WO2022045062A1 - 高熱膨張係数の無機組成物、光フィルター用結晶化ガラスおよび光フィルター - Google Patents

高熱膨張係数の無機組成物、光フィルター用結晶化ガラスおよび光フィルター Download PDF

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嶋村圭介
八木俊剛
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Definitions

  • the present invention relates to an inorganic composition having a high thermal expansion coefficient, crystallized glass for an optical filter, and an optical filter.
  • inorganic compositions or metals-inorganic compositions, organic compositions- A composite material made of an inorganic composition is used, but a material having a high coefficient of thermal expansion that can cope with the stress caused by the volume change due to the heat of the material is required.
  • WDM wavelength division multiplexing method
  • WDM is further classified into two types according to the density of the light to be multiplexed: coarse density division multiplexing (CWDM) and high density wavelength division multiplexing (DWDM).
  • CWDM coarse density division multiplexing
  • DWDM high density wavelength division multiplexing
  • CWDM has a low density of about 16 wavelengths to be multiplexed.
  • DWDM has a high density because the wavelength to be multiplexed is about 80 to 96. For this reason, DWDM is adopted in applications that require large-capacity communication, such as data communication between operators, nations, and base stations.
  • the dielectrics of the low refractive index layer (SiO 2 and the like) and the high refractive index layer (Ta 2 O 5 and the like) are laminated on the optical filter substrate for optical communication to form a film.
  • the band of the multiplexed light is narrow, and in order to cope with the narrow band of the communication wavelength, it is necessary to increase the number of layers of the film to be formed on the substrate. Therefore, an optical filter substrate having a large coefficient of thermal expansion is required from the viewpoint of adhesion of laminated film formations and in order to cope with stress changes caused by an increase in the number of film formations.
  • Patent Document 1 describes a glass substrate for a magnetic recording medium, a glass substrate for a magnetic recording medium, and a glass substrate blank for a magnetic recording medium having a coefficient of thermal expansion of 70 ⁇ 10-7 / ° C to 98 ⁇ 10-7 at 100 ° C to 300 ° C.
  • an inorganic composition at / ° C. has been disclosed, the problem that the coefficient of thermal expansion of the inorganic composition is smaller than the coefficient of thermal expansion of the metal material used as the spindle material of the magnetic recording medium has not been achieved.
  • the coefficient of thermal expansion at ⁇ 20 to 70 ° C. is 93 ⁇ 10 -7 / ° C. to 130 ⁇ 10 -7 / ° C.
  • the Young's modulus is 85 GPa or more
  • the main crystal phase is (a).
  • a glass ceramic for an optical filter which comprises lithium disilicate and (b) at least one selected from ⁇ -quarts, ⁇ -quarts solid solution, ⁇ -cristobalite, and ⁇ -cristobalite solid solution.
  • Patent Document 3 contains an Al 2 O 3 component and an R 2 O component (R is at least one selected from Li, Na, and K), and the main crystal phase is calcilite, ⁇ 30 ° C.
  • R is at least one selected from Li, Na, and K
  • the main crystal phase is calcilite, ⁇ 30 ° C.
  • inorganic compositions having a coefficient of thermal expansion of 95 ⁇ 10-7 / ° C to 121 ⁇ 10-7 / ° C in the temperature range of ⁇ 70 ° C.
  • no inorganic composition having a coefficient of thermal expansion exceeding 125 ⁇ 10 -7 / ° C. is disclosed.
  • the present invention can cope with a change in volume due to heat of a composite material used in various applications such as a metal coating material, a package for a crystal oscillator, a semiconductor support substrate, a substrate for an HDD, and a magnetic head.
  • the purpose is to obtain an inorganic composition having a coefficient of thermal expansion.
  • the present invention maintains the transmittance required for a conventional optical filter substrate, and changes in stress caused by an increase in the number of film formations required for a substrate for a DWDM apparatus in order to cope with an increase in information communication volume in recent years. It is an object of the present invention to obtain a crystallized glass for an optical filter and an optical filter having a high thermal expansion coefficient corresponding to the above.
  • the present inventors have adjusted the alkali metal oxide component, the alkaline earth oxide component and the glass network former component and crystallized the glass. , And have found the formulation of an inorganic composition having a high thermal expansion coefficient, and have completed the present invention.
  • the present inventors have improved the expansion characteristics by adjusting the network former component and the alkali metal oxide component and crystallizing the glass, and ZrO 2 By controlling the particle size of the precipitated crystal by adjusting the component or TiO 2 component, the glass composition and composition of the crystallized glass for an optical filter having a desired thermal expansion coefficient while maintaining the transmittance were found, and the present invention was completed. I came to do. Specifically, the present invention provides the following.
  • SiO 2 component 35.0% -60.0%, K2O component is 10.0% to 30.0%, Al 2 O 3 component 5.0% to 25.0%, ZrO2 component from 0 % to 10.0%, TiO 2 component from 0% to 15.0%, The total amount of ZrO 2 component and TiO 2 component is more than 0% to 15.0%.
  • An inorganic composition having a coefficient of thermal expansion at ⁇ 30 to 70 ° C. of 125 to 155 ( ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.).
  • the inorganic composition according to (1) which comprises.
  • SiO 2 component 35.0% -55.0%, K2O component is 15.0% to 30.0%, Al 2 O 3 component 10.0% to 25.0%, LiO 2 component from 0% to 7.0%, Na 2 O component from 0% to 5.0%, MgO component from 0% to 7.0%,
  • an inorganic composition having a coefficient of thermal expansion that can cope with a volume change caused by a change in the material due to heat.
  • each component constituting the inorganic composition of the present invention and the crystallized glass for an optical filter is described below.
  • the content of each component shall be expressed in mass% with respect to the total mass of the oxide equivalent composition unless otherwise specified.
  • the "oxide-equivalent composition” is used when it is assumed that the oxides, composite salts, metal fluorides, etc. used as raw materials for the glass constituents of the present invention are all decomposed at the time of melting and changed to oxides. It is a composition which describes each component contained in a glass, assuming that the total mass number of the produced oxide is 100 mass%.
  • the SiO 2 component is 35.0% to 60.0%
  • the K2O component is 10.0% to 30.0%
  • the Al2O3 component is 5.0% to 25 %. It contains 0%, ZrO 2 component 0% to 10.0%, TiO 2 component 0% to 15.0%, and the total amount of ZrO 2 component and TiO 2 component is more than 0% to 15.0%.
  • the SiO 2 component is a skeleton component of glass and at the same time, an essential component that forms crystals that precipitate by heat treatment of raw glass.
  • the content of the SiO 2 component is preferably 35.0% or more, more preferably 35.5% or more, more preferably 36.0% or more, more preferably 37.0% or more, still more preferably 40.
  • the lower limit is 0% or more.
