JPH09263413A - Production of glass - Google Patents

Production of glass

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Publication number
JPH09263413A
JPH09263413A JP7399296A JP7399296A JPH09263413A JP H09263413 A JPH09263413 A JP H09263413A JP 7399296 A JP7399296 A JP 7399296A JP 7399296 A JP7399296 A JP 7399296A JP H09263413 A JPH09263413 A JP H09263413A
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JP
Japan
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gel
gel body
water
glass
solvent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7399296A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Koike
尚 小池
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH09263413A publication Critical patent/JPH09263413A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/12Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove water remaining in an org. solvent contained in a treating liq. by immersing gel in the treating liq. while dehydrating the liq. with a desiccating agent at the time of immersion before drying when glass is produced by a sol-gel method. SOLUTION: Gel formed from a sol is immersed in a treating liq. contg. an org. solvent while dehydrating the liq. with a desiccating agent. This method is very effective in the production of distributed index glass having distribution in the compsn. The immersion is effectively carried out in a process immediately before drying. When the gel is dried without passing through the immersion process, a desiccating agent is added to a liq. holding the gel.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、顕微鏡な
どの光学素子に応用可能なゾルゲル法によるガラスの製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing glass by the sol-gel method applicable to optical elements such as cameras and microscopes.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にゾルゲル法でガラスを製造する場
合には、ガラスの骨格となるシリコンアルコキシドをエ
タノール等を溶媒とし、塩酸などの触媒下で加水分解反
応させてゾルを調製する。ゾルはさらに重縮合反応によ
り、ウエットゲルとなる。このウエットゲル体中の細孔
に含まれる溶媒を乾燥により除去した後に、焼成するこ
とによって級密化しガラスを製造している。
2. Description of the Related Art Generally, when a glass is produced by a sol-gel method, a sol is prepared by subjecting a silicon alkoxide, which is a skeleton of the glass, to a hydrolysis reaction in a solvent such as ethanol with a catalyst such as hydrochloric acid. The sol becomes a wet gel by the polycondensation reaction. The solvent contained in the pores in the wet gel body is removed by drying and then baked to densify and produce glass.

【0003】特に、ゾルゲル法により光学ガラスを製造
する場合には、屈折率を変化させるために種々の金属成
分をゾル中に添加する。この金属成分の導入の方法に
は、金属アルコキシドやその誘導体のアルコール溶液
や、金属塩を溶解した溶液を添加する方法がある。なか
でも、金属塩を使用する方法は、原料が安価であるこ
と、空気中での取り扱いが可能であること、各種の溶媒
に対する高い溶解度のために多量の金属成分を容易にゾ
ル中に導入できることなどの利点を持っている。
In particular, when producing optical glass by the sol-gel method, various metal components are added to the sol in order to change the refractive index. As a method of introducing the metal component, there is a method of adding an alcohol solution of a metal alkoxide or a derivative thereof or a solution in which a metal salt is dissolved. Among them, the method using a metal salt is that the raw material is inexpensive, it can be handled in air, and a large amount of metal component can be easily introduced into the sol due to its high solubility in various solvents. Have such advantages.

【0004】金属成分を含んだウエットゲルを有機溶媒
中に浸漬し、水溶性塩の形で導入された金属イオンが、
ゲル体の乾燥時に水分と同時にゲル体表面へと移動する
現象を防止することが特公平5−27575号公報に開
示されている。この方法は、金属塩に対する溶解度が低
く、かつ水と混和する有機溶剤中にゲル体を浸漬するこ
とによって行っている。
A wet gel containing a metal component is dipped in an organic solvent, and the metal ion introduced in the form of a water-soluble salt is
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 27575/1993 that the phenomenon in which the gel body is moved to the surface of the gel body at the same time as the moisture is dried is prevented. This method is carried out by immersing the gel body in an organic solvent which has a low solubility in metal salts and is miscible with water.

【0005】一方、屈折率分布型光学素子は、媒質に屈
折率分布を付与することによって、媒質自体にパワー
(屈折力)を持たせたものであり、優れた収差補正能力
を持つために、レンズ系の構成枚数を減らすことがで
き、次世代の光学系に欠くことのできない光学素子とし
て注目されている。屈折率分布型光学素子の製造方法と
しては、ゾルゲル法、イオン交換法、分子スタッフィン
グ法等が用いられている。特に、ゾルゲル法は、大口径
のガラス体が得られること、光学特性に寄与する多価金
属の酸化物に分布を持たせることが可能であり、多様な
屈折率分布型光学素子を得ることが可能な製造方法であ
る。
On the other hand, the gradient index optical element is one in which the medium itself has a power (refractive power) by imparting a refractive index distribution to the medium, and has an excellent aberration correction capability. It is attracting attention as an optical element that can reduce the number of lens system components and is essential to next-generation optical systems. As a method of manufacturing the gradient index optical element, a sol-gel method, an ion exchange method, a molecular stuffing method or the like is used. In particular, the sol-gel method can obtain a glass body having a large diameter, and can give a distribution to a polyvalent metal oxide that contributes to optical characteristics, and thus can obtain various gradient index optical elements. This is a possible manufacturing method.

【0006】ゾルゲル法による屈折率分布型光学素子の
作製方法は、特開昭60一42239号公報、特公平6
−8179号公報等において開示されている。特開昭6
0−42239号公報に開示されている方法によると、
シリコンアルコキシドとゲルマニウムアルコキシドまた
はチタンアルコキシドからウエットゲルを作製し、この
ゲル体を水または希塩酸中に浸漬する。高屈折率を与え
る成分であるゲルマニウムまたはチタンは、上記水また
は希塩酸により一部溶出されるが、シリコンはほとんど
溶出しないため、ゲル体中のゲルマニウムまたはチタン
成分のみが水または希塩酸に溶出する。これにより、ゲ
ルマニウムまたはチタンに濃度分布を付与することが可
能である。このように濃度分布を形成したゲル体は引き
続いて濃度分布形成を停止する目的で有機溶媒中に浸漬
し、ゲル体中の溶媒を置換することで濃度分布を停止す
る。このゲル体を乾燥・焼成することにより、中心から
外周部に向かって屈折率が減少する屈折率分布型光学素
子を得るものである。
A method of manufacturing a gradient index optical element by the sol-gel method is described in JP-A-60-142239, JP-B-6.
No. 8179, for example. JP 6
According to the method disclosed in 0-42239,
A wet gel is prepared from silicon alkoxide and germanium alkoxide or titanium alkoxide, and this gel body is immersed in water or dilute hydrochloric acid. Germanium or titanium, which is a component that gives a high refractive index, is partially eluted by the water or diluted hydrochloric acid, but silicon is hardly eluted, so only the germanium or titanium component in the gel body is eluted by water or diluted hydrochloric acid. Thereby, it is possible to give a concentration distribution to germanium or titanium. The gel body having the concentration distribution thus formed is subsequently immersed in an organic solvent for the purpose of stopping the formation of the concentration distribution, and the solvent in the gel body is replaced to stop the concentration distribution. By drying and firing this gel body, a gradient index optical element in which the refractive index decreases from the center toward the outer peripheral portion is obtained.

