JP5181861B2 - 赤外線透過ガラス - Google Patents
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Description
CO2ガスまたはCOガスの濃度検知センサーにおいては5μm以上の波長まで赤外線を透過する基板上に多層膜が形成された赤外線フィルタが使用されている。このような基板としてはサファイア基板やシリコン基板が広く用いられているが、それら基板は高価であり代替材料が求められている。
熱的に安定で赤外線を透過するガラスとしては、Bi2O3−PbO−ZnO−CdF2系ガラス(特許文献1参照)、Bi2O3−R’O−Li2O系ガラス(R’はMg、Ca、Sr、Ba。特許文献2参照)などが知られている。
前記Bi2O3−R’O−Li2O系ガラスは、フッ化物ガラスおよびカルコゲン化物ガラスより熱的に安定であるが、板状に成形したり、延伸してファイバ化を行うには、結晶化しやすいという問題がある。
本発明はこのような問題を解決できる赤外線透過ガラスの提供を目的とする。
また、Al2O3を8モル%以下含有する前記赤外線透過ガラスを提供する。
また、アルカリ金属酸化物を合計で10モル%以下含有する前記赤外線透過ガラスを提供する。
また、CeO2を2モル%以下含有する前記赤外線透過ガラスを提供する。
また、B2O3を含有しない、またはB2O3を1モル%未満含有する前記赤外線透過ガラスを提供する。
厚み1mmでの波長5.5μmの光の透過率が60%以上である前記赤外線透過ガラスを提供する。
また、ガラス転移点が400℃以上である前記赤外線透過ガラスを提供する。
また、前記赤外線透過ガラスからなるガラス板を提供する。
また、アルカリ金属酸化物を多く含む場合、ガラスを加熱しながら多層膜を形成する過程でガラス中のアルカリ金属イオンが膜中に移動するという問題が生じるおそれがあるが、本発明の好ましい態様においてはこのような問題が発生しないまたは発生しにくくなる。
本発明のガラスのTgは400℃以上であることが好ましい。400℃未満では比較的高温の赤外線を検出するときに基板が劣化するおそれ、または多層膜を形成するための蒸着工程で基板が変形するおそれがある。より好ましくは430℃以上、特に好ましくは450℃以上である。
Bi2O3は必須成分である。その含有量が20%未満では溶解温度が高くなる、または分相しやすくなる。好ましくは23%以上、より好ましくは25%以上である。35%超ではガラス化が困難になる。より好ましくは32%以下、特に好ましくは30%以下である。
先に述べたようなガラス中のアルカリ金属イオンの膜中への移動を抑制したい場合にはLi2O、Na2OおよびK2Oの含有量はそれぞれ1%以下であることが好ましい。
また、B2O3を含有する場合その含有量は1%以下であることが好ましい。1%超ではT5.5が低下するおそれがある。典型的にはB2O3は含有しない。
また、PbO、Tl2Oは環境への悪影響が懸念されるため含有しないことが好ましい。
また、P2O5は典型的には含有しない。
例1〜10について、Tg(単位:℃)、Tx(単位:℃)、T5.5(単位:%)を測定した。例12、13についても同様に、失透していないガラス部分についてTg、Tx、T5.5を測定した。
例4のガラスについては、直径15mmのガラス棒から、加熱延伸を行うことにより直径240μmのファイバを作製することができ、成形性に優れることを確認した。
例11、19〜24はいずれも溶解を行わなかったが失透性について組成から推定し、例11についてはTg、T5.5についても組成から推定した。
Claims (10)
- 下記酸化物基準のモル%表示で、Bi2O3を20〜35%、GeO2を20〜50%、Ga2O3を5〜20%、CaO、SrOおよびBaOのうちのいずれか2成分以上を含有し、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計が12〜35%であり、Na 2 OおよびK 2 Oのいずれも含有しない、または、Na 2 OもしくはK 2 Oをそれらの含有量の合計が1%以下の範囲で含有し、Li 2 Oを含有する場合その含有量が10%以下である赤外線透過ガラス。
- CaO、SrOおよびBaOの含有量のいずれかが5モル%以上である請求項1の赤外線透過ガラス。
- Al2O3を8モル%以下含有する請求項1または2の赤外線透過ガラス。
- Li 2 O、Na 2 OおよびK 2 Oを合計で10モル%以下含有する請求項1、2または3の赤外線透過ガラス。
- CeO2を2モル%以下含有する請求項1〜4のいずれかの赤外線透過ガラス。
- SiO2を含有しない、またはSiO2を1モル%以下含有する請求項1〜5のいずれかの赤外線透過ガラス。
- B2O3を含有しない、またはB2O3を1モル%未満含有する請求項1〜6のいずれかの赤外線透過ガラス。
- ガラス転移点が400℃以上である請求項1〜7のいずれかの赤外線透過ガラス。
- 厚み1mmでの波長5.5μmの光の透過率が60%以上である請求項1〜8のいずれかの赤外線透過ガラス。
- 請求項1〜9のいずれかの赤外線透過ガラスからなるガラス板。
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