  • the content of the SiO 2 component is preferably 60.0% or less.
  • the upper limit is 57.0% or less, more preferably 55.0% or less, more preferably 53.0% or less, more preferably 50.0% or less, still more preferably 45.0% or less.
  • the Li 2 O component is an effective component for promoting the melting reaction of the raw material when it is contained in excess of 0%, lowering the melting temperature of the glass and improving the meltability, while it is chemically used when the content is increased. It causes deterioration of durability and change of precipitated crystal phase. Therefore, the lower limit of the content of the Li 2 O component is preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, still more preferably 1.0% or more. On the other hand, by setting the content of the Li 2 O component to 7.0% or less, deterioration of devitrification due to excessive content, change in the precipitated crystal phase, and deterioration of chemical durability can be suppressed. Therefore, the content of the Li 2 O component is preferably 7.0% or less, more preferably 6.0% or less, still more preferably 5.0% or less.
  • the lower limit of the content of the Na 2 O component is preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more.
  • the content of the Na 2 O component is preferably 7.0% or less, more preferably 5.0% or less, more preferably 4.0% or less, more preferably 3.0% or less, still more preferably 2.
  • the upper limit is 0.0% or less.
  • the K2O component is one of the components constituting the crystals precipitated by the heat treatment of the raw glass when the content exceeds 0%, and at the same time, it is an essential component that contributes to the improvement of the meltability of the glass.
  • the content of the K2O component is preferably 10.0% or more, more preferably 14.0% or more, more preferably 15.0% or more, more preferably 17.0% or more, still more preferably 18.0. % Or more is the lower limit.
  • the content of the K 2 O component is preferably 30.0% or less, more preferably.
  • the upper limit is preferably 28.0% or less, and more preferably 26.0% or less.
  • the Al 2 O 3 component When the Al 2 O 3 component is contained in excess of 0%, it is one of the components constituting the crystals precipitated by the heat treatment of the raw glass, and at the same time, it enhances the chemical durability and mechanical strength of the glass and melted glass. It is an effective component for improving the devitrification resistance of the above, and is an essential component of the inorganic composition of the present invention and the crystallized glass for an optical filter. Therefore, the content of the Al 2 O 3 component is preferably 5.0% or more, more preferably 5.5% or more, more preferably 6.0% or more, more preferably 10.0% or more, and more preferably. The lower limit is 12.0% or more, more preferably 14.0% or more.
  • the content of the Al 2 O 3 component is set to 25.0% or less, deterioration of meltability and devitrification due to excessive content can be reduced, so that the content of the Al 2 O 3 component is
  • the upper limit is preferably 25.0% or less, more preferably 22.0% or less, still more preferably 19.0% or less.
  • the P 2 O 5 component is an optional component that, when contained in excess of 0%, contributes as a nucleating agent for precipitated crystals, lowers the viscosity of the melt, and contributes to improving the stability of the glass, but is excessively contained. Then, the precipitated crystal phase changes, the glass tends to be devitrified, and vitrification becomes difficult. Therefore, the lower limit is preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more. Further, the upper limit is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 2.5% or less, still more preferably 2.0% or less.
  • the B 2 O 3 component is an optional component that, when contained in excess of 0%, contributes to lowering the viscosity of the melt, forms a network structure of glass, and contributes to the stability of glass.
  • the content of the B2O3 component is preferably more than 0%, more preferably 0, because the precipitated crystal phase changes or the chemical durability is lowered as the content increases.
  • the lower limit is 1.% or more, more preferably 0.5% or more.
  • the upper limit is preferably 5.0% or less, more preferably 3.0% or less, more preferably 2.5% or less, still more preferably 2.0% or less.
  • the MgO component When the MgO component is contained in an amount of more than 0%, it is an optional component that contributes to the improvement of the meltability of the glass in addition to improving the meltability of the glass and at the same time preventing the coarsening of the precipitated crystals. Therefore, the lower limit of the content of the MgO component is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more. On the other hand, by setting the content of the MgO component to 15.0% or less, devitrification due to excessive content can be reduced. Therefore, the content of the MgO component is preferably 15.0% or less, more preferably 12.0% or less, still more preferably 10.0% or less, more preferably 7.0% or less, and more preferably 5.0. % Or less, more preferably 4.0% or less, still more preferably 3.8% or less, still more preferably 3.2% or less.
  • the ZnO component is an optional component that improves the meltability of the glass when it is contained in excess of 0% and at the same time prevents the coarsening of the precipitated crystals and contributes to the improvement of the meltability of the glass. It is an optional component that contributes to improving the stability of glass as well as lowering the viscosity of the melt. Therefore, the lower limit of the content of the ZnO component is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more. On the other hand, by setting the content of the ZnO component to 25.0% or less, it is possible to reduce devitrification and changes in the precipitated crystal phase due to excessive content. Therefore, the content of the ZnO component is preferably 25.0% or less, more preferably 23.0% or less, still more preferably 20.0% or less, still more preferably 3.0% or less.
  • the SrO component is an optional component that contributes to the improvement of the meltability of the glass and the stability of the glass when it is contained in an amount of more than 0%. It is an optional component that contributes to lowering the viscosity of the melt.
  • the content of the SrO component is preferably 7.0% or less, more preferably 5.0% or less, still more preferably, because the precipitated crystal phase changes or devitrification tends to occur as the content increases. Is 4.0% or less, more preferably 3.0% or less.
  • the lower limit is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more, still more preferably 1.5% or more.
  • the ZrO2 component When the ZrO2 component is contained in excess of 0%, it functions as a nucleating agent for the precipitated crystals, so that not only the crystals are easily precipitated, but also the components that contribute to the miniaturization of the precipitated crystals and the improvement of the mechanical strength of the material. Is.
  • it is a component capable of adjusting the particle size of crystals. Therefore, the content of the ZrO2 component is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more, more preferably 2.0% or more, more preferably 3.0% or more, still more preferably 3.0%. The lower limit is super.
  • the content of the ZrO 2 component is preferably 10.0% or less, more preferably 8.0% or less, still more preferably 6.0% or less.
  • the TiO 2 component When the TiO 2 component is contained in excess of 0%, it functions as a nucleating agent for the precipitated crystals, so that not only the crystals are easily precipitated, but also the components that contribute to the miniaturization of the precipitated crystals and the improvement of the mechanical strength of the material. Is.
  • it is a component capable of adjusting the particle size of crystals. Therefore, the content of the TiO 2 component is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more, more preferably 2.0% or more, more preferably 3.0% or more, and more preferably 4.0%. As mentioned above, more preferably, the lower limit is more than 4.0%.
  • the content of the TiO 2 component is preferably 15.0% or less, more preferably 12.0% or less, more preferably 9.0% or less, more preferably 8.0% or less, and more preferably 7.
