CN110621627A - 近红外线吸收玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种近红外线吸收玻璃，其能够使光学装置薄型化，并且即使在不含氟的情况下，耐候性、耐失透性和光学特性的各特性也优异。该近红外线吸收玻璃的特征在于，以质量％计，含有P2O5 20～80％、RO(其中，R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种)1～50％、MgO 0.1～30％、Na2O 0～15％、K2O 0以上且小于14％、和CuO 0.1～30％，上述近红外线吸收玻璃的厚度在0.25mm以下。

Description

近红外线吸收玻璃
技术领域
本发明涉及能够选择性地吸收近红外线的近红外线吸收玻璃。
背景技术
通常，在数码相机和智能手机等光学装置内的照相机部分，为了修正CCD或CMOS等固态摄像元件的可见度，使用近红外线吸收玻璃。例如，在专利文献1中公开了一种含氟的磷酸类的近红外线吸收玻璃。氟的提高耐候性的效果高，所以专利文献1中记载的近红外线吸收玻璃的耐候性优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－83290号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
由于氟成分是环境负荷物质，所以近年来其使用受到限制。但是，在不含氟成分的情况下，难以提高耐候性，当想要改善耐候性时，容易发生耐失透性或光学特性等降低等的不良状况。另外，近年来，强烈需求光学装置的薄型化，需要使近红外线吸收玻璃变薄，但制作薄的近红外线吸收玻璃时需要更高的耐失透性。
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种能够使光学装置薄型化、并且即使在不含氟的情况下耐候性、耐失透性和光学特性的各特性也优异的近红外线吸收玻璃。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的近红外线吸收玻璃的特征在于，以质量％计，含有P2O5 20～80％、RO(其中，R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种)1～50％、MgO 0.1～30％、Na2O 0～15％、K2O 0以上且小于14％、和CuO 0.1～30％，该近红外线吸收玻璃的厚度为0.25mm以下。
本发明的近红外线吸收玻璃中，将提高耐失透性的RO规定为1％以上、将降低耐失透性的Na2O规定为15％以下、将K2O规定为小于14％，由此实现高的耐失透性。因此，在能够高效地制造厚度小的红外线吸收玻璃的下拉法、多级拉伸法等容易伴随失透的成型方法中也适用。
本发明的近红外线吸收玻璃中，优选以质量％计还含有Al2O3 0～19％、ZnO 0～13％。
本发明的近红外线吸收玻璃优选不含氟成分。在此，“不含氟成分”是指不有意地包含，不排除不可避免的杂质的混入。具体而言，是指氟成分的含量在1000ppm以下。
发明效果
根据本发明，提供一种能够使光学装置薄型化、并且即使在不含氟的情况下耐候性、耐失透性和光学特性的各特性也优异的近红外线吸收玻璃。
具体实施方式
本发明的近红外线吸收玻璃含有：P2O5 20～80％、RO(其中，R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种)1～50％、MgO 0.1～30％、Na2O 0～15％、K2O 0以上且小于14％、和CuO 0.1～30％。以下，对如上所述限定玻璃组成的理由进行说明。其中，在以下的有关各成分的含量的说明中，只要没有特别说明，“％”是指“质量％”。
P2O5是用于形成玻璃骨架的不可或缺的成分。P2O5的含量为20～80％，优选为31～73％，特别优选为45～67％。在P2O5的含量过少时，存在玻璃化变得不稳定的趋势。另一方面，在P2O5的含量过多时，液相粘度变低，容易导致耐失透性降低或耐候性降低。
RO(其中，R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种)是提高耐失透性、耐候性的成分。RO的含量以总量计为1～50％，优选为3～34％，特别优选为6～20％。在RO的含量过少时，难以得到上述效果。另一方面，在RO的含量过多时，耐失透性降低，容易析出由RO成分引起的结晶。
其中，RO的各成分的含量的优选范围如下。
MgO是提高耐失透性、耐候性的成分。MgO的含量优选为0.1～30％，特别优选为0.4～13％。在MgO的含量过少时，难以得到上述效果。另一方面，在MgO的含量过多时，玻璃化的稳定性容易降低。
CaO与MgO同样是提高耐失透性、耐候性的成分。CaO的含量优选为0～15％，特别优选为0.4～7％。在CaO的含量过多时，玻璃化的稳定性容易降低。
SrO也与MgO同样是提高耐失透性、耐候性的成分。SrO的含量优选为0～12％，特别优选为0.3～6％。在SrO的含量过多时，玻璃化的稳定性容易降低。
BaO也与MgO同样是提高耐失透性、耐候性的成分。BaO的含量为0～30％，优选为1～25％，特别优选为3～20％。在BaO的含量过多时，在成型中容易析出由BaO引起的结晶。
如上所述，RO具有提高耐失透性的效果，特别是在P2O5少的情况下，容易享有其效果。
Na2O是降低熔融温度的成分。Na2O的含量为0～15％，特别优选为0.1～10％。在Na2O的含量过多时，存在耐失透性降低的趋势。
K2O也与Na2O同样是降低熔融温度的成分。K2O的含量为0以上且小于14％，特别优选为0.1～12％。在K2O的含量过多时，在成型中容易析出K2O引起的结晶，存在耐失透性降低的趋势。
