JPH03109234A

JPH03109234A - 近赤外線及び赤外線吸収ガラス

Info

Publication number: JPH03109234A
Application number: JP24310989A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Ogino; 荻野　一夫
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1989-09-19
Filing date: 1989-09-19
Publication date: 1991-05-09

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］本発明は燐酸塩系近赤外線及び赤外線吸収ガラスに関す
るものであり、映＠機器の光源から発生する赤外線を吸
収し光源の前方に配置された機器が高温になり損傷する
のを防ぐための熱線吸収フィルター、光学機器の近赤外
線吸収フィルター及び撮像管の色補正用フィルター等に
使用される。

［従来の技術１一般にガラスの赤外線吸収能はガラス中のＦ　ｅ　２＋
／　Ｆ　ｅ　３＋比を大きくすることによって向上する
。このようなガラスとしてＰ２０５ＡｊＬ２０３−８２
０３−ＲＯ（ただしＲは原子価が２価の金属であるＭＯ
，Ｃａ、３ａ及びＺｎ）系の基礎組成にＦｅをＦｅＯ又
はＦｅ３Ｏ４の形で添加し、還元雰囲気下で溶融し、溶
融ガラス中のＦｅｆ＋イオンがＦｅ３＋イオンに変わる
のを防ぎ、可視光線の透過率が高く、赤外線を吸収する
熱線吸収ガラスが特公昭４４−４２０１号公報に開示さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］従来の技術に記述した熱線吸収ガラスからなる熱線吸収
フィルターは、光学機器の光源と光学系の間に配置され
、光源から発せられた熱線から光学系を保護するフィル
ターとして用いられていた。

一方、近年赤外線吸収ガラスが、その透過率特性から光
学機器の近赤外線吸収フィルターや踊像管の色補正用フ
ィルターに使用されている。

前記熱線吸収ガラスは、Ｐ２Ｏ５がガラスの骨格を形成
する主成分であり、これに８２０３がａまれているため
、ガラスの耐候性があまり良くない。熱線を吸収し、光
学系を熱から保護するフィルターとして使用する場合は
、このフィルターは常に光源からの熱を吸収し、高温に
なっているため、フィルター近傍の雰囲気は乾燥してお
り、耐候性をあまり考慮づる必要がなかった。しかし、
熱線吸収ガラスを前記した近赤外線吸収フィルターや色
補正フィルターとして使用しようとすると、大気中の水
分の影響を受け、短時間で表面が曇ってしまい常温での
使用に耐えなかった。

また近年、ガラスの溶融方法は、ガス燃焼によりガラス
を溶かす従来法に比べ熱効率が良く、かつ公害の発生が
少ない直接通電溶融法（溶融ガラスの電気伝導性を利用
して、ガラスに直接電気を流し、ジュール熱によってガ
ラス自身を発熱させる。）が盛んに取り入れられるよう
になってきた。

しかし、前述の従来の熱線吸収ガラスはアルカリ金属を
含有していないため、電気抵抗１ｔ［が大きく、直接通
電溶融り゛ることがでさなかった。一方、アルカリ金属
を含有する赤外線吸収ガラスが特公昭５０−２７８５３
号公報に開示されており、このガラスは直接通電溶融が
可能であるが、８２０３及びＳｉＯ２を含有しているた
め耐候性が悪く、かつ失透しやすいという問題点を持っ
ている。

従って、本発明の第１の目的は、熱線吸収フィルターと
しての透過率特性を損なうことなく、光学機器の近赤外
線吸収フィルターや撮＠管の色補正フィルター等常温で
使用できる優れた耐候性を有する近赤外線及び赤外線吸
収ガラスを得ることであり、第２の目的は、直接通電溶
融が可能な近赤外線及び赤外線吸収ガラスを得ることで
ある。

［課題を解決するための手段］本発明は、を記の目的を達成するためになされたもので
あり、本発明の近赤外線及び赤外線吸収ガラスは、重量
％でＰ２Ｏ５７５〜８５゜ＡｆＬ２０３６〜１８．Ｒｏ
　２〜１２（ただしＲは原子価が２価の金属であるＭｏ
、Ｂａ、Ｃａ及び／ｎから選ばれる少なくとも１種であ
る。）、１で’２００．５〜５（ただしＲ′はアルカリ
金属であるｌ−ｉ　、　Ｎ　ａ及びにから選ばれる少な
くとも１種である。）からなる基礎ガラス１００重量部
と、ＦＣを！Ｉ伍部で０．５〜６．５を含むことを特徴
とする。

