalcogenide glass generate toxic gas in the melting step, it is necessary to prepare a toxic gas treatment facility or the like, which tends to increase the manufacturing cost. Further, compositional deviation easily occurs due to volatilization of the glass component in the melting step. Further, there is a problem that weather resistance is low. Since chalcogenide glass has low light transmittance in the visible region, it may not be used in applications requiring light transmittance in the visible region from the viewpoint of, for example, designability.
可視域での光透過性に優れた酸化物ガラスとしてアルミン酸ガラスが知られているが、当該ガラスは特に波長５μｍ以上の赤外域での光透過性が非常に低い。波長５μｍ以上においても良好な光透過性を示す酸化物ガラスとして、特許文献１にＢｉ２Ｏ３−ＰｂＯ−ＢａＯ−ＺｎＯ系ガラスが、特許文献２にはＢｉ２Ｏ３−ＰｂＯ−ＺｎＯ−ＣｄＦ２系ガラスが記載されている。 Aluminate glass is known as an oxide glass having excellent light transmittance in the visible region, but the glass has extremely low light transmittance particularly in the infrared region having a wavelength of 5 μm or more. As an oxide glass exhibiting good light transmittance even at a wavelength of 5 μm or more, Patent Document 1 discloses Bi 2 O 3 —PbO—BaO—ZnO glass, and Patent Document 2 describes Bi 2 O 3 —PbO—ZnO—CdF. 2 system glass is described.
特許文献１及び２に記載のガラスは、ガラス化を安定にするため、環境に有害なＰｂＯやＣｄＦ２を大量に含有している。近年、環境に対する負荷軽減のニーズが高まりつつあるため、これらのガラスを使用することが困難になってきている。 The glasses described in Patent Documents 1 and 2 contain a large amount of environmentally harmful PbO and CdF 2 in order to stabilize vitrification. In recent years, it has become difficult to use these glasses because of a growing need for reducing the load on the environment.
以上に鑑み、本発明は、環境に有害な化合物を含有させずにガラス化することができ、かつ、可視域から波長４〜８μｍ程度の中赤外域まで高い光透過性を示す新規な赤外線透過ガラスを提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention is a novel infrared ray transmissive material that can be vitrified without containing a compound harmful to the environment and that exhibits high light transmittance from the visible region to the mid-infrared region of a wavelength of about 4 to 8 μm. Intended to provide glass.
本発明の赤外線透過ガラスは、モル％で、ＴｅＯ２ ５０％以上、ＺｎＯ ０〜４５％（ただし０％を含まない）、及びＬａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３ ０〜５０％（ただし０％及び５０％を含まない）を含有することを特徴とする。上記組成範囲内であれば、ガラス化の安定に有用なＰｂＯやＣｄＦ２、Ｃｓ２Ｏ等の有害な化合物を含有しない場合であっても、可視域から中赤外域まで高い光透過性を有するガラスを得ることができる。 The infrared transmitting glass of the present invention is, in mol %, TeO 2 50% or more, ZnO 0 to 45% (not including 0%), and La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 0 to 50%( However, it does not include 0% and 50%). Within the above composition range, it has a high light transmittance from the visible region to the mid-infrared region even when it does not contain harmful compounds such as PbO, CdF 2 and Cs 2 O which are useful for stabilizing vitrification. Glass can be obtained.
本発明の赤外線透過ガラスは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ及びＢｉを実質的に含有しないことが好ましい。上記元素は波長約４００〜８００ｎｍの可視域における吸収が大きい成分である。従って、これらの元素を実質的に含有しないことにより、可視域の広い範囲にわたり高い光透過性を有するガラスが得られやすくなる。なお、本明細書において、「実質的に含有しない」とは、原料として意図的に含有させないことを意味し、不可避的不純物の混入までをも排除するものではない。具体的には、ガラス組成中の含有量が、酸化物換算のモル％で０．１％未満であることを指す。 The infrared transparent glass of the present invention does not substantially contain Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Ho, Er, Tm, Dy, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, V, Mo and Bi. Is preferred. The above element is a component having a large absorption in the visible region having a wavelength of about 400 to 800 nm. Therefore, by substantially not containing these elements, it becomes easy to obtain glass having high light transmittance over a wide visible range. In the present specification, "substantially free from" means not intentionally added as a raw material, and does not exclude inclusion of unavoidable impurities. Specifically, it means that the content in the glass composition is less than 0.1% in terms of oxide equivalent mol %.