【0007】また、特公平6−8179号公報に記載の
方法は、シリコンのアルコキシドと金属塩を主体とする
溶液を加水分解して得られるゾルをゲル化させ、金属塩
に対する溶解度の低い溶液にゲル体を浸漬してゲル中に
金属塩の微結晶を析出させた後に、得られたゲル体を前
記金属塩とは異なる金属塩を含む溶液に浸漬させること
により、ゲル中に含まれる金属塩の微結晶が、表面から
外部の溶液中に次第に溶出する。このとき、ゲル中に含
有させる金属成分としては屈折率に対する寄与の大きな
ものを、また溶液中に含有させる金属成分としては屈折
率に対する寄与の小さなものを選択する。ゲル中には、
2種の金属成分に凸、凹それぞれの濃度分布が形成され
るが、屈折率に寄与の大きい金属成分の影響が強いの
で、このゲル体を乾燥・焼成することにより、中心から
外周部に向かって屈折率が減少する屈折率分布型光学素
子を得るものである。
Further, the method described in Japanese Patent Publication No. 6-8179 makes a sol obtained by hydrolyzing a solution mainly containing a silicon alkoxide and a metal salt into a gel so that the solution has a low solubility in the metal salt. After precipitating fine crystals of the metal salt in the gel by immersing the gel body, by immersing the resulting gel body in a solution containing a metal salt different from the metal salt, the metal salt contained in the gel Crystallites gradually elute from the surface into the external solution. At this time, the metal component contained in the gel has a large contribution to the refractive index, and the metal component contained in the solution has a small contribution to the refractive index. In the gel,
Concentration distributions of convex and concave are formed on the two types of metal components, but since the metal component that greatly contributes to the refractive index has a strong influence, drying and firing this gel body makes it possible to move from the center to the outer periphery. Thus, a gradient index optical element whose refractive index is reduced is obtained.

【0008】これらの方法において、ゲル体を有機溶媒
中に浸漬し、ゲル細孔中の水分を含有した溶媒を、水分
を含まない有機溶媒と置換する方法を行っても系内の水
分が完全には除去されないため、濃度分布の乱れを完全
に防止することは困難であり、屈折率が精密に制御され
た屈折率分布型光学素子を作製することは困難であっ
た。
In these methods, even if the gel body is immersed in an organic solvent and the solvent containing water in the gel pores is replaced with an organic solvent containing no water, the water content in the system is completely removed. Therefore, it is difficult to completely prevent the concentration distribution from being disturbed, and it is difficult to manufacture a gradient index optical element whose refractive index is precisely controlled.

【0009】すなわち、均質なガラスを作製する目的で
金属塩を含むゲル体を製造する場合には、金属塩をゲル
中に均一に分散させることが望ましいが、金属塩は一般
に水に対する溶解度が高いために、乾燥時に骨格中で移
動する水分に影響を受けてゲル体表面に集中しやすく、
組成分布に乱れが生じるため、わずかでも水分が存在す
るゲル体では、所望の組成の金属成分を有する均質なガ
ラス体を作製することが難しかった。また、同様に金属
塩を原料としたゲル体に金属成分に組成分布を付与し屈
折率分布型光学素子を作製する場合においては、同様の
理由で組成制御された金属成分がゲル体中で移動するた
め、図1に示すように、屈折率と中心部からの距離の関
係が周辺部で屈折率の凸凹が逆転するような分布となっ
てしまう傾向にあるため再現性が悪く、屈折率分布を精
密に制御したガラス体を製造することは困難であった。
このような分布形状を有する屈折率分布型光学素子を用
いてレンズ系を作製した場合には、中心部と周辺部の屈
折率差(△n)の値が小さいため媒質自体のパワーが弱
く、またレンズ周辺部で変曲点を有すため光線が良好に
集光できず、屈折率分布型光学素子特有の収差補正効果
が得られなかつた。また、この周辺部での変曲点を避け
ようとすればレンズの有効径が限られてしまうという問
題があった。
That is, when a gel body containing a metal salt is produced for the purpose of producing a homogeneous glass, it is desirable to disperse the metal salt uniformly in the gel, but the metal salt generally has high solubility in water. For this reason, it is easy to concentrate on the gel surface due to the influence of the water that moves in the skeleton during drying,
Since the composition distribution is disturbed, it was difficult to produce a homogeneous glass body having a metal component having a desired composition with a gel body having a slight amount of water. Similarly, when a composition distribution is imparted to a metal component to a gel body using a metal salt as a raw material to produce a gradient index optical element, the composition-controlled metal component migrates in the gel body for the same reason. Therefore, as shown in FIG. 1, since the relationship between the refractive index and the distance from the center portion tends to have a distribution in which the unevenness of the refractive index is reversed in the peripheral portion, the reproducibility is poor and the refractive index distribution It has been difficult to manufacture a glass body whose temperature is precisely controlled.
When a lens system is manufactured using a gradient index optical element having such a distribution shape, the refractive index difference (Δn) between the central portion and the peripheral portion is small, so the power of the medium itself is weak. In addition, since there is an inflection point in the lens peripheral portion, the light ray cannot be condensed well, and the aberration correction effect peculiar to the gradient index optical element cannot be obtained. Further, there is a problem that the effective diameter of the lens is limited if it is attempted to avoid the inflection point in the peripheral portion.

【0010】また、ドライゲルを生成する工程におい
て、細孔中の溶媒の表面張力によつて著しい体積の収縮
が起こるが、このときにゲル中に水分を含有するゲル体
は水の大きな表面張力のために、細孔に応力が発生しや
すく、ゲルの骨格を収縮する力が過大に発生し、ゲル体
の割れが発生しやすかった。ゲル体の割れの防止を目的
として、ゲル体をアルコールやジオキサン、アセトン等
の有機化合物の液に浸漬することが特公平2−3945
4号公報に開示されているが、この方法によっては系内
の水分が完全には除去されないため、割れの発生を完全
に防止することはできなかつた。
In the process of producing a dry gel, the surface tension of the solvent in the pores causes a significant volume contraction. At this time, the gel body containing water in the gel has a large surface tension of water. Therefore, stress is likely to be generated in the pores, the force for contracting the skeleton of the gel is excessively generated, and the gel body is easily cracked. For the purpose of preventing cracking of the gel body, the gel body is dipped in a liquid of an organic compound such as alcohol, dioxane, or acetone.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4), the water content in the system is not completely removed by this method, so that the generation of cracks cannot be completely prevented.

