JPH04310537A - 赤外線吸収ガラス - Google Patents

赤外線吸収ガラス

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JPH04310537A
JPH04310537A JP10318591A JP10318591A JPH04310537A JP H04310537 A JPH04310537 A JP H04310537A JP 10318591 A JP10318591 A JP 10318591A JP 10318591 A JP10318591 A JP 10318591A JP H04310537 A JPH04310537 A JP H04310537A
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glass
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linear expansion
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裕幸 香曽我部
Hiroki Nagai
裕樹 永井
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、赤外線吸収ガラスに関
し、より具体的には、Fe−Co系合金からなる磁性線
材を用いた大電流負荷対応型リ−ドスイッチを封入する
のに好適な赤外線吸収ガラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】リードスイッチは、対向する磁性線材か
らなる接点と、これを封入するガラス管から構成され、
ガラス管の外側から磁界を与えることによって、接点の
開閉動作が行われるものである。磁性線材のガラス管へ
の封入は、不活性ガス、還元ガスあるいは真空下におい
て、ガラス管内部に磁性線材を挿入した状態でガラス管
の両端を加熱し、密封することによって行われる。その
ためこの加熱作業には、上記の雰囲気下において使用可
能な熱源、例えば金メッキ反射板で集光された石英−ヨ
ウ素ランプを用いた赤外線放射型熱源が利用され、この
ような事情からリードスイッチ用ガラスには、赤外線吸
収能力を備えていることが要求される。
【0003】ところでリ−ドスイッチが開閉できる負荷
容量は、主にそこに用いられる磁性線材の組成の制限を
受け、従来より一般に用いられているFe−Ni系合金
からなる磁性線材で開閉できる負荷の容量は70W(1
00V−0.7A)程度が限度である。
【0004】しかしながら近年種々の技術の進歩に伴い
、あるいは、自動化を進める上で、リ−ドスイッチで1
00W(100V−1A)以上の家庭電化製品や、ロボ
ットのモ−タ−等を直接開閉する要求が増えつつある。 これらの大電流負荷対応型リ−ドスイッチに使用される
磁性線材には、電気抵抗値が小さいこと、キュリ−点が
高いこと、熱伝導率が大きいことが要求され、そのため
従来のFe−Ni系合金からなる磁性線材に代わって、
上記各特性を満足する磁性線材、例えばFe−Co系合
金からなる磁性線材を使用することが試みられている。
【0005】
【発明が解決しようする課題】ところがFe−Co系合
金は、30〜380℃の温度範囲における線膨張係数が
130〜145×10−7/℃程度であり、そのためこ
のような合金からなる磁性線材を従来から提案されてい
るリードスイッチ用ガラス、例えば特公昭53−228
30号公報に開示されているようなBaO、Al2 O
3 、SiO2 、K2O、Na2 O、FeOを主成
分とし、線膨張係数が118〜119×10−7/℃程
度のバリウムシリケ−トガラスで封入すると、両者の線
膨張係数の差が大きいためにガラスが割れたり、気密性
が損なわれやすい。
【0006】このようなバリウムシリケ−トガラスの線
膨張係数を大きくするためには、アルカリ金属酸化物、
すなわちR2 O(ただしRはLi、Na、Kを表す)
の含有量を増やせば良いが、単にR2 O量を増やすだ
けでは、ガラスの体積固有抵抗値を大きく下げると共に
、耐候性の著しい劣化をまねく。このことは、リ−ドス
イッチの電気特性、経時変化等、リ−ドスイッチ機能お
よび信頼性の大幅な低下につながるために好ましくない
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、30〜380℃の温度範囲において120〜14
0×10−7/℃の線膨張係数を有し、しかも大きい体
積固有抵抗値と優れた耐候性を有するため、大電流負荷
対応型リ−ドスイッチを良好に封入することが可能な赤
外線吸収ガラスを提供することを目的とするものである
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、アルカリシ
リケ−トガラスを基本とし、R2 Oを比較的多量に含
有させながらも、Al2 O3 とZnOを適量含有さ
せることによって優れた耐候性を有し、しかも所望の線
膨張係数、体積固有抵抗値を有する赤外線吸収ガラスが
得られることを見い出し、本発明として提案するもので
ある。
【0009】すなわち本発明の赤外線吸収ガラスは、重
量百分率で、SiO2   40.0〜66.0%、A
l2 O3   5.4〜15.0%、ZnO  1.