  • the upper limit is 0% or less, more preferably 6.0% or less.
  • the Sb 2 O 3 component is an optional component capable of defoaming the molten glass when it contains more than 0%. Therefore, the content of the Sb 2 O 3 component may be preferably more than 0%, more preferably 0.03% or more as the lower limit. On the other hand, by setting the content of the Sb 2 O 3 component to 1.0% or less, the decrease in the transmittance can be suppressed. Therefore, the content of the Sb 2 O 3 component may be preferably 1.0% or less, more preferably 0.5% or less, and further preferably 0.2% or less as the upper limit.
  • the Gd 2 O 3 component is a component that lowers the moldability and devitrification of the molten glass when it is contained in an amount of 3.0% or more. Therefore, the content of the Gd 2 O 3 component is preferably less than 3.0% and may not be contained.
  • La 2 O 3 component, Y 2 O 3 component, Yb 2 O 3 component, Eu 2 O 3 component, Dy 2 O 3 component, Er 2 O 3 component, Tb 2 O 3 as long as the physical properties of the material are not impaired.
  • Ingredients, Pr 6 O 11 Ingredients, Nd 2 O 3 Ingredients, Tm 2 O 3 Ingredients, Sm 2 O 3 Ingredients, Ho 2 O 3 Ingredients, CeO 2 Ingredients, CaO Ingredients, BaO Ingredients, CoO Ingredients, Co 2 O 3 Ingredients , Ta 2 O 5 component, Nb 2 O 5 component, WO 3 component, TeO 2 component, Bi 2 O 3 component, FeO component, Fe 2 O 3 component, MnO 2 component, Cr 2 O 3 component, GeO 2 component,
  • the Ga 2 O 3 component, CuO component, NiO component, V 2 O 5 component, and SnO 2 component may or may not be contained, respectively.
  • the content can be 0% to less than 3.0%, respectively.
  • the ZrO 2 component and the TiO 2 component function as a nucleating agent for the precipitated crystals when the total content exceeds 0%, and also contribute to the miniaturization of the precipitated crystals and the improvement of the mechanical strength of the material. be.
  • it is a component capable of adjusting the particle size of crystals. Therefore, the total content of the ZrO 2 component and the TiO 2 component is preferably more than 0%, more preferably 1.0% or more, more preferably 1.5% or more, more preferably 3.5% or more, and more preferably. Is 5.0% or more, more preferably 7.0% or more, more preferably 9.0% or more, more preferably 9.2% or more, more preferably 9.5% or more, still more preferably 9.7%.
  • the total content of the ZrO 2 component and the TiO 2 component is preferably 15.0% or less, more preferably 12.0% or less.
  • the ratio of the total content of the Na 2 O component, the K 2 O component, and the Mg O component to the content of the SiO 2 component [(Na 2 O + K 2 O + MgO) / SiO 2 ] is 0.40 or more.
  • the lower limit is preferably 0.40 or more, more preferably 0.45 or more, still more preferably 0.50 or more.
  • the upper limit of the ratio [(Na 2 O + K 2 O) / SiO 2 ] of the total content of the Na 2 O component and the K 2 O component to the content of the SiO 2 component is preferably 0.80 or less. It is more preferably 0.78 or less, more preferably 0.75 or less, still more preferably 0.70 or less.
  • the lower limit is preferably 0.30 or more, more preferably 0.32 or more, more preferably 0.35 or more, still more preferably 0.40 or more.
  • the ratio of the total content of the Na 2 O component and the K 2 O component to the content of the Al 2 O 3 component [(Na 2 O + K 2 O) / Al 2 O 3 ] is set to 1.00 or more.
  • the lower limit is preferably 1.00 or more, more preferably 1.05 or more, still more preferably 1.10 or more, still more preferably 1.20 or more, still more preferably 1.30 or more.
  • the upper limit of the ratio of the content of the ZrO 2 component to the total content of the ZrO 2 component and the TiO 2 component [ZrO 2 / (ZrO 2 + TiO 2 )] is preferably 0.70 or less, more preferably 0.70 or less. It is 0.65 or less, more preferably 0.60 or less, more preferably 0.58 or less, still more preferably 0.55 or less.
  • the lower limit is preferably 0.10 or more, more preferably 0.15 or more, more preferably 0.20 or more, still more preferably 0.25 or more.
  • the inorganic composition of the present invention and crystallized glass for an optical filter are produced, for example, as follows. That is, a mixture prepared by uniformly mixing raw materials such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, chlorides, and metaphosphate compounds so that each component is within a predetermined content range is obtained. It is put into a platinum crucible, melted in an electric furnace in a temperature range of 1300 to 1600 ° C. depending on the difficulty of melting the glass composition, homogenized by stirring, lowered to an appropriate temperature, cast into a mold, and slowly cooled. As a result, a glass base material was produced.
  • the crystallization step is not particularly limited, but for example, the glass base material is heated in a temperature range of 500 ° C. to 560 ° C. for 5 hours to form crystal nuclei, and then in a temperature range of 570 ° C. to 800 ° C. 3 Crystallization was performed by heating for an hour.
  • the precipitated crystal phase was identified by analysis by Bruker's X-ray diffractometer D8 DISCOVER.
  • the precipitated crystal phase of the inorganic composition of the present invention and the crystallized glass for an optical filter is preferably a KAlSiO 4 or KAlSiO 4 solid solution in order to improve the coefficient of thermal expansion.
  • Rn 2 MgSiO 4 (however, Rn is one or more selected from Li, Na, and K) and Rn 2 ZnSiO 4 (where Rn is selected from Li, Na, and K).
  • Rn 2 SiO 3 (where Rn is one or more selected from Li, Na, K), MgSiO 3 , R 2 SiO 4 (where R is one or more selected from Mg and Zn), Li 2 TiO 3 , K 2 ZrSi 2 O 7 , and the like may or may not be contained.
  • an inorganic composition substrate and a crystallized glass substrate for an optical filter After wrapping this crystallized glass, polishing it gave an inorganic composition substrate and a crystallized glass substrate for an optical filter. Further, it was pulverized to obtain an inorganic composition powder for complexing with a metal, an inorganic compound, or an organic compound.
  • These inorganic composition substrates and powders can be used in the fields of metal coating materials, packages for crystal oscillators, semiconductor support substrates, HDD substrates, magnetic heads, optical filters for SDM, optical filters for DWDM, and the like. Further, by forming a dielectric multilayer film on the surface of the substrate of crystallized glass, it can be used as an optical filter for DWDM.
  • to 70 ° C. is preferably 125 ( ⁇ 10-7 / ° C.) or more, more preferably 126 ( ⁇ 10). -7 / ° C.) or higher, most preferably 127 ( x10-7 / ° C.) or higher.