【0011】以上の様に、ゲル体中に残留する水分は、
ゲル体に対して悪影響を及ぼすものである。この他にも
ゲル体中に含有される水分には、次のようなものがあ
る。 ゾルの調製時に添加する加水分解水の未反応分 ゾル原料の金属アルコキシドが加水分解を受けた後の
脱水縮合反応により生成する水分、または金属アルコキ
シドに混入した水分 ゾル原料に用いる金属塩のうち結晶水を持つ化合物か
ら放出される水分、また潮解性のある金属塩等が空気中
から取り込んだ水分 浸漬処理溶媒として水溶液を用いた場合、その残留水
分 浸漬処理溶媒として有機溶媒を用いた場合、不純物と
して含まれる水分、あるいは処理中に空気中から取り込
んだ水分 等である。このように、水分はゲル体を乾燥する前の様
々な工程でゲル体中に入り込むために、ゲル体を最終的
に乾燥工程に移行した場合に、ゲル体中に水分が残留す
ることになる。以上の様に、有機溶媒中に浸漬したゲル
体が依然として割れの発生を引き起こしたり、組成の変
動を起こしたりするのは、単純にゲル体を有機溶媒中に
浸漬する方法ではゲル体中の水分を完全に除去すること
ができないためである。これは、浸漬処理中に不純物と
して含まれる水分だけでなく、ゲル体中に残留する水分
が大きく影響していると考えられる。
As described above, the water content remaining in the gel body is
It has an adverse effect on the gel body. In addition to this, the water contained in the gel body includes the following. Unreacted component of hydrolyzed water added during sol preparation Water produced by dehydration condensation reaction after metal alkoxide of sol raw material is hydrolyzed, or water mixed in metal alkoxide Crystal of metal salt used for sol raw material Moisture released from water-bearing compounds, or deliquescent metal salts taken up from the air.When an aqueous solution is used as the immersion treatment solvent, the residual water content is an impurity when an organic solvent is used as the immersion treatment solvent. Water contained in the air, or water taken in from the air during processing. As described above, since water enters the gel body in various steps before drying the gel body, when the gel body is finally transferred to the drying step, the water remains in the gel body. . As described above, the gel body immersed in the organic solvent still causes the occurrence of cracks or causes the composition to change. The method of simply immersing the gel body in the organic solvent is the water content in the gel body. This is because it cannot be completely removed. It is considered that this is due not only to the water contained as impurities during the dipping treatment but also to the water remaining in the gel body.

【0012】すなわち、ゲル体を浸漬処理する場合に
は、ある溶媒中で浸漬処理していたゲル体を、次の浸漬
処理工程に移行するが、このときにはゲル体中の骨格に
含浸している溶媒を次工程の溶媒中に持ち越すことにな
る。このとき、もともと系内に水分が含まれている場合
には、溶媒とともに水分が次工程に持ち越されるため
に、次工程の溶媒中の水分量を実質上なくすことができ
ないためである。このように、ゾルゲル法によって作製
したゲル体は乾燥処理以前の浸漬処理の工程中に水分が
残留しやすく、乾燥工程以降においてゲル体に悪影響を
与えることになるため、ゲル体を浸漬する際に水分をで
きる限り除去しておくことが好ましい。
That is, when the gel body is subjected to the immersion treatment, the gel body that has been subjected to the immersion treatment in a certain solvent is transferred to the next immersion treatment step. At this time, the skeleton of the gel body is impregnated. The solvent will be carried over to the solvent in the next step. At this time, if the system originally contains water, the water will be carried over to the next step together with the solvent, so that the amount of water in the solvent in the next step cannot be substantially eliminated. As described above, the gel body produced by the sol-gel method tends to have residual water in the step of the immersion treatment before the drying treatment, which adversely affects the gel body after the drying step. It is preferable to remove water as much as possible.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ゾルゲル法
によるガラスの製造方法において、乾燥処理前の有機溶
媒への浸漬処理において、水分の残留を防ぐ方法を提供
することを課題とするものであり、とくにゲル体の浸漬
処理において、浸漬溶媒中に残留する水分を除去する方
法を提供することを課題とするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for preventing glass from remaining in a dipping treatment in an organic solvent before a drying treatment in a method for producing glass by a sol-gel method. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for removing water remaining in the immersion solvent particularly in the immersion treatment of the gel body.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、ゾルゲ
ル法によるガラスの製造方法において、ゾルから形成さ
れたゲル体を有機溶媒を含有する処理液中に浸漬処理す
る際に、乾燥剤によって処理液を脱水しながら浸漬処理
するガラスの製造方法である。また、ガラスが組成に分
布を有した屈折率分布型ガラスであるガラスの製造方法
である。ゾルゲル法によるガラス体の製造方法におい
て、ゲル体中から発生する離漿液を乾燥剤によって脱水
しながらゲル体を作製するガラスの製造方法である。
The method of the present invention is a method for producing glass by a sol-gel method, in which a gel is formed from a sol with a desiccant when immersed in a treatment solution containing an organic solvent. It is a method for producing glass in which the treatment liquid is subjected to immersion treatment while dehydrating. Further, it is a method for producing glass, which is a gradient index glass having a distribution in the composition. In the method for producing a glass body by the sol-gel method, the gel body is produced by dehydrating the syneresis liquid generated from the gel body with a desiccant.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】すなわち、本発明は、ゾルゲル法
によつて作製したゲル体は乾燥処理以前の浸漬処理の工
程中に水分が残留しやすく、後の乾燥工程以降のゲル体
に悪影響を与えることになるため、ゲル体を浸漬する際
に水分を乾燥剤によってできる限り除去することが望ま
しいことを見いだしたものである。本発明の方法は、浸
漬処理溶媒中、ゲル体からの離漿液中、または乾燥直前
の浸漬処理であるアルコール、ケトン類の様に表面張力
の小さい有機溶媒中にゲル体を浸漬する工程において、
処理液中の水分を乾燥剤によって系内の水分量を低下さ
せることで乾燥工程に移行する際のゲル体中に残留する
水分を大幅に減少させる方法である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION That is, according to the present invention, in the gel body produced by the sol-gel method, water is likely to remain during the dipping treatment step before the drying treatment, which adversely affects the gel body after the subsequent drying step. Therefore, it has been found that it is desirable to remove water as much as possible by a desiccant when the gel body is dipped. The method of the present invention, in the immersion treatment solvent, in the syneresis fluid from the gel body, or in the step of immersing the gel body in an organic solvent having a small surface tension such as alcohols and ketones which is an immersion treatment immediately before drying,
This is a method in which the amount of water in the treatment liquid is reduced by a desiccant to greatly reduce the amount of water remaining in the gel body during the drying step.

【0016】例えば、シリカの単成分のゲル体を作製す
る場合等には、浸漬処理を伴わずに、ゲル体を作製した
際に、ゲル体から生じる離漿液中にゲル体が浸かった状
態から、乾燥工程に移行することになるが、この離漿液
中に存在する水分を乾燥剤を添加することによって除去
することが可能である。
For example, in the case of producing a silica single-component gel body, when the gel body is prepared without immersion treatment, the gel body is immersed in the syneresis fluid generated from the gel body. However, it is possible to move to the drying step, but it is possible to remove the water present in the syneresis solution by adding a desiccant.

【0017】また、金属塩を原料に含むゲル体を作製
し、金属成分をゲルの細孔中に微結晶として析出させ固
定する目的で有機溶媒中にゲル体を浸漬する場合には、
浸漬溶媒である有機溶媒中に乾燥剤を添加することによ
つて系内の水分を除去することが可能となる。本発明の
方法は、金属成分に組成分布を形成する等の目的で、水
中、あるいは水と有機溶媒の混合の溶媒系で浸漬処理を
行うなど、水を効果的に利用する場合以外の各種の浸漬
処理溶媒に対して適応できる。
Further, when a gel body containing a metal salt as a raw material is prepared and the gel body is immersed in an organic solvent for the purpose of precipitating and fixing the metal component as fine crystals in the pores of the gel,
By adding a desiccant to an organic solvent that is an immersion solvent, it is possible to remove water in the system. The method of the present invention, for the purpose of forming a composition distribution in the metal component, etc., such as immersion treatment in water or a solvent system of a mixture of water and an organic solvent, such as various cases other than when water is effectively used Applicable to immersion treatment solvent.

