JPS60260444A - ガラスのイオン交換処理方法 - Google Patents

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】 〈発明の技術分野〉 本発明は、細長いガラスロッドを溶融塩と接触させてガ
ラス中のイオンと塩中のイオンの交換を行なわせるイオ
ン交換処理方法の改良に関する。

〈従来技術の説明〉 屈折率が中心から周辺に向けて連続的に変化している自
己集束性レンズを製造する方法として、′ｒ　ｌ　＋　
ｃ　ｓ　＋　Ｌｌ等の屈折率増加に寄与する陽イオンを
含むガラスロッド母材をに、Ｎａ等の屈折率減少に寄与
する陽イオンを含む硝酸塩等の溶融塩と接触させること
によりガラス中の上記イオンと塩中の上記イオンとを交
換させ、上記イオンの濃度分布によって屈折率が中心軸
上で最大で周辺に向けてバラポリツクに漸減する分布を
ガラスロッド内に形成する方法が知られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のイオン交換処理を行なう場合、最も単純には　−
−゛−溶融塩浴中にレンズ母材の長尺のガラスロッドを
垂直に浸漬して静置する方法がある。

しかしながら上記方法では一度に多くのロッドを処理す
ると溶融塩中に陽イオンの濃度ムラが発生し、これによ
ってレンズ母材ロッドの長さ方向でイオン拡散速度にバ
ラツキを生じて、ロツ１°を多数に切断して製造される
各レンズ間で光学性能に大きなバラツキを生じることに
なる。

一方、溶融塩中に強制攪拌装置を浸漬設置してラドにし
ばしば反り等の変形を生じるという新人−な問題が発生
した。　− このガラスロッド変形の原因について検ｉ？１シた結果
、溶融塩の強制攪拌によって溶融場内の各所にランダム
な方向に向う流れが発生し、一方イオン交換を迅速に行
なう必要上、イオン交換処理ｉ’ＡＡ　ＩＱを高く保持
する必要があり、このため上記の溶融塩の流れの乱れに
よってガラスロッドの各所に加わる相反する負荷で特に
ロッドの下刃において像形することが判明した。

本発明は上記の知見に基づいて完成したものである。

〈発明の目的〉 本発明の主な目的は、ガラスロッドの長さ方向で高度に
均一なイオン交換を実現するとともに、ガラスロッドの
変形を防止したイオン交換処理法を提供することにある
。

〈発明の概要〉 上記の目的を達成する本発明は、細長いガラスロッドを
溶融塩浴中に浸漬してガラス中のイオンと塩中のイオン
とを交換させるガラスのイオン交換処理方法において、
イオン交換処理の間継続して前記溶融塩にガラスロッド
のほぼ全長にわたり長さ方向に沿う層流状態の流れを与
えることを要旨としている。

上記の溶融塩の層流をガラスロッド近傍部に生成させ、
往つ効率的に大量処理する方法としては、大型の溶融塩
浴槽中に、レンズ母材ガラスロッドよりも長尺の円筒隔
壁を立姿勢で浸漬配置し、各隔壁内にレンズ母材ガラス
ロッドを昂り下げ浸漬し、塩浴槽内に設けた強制攪拌装
置により上記各整流隔壁の一端側から流入して他端側か
ら流出する循環流を溶融塩浴内に生成させる方法が好適
である。また、浸漬するガラスロッドは固定保持４るよ
りも、自由垂下状態で支持する方が溶融塩流れに対する
平行度がより良好になるので望ましい８゜〈発明の作用
効果〉 本発明によればガラスロッドと接触する溶融塩がガラス
ロッドの全長にわかりロッドと平行に層流状態で流動し
ているので、従来のようにｒツノｌ゛の径方向に大きな
負荷が加わることかなく、１−たがって従来と同様の高
温度のもとてイオン交換処理を行なっても変形の発生を
防止することができる。さらに、ガラスロッド全長にわ
たー、てガラス表面に常に一様なイオン濃度および湿度
の溶融塩が接触するため、ロッドの長さ方向におけるイ
オン交換条件が均一に保たれ全長にわたって均一な光学
性能を持つレンズ母材を得ることができる３゜〈実施例
〉 以下本発明を図面に示した実施例について詳細に説明す
る。

