JPH0238343A - ファイバープレート用吸収体ガラス - Google Patents

ファイバープレート用吸収体ガラス

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JPH0238343A
JPH0238343A JP18736288A JP18736288A JPH0238343A JP H0238343 A JPH0238343 A JP H0238343A JP 18736288 A JP18736288 A JP 18736288A JP 18736288 A JP18736288 A JP 18736288A JP H0238343 A JPH0238343 A JP H0238343A
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JP
Japan
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glass
sio2
softening point
thermal expansion
working
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JP18736288A
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English (en)
Inventor
Koichiro Yoshikawa
吉川 行一郎
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0238343A publication Critical patent/JPH0238343A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/045Silica-containing oxide glass compositions
    • C03C13/046Multicomponent glass compositions

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は微弱光増倍装置や低照度撮像管等のイメージイ
ンテンシファイア用窓をはじめ、光電子増倍管用窓、撮
像管用窓、その他科学工業用電子装置等の光電変換素子
あるいは映像伝送素子として使用されるファイバープレ
ート用吸収体ガラスに関するものである。
[従来技術とその問題点コ ファイバープレートとは光学繊維の複合体で構成された
面板のことであり、高屈折率光学ガラスの芯材の周囲を
低屈折率低熱膨張係数の特性を有する硼珪酸ガラスで被
覆し、さらにその外側に迷光を吸収するため黒ガラス繊
維からなる吸収体を複数本配置してそれらを多数集束し
、加熱延伸加工を繰り返してこれを高真空条件下で加圧
融着した後、切断し光学研磨を施して作製する。
吸収体として用いられるガラス、すなわちファイバープ
レート用吸収体ガラスに要求される条件としては、■P
bO,CdO,Bi2O3,^5203 、5b203
 、 F 、 Clを含有すると光電面(マルチアルカ
リ金属蒸着面)を形成する際、アルカリ蒸気で還元され
やすくなったり、光電面特性に悪影響を与えるためこれ
らの成分を含有しないこと、■延伸加工あるいは融着、
切断加工中に異常な歪が生じないように、またFe−N
i合金製フランジとフリットシールされる7+、7め芯
ガラスの熱膨張係数がFe−Ni合金及びフリットに近
い85〜100 Xl0−”/℃であること、■延伸加
工においてそれぞれの繊維要素を精密に縮小し、所望と
する形状を得ると共に良好な真空気密性を得るため軟化
点が650〜860℃であること、すなわち吸収体の軟
化点が650℃以下の場合は延伸加工中に変形過剰にな
り、また860℃以上の場合は延伸加工中に芯ガラスが
押し潰されるため軟化点は650〜860℃であること
、■吸収体ガラスは最終的に0.5〜1ミクロンまで延
伸されるため実質的に不均質成分の発生が生じない程度
に均質なガラスであること、■複合繊維要素として機能
を果たす各々のガラス中に異物が混入して光の散乱、歪
曲あるいは汚染による光量の減衰消滅が生じると良好な
画像伝送や高解像度を得ることが不可能になるため、延
伸加工及び融着加工において失透、発泡あるいは着色成
分の熱的反応による脱色滲出で隣接する芯ガラスを汚染
することがないこと等があげられる。
しかしながら従来のファイバープレート用吸収体ガラス
は、ガラス中にアルカリ成分であるNa2O。