【0018】特に本発明が効果的である工程は、乾燥処
理の直前の工程であり、ゲル体作製後、浸漬処理を経ず
に乾燥工程に移行する場合には、ゲル体を保持している
離漿液中に乾燥剤を添加することが効果的であり、溶媒
中においてゲル体の浸漬処理を行う場合にはその最終工
程、また浸漬処理が複数回にわたる場合には、その全工
程、特に浸漬処理の最終工程で行うことが好ましい。
The step in which the present invention is particularly effective is a step immediately before the drying treatment, and when the gel body is produced and then the drying step is carried out without passing through the dipping treatment, the gel body is held. It is effective to add a desiccant to the synergic fluid, and when the gel body is immersed in a solvent, the final step, and when the immersion treatment is repeated several times, all the steps, especially the immersion step. It is preferably carried out in the final step of the treatment.

【0019】また、屈折率分布型光学素子を作製する場
合に原料として、金属塩を添加したゲル体を有機溶媒中
で濃度分布付与を行う場合には、濃度分布付与のための
処理液中に微量に存在する水分が溶解度、または拡散速
度を大きく変化させるため、金属塩の濃度分布を再現性
良く形成するためには、本発明が非常に効果的である。
この場合には、濃度分布付与の工程に対して本発明を適
応することが非常に効果的である。また、同様に濃度分
布付与の工程の前後の処理工程への適用も同様に効果的
である。すなわち、濃度分布付与の直前の工程への適用
は、濃度分布付与時の水分の影響をより完全に防止する
ことができ、また濃度分布付与の次工程への適用では、
金属成分の再拡散を効果的に防止することができ、付与
された濃度分布形状を確実に固定することができる。
When a concentration-imparted gel body containing a metal salt is used as a raw material for producing a gradient index optical element, it is added to the treatment liquid for imparting the concentration distribution. The present invention is very effective for forming a metal salt concentration distribution with good reproducibility, since a small amount of water greatly changes the solubility or the diffusion rate.
In this case, it is very effective to apply the present invention to the step of giving the concentration distribution. Similarly, the application to the processing steps before and after the step of giving the concentration distribution is also effective. That is, the application to the step immediately before the concentration distribution application can more completely prevent the influence of moisture at the time of the concentration distribution application, and the application to the next step of the concentration distribution application,
It is possible to effectively prevent re-diffusion of the metal component, and to reliably fix the applied concentration distribution shape.

【0020】一方、ゲル体を有機溶媒中に浸漬処理する
ことによりゲル体中から水分を除去する工程では、一度
浸漬処理に利用した有機溶媒中には水分が混入すること
になるために毎回溶媒を新しいものに交換していた。こ
のため大量のゲル体を処理する場合には、大量の有機溶
媒が必要であったが、本発明によれば、溶媒中に乾燥剤
を添加することによつて、浸漬溶媒中の水分を除去でき
るため、ゲル体の浸漬毎に溶媒を新しいものと交換する
必要はなくなり、使用溶媒量を大幅に減少することが可
能となる。この様な工程はゲル中からの流出物がおもに
水である場合に応用できる。例えば、濃度分布付与の工
程の様にゲル中から金属塩が流出するような場合には溶
液中の金属成分濃度も考慮しなければならないが、金属
塩を原料として含むゲル体を実質上金属塩の溶解のおこ
らない溶液中に浸漬する場合には非常に効果的である。
On the other hand, in the step of removing water from the gel body by immersing the gel body in the organic solvent, water is mixed in the organic solvent once used for the dipping treatment, so that the solvent is used every time. Had been replaced with a new one. Therefore, when treating a large amount of gel body, a large amount of organic solvent was required, but according to the present invention, by adding a desiccant to the solvent, water in the immersion solvent is removed. Therefore, it is not necessary to replace the solvent with a new one each time the gel body is immersed, and the amount of solvent used can be greatly reduced. Such a process can be applied when the effluent from the gel is mainly water. For example, when the metal salt flows out from the gel as in the step of giving the concentration distribution, the concentration of the metal component in the solution must be taken into consideration, but a gel body containing the metal salt as a raw material is substantially used as the metal salt. It is very effective when immersed in a solution that does not dissolve.

【0021】本発明で用いる乾燥剤は、除去すべき水分
の量に応じて、乾燥剤の量を適宜設定して適用すること
ができ、また、水分を吸着した乾燥剤は、交換すること
によって有機溶媒中の水分を一定の量以下に保持するこ
とができる。乾燥剤は、乾燥剤を液体の通過を妨げない
交換可能な容器に入れて有機溶媒中に浸漬したり、ある
いは乾燥剤を添加した溶媒を濾過することによって有機
溶媒中から乾燥剤を除去し、新たに乾燥剤を添加しても
良い。また、有機溶媒を乾燥剤を収容した容器との間を
循環することによって乾燥しても良い。
The desiccant used in the present invention can be applied by appropriately setting the amount of desiccant according to the amount of moisture to be removed, and by exchanging the desiccant having adsorbed moisture. The water content in the organic solvent can be kept below a certain level. The desiccant is removed by removing the desiccant from the organic solvent by placing the desiccant in an exchangeable container that does not prevent the passage of liquid and immersing it in an organic solvent, or by filtering the solvent to which the desiccant is added. A new desiccant may be added. Alternatively, the organic solvent may be dried by circulating it between a container containing a desiccant.

【0022】本発明の方法では、ゲル体の浸漬によって
溶媒中に移行した水分を速やかに除去することができる
ので、ゲル体を浸漬した有機溶媒の状態に変化がなくな
り、大量のゲル体の処理であっても、ゲル体相互の処理
に変化が生じることが少ない処理を行うことが可能とな
る。したがって、品質が一定したガラスを得ることがで
き、またバッチ式、連続式のいずれで処理を行っても品
質の優れたガラスを得ることができる。さらに、浸漬処
理時に水分の持ち越し量を相対的に減少させるために、
従来ではゲル体積に比較して大量の溶媒を用いていた
が、本発明の方法では水分の残留量が少ないので、ゲル
体が液面から出ない程度の量があれば充分な効果を得る
ことができる。
In the method of the present invention, since the water that has migrated into the solvent by the immersion of the gel body can be quickly removed, there is no change in the state of the organic solvent in which the gel body is immersed, and a large amount of gel body is treated. Even in this case, it is possible to perform the treatment in which there is little change in the treatment between the gel bodies. Therefore, it is possible to obtain a glass of constant quality, and it is possible to obtain a glass of excellent quality regardless of whether the treatment is carried out by a batch system or a continuous system. Furthermore, in order to relatively reduce the amount of water carried over during the dipping treatment,
Conventionally, a large amount of solvent was used as compared with the gel volume, but since the residual amount of water is small in the method of the present invention, a sufficient effect can be obtained if the amount of gel does not come out of the liquid surface. You can