オ１図は本発明方法を実施する装置の一例を示す断面図
であって、／は溶融塩浴槽で円筒状を成しており、内部
には硝酸カリウム等の溶融塩２が満たされていて外周を
囲んで設けられたヒーター３で一定温度に保持されてい
る。

この溶融塩２中に二重円筒状のガイド隔壁ｔが浸漬設置
しである。そして、このガイド隔壁ダの内筒ｊの中心を
通して槽外から回転シャツ）Ｊが通っており、このシャ
ツ）Ｊの下端に攪拌羽根７が設けられている。シャフト
には内筒ｌに固定された回転軸受ｒに支持されており、
シャフト乙の上端に取りつけられたプーリワを伝動ベル
トＩＯを介して駆動装置１／で回転することにより攪拌
羽根７が回転して溶融塩を攪拌混合する。

また、ガイド隔壁の外筒１２の底部／ｊＡはジョウゴ型
にすぼまっていて、その下端は上記攪拌羽根７の外周近
くに臨んでいる。

そして上記ガイド隔壁の内外筒よ、７２間に形成される
環状空間部に第２図（平面図）および第３図（正面図）
に示す整流具／３が設置されている。

この整流具１３は、全長にわたり内径が均一で、且つ長
さがレンズ母材ロッドよりも長い耐蝕金属製の円筒状隔
壁（整流シリンダ）、ｌの多数を一定間隔をおいて円周
上に配置し、これら整流シリンダ／ｌ・・・・を環状の
フランジ／Ｓで結合した構造となっている。

この整流具／３のフランジｌＳをガイド隔壁ｔの上端に
載せることにより、各整流シリンダ／ｌＩ・・はガイド
隔壁ｌの内外筒！；、／２間環状空開環状空間部中に垂
直に浸漬設置される。

ｌ≦はレンズ母材となるガラスロッドであり、このガラ
スロッド／乙の一定数を一単位として各単位ガラスロッ
ド群を上記の各整流シリンダ上端・・内に自由垂下状態
で吊り下げ支持する。

具体的にはオ弘図に拡大して示すようにガラスロッド／
６の上端を溶融して径の大な球形頭部／４Ａを形成して
おき、円盤状の薄い多孔板からなるロッド支持具／７に
等間隔で設けられた径がガラスロッド径よりも大でロッ
ド頭部／ｌＡよりは小さい孔／、７人にローラド１６を
通し、頭部ｌ乙Ａで多孔板に係止させ、このようにして
多数のガラスロッドｌ乙を吊り下げたロッド支持具１７
を整流シリンダ／４’の上端に部分的に設けた切り欠き
を利用して上記ロッド頭部／乙Ａがシリンダ上端よりも
下になる位置で支持させる。

具体的な数値例を示すと、外径が／、　／ｍｍφで／、
　２！；Ｏｍｍ　の長さのガラスロッド／６を数十率な
いし数百本１つの整流シリンダ／４’内に入れ、整流シ
リンダ／４’の内径は一例として７０ｍｍないし？ｊｍ
ｍとし、その長さは約／、　３！；Ｏｍｍとする。

上記の装置において中央の攪拌羽根７を回転させると下
方に押し下げられた溶融塩は塩浴槽底壁に壁の外筒／２
側壁との間に形成される環状の流路／Ｉを通って上昇し
、整流シリンダ／ＩＩの上端開口から流入してシリンダ
／４（内を均一な層流状態でガラスロッド１６に沿って
流下し、各整流シリンダ／＆の下端開口から出た溶融塩
は合流して攪拌羽根７に至り、ここで混合されるという
循環を繰り返す。