  • the upper limit is preferably 155 ( x10-7 / ° C) or less, more preferably 154 ( x10-7 / ° C) or less, and even more preferably 153 ( x10-7 / ° C) or less. desirable.
  • the specific gravity of the inorganic composition and the crystallized glass for an optical filter was measured in accordance with Japanese Industrial Standards JIS Z 8807 (2012) "Method for measuring solid density and specific gravity".
  • the specific gravity of the inorganic composition of the present invention and the crystallized glass for an optical filter is preferably 4.0 or less, more preferably 3.8 or less, still more preferably 3.5 or less, still more preferably 3.0 or less.
  • the internal transmittance of the present invention is preferably such that the internal transmittance at 1550 nm is preferably 60.0% or more, more preferably 65.0% or more, still more preferably 70.0% or more.
  • the internal transmittance at 1550 nm is preferably 90.0% or more, more preferably 92.0% or more, still more preferably 95.0% or more, and most preferably 98. It is desirable that it is 0.0% or more.
  • the transmittance of the inorganic composition of the present invention is preferably 5.0% or more, more preferably 10.0% or more, still more preferably 20.0% or more, with a spectral transmittance of 1550 nm.
  • the crystallized glass for an optical filter of the present invention preferably has a spectral transmittance of 1550 nm of 90.0% or more, more preferably 90.2% or more, still more preferably 90.4% or more, and most preferably 90.5. It is desirable that it is% or more.
  • crystallized glasses having various compositions as listed in Tables 1 to 4 were prepared.
  • high-purity raw materials used for ordinary crystallized glass such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, fluorides, chlorides, and metaphosphate compounds corresponding to each component are selected and shown in the table.
  • the glass After weighing and mixing so as to have the composition ratio of each example shown in Tables 1 to 4, the glass is put into a platinum pit, and the temperature range is 1300 to 1600 ° C. in an electric furnace depending on the melting difficulty of the glass composition.
  • Tables 1 to 4 show the results of measuring the coefficient of thermal expansion, the transmittance, the internal transmittance and the specific gravity of each of the crystallized glasses.
  • the inorganic composition of the embodiment of the present invention is a metal, an organic compound or an inorganic compound used in various applications such as a metal coating material, a package for a crystal oscillator, a semiconductor support substrate, a substrate for an HDD, and a magnetic head. It has been clarified that the inorganic composition used for the composite material with the compound is suitable as an inorganic composition having a thermal expansion coefficient that can cope with the volume change caused by the change due to the heat of the material. Further, it has been clarified that the crystallized glass for an optical filter of the embodiment of the present invention is suitable as an optical filter for an SDM device or a DWDM device because it has a high coefficient of thermal expansion while maintaining the transmittance.

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Abstract

酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２成分を３５．０％～６０．０％、Ｋ２Ｏ成分を１０．０％～３０．０％、Ａｌ２Ｏ３成分を５．０％～２５．０％、ＺｒＯ２成分を０％～１０．０％、ＴｉＯ２成分を０％～１５．０％、ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計量が０％超～１５．０％、を含有し、－３０～７０℃における熱膨張係数が１２５～１５５（×１０－７／℃）である、ことを特徴とする無機組成物および光フィルター用結晶化ガラス。

Description

高熱膨張係数の無機組成物、光フィルター用結晶化ガラスおよび光フィルター
　本発明は高熱膨張係数の無機組成物、光フィルター用結晶化ガラスおよび光フィルターに関する。
　近年、様々な用途、例えば、金属被覆材、水晶振動子向けパッケージ、半導体支持基板、ＨＤＤ用基板、磁気ヘッド、光フィルター等の分野において無機組成物同士あるいは金属-無機組成物、有機組成物-無機組成物による複合材が使用されているが、素材の熱による体積変化に伴う応力に対応できる熱膨張係数が高い材料が求められている。