【0023】本発明に用いることができる乾燥剤として
は、処理液となる有機溶媒等と化学反応して変質させな
いものであれば、任意の乾燥剤を用いることができる。
具体的には、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸
カルシウム、硫酸ナトリウム等の金属塩、ナトリウム、
カリウム等のアルカリ金属、水素化アルミニウムリチウ
ム、水素化カルシウム等の水素化物、酸化カルシウム、
五酸化二リンの様な酸化物、活性アルミナ、モレキュラ
ーシーブ、シリカゲル等の多孔性物質が挙げられる。乾
燥剤は、処理対象の溶媒の種類、残存水分量、吸湿速
度、吸湿容量等を考慮して、それぞれの目的に合わせて
適当なものを用いることが好ましい。例えば、有機溶媒
中の水分を除去する場合には、塩化カルシウムはアルコ
ールやケトン類とは付加体を形成しやすいので好ましく
なく、また、金属ナトリウムはある種のハロゲン化物
や、アルコール、ケトンと反応を起こすので好ましくな
い。ゲル体の浸漬処理に多く用いられるエタノール等の
アルコール類、アセトン等のケトン類には、硫酸ナトリ
ウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシ
ウムが適当である。とくに、これらの硫酸塩類は、水分
を結晶水として取り込むものであるので、濾過して分離
した後に加熱することによって容易に再生し繰り返し利
用することが可能である。
As the desiccant that can be used in the present invention, any desiccant can be used as long as it does not undergo a chemical reaction with an organic solvent or the like serving as a treatment liquid and does not deteriorate.
Specifically, metal salts such as calcium chloride, magnesium sulfate, calcium sulfate, sodium sulfate, sodium,
Alkali metals such as potassium, lithium aluminum hydride, hydrides such as calcium hydride, calcium oxide,
Examples thereof include oxides such as phosphorous pentoxide, activated alumina, molecular sieves, and porous materials such as silica gel. As the desiccant, it is preferable to use an appropriate desiccant in consideration of the kind of the solvent to be treated, the residual water content, the moisture absorption rate, the moisture absorption capacity, etc., according to each purpose. For example, when removing water in an organic solvent, calcium chloride is not preferable because it easily forms an adduct with alcohols and ketones, and metallic sodium reacts with certain halides, alcohols and ketones. It is not preferable because it causes Sodium sulphate, magnesium sulphate, calcium sulphate and calcium oxide are suitable for alcohols such as ethanol and ketones such as acetone which are often used for the immersion treatment of the gel. In particular, since these sulfates take in water as water of crystallization, they can be easily regenerated and repeatedly used by heating after filtering and separating.

【0024】なお、ゾルゲル法で作製したゲル体も一般
にはシリカを主成分としたシリカゲルであるが、ウエッ
トゲルの段階ではすでに多量の溶媒を細孔中に含有して
いるため、ゲル体自体が系内の水分を選択的に吸着する
ことはなく、溶媒中に溶け込んでいる水分は新たに添加
した乾燥剤によって効果的に除去することが可能であ
る。したがって、シリカのウエットゲルを溶媒中で浸漬
処理している場合、ここに乾燥させたシリカゲルを添加
すれば、新たに添加したシリカゲルの方に水分が選択的
に吸収されることになる。以上のように乾燥剤を溶媒中
に添加することによって溶媒中に残留する水分を効果的
に除去することができ、引き続いてゲル体を乾燥する場
合に割れの発生を抑えることや、水分による金属成分の
移動を防止することができ、高品質のガラスを歩留まり
よく作製することが可能となる。
Although the gel body produced by the sol-gel method is generally silica gel containing silica as a main component, since the gel body itself already contains a large amount of solvent in the pores in the wet gel stage, The water in the system is not selectively adsorbed, and the water dissolved in the solvent can be effectively removed by a newly added desiccant. Therefore, when the wet gel of silica is immersed in a solvent, if the dried silica gel is added thereto, the newly added silica gel will selectively absorb water. As described above, it is possible to effectively remove the water remaining in the solvent by adding the desiccant to the solvent, to suppress the occurrence of cracks when subsequently drying the gel body, and to prevent the metal due to water. It is possible to prevent the movement of the components, and it becomes possible to manufacture high-quality glass with high yield.

【0025】[0025]

【実施例】以下に、本発明の実施例を示し本発明をさら
に説明する。 実施例1 シリコンテトラメトキシド(Si(OCH34)209
gにエタノール350mlと2規定塩酸48mlを加え
て室温で1時間攪拌し、その溶液にチタンテトラn−ブ
トキシド(Ti(OnC494) 77gとエタノール
350mlとを混合した溶液を添加して1時間攪拌し
た。この溶液に、1mol/lの酢酸バリウム水溶液4
00mlと酢酸160mlとを加えて1時間攪拌してゾ
ルを得た。このゾルを直径18mmのフッ素樹脂製容器
100本に注入して、50℃の恒温槽で放置しゲル化さ
せた後、更に熟成した。得られたゲル体を、0.2mo
l/lの酢酸バリウムのイソプロパノール:水=6:4
の混合液、エタノール:メタノール=8:2の混合液、
エタノールの順に浸漬処理し、ゲル細孔中に酢酸バリウ
ムの微結晶を析出させた。さらに、0.3mol/lの
酢酸カリウムのメタノール:水の混合溶液中に、5時間
浸漬することによつて、バリウム成分に組成分布を付与
した。このゲル体50本を、50gの硫酸マグネシウム
を添加した3200mlのアセトン中で浸漬処理した。
このゲル体を30℃の恒温槽中で乾燥したが、すべて割
れのないドライゲルが得られ、これを690℃まで連続
的に昇温することで無孔化しガラスとしたが、すべて割
れのないガラス体が得られた。また50本のガラスのう
ち10本の屈折率分布を測定したところ、いずれも中心
からの距離と屈折率分布を示す図2のように放物線状分
布を有すもので中心と周辺部の屈折率差(△n)は0.
0284であった。また、屈折率分布のばらつきはほと
んど確認されなかつた。
EXAMPLES The present invention will be further described below by showing Examples of the present invention. Example 1 Silicon tetramethoxide (Si (OCH 3 ) 4 ) 209
To 350 g of ethanol, 350 ml of ethanol and 48 ml of 2N hydrochloric acid were added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. To the solution was added a solution of 77 g of titanium tetra-n-butoxide (Ti (OnC 4 H 9 ) 4 ) and 350 ml of ethanol. Stir for 1 hour. 1 mol / l barium acetate aqueous solution 4 was added to this solution.
00 ml and 160 ml of acetic acid were added and stirred for 1 hour to obtain a sol. This sol was poured into 100 fluororesin containers having a diameter of 18 mm, allowed to stand in a constant temperature bath at 50 ° C. for gelation, and further aged. The obtained gel body is 0.2mo
1 / l barium acetate isopropanol: water = 6: 4
Mixed solution of ethanol: methanol = 8: 2,
Immersion treatment was carried out in the order of ethanol to deposit fine crystals of barium acetate in the gel pores. Further, the barium component was given a composition distribution by being immersed in a mixed solution of 0.3 mol / l potassium acetate in methanol: water for 5 hours. The 50 gels were immersed in 3200 ml of acetone containing 50 g of magnesium sulfate.
This gel body was dried in a constant temperature bath at 30 ° C, and a dry gel without cracks was obtained. By continuously raising the temperature to 690 ° C to make a non-porous glass, glass without cracks was obtained. I got a body. Also, when the refractive index distributions of 10 out of 50 glasses were measured, all of them had a parabolic distribution as shown in FIG. The difference (Δn) is 0.
It was 0284. Moreover, almost no variation in the refractive index distribution was confirmed.