上記の実施例では、整流シリンダ／４’全体を溶融塩中
に浸漬して、塩浴内の循環流が上端から流入するように
しているが、この整流シリンダーｑを塩浴槽／の半径方
向に多重層設けた場合は中央寄りに位置する整流シリン
ダｌｔｌ内には循環溶融塩が充分に流入しないことも生
じてくる。

このようなときは、第５図に平面視で示すように各整流
シリンダ／４（の上端を溶融塩液面上に突出させ、ガイ
ド隔壁ｌの外筒／２と上記各整流シリンダ／９との間に
渡して設けたトラフ／ｑを通して流路／ざを上昇してき
た溶融塩を強制的に各整流シリンダｌｌＩ内に分配流入
するようにするのが効果的である。

以上に説明した実施例では複数のシリンダ状整流隔壁１
２・・・を共通の塩浴内に浸漬して設けたが、これら隔
壁１２で囲まれる溶融塩整流セクタぎ ヨンは各個別に独立外せることもできる。

ただし、実施例のようにすれば各整流隔壁内から出た溶
融塩が全体として混合された後に再分配されるので各整
流隔壁間での濃度のバラツキを可及的に小さくすること
ができる。

また、各整流隔壁の外周は熱容量の非常に大きい溶融塩
で囲まれているので、ロッドの長さ方向における温度分
布も均一になる。

本発明は自己集束性レンズの製造工程に限らず、一般に
細長いガラスロッドを溶融塩に接触させてイオン交換を
行なう工程に広く適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第７図は本発明を実施する装置の一例を示す断面図、第
２図は整流具を示す平面図、第３図は同側面図、第１図
はレンズ母材ガラスロッドの支持方法の一例を示す要部
断面図、第５図は本発明の他の実施例を示す要部平面図
である。 ／・・・塩浴槽　λ・・・溶融塩　３・・・ヒータート
・・ガイド隔壁　Ｓ・・内筒　６・・回転シャフト７・
・・攪拌羽根　／コ・・・外筒　１３・・・整流具／ｑ
・・・整流隔壁　／６０・・ガラスロッド１７　ロッド
支持具　／９・・・トラフ第１図 １ 第２図 ３００ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）細長いガラスロッドを溶融塩浴中に浸漬してガラス
   中のイオンと塩中のイオンとを交換させるガラスのイオ
   ン交換処理方法において、イオン交換処理の間継続して
   前記溶融塩にガラスロッドの長さ方向に沿う層流状態の
   流れを与えることを特徴とするガラスのイオン交換処理
   方法 ２）特許請求範囲オ１項において、前記ガー゛ラスロッ
   ドを自由垂下状態で吊り下げ支持し、且つ前記溶融塩を
   上方から下方に向けて流すガラスのイオン交換処理方法 ３）特許請求の範囲オ１項において、ガラスロッドの一
   定数を単位として単位ガラスロッド群毎に側周を全長に
   わたり隔壁で囲み、該隔壁で囲まれる領域の溶融塩に前
   記流れを与えるガラスのイオン交換処理方法 ４）特許請求の範囲オ、３項において、前記隔壁で囲ま
   れる各整流セクションを共通の塩浴内で連通させ、この
   塩浴中に浸漬設置した強制攪拌装置で、混合攪拌した溶
   融塩を前記各整流セクションの一端側から送給して他端
   側から抜き出すように循環させるガラスのイオン交換処
   理方法。 ５）特許請求の範囲オダ項において、隔壁を円筒状のシ
   リンダで構成したガラスのイオン交換処理方法。 ６）特許請求の範囲オＳ項において、前記整流シリンダ
   を塩浴槽内の周辺部に配置するとともに中央深部に攪拌
   装置を配置し、これら整流シリンダ全体の側周を囲み、
   且つ下端が前記攪拌装置の近傍に臨むガイド壁を設け、
   このガイド壁と塩浴槽内壁との間に形成される環状流路
   を通し、て混合攪拌後の溶融塩を前記シリンダの上端に
   導くようにしたガラスのイオン交換処理方法。