　また、近年、増加の一途を辿る通信デバイスの普及およびインターネットの急速な発展に伴い、光ファイバーを用いたデータ通信の更なる大規模化および大容量化が要求されている。光ファイバーを用いたデータ通信には光ファイバー内での光損失が特に小さい１５５０ｎｍ帯域の光が用いられる。また、さらに本帯域を更に複数の細かい帯域に分割し、複数の光を光ファイバーに同時伝送し、最終的に多重化された光信号を1本ずつ分離し取り出す、波長分割多重方式（ＷＤＭ）が用いられる。
　さらに、ＷＤＭは多重化される光の密度によって粗密度波長分割多重方式（ＣＷＤＭ）と高密度波長分割多重方式（ＤＷＤＭ）との２種類に分類される。ＣＷＤＭは多重化される波長が１６波長程度と低密度である。一方、ＤＷＤＭは多重化される波長が８０～９６程度であり高密度である。このため、大容量通信が求められる用途、例えば、事業者間、国家間、および基地局間のデータ通信等の用途においてはＤＷＤＭが採用される。
　また、第５世代移動通信システム（５Ｇ）やＩｏＴの本格導入に伴い、ＷＤＭによるデータ通信容量限界が顕在化することが懸念される。近年の動向として、従来の波長分割多重方式（ＷＤＭ）に加え、新たに空間分割多重方式（ＳＤＭ：Ｓｐａｃｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を併用することでデータ通信容量限界を克服しようとする研究が進められている。
　ところで、光通信向け光フィルター基板上には低屈折率層（ＳｉＯ２等）および高屈折率層（Ｔａ２Ｏ５等）の誘電体が積層されて成膜される。データ通信容量を増大するためには多重化される光の帯域は狭い方が好ましく、通信波長の狭帯域化に対応するためには基板へ成膜する膜の積層数を増加する必要がある。したがって、積層された成膜の密着性の観点および成膜数増加に伴い生じる応力変化に対応するため熱膨張係数が大きい光フィルター用基板が要求される。
　特許文献１には、磁気記録媒体用ガラス基板、磁気記録媒体、および磁気記録媒体用ガラス基板ブランクとして、１００℃～３００℃における熱膨張係数が７０×１０－７／℃～９８×１０－７／℃の無機組成物が開示されているが、磁気記録媒体のスピンドル材として用いられる金属材の熱膨張係数に対して無機組成物の熱膨張係数が小さいという課題が達成されていなかった。
　また、特許文献２には、－２０～７０℃における熱膨張係数が９３×１０－７／℃～１３０×１０－７／℃で、ヤング率が８５ＧＰａ以上であり、主結晶相として（ａ）２珪酸リチウムおよび（ｂ）α－クオーツ、α－クオーツ固溶体、α－クリストバライト、α－クリストバライト固溶体の中から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする光フィルター用ガラスセラミックスが開示されている。しかしながら、１００℃近傍に平均熱膨張係数の最大値が存在するという課題が達成されていなかった。
　さらに、特許文献３には、Ａｌ２Ｏ３成分と、Ｒ２Ｏ成分（ＲはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選ばれる少なくとも一種以上）を含有し、主結晶相がカルシライトである、－３０℃～７０℃の温度範囲における熱膨張係数が９５×１０－７／℃～１２１×１０－７／℃である無機組成物が開示されている。しかしながら、熱膨張係数が１２５×１０－７／℃を超える無機組成物は開示されていない。
国際公開ＷＯ２０１２／０５７３３８号公報 特開２００１－３１８２２２号公報 特開２００７－０３１１８０号公報
　したがって、本発明は、様々な用途、例えば、金属被覆材、水晶振動子向けパッケージ、半導体支持基板、ＨＤＤ用基板、磁気ヘッド等の分野において使用される複合材の熱による体積変化に対応可能な熱膨張係数を有する無機組成物を得ることにある。
　また、本発明は、従来の光フィルター用基板に求められる透過率を維持しつつ、近年の情報通信量増加に対応するためＤＷＤＭ装置向け基板へ要求される成膜数の増加に伴い生じる応力変化に対応可能な高い熱膨張係数を有する光フィルター用結晶化ガラスおよび光フィルターを得ることにある。
　本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、アルカリ金属酸化物成分、アルカリ土類酸化物成分およびガラスネットワークフォーマー成分の調整およびガラスを結晶化することにより、高い熱膨張係数を有する無機組成物の配合を見出し、本発明を完成するに至った。
　また、本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、ネットワークフォーマー成分とアルカリ金属酸化物成分の調整とガラスの結晶化により膨張特性を向上し、ＺｒＯ２成分またはＴｉＯ２成分の調整により析出結晶の粒径をコントロールすることで、透過率を維持しつつ所望の熱膨張係数を有する光フィルター用結晶化ガラスのガラス組成と配合を見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下を提供する。
（１）酸化物換算の質量％で、
ＳｉＯ２成分を３５．０％～６０．０％、
Ｋ２Ｏ成分を１０．０％～３０．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分を５．０％～２５．０％、
ＺｒＯ２成分を０％～１０．０％、
ＴｉＯ２成分を０％～１５．０％、
ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計量が０％超～１５．０％、を含有し、
－３０～７０℃における熱膨張係数が１２５～１５５（×１０－７／℃）であることを特徴とする無機組成物。
（２）酸化物換算の質量％で、
Ｌｉ２Ｏ成分を０％～７．０％、
Ｎａ２Ｏ成分を０％～７．０％、
Ｐ２Ｏ５成分を０％～５．０％、
Ｂ２Ｏ３成分を０％～５．０％、
ＭｇＯ成分を０％～１５．０％、
ＺｎＯ成分を０％～２５．０％、
ＳｒＯ成分を０％～７．０％、
を含有することを特徴とする（１）に記載の無機組成物。
（３）結晶相として、
ＫＡｌＳｉＯ４またはＫＡｌＳｉＯ４固溶体を含むことを特徴とする（１）又は（２）に記載の無機組成物。
（４）酸化物換算の質量％で、
ＳｉＯ２成分を３５．０％～５５．０％、
Ｋ２Ｏ成分を１５．０％～３０．０％、
Ａｌ２Ｏ３成分を１０．０％～２５．０％、
ＬｉＯ２成分を０％～７．０％、
Ｎａ２Ｏ成分を０％～５．０％、
ＭｇＯ成分を０％～７．０％、
を含有することを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載の無機組成物。
（５）１ｍｍ厚の試料について、１５５０ｎｍにおける分光透過率が９０％以上であることを特徴とする（１）～（４）のいずれかに記載の無機組成物。
（６）前記無機組成物が光フィルター用結晶化ガラスであることを特徴とする（１）～（５）のいずれかに記載の無機組成物。
（７）（６）に記載の光フィルター用結晶化ガラス上に誘電体を成膜してなる光フィルター。
　本発明によれば、素材の熱による変化によって生じる体積変化に対応可能な熱膨張係数を有する無機組成物を得られる。
　また、光フィルターとして必要な透過率を維持しつつ、熱膨張係数を向上させた光フィルター用結晶化ガラスおよび光フィルターを提供することができる。
　本発明の無機組成物、光フィルター用結晶化ガラスを構成する各成分の組成範囲を以下に述べる。本明細書中において、各成分の含有量は、特に断りがない限り、全て酸化物換算組成の全質量に対する質量％で表示されるものとする。ここで、「酸化物換算組成」は、本発明のガラス構成成分の原料として使用される酸化物、複合塩、金属弗化物等が熔融時に全て分解され酸化物へ変化すると仮定した場合に、当該生成酸化物の総質量数を１００質量％として、ガラス中に含有される各成分を表記した組成である。
　［ガラス成分］
　酸化物換算の質量％で、ＳｉＯ２成分を３５．０％～６０．０％、Ｋ２Ｏ成分を１０．０％～３０．０％、Ａｌ２Ｏ３成分を５．０％～２５．０％、ＺｒＯ２成分を０％～１０．０％、ＴｉＯ２成分を０％～１５．０％、ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計量が０％超～１５．０％を含有する。
［必須成分、任意成分について］
　ＳｉＯ２成分は、ガラスの骨格成分であると同時に、原ガラスの熱処理により析出する結晶を形成する必須成分である。特に、ＳｉＯ２成分の含有量を３５．０％以上にすることで、安定的に原ガラスを作製することができる。
　従って、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは３５．０％以上、より好ましくは３５．５％以上、より好ましくは３６．０％以上、より好ましくは３７．０％以上、さらに好ましくは４０．０％以上を下限とする。
　他方で、ＳｉＯ２成分の含有量を６０．０％以下にすることで、過剰な粘性の上昇や熔融性の悪化を抑えられるため、ＳｉＯ２成分の含有量は、好ましくは６０．０％以下、より好ましくは５７．０％以下、より好ましくは５５．０％以下、より好ましくは５３．０％以下、より好ましくは５０．０％以下、さらに好ましくは４５．０％以下を上限とする。