【0026】比較例1 実施例1で作製したゲル体のうち、残りの50本を32
00mlのアセトン中で浸漬処理し、引き続いて30℃
の恒温槽中で同様に乾燥を行つた。しかし、50本のう
ち18本のゲル体に亀裂が生じていた。亀裂の生じなか
つた32本のゲル体を同様に690℃まで連続的に昇温
し、ガラス体を得たが、さらに5本のガラス体に亀裂が
生じていた。残りの27本のガラス体のうち10本の屈
折率分布を測定したが、中心部からの距離と屈折率を示
す図3のように周辺部で凸凹が逆転するような分布形状
であり、10本のガラス体の屈折率分布形状にはバラツ
キが大きく、また、△nが実施例1のものと比較して小
さく平均して0.016であった。
Comparative Example 1 Of the gel bodies prepared in Example 1, the remaining 50 were 32
Immersion in 00 ml of acetone, followed by 30 ° C
Drying was carried out in the same temperature bath. However, 18 of the 50 gel bodies had cracks. Similarly, 32 gel bodies which were not cracked were continuously heated to 690 ° C. to obtain a glass body, but further 5 glass bodies were cracked. The refractive index distribution of 10 of the remaining 27 glass bodies was measured, and the distribution shape was such that unevenness was reversed in the peripheral portion as shown in FIG. 3 showing the distance from the center and the refractive index. The shape of the refractive index distribution of the glass body of the present invention had large variations, and Δn was smaller than that of Example 1 and was 0.016 on average.

【0027】実施例2 シリコンテトラメトキシド50mlとシリコンテトラエ
トキシド50mlを混合し、ここに0.01規定の塩酸
42mlを加え室温で1時間攪拌し部分加水分解反応を
行なつた。ここに1.25mol/lの酢酸鉛水溶液1
80mlと酢酸26mlをあらかじめ混合したものを添
加した。溶液が完全に均一に混ざるまで攪拌を行った
後、内径35mmの円柱状の容器に80mlずつ4本に
分注しゲル体を得た。得られたゲル体を30℃の恒温槽
中で7日問の熟成を行つた後、イソプロパノール:水=
8:2の混合比とした酢酸鉛の飽和溶液を調製し、60
℃の温度でゲル体を浸漬した。引き続いて、イソプロパ
ノール、イソプロパノール:アセトン=8:2(容量
比)および5:5の混合溶媒、アセトンの順にゲル体を
浸漬処理した。ここで、イソプロパノール浸漬処理か
ら、イソプロパノール:アセトン=5:5の処理液中に
はそれぞれ硫酸ナトリウムを添加し、最終工程のアセト
ン浸漬では水素化リチウムアルミニウムを水素ガスが発
生しなくなるまで添加した。
Example 2 50 ml of silicon tetramethoxide and 50 ml of silicon tetraethoxide were mixed, 42 ml of 0.01N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour to carry out a partial hydrolysis reaction. Here, 1.25 mol / l lead acetate aqueous solution 1
A mixture obtained by previously mixing 80 ml and 26 ml of acetic acid was added. The solution was stirred until the solution was completely and uniformly mixed, and then 80 ml was dispensed into four cylindrical containers each having an inner diameter of 35 mm to obtain a gel body. The obtained gel body was aged for 7 days in a constant temperature bath at 30 ° C., and then isopropanol: water =
Prepare a saturated solution of lead acetate at a mixing ratio of 8: 2 and
The gel body was immersed at a temperature of ° C. Subsequently, the gel was immersed in the order of isopropanol, isopropanol: acetone = 8: 2 (volume ratio) and 5: 5 mixed solvent, and acetone. Here, from the isopropanol immersion treatment, sodium sulfate was added to each of the treatment solutions of isopropanol: acetone = 5: 5, and lithium aluminum hydride was added in the final step of acetone immersion until hydrogen gas was not generated.

【0028】このゲル体を乾燥用の容器中に移動し、ピ
ンホールを形成した蓋を設置し、30℃の恒温槽中で乾
燥を行った。乾燥終了後に引き続いて570℃まで昇温
することにより焼成を行ったが、4本とも割れることな
しに焼成することができた。得られたガラス体の径方向
の組成分布を測定したが、中心からの距離と組成比を示
す図4に示す様に径方向の位置によらず一定であった。
また他の3個のガラス体についてもほぼ同様の組成比で
あった。
This gel body was moved into a drying container, a lid having a pinhole was installed, and the gel was dried in a constant temperature bath at 30 ° C. After the completion of drying, firing was performed by subsequently raising the temperature to 570 ° C. However, firing was possible without cracking all four. The compositional distribution of the obtained glass body in the radial direction was measured, and as shown in FIG. 4 showing the distance from the center and the composition ratio, it was constant regardless of the position in the radial direction.
The composition ratios of the other three glass bodies were almost the same.

【0029】比較例2 実施例2と同様のゲル体を作製し、溶媒中には乾燥剤を
添加することなしに浸漬処理を行つた。続いて同様の方
法で乾燥を行ったところ、4本中に2本のゲル体に亀裂
が発生していた。残りの2本のゲル体を焼成し、割れの
ないガラス体を得たが、得られたガラス体の径方向の組
成分析を行つたところ、中心からの距離と鉛濃度の組成
の関係を示す図5の様に、周辺部分で鉛の濃度が高くな
つており、また2本の試料間でも組成のバラツキの程度
は異なっていた。
Comparative Example 2 A gel body similar to that of Example 2 was prepared and immersed in a solvent without adding a desiccant. Subsequently, when it was dried by the same method, two of the four gel bodies had cracks. The remaining two gel bodies were fired to obtain glass bodies without cracks. When the composition of the obtained glass bodies in the radial direction was analyzed, the relationship between the distance from the center and the lead concentration composition was shown. As shown in FIG. 5, the lead concentration was high in the peripheral portion, and the degree of compositional variation was different between the two samples.