本発明の近赤外線及び赤外線吸収ガラスは、耐候性を悪
化させるＢ２Ｏ３を含まず、ガラスの骨格を形成し、か
つＦ　ｅ　２＋／　Ｆ　ｅ　３十比をを大きくするＰ２
Ｏ５を主成分とし、５１産に耐え得る耐失速性と、耐候
性を向上させる△１２０３及びＲＯと、ガラスの電気抵
抗値を直接通電溶融法るのに適した蛸まで下げるＲ′２
０とを必須成分とする基礎ガラスに、赤外線吸収の必須
成分としてＦ　ｅがＦｅｄ、Ｆｅ３０ｓ等の形で添加さ
れ、さらに赤外５ａｔｉＩｔの光を吸収するＦｅｚ＋イ
オンが、溶融中に可視域を吸収するＦｅ３＋イオンに変
わることを防ぐために還元剤として、例えば、カーボン
や、微量の珪素が添加されてなる。

以下に本発明の各成分の限定理由を述べる。尚、各成分
は川ｍ％で２寸。本発明において、Ｐ２０ｓはガラスの
骨格を形成する成分であると同時に、溶融ガラス中のＦ
（３２＋イオンがＦｅ３＋イオンに変化するのを防ぐ働
きを有しており、７５％未満であるとＦｅ２＋イオンの
多くが、Ｆｅ３＋イオンに変化し、Ｆ　ｅ　２＋／　Ｆ
　ｅ　３＋比が小さくなり、所望の透過率特性が得られ
なくなり、８５％を超えると溶融時の揮発が大きくなり
、溶融が困難となる。従って、Ｐ２Ｏ５を７５〜８５％
の範囲とした。、ＡｆＬ２０３は耐失透性及び耐候性を
向上させるのに有効な成分であり、６％未満ではそれら
の効果が得られず、１８％を超えるとガラスの溶融性が
悪化する。従って、ＡｆＬ２０３を６〜１８％の範囲と
した。ＲＯ（ただし、ＲＯは原子価が２価の金属酸化物
であるＭＱＯ，Ｂａｄ、ＣａＯ及びＺｎＯのうちいずれ
か、またはそれ等のＵ合物）はその合量が２％未満でｉ
、Ｌ耐失透性及び耐候性を向上させる効果が得られず、
その合ら１が１２％を超えると失透しやす（なる。従っ
て、ＲＯの白組を２〜１２％の範囲とした。ただし、Ｍ
ＧＯ。

Ｂａｄ、ＣａＯ及びＺｎＯは、それぞれ１０％を超える
と失透しやずくなるので、それぞれ０〜１０％の範囲と
することが好ましい。Ｒ’２０（ただし、Ｒ′２０はア
ルカリ金［１化物ｒあるＬ　ｉ２０．Ｎａ２Ｏ及びに２
０のいずれか、またはそれ等の混合物）は電気抵抗値を
下げるのに有効な成分であるが、その合ωが０．５％未
満ではガラスの直接通電溶融が可能な電気抵抗（ａまで
下げることができず、また５％を超えると耐候性が低下
する。従って、Ｒ′２０の白石を０．５〜５％の範囲と
した。ただし、Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ及びに２０は、それ
ぞれ４％を越えると耐候性が低下するので、それぞれ０
〜４％の範囲とすることが好ましい。［：ｅは、近赤外
線及び赤外線を吸収させるための必須成分であり、０．
５％未満では、その吸収が不十分となり、６．５％を越
えるとＦｅ３＋が増え、Ｆ　（３２＋／　Ｆ　Ｃ３３＋
比が小さくなり、可視域の透過率が低くなる。従って、
ｌ−ｅを０．５〜６．５％の範囲とした。本発明の近赤
外線及び赤外線吸収ガラスの特に好ましい組成域を示す
と以下の通りである。

基礎ガラス　　Ｐ２Ｏ５７５，０〜８２．０重１７ｔ％
ＲＯ２，５へ−１１，０重量％Ｒ’　　２０　　　　０．５へ・４．８重け％この基礎
ガラス１００小聞部に加えて、Ｆｅ０．８〜６．０重退
部［実施例１以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１〜６原料として正燐酸水溶液、水酸化アルミニウム、炭酸マ
グネシウム、炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸バリウム
、炭酸リチウム、ＦＡ酸ナトリウム、炭酸カリウム、四
三酸化鉄及びカーボンを所定量混合しくなお原料として
９重Ｍアルミニウム、ｍｌバリウム等の複合塩、金属酸
化物、酸化第１鉄等の使用を妨げるものではない。）、
アルミナ系電鋳レンガで作られた溶融炉に入れ、直接通
電溶融により１３００℃に加熱して溶融し、撹拌して脱
泡、均質化を行なった後、予熱した金型に鋳込み、徐冷
することによって、重ｔｄ％で７６．０のＰ２Ｏ５，１
６，０のΔｆＬ２０３．３．５のＭ２Ｏ，２，０のＺｎ
Ｏ及び２．５のに２０からなる基礎ガラス１００小聞部
に、更に、２．２重量部のＦＣを含右する実施例１の近
赤外線及び赤外線吸収ガラスを得た。