CuO是用于吸收近红外线的必需成分。CuO的含量为0.1～30％，优选为0.3～20％，优选为2～15％，特别优选为3～13％。在CuO的含量过少时，难以得到预期的近红外线吸收特性。另一方面，在CuO的含量过多时，紫外～可见区域的光透射率容易降低。还存在耐失透性降低的趋势。
除上述成分以外，还可以含有以下所示的各种成分。
Al2O3是提高耐候性、并且提高液相粘度、提高耐失透性的成分。Al2O3的含量为0～19％，优选为2～19％，优选为3～14％，特别优选为3～9％。在Al2O3的含量过多时，存在熔融性降低、熔融温度升高的趋势。此外，一旦熔融温度升高，Cu离子就容易被还原而从Cu2+转变为Cu+，因而难以得到预期的光学特性。具体而言，近紫外～可见区域的光透射率容易降低或近红外线吸收特性容易降低。
ZnO是提高耐失透性、耐候性的成分。ZnO的含量为0～13％，优选为0.1～12％，特别优选为1～10％。在ZnO的含量过多时，熔融性降低，熔融温度升高，结果，难以得到预期的光学特性。另外，在成型中容易析出由ZnO引起的结晶，存在耐失透性降低的趋势。
Li2O是降低熔融温度的成分。Li2O的含量为0～15％，特别优选为0.1～10％。在Li2O的含量过多时，存在耐失透性降低的趋势。
另外，除上述成分以外，在不损害本发明的效果的范围内还可以含有B2O3、Nb2O5、Y2O3、La2O3、Ta2O5、CeO2、Sb2O3等。具体而言，这些成分的含量分别优选为0～3％，特别优选为0～2％。此外，由于氟成分是环境负荷物质，因此优选不含。
本发明的近红外线吸收玻璃通常以板状使用。厚度在0.25mm以下，优选在0.2mm以下，优选在0.15mm以下，特别优选在0.1mm以下。在厚度过大时，光学装置的薄型化变得困难。此外，厚度的下限没有特别限定，但从机械强度的观点考虑，优选在0.01mm以上。
通过本发明的近红外线吸收玻璃具有上述组成，能够实现可见区域的高的光透射率和近红外区域的优异的光吸收特性这两者。具体而言，波长500nm的光透射率优选在75％以上，特别优选在77％以上。另一方面，波长700nm的光透射率优选在30％以下，特别优选在28％以下，波长1200nm的光透射率优选在40％以下，特别优选在38％以下。
本发明的近红外线吸收玻璃的液相粘度优选在101.6dPa·s以上，特别优选在101.9dPa·s以上。在液相粘度过低时，在成型时容易失透。
本发明的近红外线吸收玻璃可以通过将以期望的组成配制的原料粉末母料熔融、成型而制造。熔融温度优选为900～1200℃。在熔融温度过低时，难以得到均质的玻璃。另一方面，在熔融温度过高时，Cu离子容易被还原而从Cu2+转变为Cu+，因而难以得到预期的光学特性。
然后，将熔融玻璃成型为规定的形状，实施必要的后加工，供于各种用途。此外，为了高效地制造厚度小的近红外线吸收玻璃，优选应用下拉法、多级拉伸法等成型方法。这些成型方法容易伴随失透，因此，容易享有耐失透性优异的本发明的近红外线吸收玻璃的效果。
实施例
以下，基于实施例对本发明的近红外线吸收玻璃进行详细说明，但本发明不限定于这些实施例。
表1表示本发明的实施例(试样No.1～8)和比较例(试样No.9、10)。
[表1]
(1)各试样的制作
首先，将调配成表1的组成的玻璃原料放入铂坩埚中，以1000～1200℃的温度进行熔融。接着，使熔融玻璃流出至碳板上，进行冷却固化。然后，进行退火，得到试样。
(2)各试样的评价
对于所得到的各试样，通过以下的方法测定或评价光透过特性、耐候性和液相粘度。将结果示于表1。
关于光透过特性，使用分光分析装置(岛津制作所生产UV3100)对两面进行了镜面研磨的表1中记载的厚度的试样测定波长500nm、700nm、1200nm下的各透射率。其中，如果波长500nm、700nm、1200nm的透射率分别在77％以上、28％以下、38％以下，则判断为光透过特性良好。
关于耐候性，对两面进行了镜面研磨的试样，在温度120℃、相对湿度100％的条件下保持24小时后，根据外观上是否有变化进行判定。具体而言，将在试验后没有观察到外观上的变化的试样评价为“○”，将观察到白雾等外观上的变化的试样评价为“×”。
液相粘度如下求出。将粗粉碎成粒度300～600μm的试样放入铂容器中，在温度梯度炉中保持24小时。将在铂容器的底面析出界面结晶的最高温度作为液相温度。然后，测定试样的粘度，将液相温度时的粘度作为液相粘度。
由表1可知，本发明的实施例No.1～8的试样在可见区域的光透射率高，在近红外区域的吸收大。并且，在耐候性评价中在试验前后没有看到变化，液相粘度也在101.6dPa·s以上且耐失透性也优异。此外，由于厚度在0.23mm以下，因此容易使光学装置薄型化。
另一方面，比较例No.9的试样的耐候性差，液相粘度为101.2dPa·s，所以耐失透性差。No.10的试样的液相粘度为101.3dPa·s，所以耐失透性差。

Claims (3)

1.一种近红外线吸收玻璃，其特征在于，
以质量％计，含有P2O5 20～80％、RO 1～50％、MgO 0.1～30％、Na2O 0～15％、K2O 0以上且小于14％、和CuO 0.1～30％，其中，R为选自Mg、Ca、Sr和Ba中的至少一种，
所述近红外线吸收玻璃的厚度在0.25mm以下。
2.根据权利要求1所述的近红外线吸收玻璃，其特征在于，
以质量％计，还含有Al2O3 0～19％、ZnO 0～13％。
3.根据权利要求1或2所述的近红外线吸收玻璃，其特征在于，
所述近红外线吸收玻璃不含氟成分。
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