本発明の赤外線透過ガラスは、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量が各々１％未満であることが好ましい。ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２及びＡｌ２Ｏ３は赤外域における光透過性を低下させる成分である。よって、これらの成分の含有量を上記の通り規制することにより、赤外域における光透過率に優れたガラスが得られやすくなる。 The infrared transparent glass of the present invention preferably contains SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 and Al 2 O 3 each in a content of less than 1%. SiO 2, B 2 O 3, P 2 O 5, GeO 2 and Al 2 O 3 is a component to lower the optical transparency in the infrared region. Therefore, by controlling the contents of these components as described above, it becomes easy to obtain glass having excellent light transmittance in the infrared region.
本発明の赤外線透過ガラスは、Ｐｂ、Ｃｓ及びＣｄを実質的に含有しないことが好ましい。このようにすれば、近年の環境的要請を満たすことができる。 The infrared transparent glass of the present invention preferably contains substantially no Pb, Cs or Cd. By doing so, it is possible to meet recent environmental requirements.
本発明の赤外線センサー用カバー部材は、上記の赤外線透過ガラスからなることを特徴とする。 The infrared sensor cover member of the present invention is characterized in that it is made of the above infrared-transparent glass.
本発明の赤外線センサーは、上記の赤外線センサー用カバー部材を備えることを特徴とする。 An infrared sensor of the present invention is characterized by including the above infrared sensor cover member.
本発明によれば、環境に有害な化合物を含有させずにガラス化することができ、かつ、可視域から波長４〜８μｍ程度の中赤外域まで高い光透過性を示す新規な赤外線透過ガラスを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the novel infrared transparent glass which can be vitrified without containing a compound harmful|toxic to environment, and which shows high light transmittance from a visible region to a mid-infrared region of a wavelength of about 4-8 micrometers is provided. It becomes possible to provide.
また、本発明の赤外線透過ガラスは、ガラス転移点が低くプレス成型性に優れている。さらに高屈折率であるため、レンズに加工した際、薄型化が可能である。 Further, the infrared transparent glass of the present invention has a low glass transition point and is excellent in press moldability. Further, since it has a high refractive index, it can be thinned when processed into a lens.
本発明の赤外線透過ガラスは、モル％で、ＴｅＯ２ ５０％以上、ＺｎＯ ０〜４５％（ただし０％を含まない）、及びＬａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３ ０〜５０％（ただし０％及び５０％を含まない）を含有することを特徴とする。ガラス組成範囲をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量の説明において、特に断りがない限り「％」は「モル％」を示す。 The infrared transmitting glass of the present invention is, in mol %, TeO 2 50% or more, ZnO 0 to 45% (excluding 0%), and La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 0 to 50%( However, it does not include 0% and 50%). The reason for limiting the glass composition range in this way will be described below. In the following description of the content of each component, “%” indicates “mol %” unless otherwise specified.
ＴｅＯ２はガラス骨格を形成する成分である。また、ガラス転移点を低下させ、屈折率を高める効果も有する。ＴｅＯ２の含有量は５０％以上であり、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。ＴｅＯ２の含有量が少なすぎると、ガラス化しにくくなる。一方、ＴｅＯ２の含有量の上限は特に限定されないが、他の成分の含有量を考慮し、９９％以下であることが好ましい。なお、特に可視域における光透過率を向上させたい場合は、９０％以下であることがより好ましく、８０％以下であることがさらに好ましい。 TeO 2 is a component that forms a glass skeleton. It also has the effect of lowering the glass transition point and increasing the refractive index. The content of TeO 2 is 50% or more, preferably 70% or more, and more preferably 75% or more. If the content of TeO 2 is too small, vitrification becomes difficult. On the other hand, the upper limit of the content of TeO 2 is not particularly limited, but it is preferably 99% or less in consideration of the contents of other components. Note that, particularly when it is desired to improve the light transmittance in the visible region, it is more preferably 90% or less, further preferably 80% or less.
ＺｎＯは熱的安定性を高める成分である。ＺｎＯの含有量は０〜４５％（ただし０％を含まない）であり、１０〜３５％であることが好ましく、１５〜３０％であることがより好ましい。ＺｎＯを含有しない場合、あるいはＺｎＯの含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。 ZnO is a component that enhances thermal stability. The content of ZnO is 0 to 45% (excluding 0%), preferably 10 to 35%, and more preferably 15 to 30%. If ZnO is not contained or if the ZnO content is too large, vitrification becomes difficult.