　Ｌｉ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、原料の熔融反応を助長し、ガラスの熔解温度を低下させ熔融性を向上する上で効果的な成分である一方、含有量が増加すると化学的耐久性の悪化や析出結晶相の変化を引き起こす。
　従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．５％以上、さらに好ましくは１．０％以上を下限とする。
　他方で、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量を７．０％以下にすることで過剰な含有による失透性の悪化や析出結晶相の変化、化学的耐久性の悪化を抑制することができる。
　従って、Ｌｉ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは７．０％以下、より好ましくは６．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下を上限とする。
　Ｎａ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を調整すると同時に、原ガラスの熱処理により析出する結晶を構成する成分である。
　従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは０％超、さらに好ましくは０．５％以上を下限とする。
　他方で、Ｎａ２Ｏ成分の含有量を７．０％以下にすることで、化学的耐久性の悪化および析出結晶相の変化を抑制できる。
　従って、Ｎａ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは７．０％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、より好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下を上限とする。
　Ｋ２Ｏ成分は、０％超含有する場合に、原ガラスの熱処理により析出する結晶を構成する成分の一つであると同時にガラスの熔解性向上に寄与する必須成分である。Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１４．０％以上、より好ましくは１５．０％以上、より好ましくは１７．０％以上、さらに好ましくは１８．０％以上を下限とする。
　他方で、Ｋ２Ｏ成分の含有量を３０．０％以下にすることで、化学的耐久性の悪化を抑制するため、Ｋ２Ｏ成分の含有量は、好ましくは３０．０％以下、より好ましくは２８．０％以下、さらに好ましくは２６．０％以下を上限とする。
　Ａｌ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、原ガラスの熱処理により析出する結晶を構成する成分の一つであると同時に、ガラスの化学的耐久性および機械的強度を高め、熔融ガラスの耐失透性を向上するのに有効な成分であり、本発明の無機組成物および光フィルター用結晶化ガラスの必須成分である。
　従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは５．０％以上、より好ましくは５．５％以上、より好ましくは６．０％以上、より好ましくは１０．０％以上、より好ましくは１２．０％以上、さらに好ましくは１４．０％以上を下限とする。
　他方で、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量を２５．０％以下にすることで、過剰な含有による熔融性の悪化、失透を低減することができるため、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２２．０％以下、さらに好ましくは１９．０％以下を上限とする。
　Ｐ２Ｏ５成分は、０％超含有する場合に、析出結晶の核形成剤として寄与し、融液を低粘性化させ、ガラスの安定性向上に寄与する任意成分であるが、過度に含有すると析出結晶相が変化したり、ガラスが失透しやすくなったり、ガラス化が困難となったりするため、好ましくは０％超、さらに好ましくは０．５％以上を下限とする。
また、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．５％以下、さらに好ましくは２．０％以下を上限とする。
　Ｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、融液の低粘性化に寄与し、ガラスの網目構造を形成しガラスの安定性に寄与する任意成分である。一方で、含有量の増加に伴い析出結晶相が変化したり、化学的耐久性の低下などを引き起こしたりするため、Ｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．５％以上を下限とする。
また、好ましくは５．０％以下、より好ましくは３．０％以下、より好ましくは２．５％以下、さらに好ましくは２．０％以下を上限とする。
　ＭｇＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性を向上させると同時に析出結晶の粗大化を防止することに加え、ガラスの熔解性向上に寄与する任意成分である。
　従って、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、さらに好ましくは１．０％以上を下限とする。
　他方で、ＭｇＯ成分の含有量を１５．０％以下にすることで、過度な含有による失透を低減することができる。
　従って、ＭｇＯ成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、さらに好ましくは１０．０％以下、より好ましくは７．０％以下、より好ましくは５．０％以下、より好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．８％以下、さらに好ましくは３．２％以下を上限とする。
　ＺｎＯ成分は、０％超含有する場合にガラスの熔融性を向上させると同時に析出結晶の粗大化を防止し、ガラスの熔解性向上に寄与する任意成分である。そして、融液の低粘性化とともに、ガラスの安定性向上に寄与する任意成分である。
　従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは０％超、さらに好ましくは１．０％以上を下限とする。
　他方で、ＺｎＯ成分の含有量を２５．０％以下にすることで、過度な含有による失透や析出結晶相が変化することを低減することができる。
従って、ＺｎＯ成分の含有量は、好ましくは２５．０％以下、より好ましくは２３．０％以下、さらに好ましくは２０．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
　ＳｒＯ成分は、０％超含有する場合に、ガラスの熔融性向上およびガラスの安定性に寄与する任意成分である。そして、融液の低粘性化に寄与する任意成分である。一方で、含有量の増加に伴い析出結晶相が変化したり、失透しやすくなるため、ＳｒＯ成分の含有量は、好ましくは７．０％以下、より好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下を上限とする。
また、ＳｒＯ成分を含有することでガラスの安定性が向上するため、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは１．５％以上を下限とする。
　ＺｒＯ２成分は、０％超含有する場合に、析出結晶の核形成剤として機能するため、結晶が析出しやすくなるだけでなく、析出結晶の微細化と材料の機械的強度向上に寄与する成分である。特に本発明においては、結晶の粒径を調整できる成分である。
　従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、より好ましくは２．０％以上、より好ましくは３．０％以上、さらに好ましくは３．０％超を下限とする。
　他方で、ＺｒＯ２成分の含有量を１０．０％以下にすることで、ＺｒＯ２成分の過剰な含有による失透および熔解性の悪化を低減することができる。
　従って、ＺｒＯ２成分の含有量は、好ましくは１０．０％以下、より好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下を上限とする。
　ＴｉＯ２成分は、０％超含有する場合に、析出結晶の核形成剤として機能するため、結晶が析出しやすくなるだけでなく、析出結晶の微細化と材料の機械的強度向上に寄与する成分である。特に本発明においては、結晶の粒径を調整できる成分である。
　従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、より好ましくは２．０％以上、より好ましくは３．０％以上、より好ましくは４．０％以上、さらに好ましくは４．０％超を下限とする。