に20. Li2Oを多量含有しており、延伸・融着加
工中に退色したり隣接する芯ガラスを着色、汚染しやす
いという問題があった。また吸収体ガラスは黒色ガラス
であるために溶融が困難であり、不均質ガラス、泡、脈
理、着色剤の不混和が発生しやすいという問題がある。
さらに多量の着色剤を含有するため工業的には白金るつ
ぼの損傷や調合工程の汚染を招き好ましくない。
[発明の目的] 本発明は従来のガラスの問題点を解消すると共に先記し
たファイバープレート用吸収体ガラスに要求される条件
を全て満足し、しかも安価に製造可能なファイバープレ
ート用吸収体ガラスを提供することを目的とするもので
ある。
[発明の構成] 本発明者はSiO2. B2O3,La2O3,BaO
,TiO2の5成分を基本成分とし、SiO□と820
3を相互置換することによって軟化点を650〜860
℃に制御でき、さらに着色成分やR20の含有量を厳密
に規制することによって良好な迷光吸収能力を有し、溶
融均質化が容易であるファイバープレート用吸収体ガラ
スが得られることを思い出した。
すなわち本発明のファイバープレート用吸収体ガラスは
、重量百分率でSi0□5〜30%、B2030〜20
%、La2O35〜25%、BaO30−40%、Ti
O24〜25% 、 Al2O30〜  5% 、 M
nO(1−30% 、 CoO(1−5%、Fe20B
  (1〜15%、Nb2O,tl−6%、Cr203
0〜3%、R200〜2%(R=Na、に〉を含有し、
本質的にPbO,CdO,Bi2O3,As20g、5
b203.F、Clを含有せず、熱膨張係数が85〜1
00 Xl0−7/’C:、軟化点が650〜860℃
であることを特徴とする。
以下に本発明のファイバープレート用吸収体ガラスの各
成分の作用及び含有範囲を限定した理由について説明す
る。
SiO2はB2O3と共にガラスフォーマ−として用い
る成分であり、その含有量は5〜30%である。5%よ
り少ない場合はガラスの失透性が増大し、30%より多
い場合は粘度が高くなり溶融困難となる。
B2[)3は溶融促進剤として、またガラスの軟化点を
制御するために有効な成分であり、その含有量は0〜2
0%である。20%より多い場合はガラスからの揮発が
著しく増大し、不均質なガラスを生成するため好ましく
ない。
La2O3は、ガラスの溶融粘度を低下させる成分であ
り、その含有量は5〜25%である。5%より少ない場
合は溶融困難となり、不混和を招き均質なガラスが得ら
れず、25%より多い場合は原料価格が高価になり好ま
しくない。
BaOは、ガラス化範囲を大きくさせ、熱膨張係数を高
める効果を有する成分であり、その含有量は30〜40
%である。30%より少ない場合は熱膨張係数が小さく
なり、40%より多い場合は熱膨張係数が大きくなりす
ぎるとともに失透安定性が悪くなる。
TiO□は着色剤として用いる成分であり、その含有量
は4〜25%である。4%より少ない場合は迷光吸収効
果が充分に得られず、25%より多い場合は失透性が増
大する。
^1□03はガラスの耐水性を向上させ失透性を改善す
る成分であり、その含有量は0〜5%である。
5%より多い場合は溶融時に不混和を招き均質なガラス
を得ることが困難になる。
MnOは着色剤として用いる成分であり、その含有量は
0〜30%である。30%より多い場合はガラスが不安
定になり熱加工工程で拡散滲出し、隣接するファイバー
を汚染し易くなり好ましくない。
CoOは紫外域から近赤外域に亙って大きな光吸収能を
有し、特に可視域において吸収能が良い成分であり、そ
の含有量は0〜5%である。5%より多い場合は、溶融
困難となり不混和を招いて均質なガラスが得られない。
Fe2O3はTiO2と併用することで好ましい着色効
果を与える成分であり、その含有量は0〜15%である
。15%より多い場合はガラスが不安定となり失透性が
増大する。
Nb2O,は溶融温度を低下させる成分であり、その含
有量は0〜6%である。6%より多い場合はガラスが不
安定となり失透傾向が増大する。
Cr2O3はMnOと併用することで好ましい着色効果
を与える成分であり、その含有量はO−3%である。3
%より多い場合はガラスの結晶核となり失透性が増大す
る。
R20は熱膨張係数を高める効果を有すると共に溶融促
進に効果のある成分であり、その含有量は0〜2%であ
る。2%より多い場合は熱加工工程でアルカリイオンの
作用で着色効果を減衰させ、隣接するファイバーに着色
剤が拡散滲出し易くなり好ましくない。
し実施例] 以下に本発明のファイバープレート用吸収体ガラスを実