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３は赤外線透過特性を低下させることなく、液相温度を低下させてガラス化の安定性を高める成分である。Ｌａ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３の含有量は０〜５０％（ただし０％及び５０％を含まない）であり、１〜３０％であることが好ましく、１〜１５％であることがより好ましく、１〜１１％であることがさらに好ましく、２〜１０％であることが特に好ましく、３〜９％であることが最も好ましい。これらの成分を含有しない場合は、上記効果が得られにくくなり、一方、その含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。また、ガラス転移点も上昇し、プレス成型性が低下しやすくなる。なお、上記成分のなかでＬａ２Ｏ３はガラス化の安定性を高める効果が最も高い。よって、Ｌａ２Ｏ３を積極的に含有させることにより、ガラス化が容易となる。なお、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３の各成分の含有量は、０〜５０％（ただし５０％を含まない）であり、０〜３０％であることが好ましく、０．５〜１５％であることがより好ましく、１〜１１％であることがさらに好ましく、２〜１０％であることが特に好ましく、３〜９％であることが最も好ましい。 La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 are components that lower the liquidus temperature and enhance the stability of vitrification without lowering the infrared transmission characteristics. The content of La 2 O 3 +Gd 2 O 3 +Y 2 O 3 is 0 to 50% (excluding 0% and 50%), preferably 1 to 30%, and preferably 1 to 15%. It is more preferable, 1 to 11% is more preferable, 2 to 10% is particularly preferable, and 3 to 9% is most preferable. When these components are not contained, the above effect is difficult to be obtained, while when the content is too large, it is difficult to vitrify. In addition, the glass transition point also rises, and press moldability tends to decrease. Among the above components, La 2 O 3 has the highest effect of increasing the stability of vitrification. Therefore, vitrification is facilitated by positively containing La 2 O 3 . The content of each component of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 is 0 to 50% (excluding 50%), preferably 0 to 30%, and 0 It is more preferably 0.5 to 15%, further preferably 1 to 11%, particularly preferably 2 to 10%, and most preferably 3 to 9%.
本発明の赤外線透過ガラスには、上記成分以外にも下記の成分を含有させることができる。 The infrared transparent glass of the present invention may contain the following components in addition to the above components.
ＲＯ（ＲはＣａ、Ｓｒ及びＢａから選択される少なくとも１種）は赤外線透過特性を低下させることなくガラス化の安定性を高める成分である。ＲＯの含有量は０〜２５％であることが好ましく、１〜２０％であることがより好ましく、２〜１５％であることがさらに好ましく、３〜１０％であることが特に好ましい。ＲＯの含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。 RO (R is at least one selected from Ca, Sr, and Ba) is a component that enhances the stability of vitrification without lowering the infrared transmission characteristics. The RO content is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 20%, even more preferably 2 to 15%, and particularly preferably 3 to 10%. If the RO content is too high, vitrification becomes difficult.
なお、各ＲＯ成分の含有量の好ましい範囲は以下の通りである。ＣａＯの含有量は０〜２５％であることが好ましく、１〜１３％であることがより好ましく、２〜１０％であることがさらに好ましい。ＳｒＯの含有量は０〜２５％であることが好ましく、１〜１５％であることがより好ましい。ＢａＯの含有量は０〜２５％であることが好ましく、１〜２０％であることがより好ましく、２〜１５％であることがさらに好ましく、２〜１４％であることがなお好ましく、２〜１０％であることが特に好ましく、２〜５％であることが最も好ましい。ＲＯのうちＢａＯが、ガラス化の安定性を高める効果が最も高い。よって、ＲＯとしてＢａＯを積極的に含有させることにより、ガラス化が容易となる。 The preferred range of the content of each RO component is as follows. The content of CaO is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 13%, further preferably 2 to 10%. The content of SrO is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 15%. The content of BaO is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 20%, further preferably 2 to 15%, further preferably 2 to 14%, and 2 to Particularly preferred is 10%, and most preferred is 2-5%. Of RO, BaO has the highest effect of increasing the stability of vitrification. Therefore, vitrification is facilitated by positively containing BaO as RO.
Ｌｉ、Ｎａ及びＫは可視域における透過率を向上させる成分である。ただし、ガラス骨格の結合を切断する成分でもあるため、その含有量が多すぎると、化学的耐久性を低下する傾向がある。よって、Ｌｉ、Ｎａ及びＫは合量で０〜２０％であることが好ましく、０〜１０％であることがより好ましく、０〜５％であることがさらに好ましい。 Li, Na and K are components that improve the transmittance in the visible range. However, since it is also a component that breaks the bond of the glass skeleton, if its content is too large, the chemical durability tends to decrease. Therefore, the total amount of Li, Na, and K is preferably 0 to 20%, more preferably 0 to 10%, and further preferably 0 to 5%.