　他方で、ＴｉＯ２成分の含有量を１５．０％以下にすることで透過率の低下を抑えることができる。
　従って、ＴｉＯ２成分の含有量は、好ましくは１５．０％以下、より好ましくは１２．０％以下、より好ましくは９．０％以下、より好ましくは８．０％以下、より好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは６．０％以下を上限とする。
　Ｓｂ２Ｏ３成分は、０％超含有する場合に、熔融ガラスを脱泡できる任意成分である。
　従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは０％超、さらに好ましくは０．０３％以上を下限としてもよい。
　他方で、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量を１．０％以下にすることで、透過率の低下を抑えられる。
　従って、Ｓｂ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは１．０％以下、より好ましくは０．５％以下、さらに好ましくは０．２％以下を上限としてもよい。
　Ｇｄ２Ｏ３成分は、３．０％以上含有する場合に、熔融ガラスの成形性及び失透性を低下させる成分である。
　従って、Ｇｄ２Ｏ３成分の含有量は、好ましくは３．０％未満を上限とし、含まなくてもよい。
　また、素材の物性を損なわない範囲でＬａ２Ｏ３成分、Ｙ２Ｏ３成分、Ｙｂ２Ｏ３成分、Ｅｕ２Ｏ３成分、Ｄｙ２Ｏ３成分、Ｅｒ２Ｏ３成分、Ｔｂ２Ｏ３成分、Ｐｒ６Ｏ１１成分、Ｎｄ２Ｏ３成分、Ｔｍ２Ｏ３成分、Ｓｍ２Ｏ３成分、Ｈｏ２Ｏ３成分、ＣｅＯ２成分、ＣａＯ成分、ＢａＯ成分、ＣｏＯ成分、Ｃｏ２Ｏ３成分、Ｔａ２Ｏ５成分、Ｎｂ２Ｏ５成分、ＷＯ３成分、ＴｅＯ２成分、Ｂｉ２Ｏ３成分、ＦｅＯ成分、Ｆｅ２Ｏ３成分、ＭｎＯ２成分、Ｃｒ２Ｏ３成分、ＧｅＯ２成分、Ｇａ２Ｏ３成分、ＣｕＯ成分、ＮｉＯ成分、Ｖ２Ｏ５成分、及びＳｎＯ２成分をそれぞれ含んでもよいし、含まなくてもよい。含有量は、各々、０％～３．０％未満とすることができる。
　ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分は、合計含有量が０％超含有する場合に、析出結晶の核形成剤として機能する上に、析出結晶の微細化と材料の機械的強度向上に寄与する成分である。特に本発明においては、結晶の粒径を調整できる成分である。
　従って、ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計含有量は、好ましくは０％超、より好ましくは１．０％以上、より好ましくは１．５％以上、より好ましくは３．５％以上、より好ましくは５．０％以上、より好ましくは７．０％以上、より好ましくは９．０％以上、より好ましくは９．２％以上、より好ましくは９．５％以上、さらに好ましくは９．７％以上を下限とする。
　他方で、ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計含有量を１５．０％以下にすることで析出結晶相の変化に伴う熱膨張係数の低下、結晶化時における急激な物性変化、透過率の悪化を抑えることができる。
　従って、ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計含有量は、好ましくは１５．０％以下、さらに好ましくは１２．０％以下を上限とする。
　ＳｉＯ２成分の含有量に対する、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分とＭｇＯ成分との合計含有量の比[（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ２]は、０．４０以上とすることで、結晶化ガラスの熱膨張特性を向上することができる。
　従って、ＳｉＯ２成分の含有量に対する、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分とＭｇＯ成分との合計含有量の比[（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋ＭｇＯ）／ＳｉＯ２]の上限値は、好ましくは１．２０以下、より好ましくは１．００以下、さらに好ましくは０．９５以下、より好ましくは０．９０以下、より好ましくは０．８０以下、さらに好ましくは０．７０以下とする。他方で、下限値は、好ましくは０．４０以上、より好ましくは０．４５以上、さらに好ましくは０．５０以上とする。
　ＳｉＯ２成分の含有量に対する、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分との合計含有量の比[（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／ＳｉＯ２]は、０．３０以上とすることで、結晶化ガラスの熱膨張特性を向上することができる。
　従って、ＳｉＯ２成分の含有量に対する、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分との合計含有量の比[（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／ＳｉＯ２]の上限値は、好ましくは０．８０以下、より好ましくは０．７８以下、より好ましくは０．７５以下、さらに好ましくは０．７０以下とする。他方で、下限値は、好ましくは０．３０以上、より好ましくは０．３２以上、より好ましくは０．３５以上、さらに好ましくは０．４０以上とする。
　Ａｌ２Ｏ３成分の含有量に対する、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分との合計含有量の比[（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３]は、１．００以上とすることで、結晶化ガラスの熱膨張特性を向上することができる。
　従って、Ａｌ２Ｏ３成分の含有量に対する、Ｎａ２Ｏ成分とＫ２Ｏ成分との合計含有量の比[（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３]の上限値は、好ましくは３．８０以下、より好ましくは３．７５以下、より好ましくは３．７０以下、より好ましくは１．８０以下、より好ましくは１．７０以下、より好ましくは１．６０以下、より好ましくは１．５５以下、さらに好ましくは１．５０以下とする。
　他方で、下限値は、好ましくは１．００以上、より好ましくは１．０５以上、さらに好ましくは１．１０以上、より好ましくは１．２０以上、さらに好ましくは１．３０以上とする。
　ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分との合計含有量に対する、ＺｒＯ２成分の含有量の比[ＺｒＯ２／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）]は、０．１０以上０．７０以下とすることで、析出結晶の微細化による結晶化ガラスの透明性向上に寄与する。
　従って、ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分との合計含有量に対する、ＺｒＯ２成分の含有量の比[ＺｒＯ２／（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２）]の上限値は、好ましくは０．７０以下、より好ましくは０．６５以下、より好ましくは０．６０以下、より好ましくは０．５８以下、さらに好ましくは０．５５以下とする。他方で、下限値は、好ましくは０．１０以上、より好ましくは０．１５以上、より好ましくは０．２０以上、さらに好ましくは０．２５以上とする。
［製造方法］
　本発明の無機組成物および光フィルター用結晶化ガラスは、例えば以下のように作製される。すなわち、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、塩化物、メタ燐酸化合物などの原料を各成分が所定の含有量の範囲内になるように均一に混合し、作製した混合物を白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１３００～１６００℃の温度範囲で熔融し、攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型に鋳込み、徐冷することによりガラス母材を作製した。
　結晶化工程は、特に限定されないが、例えばガラス母材を、５００℃～５６０℃の温度範囲にて５時間加熱し、結晶核形成を行った後に、５７０℃～８００℃の温度範囲にて３時間加熱して結晶化を行った。析出した結晶相は、Ｂｒｕｋｅｒ社製Ｘ線回折装置Ｄ８　ＤＩＳＣＯＶＥＲによって解析して特定された。