【0030】実施例3 シリコンテトラメトキシド(Si(OCH34)440
ml、ジメチルホルムアミド312mlを混合し攪拌
し、次いでメタノール240mlと水540mlと1規
定のアンモニア水14.4mlを予め混合した後、添加
した。10分間攪拌後、内径50mmの円柱容器に10
本に約10cmの高さまで分注し、円柱状のゲル体を6
本作製した。ゲル化後、60℃の恒温槽中で1週間熟成
した。熟成中にゲル体から離漿液が浸出し、ゲル体は離
漿液中に浸かった状態となっていた。6本のうち、3本
のゲル体の離漿液中には、乾燥剤として硫酸ナトリウム
を添加した。さらに1日熟成後、乾燥工程に移行した。
また、残りの3本のゲル体は何も添加せずにさらに1日
熟成後、乾燥工程に移行したゲル体を容器から取り出
し、ピンホールを形成した容器中に移し変え、60℃の
恒温槽中で乾燥した。この際に、離漿液に硫酸ナトリウ
ムを添加したゲル体は割れずに乾燥できたが、離漿液に
硫酸ナトリウムを添加しなかったゲル体は3本とも収縮
時に亀裂が発生し、最終的にはバラバラに割れてしまつ
た。
Example 3 Silicon tetramethoxide (Si (OCH 3 ) 4 ) 440
ml and dimethylformamide (312 ml) were mixed and stirred, and then 240 ml of methanol, 540 ml of water and 14.4 ml of 1N aqueous ammonia were premixed and then added. After stirring for 10 minutes, put it in a cylindrical container with an inner diameter of 50 mm.
Dispense into a book to a height of about 10 cm, and add a cylindrical gel to
This was produced. After gelation, it was aged for 1 week in a constant temperature bath at 60 ° C. The synovial fluid leached from the gel body during aging, and the gel body was in a state of being immersed in the synergic fluid. Of the six gels, sodium sulfate was added as a desiccant to the synergic solution of three gel bodies. After further aging for 1 day, the process proceeded to the drying step.
The remaining three gel bodies were aged for one day without adding anything, and the gel bodies that had been subjected to the drying step were taken out of the container and transferred into a container having a pinhole, and then kept in a constant temperature bath at 60 ° C. Dried in. At this time, the gel body to which the sodium sulfate was added to the syneresis could be dried without cracking, but all the gel bodies to which the sodium sulfate was not added to the syneresis were cracked at the time of contraction, and finally It broke apart.

【0031】実施例4 実施例2と同様の組成、形状のゲル体を作製した。この
ゲル体を30℃の恒温槽中で7日間の熟成を行った後、
イソプロパノール:水=8:2の混合比とした酢酸鉛の
飽和溶液を調製し、60℃の温度でゲル体を浸漬した。
引き続いて、イソプロパノール、イソプロパノール:ア
セトン=8:2(容量比)および5:5の混合溶媒、ア
セトンの順にゲル体を浸漬処理した。この際の浸漬処理
液には、実施例2と同様にイソプロパノール浸漬処理か
らイソプロパノール:アセトン=5:5の浸漬処理液に
は硫酸ナトリウムを添加し、また最後のアセトンには水
素化リチウムアルミニウムを添加した。さらにこのゲル
体を、乾燥剤として酸化カルシウムを添加した0.3m
ol/lの酢酸カリウムのエタノール溶液中に8時間浸
漬し、組成に分布を形成した。このゲル体を水素化リチ
ウムアルミニウムを添加したアセトン中に浸漬し、24
時間後に乾燥工程へ移行し、30℃の恒温槽中で乾燥し
た後、焼成して得られたガラス体は、中心からの距離と
屈折率の関係を示す図6のように△n=0.082であ
り、周辺部での屈折率の乱れは確認できなかつた。
Example 4 A gel body having the same composition and shape as in Example 2 was prepared. After aging this gel body for 7 days in a constant temperature bath at 30 ° C.,
A saturated lead acetate solution having a mixing ratio of isopropanol: water = 8: 2 was prepared, and the gel body was immersed at a temperature of 60 ° C.
Subsequently, the gel body was subjected to immersion treatment in the order of isopropanol, isopropanol: acetone = 8: 2 (volume ratio) and a mixed solvent of 5: 5, and acetone. As the immersion treatment liquid at this time, sodium sulfate was added to the immersion treatment liquid of isopropanol: acetone = 5: 5 from the isopropanol immersion treatment as in Example 2, and lithium aluminum hydride was added to the final acetone. did. Furthermore, this gel body was added with calcium oxide as a desiccant to obtain 0.3 m.
Immersion in an ethanolic solution of potassium acetate of ol / l for 8 hours formed a distribution in the composition. The gel body was immersed in acetone containing lithium aluminum hydride,
After a lapse of time, a glass body obtained by shifting to a drying step, drying in a constant temperature bath at 30 ° C., and then firing is Δn = 0.0.0 as shown in FIG. 6 showing the relationship between the distance from the center and the refractive index. It was 082, and the disorder of the refractive index in the peripheral portion could not be confirmed.

【0032】比較例3 実施例2と同様にゲル体を作製した。これを実施例4と
同様に浸漬処理を行い、組成に分布を形成後、アセトン
中で24時間浸漬処理した。また、そのうちの2本は新
しいアセトンに変えてさらに24時間浸漬処理を行っ
た。このゲル体を、実施例4と同様の条件下で乾燥後、
焼成することにより得られたガラス体は、中心からの距
離と屈折率の関係を示す図7のようにアセトン浸漬処理
が1回のものは、実線で示すように△n=0.061、
アセトン浸漬2回ののものは、点線で示すように△n=
0.075と小さく、また、周辺部で屈折率の乱れが確
認された。アセトン浸漬の回数を増やし、より水分を除
去したものでも、本発明の方法により、作製した屈折率
分布型光学素子と比較して、屈折率分布の乱れが大きか
つた。
Comparative Example 3 A gel body was prepared in the same manner as in Example 2. This was immersed in the same manner as in Example 4 to form a distribution in the composition, and then immersed in acetone for 24 hours. Further, two of them were replaced with fresh acetone and subjected to further immersion treatment for 24 hours. After drying this gel body under the same conditions as in Example 4,
The glass body obtained by firing shows the relationship between the distance from the center and the refractive index. As shown in FIG. 7, when the acetone immersion treatment is performed once, Δn = 0.061, as shown by the solid line,
In the case of two times of acetone immersion, Δn =
It was as small as 0.075, and disorder of the refractive index was confirmed in the peripheral portion. Even when the number of times of immersion in acetone was increased to remove more water, the disorder of the refractive index distribution was large as compared with the gradient index optical element produced by the method of the present invention.