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＧｅＯ２及びＡｌ２Ｏ３は赤外域における光透過性を低下させるため、その含有量は各々１％未満とすることが好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。 Since SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 and Al 2 O 3 reduce the light transmittance in the infrared region, the content thereof is preferably less than 1%, respectively, and substantially contained. It is more preferable not to do so.
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｖ、Ｍｏ及びＢｉは、約４００〜８００ｎｍの可視域における吸収が大きい。よって、これらの成分を実質的に含有しないことにより、可視域の広い範囲にわたり高い光透過性を有するガラスが得られやすくなる。 Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Ho, Er, Tm, Dy, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, V, Mo and Bi have large absorption in the visible region of about 400 to 800 nm. Therefore, by substantially not containing these components, it becomes easy to obtain a glass having high light transmittance over a wide visible range.
Ｐｂ、Ｃｓ及びＣｄは環境に有害な物質であるため、実質的に含有しないことが好ましい。 Since Pb, Cs and Cd are substances harmful to the environment, it is preferable that they are not substantially contained.
本発明の赤外線透過ガラスは中赤外域（波長約４〜８μｍ）における光透過性に優れる。中赤外域における光透過性を評価するための指標として、波長５〜７μｍにおける５０％光透過波長、及び赤外吸収端波長が挙げられる。波長５〜７μｍにおける５０％光透過波長、及び赤外吸収端波長が大きいほど、中赤外域における光透過性に優れると言える。本発明の赤外線透過ガラスの波長５〜７μｍにおける５０％光透過波長（厚み１ｍｍ）は５．５μｍ以上であることが好ましく、５．７μｍ以上であることがより好ましい。また、本発明の赤外線透過ガラスの赤外吸収端波長（厚み１ｍｍ）は７μｍ以上であることが好ましく、７．５μｍ以上であることがより好ましい。 The infrared transparent glass of the present invention has excellent light transmittance in the mid infrared region (wavelength of about 4 to 8 μm). As an index for evaluating the light transmittance in the mid-infrared region, a 50% light transmission wavelength at a wavelength of 5 to 7 μm and an infrared absorption edge wavelength can be mentioned. It can be said that the larger the 50% light transmission wavelength at a wavelength of 5 to 7 μm and the larger the infrared absorption edge wavelength, the better the light transmission in the mid-infrared region. The 50% light transmission wavelength (thickness 1 mm) at a wavelength of 5 to 7 μm of the infrared transmitting glass of the present invention is preferably 5.5 μm or more, more preferably 5.7 μm or more. Further, the infrared absorption edge wavelength (thickness 1 mm) of the infrared transmitting glass of the present invention is preferably 7 μm or more, and more preferably 7.5 μm or more.
本発明の赤外線透過ガラスの可視吸収端波長（厚み１ｍｍ）は３８０ｎｍ以下であることが好ましく、３６０ｎｍ以下であることがより好ましい。可視吸収端波長が小さいほど、可視域における光透過率に優れると言える。可視吸収端波長が上記範囲であれば、意匠性等の観点から可視域の光透過性が要求される用途において好適である。 The infrared absorption glass of the present invention has a visible absorption edge wavelength (thickness 1 mm) of preferably 380 nm or less, more preferably 360 nm or less. It can be said that the smaller the visible absorption edge wavelength, the better the light transmittance in the visible region. When the visible absorption edge wavelength is in the above range, it is suitable for use in which visible light transmittance is required from the viewpoint of designability and the like.
本発明の赤外透過ガラスの屈折率ｎｄは２．００以上であることが好ましく、２．０５以上であることがより好ましい。また、ｎ１５５０は１．９５以上であることが好ましく、２．００以上であることがより好ましい。屈折率が大きいと短い光路長で光線を屈折させることができる。そのため、例えば、本発明の光学ガラスをレンズとして使用する場合、屈折率を高めるほどレンズを薄くすることが可能となり、光学デバイスを小型化する上で有利となる。 The refractive index nd of the infrared transparent glass of the present invention is preferably 2.00 or more, more preferably 2.05 or more. Further, n1550 is preferably 1.95 or more, and more preferably 2.00 or more. When the refractive index is large, light rays can be refracted with a short optical path length. Therefore, for example, when the optical glass of the present invention is used as a lens, the lens can be made thinner as the refractive index is increased, which is advantageous in downsizing the optical device.