0〜21.0%、Li2 O  0〜10.0%、Na
2 O+K2 O  7.0〜31.0%、Fe3 O
4   0.1〜10.0%の組成を有し、30〜38
0℃の温度範囲における線膨張係数が120〜140×
10−7/℃、温度150℃における体積固有抵抗値が
109 Ω−cm以上であり、優れた耐候性を有するこ
とを特徴とする。
【0010】また本発明の赤外線吸収ガラスは、より好
ましくは、重量百分率で、SiO245.0〜65.0
%、Al2 O3   5.5〜13.0%、ZnO 
 7.5〜20.0%、Li2 O  0.3〜8.0
%、Na2 O+K2 O  8.0〜30.0%、F
e3 O4   0.5〜9.0%の組成を有すること
を特徴とする。
【0011】さらに本発明においては、Li2 O、N
a2 O、K2 Oのうちの1成分の含有量が、単独で
R2 O(ただしRは、Li、Na、Kを示す)の総量
の80%を越えないことを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明の赤外線吸収ガラスを構成する各成分の
含有量を上記のように限定した理由は以下のとおりであ
る。
【0013】SiO2 は、ガラスの骨格を構成するた
めに必要な主成分であるが、66.0%より多いと、線
膨張係数が低くなりすぎると共に溶解性が悪化し、40
.0%より少ないと、耐候性が悪化する。
【0014】Al2 O3 は、ガラスの耐候性を向上
するのに著しい効果があるが、15.0%を多いとガラ
スの溶解が困難になり、5.4%より少ないと、上記の
効果が得られない。
【0015】ZnOは、ガラスの粘度を低下すると共に
、ガラスの耐候性を向上させる効果を有するが、21.
0%より多いと、ガラスの失透性が増し、均質なガラス
の製造が困難になり、1.0%より少ないと、上記効果
が得られない。
【0016】Li2 Oは、アルカリ金属酸化物である
が、体積固有抵抗値を高く維持しつつ、ガラスの線膨張
係数を大きくする効果を有している。しかしながら10
.0%より多いと、ガラスの耐候性、及び失透性が悪化
するため好ましくない。
【0017】Na2 O及び、K2 Oは、Li2 O
と同様に、ガラスの線膨張係数を大きくすると共に、ガ
ラスの溶融を促進する成分であるが、Na2 OとK2
 Oが、合量で31.0%を越えると、ガラスの耐候性
と体積固有抵抗値が著しく悪化し、7.0%より少ない
と、所定の線膨張係数が得られないと共に、ガラスの溶
融が困難になる。
【0018】またLi2 O、Na2 O、K2 Oの
うちの1成分の含有量が、単独でR2 Oの総量の80
%を越えない場合、混合アルカリ効果の作用によって、
より優れた耐候性と高い体積固有抵抗値を得ることが可
能である。
【0019】Fe3 O4 は、ガラスに赤外線吸収能
力を持たせるために使用されるが、10.0%より多い
と、ガラス化が困難となり、0.1%より少ないと、上
記効果が得られない。
【0020】尚、本発明のガラスにおいては、ガラスの
粘度の調整や失透性を改善する目的で、F、PbO、S
rO、BaO、B2 O3 等の各成分を10.0%ま
で添加することが可能である。
【0021】
【実施例】次に本発明の赤外線吸収ガラスを実施例に基
づいて詳細に説明する。
【0022】表1は、本発明の赤外線吸収ガラスの実施
例(試料No.1〜6)および比較例(試料No.7〜
9)の組成と特性を示すものである。
【0023】
【表1】
【0024】表に示したNo.1〜9の各試料は、次の
ようにして調製した。
【0025】まず表に示す組成になるようにガラス原料
を調合し、還元剤として木粉を添加した後、白金坩堝を
用いて1500℃で4時間溶解した。溶解後、融液をカ
−ボン板上に流しだし、アニ−ルすることによって各ガ
ラス試料を作製し、それらの30〜380℃の温度範囲
における線膨張係数、アルカリ溶出量、温度150℃に
おける体積固有抵抗値、及び赤外線透過率を測定し、各
特性を表に示した。
【0026】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるNo.1〜6の各試料は、線膨張係数が、121.