以下、同様にして実施例２〜６の近赤外線及び赤外線吸
収ガラスを得た。これらのガラスの組成を表−１にまと
めて示した。尚、使用する溶融容器の関係から、微開の
ＳｉＯ２ヤＺｒＯ２がガラス中に混入するのを防げるも
のではない。

次に、このようにして冑られた実施例１〜６の近赤外線
及び赤外線吸収ガラスの耐久性を評価した。先に得られ
たガラスから所定のサイズの試料片を切り出し、研摩し
た後、温度的６５℃、相対湿ｒ！１９０％の恒温恒湿条
件下に保持し、一定時周毎にその表面状態をｌＪ寮し、
ガラスの表面に変質が見られるまでの時間（表面変質時
間）で耐候性を評価した。その結果を表−１に示す。実
施例１の近赤外線及び赤外線吸収ガラスの表面変質時間
は、１３２時間であり、これに対して、特公昭４４−４
２０１号公報に記載された熱線吸収ガラスから適宜選択
した比較例のガラスは、表−１に示すように、表面変質
時間が６０時間と短かく、本実施例のガラスの半分以下
であった。

また、実施例２〜６のガラスの表面変質時間は、いずれ
も１２０時間以上であり、極めて耐候性に優れていた。

以上のことから、本発明の近赤外線及び赤外線吸収ガラ
スは、従来の熱線吸収ガラスよりも耐候性が著しく優れ
ていることが明らかになり、光学機器の近赤外線吸収フ
ィルター、ｍｆｆｊａ管の色補正フィルター等として常
温で使用できるようになった。

次に、実施例１．３．４及び比較例のガラスの比抵抗値
を第１図に示す。同図から明らかなように、例えば、実
施例１．３及び４のガラスの１３００℃における比抵抗
値は、それぞれ７４゜４２及び３９Ω・１であり、一方
、比較例の比抵抗値は、１３８Ω・αであった。このよ
うに、実施例１．３及び４の比抵抗値は、比較例に比べ
てほぼ１７２以下となり、極めて低い電気抵抗値を持つ
ことが確認された。

以上のことから、本発明の近赤外線及び赤外線吸収ガラ
スが直接通電溶融に適していることが明らかになった。

次に、実施例１．３．４及び比較例のガラスの分光透過
率曲線を第２図に示す。なお、測定に供したガラスの肉
厚は、３．０ａｓである。同図から明らかなように、実
施例１．３及び４のガラスは比較例のガラスと同様に可
視域の透過率が高く、近赤外線及び赤外線域の光を十分
吸収する分光透過率特性を有し、熱線吸収フィルターの
みならず、光学機器の近赤外線吸収フィルター、撮像管
の色補正フィルター等にも使用できることが明らかにな
った。

以下余白Ｌ本発明の効果］本発明の近赤外線及び赤外線吸収ガラスは、従来製造し
得なかった優れた耐候性を右しており、従来技術の熱線
吸収ガラスが熱線吸収フィルターとしてしか使用できな
かったのに対し、光学機器の近赤外線吸収フィルター、
搬像管の色補正フィルター等常温で使用するフィルター
に用いることができるようになった。

更に、本発明のガラスは、直接通電溶融に適した低い電
気抵抗値を有している。

従って、本発明を実ＩＭ　することにより、溶融効率の
良い直接通電溶融が可能な熱線吸収ガラスとしての用途
に加え、光学機器の各種フィルターとしての透過率特性
を有し、常温で使用することのできる耐候性に優れた近
赤外線及び赤外線吸収ガラスが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の近赤外線及び赤外線吸収ガラス、及び
比較例の比抵抗と温度の関係を示すグラフであり、第２
図は本発明の近赤外線吸収及び赤外線吸収ガラス、及び
比較例の分光透過率を示す特Ｍ図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＰ＿２Ｏ＿５７５〜８５、Ａｌ＿２Ｏ＿
３６〜１８、ＲＯ２〜１２（ただし、Ｒは原子価が２価
の金属であるＭｇ、Ｂａ、Ｃａ及びＺｎから選ばれる少
なくとも１種である。）、Ｒ＿２Ｏ０．５〜５（ただし
Ｒ′はアルカリ金属であるＬｉ、Ｎａ及びにから選ばれ
る少なくとも１種である。）からなる基礎ガラス１００
重量部と、Ｆｅを重量部で０．５〜６．５を含むことを
特徴とする近赤外線及び赤外線吸収ガラス。