本発明の赤外透過ガラスのアッベ数は１８以上であることが好ましく、１９以上であることがより好ましい。アッベ数が高いほど屈折率の波長分散が小さくなるため好ましい。ただし、アッベ数は屈折率とトレードオフの関係にあるため、高屈折率特性の維持の観点から、上限は２１以下であることが好ましく、２０以下であることがより好ましい。 The Abbe number of the infrared transparent glass of the present invention is preferably 18 or more, more preferably 19 or more. The higher the Abbe number, the smaller the wavelength dispersion of the refractive index, which is preferable. However, since the Abbe number has a trade-off relationship with the refractive index, the upper limit is preferably 21 or less, and more preferably 20 or less from the viewpoint of maintaining high refractive index characteristics.
本発明の赤外透過ガラスのガラス転移点は４００℃以下であることが好ましく、３５０℃以下であることがより好ましい。ガラス転移点が低いほどプレス加工が容易になり、レンズ等の光学素子に成形する際に有利である。 The glass transition point of the infrared transparent glass of the present invention is preferably 400° C. or lower, and more preferably 350° C. or lower. The lower the glass transition point, the easier the press working becomes, which is advantageous in forming an optical element such as a lens.
本発明の赤外線透過ガラスの液相温度は６００℃以下であることが好ましく、５５０℃以下であることがより好ましい。液相温度は失透しやすさの指標であり、温度が低いほど、耐失透性に優れている。 The liquidus temperature of the infrared transparent glass of the present invention is preferably 600° C. or lower, more preferably 550° C. or lower. The liquidus temperature is an index of devitrification easiness, and the lower the temperature, the better the devitrification resistance.
本発明の赤外線透過ガラスは、赤外線センサーのセンサー部を保護するためのカバー部材と用いられる他、例えばセンサー部に赤外光を集光させるためのレンズ等の光学素子として使用することもできる。 The infrared transmitting glass of the present invention is used as a cover member for protecting the sensor part of an infrared sensor, and can also be used as an optical element such as a lens for focusing infrared light on the sensor part.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
表１は本発明の実施例（Ｎｏ．１〜６）及び比較例（Ｎｏ．７、８）をそれぞれ示している。 Table 1 shows Examples (Nos. 1 to 6) and Comparative Examples (Nos. 7 and 8) of the present invention, respectively.
各試料は次のようにして調製した。まず表に示すガラス組成になるように調合した原料を、８００〜１０００℃で３０分〜２時間撹拌しながら溶融し、溶融ガラスをカーボン板上に流し出すことにより板状に成形した。得られた試料について、可視域及び赤外域における光透過率、並びに液相温度を測定した。また、各試料の色調を目視にて確認した。結果を表１に示す。なお、試料Ｎｏ．１のガラスの中赤外域における光透過率曲線を示すグラフを図１に、可視域における光透過率曲線を示すグラフを図２に示す。 Each sample was prepared as follows. First, the raw materials prepared to have the glass compositions shown in the table were melted at 800 to 1000° C. for 30 minutes to 2 hours with stirring, and the molten glass was cast on a carbon plate to form a plate shape. With respect to the obtained sample, the light transmittance in the visible region and the infrared region and the liquidus temperature were measured. In addition, the color tone of each sample was visually confirmed. The results are shown in Table 1. Sample No. The graph showing the light transmittance curve in the mid-infrared region of the glass No. 1 is shown in FIG. 1, and the graph showing the light transmittance curve in the visible region is shown in FIG.
光透過率の測定には、厚さ１ｍｍの両面に鏡面研磨加工を施した試料を用いた。可視域は３００〜８００ｎｍ、赤外域は２〜１０μｍの範囲で測定を行った。「可視吸収端波長」は、波長３００〜４００ｎｍ付近において光透過率が０．５％となる波長を読み取った。「赤外５０％光透過波長」は、波長５〜７μｍにおいて光透過率が５０％となる波長を読み取った。「赤外吸収端波長」は、波長７〜９μｍ付近において光透過率が０．５％となる波長を読み取った。 For the measurement of light transmittance, a sample having a thickness of 1 mm and mirror-polished on both sides was used. The visible region was 300 to 800 nm, and the infrared region was 2 to 10 μm. As the "visible absorption edge wavelength", the wavelength at which the light transmittance was 0.5% was read near the wavelength of 300 to 400 nm. As the “infrared 50% light transmission wavelength”, the wavelength at which the light transmittance was 50% at a wavelength of 5 to 7 μm was read. As the “infrared absorption edge wavelength”, the wavelength at which the light transmittance becomes 0.5% near the wavelength of 7 to 9 μm was read.