5〜135.8×10−7/℃であり、Fe−Co系合
金のそれと近似しており、アルカリ溶出量が0.96m
g未満と優れた耐候性を有していた。また体積固有抵抗
値が109.3 Ω−cm以上と高く、しかも赤外線透
過率が3.8%以下であるため、高い赤外線吸収能力を
有していることが理解できる。
【0027】それに対し比較例であるNo.7の試料は
、Al2 O3 の含有量が4.5%、No.8の試料
は、ZnOの含有量が0.5%と少ないため、アルカリ
溶出量が1.10mg以上と高く、耐候性に劣るものと
判断される。さらにNo.9の試料は、Fe3 O4 
の含有量が0.05%と少ないため、赤外線透過率が9
0.2%と高く、赤外線吸収能力が非常に低いことが理
解できる。
【0028】尚、表中の線膨張係数は、自記示差熱膨張
計で、30〜380℃の温度範囲における平均線膨張係
数を測定したものである。
【0029】またアルカリ溶出量は、耐候性を判断する
ために行ったものであり、JISR3502に基づくア
ルカリ溶出試験によって測定した。すなわちガラス表面
の劣化は、空気中の水分の作用のよってガラス中のアル
カリが表面に析出して、炭酸塩や水酸化物などの反応生
成物を形成することで進むものであり、アルカリ溶出試
験でアルカリ溶出量が多いガラスほど耐候性に劣り、逆
にアルカリ溶出量の少ないガラスほど耐候性に優れてい
ると判断される。電子部品用のガラスとして、このよう
な表面の劣化は、絶縁抵抗値を下げ、そして、リ−ドス
イッチの特性を悪化させるので、ガラスのアルカリ溶出
量が1.0mg未満であるような耐候性が要求される。
【0030】体積固有抵抗値は、ASTM  C657
−72に準じた試験法によって測定した値である。電子
部品用のガラスには、十分な絶縁性を得るために、15
0℃における体積固有抵抗値は、109 Ω−cm以上
が要求される。
【0031】赤外線透過率は、ガラスを厚さ1mmの板
状に加工し、次いでその両面を鏡面研磨した後、これを
分光光度計を用いて波長1050nmにおける透過率を
測定したものである。リードスイッチを作製する際に、
効率良く封着を行うためには、赤外線透過率が10%以
下であることが必要である。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明の赤外線吸収ガラス
は、Fe−Co系合金からなる磁性線材との封着に適し
た120〜140×10−7/℃の線熱膨張係数を有し
、150℃における体積固有抵抗値が109 Ω−cm
以上であり、しかも優れた耐候性を有するため、高い信
頼性が要求される電子部品用等の大電流負荷型リ−ドス
イッチ用ガラスとして好適である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  重量百分率で、SiO2   40.
    0〜66.0%、Al2 O35.4〜15.0%、Z
    nO  1.0〜21.0%、Li2 O  0〜10
    .0%、Na2 O+K2 O  7.0〜31.0%
    、Fe3 O4   0.1〜10.0%の組成を有し
    、30〜380℃の温度範囲における線膨張係数が12
    0〜140×10−7/℃、温度150℃における体積
    固有抵抗値が109 Ω−cm以上であり、優れた耐候
    性を有することを特徴とする赤外線吸収ガラス。
  2. 【請求項2】  重量百分率で、SiO2   45.
    0〜65.0%、Al2 O35.5〜13.0%、Z
    nO  7.5〜20.0%、Li2 O  0.3〜
    8.0%、Na2 O+K2 O  8.0〜30.0
    %、Fe3 O4   0.5〜9.0%の組成を有し
    、30〜380℃の温度範囲における線膨張係数が12
    0〜140×10−7/℃、温度150℃における体積
    固有抵抗値が109 Ω−cm以上であり、優れた耐候
    性を有することを特徴とする請求項1の赤外線吸収ガラ
    ス。
  3. 【請求項3】  Li2 O、Na2 O、K2 Oの
    うちの1成分の含有量が、単独でR2 O(ただしRは
    、Li、Na、Kを示す)の総量の80%を越えないこ
    とを特徴とする請求項1または2の赤外線吸収ガラス。
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