【0033】実施例5 実施例2と同様の組成のゲル体100本を作製し、同様
の処理液を用い、連続的に処理を行った。イソプロパノ
ール:水=8:2(容量比)の酢酸鉛飽和溶液はゲル体
に対して個別の容器を用意し、3分毎に一本ずつ浸漬処
理を開始し、ゲル体体積比に対し一定の液量中で浸漬処
理を行つた。この酢酸鉛の飽和溶液中への浸漬処理が終
了したゲル体から、図8に示す浸漬処理装置を溶媒の種
類毎に用意し、一定の時間間隔で、イソプロパノール、
イソプロパノール:アセトン=8:2(容量比)および
5:5の混合液、アセトンへと連続的に浸漬処理し、一
定時間の浸漬後に次工程へ移行する処理を行つた。図8
の処理装置において、処理槽1は、ゲル体載置装置2に
ゲル体3を載置して、処理液4中を移動しながら処理を
する。処理液には、乾燥剤添加ノズル5から乾燥剤が添
加されて、処理液中の水分を除去する。処理液中の乾燥
剤は、処理液循環部6の濾過装置7で濾過されて、処理
液循環用ポンプ8によって処理槽へと循環される この際のイソプロパノール浸漬から、イソプロパノー
ル:水=5:5の浸漬処理液中には硫酸マグネシウムを
添加し、アセトン中には水素化リチウムアルミニウムを
添加した。処理の終了したゲル体から順次、硫酸マグネ
シウムを添加した0.3mol/lの酢酸カリウムのエ
タノール溶液中に浸漬処理を開始し、8時間の浸漬処理
により、組成に分布を形成した。濃度分布処理の終了し
たゲル体から順次、エーテル中に水素化カルシウムを添
加した溶液中に浸漬した。乾燥剤を添加したそれぞれの
液中には、その水の吸着能力に応じ、乾燥剤をさらに添
加した。このような方法で一定時間毎に浸漬処理の終了
したゲル体を順次、乾燥工程へ移行した。乾燥終了後、
570℃まで昇温することで無孔化し、屈折率分布型光
学素子を作製した。本実施例で作製したゲル体はガラス
となるまでに1本も割れることはなかつた。また、ここ
で使用した乾燥剤のうち、硫酸マグネシウムはフィルタ
ーで濾過した水和物を回収し、加熱処理することにより
再利用することが可能であった。
Example 5 100 gel bodies having the same composition as in Example 2 were prepared and continuously treated with the same treatment liquid. For the lead acetate saturated solution of isopropanol: water = 8: 2 (volume ratio), prepare a separate container for the gel body, start dipping treatment one by one every 3 minutes, and maintain a constant volume ratio for the gel body. Immersion treatment was performed in the liquid volume. From the gel body that has been subjected to the immersion treatment in a saturated solution of lead acetate, the immersion treatment apparatus shown in FIG. 8 is prepared for each type of solvent, and isopropanol, isopropanol,
A mixed solution of isopropanol: acetone = 8: 2 (volume ratio) and 5: 5 was continuously immersed in acetone, and after immersion for a certain period of time, a process of shifting to the next step was performed. FIG.
In the processing apparatus, the processing tank 1 mounts the gel body 3 on the gel body mounting apparatus 2 and performs processing while moving in the processing liquid 4. A desiccant is added to the treatment liquid from the desiccant addition nozzle 5 to remove water in the treatment liquid. The desiccant in the treatment liquid is filtered by the filtration device 7 of the treatment liquid circulation unit 6 and circulated to the treatment tank by the treatment liquid circulation pump 8. From the isopropanol immersion at this time, isopropanol: water = 5: 5 Magnesium sulfate was added to the immersion treatment liquid of, and lithium aluminum hydride was added to acetone. Immersion treatment was sequentially started from the gel body after the treatment in an ethanol solution of 0.3 mol / l potassium acetate to which magnesium sulfate was added, and a distribution was formed in the composition by the immersion treatment for 8 hours. The gel body, which had been subjected to the concentration distribution treatment, was sequentially immersed in a solution prepared by adding calcium hydride to ether. A desiccant was further added to each liquid to which the desiccant was added according to its water adsorption capacity. By such a method, the gel bodies that had undergone the immersion treatment were sequentially transferred to the drying step at regular intervals. After drying,
By raising the temperature to 570 ° C., the material became non-porous and a gradient index optical element was produced. The gel body produced in this example did not break even before it became glass. Further, among the desiccants used here, magnesium sulfate was able to be reused by recovering the hydrate filtered through a filter and subjecting it to heat treatment.

【0034】また、作製した屈折率分布型光学素子の処
理順で1本目、50本目、100本目のガラス体の径方
向の屈折率分布形状を測定評価したが、分布形状は実用
上問題のないレベルでの差にとどまつており、また周辺
部での屈折率の乱れは確認することはできなかつた。
Further, the refractive index distribution shapes in the radial direction of the 1st, 50th and 100th glass bodies were measured and evaluated in the processing order of the manufactured gradient index optical element, but the distribution shape has no practical problem. It was only a difference in level, and it was not possible to confirm the disorder of the refractive index in the peripheral portion.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように、本発明のガラス体の製造
方法によれば、屈折率等の品質の安定したガラス体を歩
留まり良く、また、再現性良く作製することができる。
また、浸漬溶媒を繰り返し利用することが可能であり、
コストの削減に対し非常に有利となる。
As described above, according to the method for producing a glass body of the present invention, a glass body having a stable quality such as a refractive index can be produced with good yield and good reproducibility.
Also, it is possible to repeatedly use the immersion solvent,
It is very advantageous for cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の方法により製造したガラスの屈折率と中
心部からの距離の関係を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the relationship between the refractive index of glass manufactured by a conventional method and the distance from the center.

【図2】本発明の方法により製造したガラスの中心から
の距離と屈折率分布の関係を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the center of the glass manufactured by the method of the present invention and the refractive index distribution.

【図3】比較例の方法により製造したガラスの中心から
の距離と屈折率の関係を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the center of the glass manufactured by the method of the comparative example and the refractive index.

【図4】本発明の方法により製造したガラスの中心から
の距離と組成比の関係を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the center of the glass produced by the method of the present invention and the composition ratio.

【図5】比較例の方法によって製造したガラスの中心か
らの距離と鉛濃度の組成の関係を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the center of the glass manufactured by the method of the comparative example and the composition of lead concentration.

【図6】本発明の方法により製造したガラスの中心から
の距離と屈折率分布の関係を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the center of the glass manufactured by the method of the present invention and the refractive index distribution.

【図7】比較例の方法により製造したガラスの中心から
の距離と屈折率の関係を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the center of the glass manufactured by the method of the comparative example and the refractive index.

【図8】本発明の方法に使用する浸漬処理装置を説明す
る図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating an immersion treatment apparatus used in the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…処理槽、2…ゲル体載置装置、3…ゲル体、4…処
理液、5…乾燥剤添加ノズル、6…処理液循環部、7…
濾過装置、8…処理液循環用ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Processing tank, 2 ... Gel body mounting apparatus, 3 ... Gel body, 4 ... Processing liquid, 5 ... Desiccant addition nozzle, 6 ... Processing liquid circulation part, 7 ...
Filtration device, 8 ... Pump for circulating treatment liquid

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゾルゲル法によるガラスの製造方法にお
いて、ゾルから形成されたゲル体を有機溶媒を含有する
処理液中に浸漬処理する際に、乾燥剤によって処理液を
脱水しながら浸漬処理することを特徴とするガラスの製
造方法。
1. In a method for producing glass by a sol-gel method, when a gel body formed from a sol is immersed in a treatment liquid containing an organic solvent, the treatment liquid is dehydrated by a desiccant while the treatment liquid is immersed. A method for producing glass, which comprises:
【請求項2】 ガラスが組成に分布を有した屈折率分布
型ガラスであることを特徴とする請求項1記載のガラス
の製造方法。
2. The method for producing glass according to claim 1, wherein the glass is a gradient index glass having a distribution in composition.
【請求項3】 ゾルゲル法によるガラスの製造方法にお
いて、ゲル体中から発生する離漿液を乾燥剤によって脱
水しながらゲル体を作製することを特徴とするガラスの
製造方法。
3. The method for producing glass according to the method for producing glass by the sol-gel method, wherein the gel body is produced while dehydrating the synovial fluid generated in the gel body with a desiccant.
JP7399296A 1996-03-28 1996-03-28 Production of glass Withdrawn JPH09263413A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167686A (en) * 2011-03-22 2011-09-01 Tokyo Metropolitan Univ Method for drying hydrous wet gel and drying apparatus for hydrous wet gel
US9322596B2 (en) 2009-02-19 2016-04-26 Tokyo Metropolitan University Drying device and method of aqueous moisture gel

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