屈折率は、Ｖブロック法にて測定した値である。具体的には、試料を直角研磨加工し、ＫＰＲ−２０００（島津製作所製）を用いて、ヘリウムランプのｄ線（５８７．６ｎｍ）、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）及び半導体レーザの１５５０ｎｍ線に対する測定値で評価した。 The refractive index is a value measured by the V block method. Specifically, the sample was subjected to right-angle polishing, and using KPR-2000 (manufactured by Shimadzu Corporation), d line (587.6 nm) of a helium lamp, F line (486.1 nm) of a hydrogen lamp, and C line (656). .3 nm) and the measured value for the 1550 nm line of the semiconductor laser.
アッベ数は上記ｄ線、Ｆ線及びＣ線の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝｛（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）｝の式から算出した。 The Abbe number was calculated from the Abbe number (νd)={(nd-1)/(nF-nC)} using the refractive index values of the d-line, F-line and C-line.
ガラス転移点は、ディラトメーターでの測定から得られた熱膨張曲線から求めた。 The glass transition point was determined from the thermal expansion curve obtained from the measurement with a dilatometer.
液相温度は次のようにして測定した。各試料を粉砕して白金ボートに入れ、溶融温度にて１５分保持した。その後、白金ボートを温度勾配炉中に１６時間保持して、結晶の析出が確認された温度を液相温度とした。 The liquidus temperature was measured as follows. Each sample was crushed and placed in a platinum boat and held at the melting temperature for 15 minutes. Then, the platinum boat was kept in a temperature gradient furnace for 16 hours, and the temperature at which the precipitation of crystals was confirmed was taken as the liquidus temperature.
表１に示すように、実施例であるＮｏ．１〜６の試料は赤外５０％光透過波長が５．９７〜６．１１μｍ、赤外吸収端波長が７．８１〜８．５３μｍであり、波長約４〜８μｍの中赤外域で良好な光透過性を示した。また、可視吸収端波長が３３９〜３４７ｎｍと、可視域において良好な光透過性を示した。特に、Ｎｏ．１〜５の試料は可視域全体において光透過性に優れており、色調が淡黄色と無色透明に近かった。さらに、Ｎｏ．１〜６の試料は屈折率ｎｄが２．０３５２９〜２．０７７２０、ｎ１５５０が１．９７８９９〜２．０１５８５と高屈折率であり、アッベ数も１８．２〜１９．６と高かった。また、ガラス転移点も３４７〜３８７℃と低くプレス成型性に優れていた。なお、Ｎｏ．１〜６の試料は液相温度が４４６〜５９２℃と低く、ガラス化が比較的安定していた。 As shown in Table 1, No. Samples 1 to 6 have infrared 50% light transmission wavelengths of 5.97 to 6.11 μm and infrared absorption edge wavelengths of 7.81 to 8.53 μm, which are excellent in the mid-infrared region of wavelengths of about 4 to 8 μm. It showed light transmittance. In addition, the visible absorption edge wavelength was 339 to 347 nm, which showed good light transmittance in the visible region. In particular, No. The samples of Nos. 1 to 5 were excellent in light transmittance in the entire visible region, and the color tone was pale yellow and nearly colorless and transparent. Furthermore, No. The samples 1 to 6 had a high refractive index nd of 2.03529 to 2.07720, n1550 of 1.97899 to 2.01585, and a high Abbe number of 18.2 to 19.6. Moreover, the glass transition point was low at 347 to 387° C., and the press moldability was excellent. In addition, No. The samples 1 to 6 had a low liquidus temperature of 446 to 592° C., and vitrification was relatively stable.
一方、比較例であるＮｏ．７の試料は液相温度が６２３℃と高く、ガラス化が不安定で耐失透性に劣っていた。Ｎｏ．８の試料はガラス化しなかった。 On the other hand, No. The sample of No. 7 had a high liquidus temperature of 623° C., was unstable in vitrification and was inferior in devitrification resistance. No. The sample of 8 did not vitrify.
本発明の赤外線透過ガラスは、ＣＯ２センサーや人感センサー等の赤外線センサーのカバー部材や、レンズ等の光学素子として好適である。 The infrared transparent glass of the present invention is suitable as a cover member for an infrared sensor such as a CO 2 sensor or a human sensor, or an optical element such as a lens.
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