　本発明の無機組成物および光フィルター用結晶化ガラスの析出結晶相は、熱膨張係数を向上させるため、ＫＡｌＳｉＯ４またはＫＡｌＳｉＯ４固溶体であることが望ましい。その他、析出結晶相として、Ｒｎ２ＭｇＳｉＯ４（ただし、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選択される１種類以上）、Ｒｎ２ＺｎＳｉＯ４（ただし、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選択される１種類以上）、Ｒｎ２ＳｉＯ３（ただし、ＲｎはＬｉ、Ｎａ、Ｋから選択される１種類以上）、ＭｇＳｉＯ３、Ｒ２ＳｉＯ４(ただし、ＲはＭｇ、Ｚｎから選択される１種類以上)、Ｌｉ２ＴｉＯ３、Ｋ２ＺｒＳｉ２Ｏ７等を含んでいてもよいし、含まなくてもよい。
　この結晶化ガラスをラッピングした後、ポリシングすることにより無機組成物基板および光フィルター用結晶化ガラス基板が得られた。また、金属、無機化合物、あるいは有機化合物と複合化させるために粉砕し無機組成物粉末が得られた。なお、これらの無機組成物基板および粉末は金属被覆材、水晶振動子向けパッケージ、半導体支持基板、ＨＤＤ用基板、磁気ヘッド、ＳＤＭ向け光フィルター、ＤＷＤＭ向け光フィルター等の分野において用いることができる。また、結晶化ガラスの該基板表面に誘電体多層膜を成膜することで、ＤＷＤＭ向け光フィルターとして用いることができる。
［熱膨張係数］
　日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ-１６（２０１９）「光学ガラスの常温付近の平均線膨張係数の測定方法」を参考に、マックサイエンス社製ＴＤ５０００Ｓを用いて－３０℃～７０℃の温度範囲における線膨張係数を測定した。いずれも試料を直径４ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状に加工し、－３０℃～７０℃の温度範囲において、温度と材料の伸びの関係を示す膨張曲線の傾きから線膨張係数を算出した。
本発明の無機組成物および光フィルター用結晶化ガラスの、－３０℃～７０℃における熱膨張係数の下限値は、好ましくは１２５（×１０－７／℃）以上、より好ましくは１２６（×１０－７／℃）以上、最も好ましくは１２７（×１０－７／℃）以上であることが望ましい。また、上限値は、好ましくは１５５（×１０－７／℃）以下、より好ましくは１５４（×１０－７／℃）以下、さらに好ましくは１５３（×１０－７／℃）以下であることが望ましい。
［比重］
　日本工業規格ＪＩＳ　Ｚ　８８０７（２０１２）「固体の密度及び比重の測定方法」に則り、無機組成物および光フィルター用結晶化ガラスの比重を測定した。
　本発明の無機組成物および光フィルター用結晶化ガラスの比重は、好ましくは４．０以下、より好ましくは３．８以下、より好ましくは３．５以下、さらに好ましくは３．０以下とする。
［内部透過率］
　日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ－１７（２０１９）「光学ガラスの内部透過率の測定方法」を参考に、１０ｍｍおよび１ｍｍ厚の対面平行研磨試料の反射損失を含む分光透過率を測定し、これらの分光透過率から１ｍｍ厚の内部透過率（反射損失を含まない分光透過率）を算出した。
　本発明の内部透過率は、好ましくは１５５０ｎｍにおける内部透過率が好ましくは６０．０％以上、より好ましくは６５．０％以上、さらに好ましくは７０．０％以上であることが望ましい。
　また、本発明の光フィルター用結晶化ガラスとしては、１５５０ｎｍにおける内部透過率が好ましくは９０．０％以上、より好ましくは９２．０％以上、さらに好ましくは９５．０％以上、最も好ましくは９８．０％以上であることが望ましい。
［透過率］
　日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ－０２（２０１９）「光学ガラスの着色度測定方法」を参考に、厚さ１ｍｍの対面平行研磨試料の分光透過率を、日立製作所製 分光光度計Ｕ－４１００を用いて測定した。
　本発明の無機組成物の透過率は、１５５０ｎｍの分光透過率が好ましくは５．０％以上、より好ましくは１０．０％以上、さらに好ましくは２０．０％以上であることが望ましい。
　本発明の光フィルター用結晶化ガラスとしては、１５５０ｎｍの分光透過率が好ましくは９０．０％以上、より好ましくは９０．２％以上、さらに好ましくは９０．４％以上、最も好ましくは９０．５％以上であることが望ましい。
　以下の実施例では、本発明を例示の目的で詳細に示す。しかしながらこれらの実施例はあくまで例示の目的のみであって、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく多くの改変が当業者によってなされるであろうことに留意されたい。
　実施例（Ｎｏ．１～Ｎｏ．３３）及び比較例１、２として、表１～表４に列挙されるような種々の組成の結晶化ガラスを作製した。いずれも各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、塩化物、メタ燐酸化合物などの通常の結晶化ガラスに使用される高純度原料を選定し、表１～表４に示した各実施例の組成の割合になるように秤量して混合した後、白金坩堝に投入し、ガラス組成の熔融難易度に応じて電気炉で１３００～１６００℃の温度範囲で熔解し、攪拌均質化した後、適当な温度に下げてから金型等に鋳込み、徐冷して得られたガラスをさらに所定温度で結晶化した。結晶化ガラスそれぞれについて、熱膨張係数、透過率、内部透過率及び比重を測定した結果を表１～表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　本発明の実施例の無機組成物は、様々な用途、例えば、金属被覆材、水晶振動子向けパッケージ、半導体支持基板、ＨＤＤ用基板、磁気ヘッド等の分野において使用される金属、有機化合物あるいは無機化合物との複合材に用いられる無機組成物が、素材の熱による変化によって生じる体積変化に対応可能な熱膨張係数を有する無機組成物として好適であることが明らかになった。
　また、本発明の実施例の光フィルター用結晶化ガラスは、透過率を維持しつつ高い熱膨張係数を有するため、ＳＤＭ装置向けまたはＤＷＤＭ装置向け光フィルターとして好適であることが明らかになった。
　この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の開示(明細書、図面、クレームを含む)を全てここに援用する。

Claims (7)

  1. 　酸化物換算の質量％で、
    ＳｉＯ２成分を３５．０％～６０．０％、
    Ｋ２Ｏ成分を１０．０％～３０．０％、
    Ａｌ２Ｏ３成分を５．０％～２５．０％、
    ＺｒＯ２成分を０％～１０．０％、
    ＴｉＯ２成分を０％～１５．０％、
    ＺｒＯ２成分とＴｉＯ２成分の合計量が０％超～１５．０％、を含有し、
    －３０～７０℃における熱膨張係数が１２５～１５５（×１０－７／℃）であることを特徴とする無機組成物。
  2. 　酸化物換算の質量％で、
    Ｌｉ２Ｏ成分を０％～７．０％、
    Ｎａ２Ｏ成分を０％～７．０％、
    Ｐ２Ｏ５成分を０％～５．０％、
    Ｂ２Ｏ３成分を０％～５．０％、
    ＭｇＯ成分を０％～１５．０％、
    ＺｎＯ成分を０％～２５．０％、
    ＳｒＯ成分を０％～７．０％、
    を含有することを特徴とする請求項１に記載の無機組成物。
  3. 　結晶相として、
    ＫＡｌＳｉＯ４またはＫＡｌＳｉＯ４固溶体を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の無機組成物。
  4. 　酸化物換算の質量％で、
    ＳｉＯ２成分を３５．０％～５５．０％、
    Ｋ２Ｏ成分を１５．０％～３０．０％、
    Ａｌ２Ｏ３成分を１０．０％～２５．０％、
    ＬｉＯ２成分を０％～７．０％、
    Ｎａ２Ｏ成分を０％～５．０％、
    ＭｇＯ成分を０％～７．０％、
    を含有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の無機組成物。
  5. １ｍｍ厚の試料について、１５５０ｎｍにおける分光透過率が９０％以上であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の無機組成物。
  6. 前記無機組成物が光フィルター用結晶化ガラスであることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の無機組成物。
  7. 請求項６に記載の光フィルター用結晶化ガラス上に誘電体を成膜してなる光フィルター。
     
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