JP2016040219A - Infrared transmitting glass - Google Patents
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Abstract
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。 For infrared sensors such as a CO 2 sensor and a human sensor, light in the mid-infrared region having a wavelength of about 4 to 8 μm is used. As the cover member of the infrared sensor, glass showing 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, both fluoride glass and chalcogenide glass generate toxic gas in the melting process, so it is necessary to prepare a toxic gas treatment facility and the like, and the manufacturing cost tends to increase. Further, composition deviation is likely to occur due to volatilization of the glass component in the melting step. Furthermore, there is a problem that the weather resistance is low. In addition, since chalcogenide glass has low light transmittance in the visible region, it may not be used in applications that require light transmittance in the visible region, for example, from the viewpoint of design and the like.
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。 An aluminate glass is known as an oxide glass excellent in light transmittance in the visible region, but the glass has very low light transmittance particularly in the infrared region having a wavelength of 5 μm or more. Bi 2 O 3 —PbO—BaO—ZnO-based glass is disclosed in Patent Document 1 and Bi 2 O 3 —PbO—ZnO—CdF is disclosed in Patent Document 1 as an oxide glass exhibiting good light transmission even at a wavelength of 5 μm or more. 2 based glass are 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 PbO and CdF 2 that are harmful to the environment in order to stabilize vitrification. In recent years, it has become difficult to use these glasses because of increasing needs for reducing the environmental load.
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 can be vitrified without containing a compound harmful to the environment, and is a novel infrared transmission that exhibits high light transmission from the visible range to the mid-infrared range of about 4 to 8 μm. The object is 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 mol%, TeO 2 50% or more, ZnO 0-45% (but not including 0%), and La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 0-50% ( However, 0% and 50% are not included). Within the above composition range, even if it does not contain harmful compounds such as PbO, CdF 2, and Cs 2 O useful for stabilizing vitrification, it has high light transmittance from the visible range to the mid-infrared range. 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 transmitting glass of the present invention is substantially free of 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 a glass having high light transmittance over a wide visible range. In the present specification, “substantially does not contain” means that it is not intentionally contained as a raw material, and does not exclude even inevitable contamination. Specifically, it indicates that the content in the glass composition is less than 0.1% in terms of mol% in terms of oxide.
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。 In the infrared transmitting glass of the present invention, the contents of SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2 and Al 2 O 3 are each preferably less than 1%. SiO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , GeO 2, and Al 2 O 3 are components that reduce light transmittance in the infrared region. Therefore, by regulating the content of these components as described above, a glass having excellent light transmittance in the infrared region can be easily obtained.
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 transmitting glass of the present invention preferably contains substantially no Pb, Cs and Cd. In this way, environmental demands in recent years can be satisfied.
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 cover member for an infrared sensor according to the present invention is made of the above infrared transmitting 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 according to the present invention includes 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。 According to the present invention, a novel infrared transmissive glass that can be vitrified without containing an environmentally harmful compound and exhibits high light transmittance from the visible region to the mid-infrared region of a wavelength of about 4 to 8 μm. 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 transmitting glass of the present invention has a low glass transition point and excellent press moldability. Furthermore, 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 mol%, TeO 2 50% or more, ZnO 0-45% (but not including 0%), and La 2 O 3 + Gd 2 O 3 + Y 2 O 3 0-50% ( However, 0% and 50% are not included). 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, “%” means “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 TeO 2 content is 50% or more, preferably 70% or more, and more preferably 75% or more. When the content of TeO 2 is too small, it is difficult to vitrify. On the other hand, the upper limit of the content of TeO 2 is not particularly limited, but is preferably 99% or less in consideration of the content of other components. In particular, when it is desired to improve the light transmittance in the visible region, it is more preferably 90% or less, and 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%. When it does not contain ZnO or when the content of ZnO is too large, it becomes difficult to vitrify.
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 increase the stability of vitrification by lowering the liquidus temperature without reducing 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%. Is more preferable, 1 to 11% is further preferable, 2 to 10% is particularly preferable, and 3 to 9% is most preferable. When these components are not contained, it is difficult to obtain the above effect, and when the content is too large, vitrification becomes difficult. Moreover, the glass transition point also rises, and the press moldability tends to be lowered. Of the above components, La 2 O 3 has the highest effect of increasing the stability of vitrification. Therefore, vitrification becomes easy by positively containing La 2 O 3 . The content of each component of the La 2 O 3, Gd 2 O 3 and Y 2 O 3 is 0-50% (but not including 50%), preferably from 0-30%, 0 More preferably, it is 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。 In addition to the above components, the infrared transmitting glass of the present invention may contain the following 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 deteriorating infrared transmission characteristics. The RO content is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 20%, still more preferably 2 to 15%, and particularly preferably 3 to 10%. When there is too much content of RO, it will become difficult to vitrify.