施例に基づいて説明する。
次表は本発明の実施例のガラス組成、熱膨張係数、軟化
点、光透過率を示すものである。
以  下  余  白 表中の試料No、 1〜7は次のように調製した。
各原料は全て工業的規模で精製した高純度品である。
SiO2原料は通常使用される精製シリカ粉末、B2O
3は硼酸、La20gは酸化ランタン、BaOは炭酸バ
ノウム、TiO2は二酸化チタン、^1203は酸化ア
ルミニウム、MnOは酸化マンガン、CoOは酸化コバ
ルト、Fe2O3は酸化第二鉄、Cr2O3は酸化クロ
ム、R20はシングルファイバーの粉砕物から混入する
Na2O,に20の合量値である。
これらの原料は表中のガラス組成になるようにシングル
ファイバーの粉砕物を用いて調製し、均質に混合した後
、白金製るつぼに投入して1350〜1400℃で4時
間溶融し、攪拌均質化した後、脱泡して予熱された金型
へ注入し除歪を施した。
表かられかるように各試料共、熱膨張係数は85〜+0
0 Xl0−7/”Cの範囲にあり、ファイバープレー
トの構成上融着、切断加工あるいはフリットシールに際
して好適である。また軟化点は670〜830℃の範囲
にあり、芯ガラス及び被覆ガラスの値と実質的に合致さ
せることができ延伸加工において所望とする形状を与え
、且つ真空気密性を充分に維持させることができる。さ
らに光透過率は0%であり、可視域における迷光を吸収
する機能性が良いことを示している。
尚、表中の熱膨張係数は自動熱膨張計によって測定した
30〜380℃の平均値であり、軟化点はASTM−C
−338に準拠するファイバー伸長法によって測外域8
00nmにおけるガラス肉厚1.0 m+sの光透過率
を分光光度計を用いて測定した値である。
表の各試料を所望の芯ガラス(重量百分率でSiO2 
12.2%、820311.2%、La2O321,2
%、TiO□I4.7%、Ba0 35.0%、Nb2
O,5,7%、屈折率(口d) 1.85、熱膨張係数
92X 10づ7℃、歪点622℃、軟化点740℃、
550nn+−1On+m肉厚での光透過率84%、及
び被覆ガラス(重量百分率でSiO266゜9%、^1
203 5.4%、B20. 14.0%、Na2Og
、0%、に20 3.7%、Ba0 1.5%、CaO
O,5%、熱膨張係数65X10−”7℃、歪点525
℃、軟化点730℃)と組み合わせてファイバープレー
トを作製したところ、いずれも光電面を劣化させること
がなく、高解像度、高コントラスト、高画質、高真空気
密性を有し、且つFe−Ni合金製フランジと良好なフ
リットシールを行うことができた。また加熱延伸工程は
3回繰り返したが、この工程中に光学欠陥である発泡や
失透の析出を抑制することができ、隣接する芯ガラスへ
の着色剤の拡散滲出による汚染を防止することができた
し発明の効果] 以上のように本発明のファイバープレート用吸収体ガラ
スは、光電面を形成する際、悪影響を及ぼすPbO,C
+IO,Bi2O,、^5203、Sb2O3、F、C
lを含有せず、熱膨張係数が85〜+00 Xl0−7
/’C5軟化点が650〜860℃の条件を満足してい
る。またシングルファイバー粉砕物をガラス構成成分と
して用いることが可能であり工業的に安価に製造するこ
とができ、イメージインテンシファイア用窓をはじめ、
光電子増倍管用窓、撮像管用窓、その他科学工業用電子
装置等の光電変換素子あるいは映像伝送素子として使用
されるファイバープレート用吸収体ガラスとして好適で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  重量百分率でSiO_25〜30%、B_2O_30
    〜20%、La_2O_35〜25%、BaO30〜4
    0%、TiO_24〜25%、Al_2O_30〜5%
    、MnO0〜30%、CoO0〜5%、Fe_2O_3
    0〜15%、Nb_2O_50〜6%、Cr_2O_3
    0〜3%、R_2O0〜2%(R=Na、K)を含有し
    、本質的にPbO、CdO、Bi_2O_3、As_2
    O_3、Sb_2O_3、F、Clを含有せず、熱膨張
    係数が85〜100×10^−^7/℃、軟化点が65
    0〜860℃であることを特徴とするファイバープレー
    ト用吸収体ガラス。
JP18736288A 1988-07-27 1988-07-27 ファイバープレート用吸収体ガラス Pending JPH0238343A (ja)

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