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。 In addition, the preferable range of content of each RO component is as follows. The content of CaO is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 13%, and further preferably 2 to 10%. The content of SrO is preferably 0 to 25%, and more preferably 1 to 15%. The content of BaO is preferably 0 to 25%, more preferably 1 to 20%, further preferably 2 to 15%, still more preferably 2 to 14%, It is particularly preferably 10%, and most preferably 2 to 5%. BaO has the highest effect of increasing the stability of vitrification. Therefore, vitrification becomes easy 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, Li, Na, and K are preferably 0 to 20% in total, more preferably 0 to 10%, and still more 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 is preferably less than 1% each, and substantially contained More preferably not.
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 a large absorption in the visible range of about 400 to 800 nm. Therefore, by not containing these components substantially, it becomes easy to obtain a glass having high light transmittance over a wide range of 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 transmitting glass of the present invention is excellent in 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 and the infrared absorption edge wavelength at a wavelength of 5 to 7 μm, the better the light transmittance 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, and more preferably 5.7 μm or more. Moreover, 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 visible absorption edge wavelength (thickness 1 mm) of the infrared transmitting glass of the present invention is preferably 380 nm or less, and 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. If the visible absorption edge wavelength is within the above range, it is suitable for applications that require light transmittance in the visible region from the viewpoint of design 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 transmitting glass of the present invention is preferably 2.00 or more, and more preferably 2.05 or more. N1550 is preferably 1.95 or more, and more preferably 2.00 or more. When the refractive index is large, the light beam 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 reducing the size of 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 transmitting glass of the present invention is preferably 18 or more, and more preferably 19 or more. A higher Abbe number is preferable because the wavelength dispersion of the refractive index becomes smaller. 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 transmitting 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, which is advantageous when molding into 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 transmitting glass of the present invention is preferably 600 ° C. or lower, and more preferably 550 ° C. or lower. The liquidus temperature is an index of devitrification, 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。 In addition to being used as a cover member for protecting the sensor portion of the infrared sensor, the infrared transmitting glass of the present invention can also be used as an optical element such as a lens for condensing infrared light on the sensor portion.
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。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this 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 so as to have the glass composition shown in the table were melted with stirring at 800 to 1000 ° C. for 30 minutes to 2 hours, and the molten glass was cast on a carbon plate to form a plate shape. About the obtained sample, the light transmittance in the visible region and the infrared region, and the liquidus temperature were measured. Moreover, the color tone of each sample was confirmed visually. The results are shown in Table 1. Sample No. The graph which shows the light transmittance curve in the mid-infrared region of 1 glass is shown in FIG. 1, and the graph which shows 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 mirror polishing process on both sides having a thickness of 1 mm was used. The measurement was performed in the visible range of 300 to 800 nm and the infrared range of 2 to 10 μm. “Visible absorption edge wavelength” is a wavelength at which the light transmittance is 0.5% in the vicinity of a wavelength of 300 to 400 nm. “Infrared 50% light transmission wavelength” was read at a wavelength at which the light transmittance was 50% at a wavelength of 5 to 7 μm. The “infrared absorption edge wavelength” was read at a wavelength at which the light transmittance was 0.5% in the vicinity of a wavelength of 7 to 9 μm.
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 polished at right angles, and using KPR-2000 (manufactured by Shimadzu Corporation), d line (587.6 nm) of helium lamp, F line (486.1 nm) of hydrogen lamp, C line (656) .3 nm) and the measured value of the semiconductor laser with respect to the 1550 nm line.
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 equation of 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 a thermal expansion curve obtained from 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 pulverized and placed in a platinum boat and held at the melting temperature for 15 minutes. Thereafter, the platinum boat was held in a temperature gradient furnace for 16 hours, and the temperature at which crystal precipitation was confirmed was defined 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, the example No. Samples 1 to 6 have an infrared 50% light transmission wavelength of 5.97 to 6.11 μm, an infrared absorption edge wavelength of 7.81 to 8.53 μm, and are good in the mid-infrared region of about 4 to 8 μm. It showed optical transparency. Moreover, the visible absorption edge wavelength was 339-347 nm, and the favorable light transmittance was shown in the visible region. In particular, no. Samples 1 to 5 were excellent in light transmittance in the entire visible range, and the color tone was light yellow and colorless and transparent. Furthermore, no. Samples 1 to 6 had a refractive index nd of 2.03529 to 2.07720, n1550 of 1.97899 to 2.01585, a high refractive index, and an Abbe number of 18.2 to 19.6. Moreover, the glass transition point was as low as 347-387 degreeC, and it was excellent in press moldability. In addition, No. Samples 1 to 6 had a liquidus temperature as low as 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. which is a comparative example. Sample No. 7 had a high liquidus temperature of 623 ° C., unstable vitrification, and inferior devitrification resistance. No. Sample 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 transmitting glass of the present invention is suitable as an optical element such as a cover member of an infrared sensor such as a CO 2 sensor or a human sensor or a lens.
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