(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
６０ｎｍ〜１００ｎｍのハロゲン化金属粒子が混合せしめられたガラスプリフォームを加熱を伴いながら延伸し、その後に該ハロゲン化金属粒子を還元して金属とすることにより偏光特性を発揮する偏光ガラスを製造する方法であって、前記ガラスプリフォームが延伸方向に対して平行する方向における温度分布が、前記ガラスプリフォームの延伸開始部位が該ガラスプリフォームの屈伏点温度から軟化点温度となり、さらに予備加熱として、該延伸開始部位の上方部位の温度が該ガラスプリフォームの歪点温度から軟化点温度まで段階的になるように、前記ガラスプリフォームの加熱を制御して行うことを特徴とする偏光ガラスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光ガラスの製造方法において、前記ガラスプリフォームの加熱の制御は、前記ガラスプリフォームの延伸方向に配設されるヒータを複数並設せしめ、前記ガラスプリフォームにおける前記延伸方向の温度分布がピーク温度を中心として上方が下方と比べてなだらかに変化し、かつ前記温度分布のピーク温度位置が一定となるように、該ヒータを夫々制御することを特徴とする偏光ガラスの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の偏光ガラスの製造方法において、前記ガラスプリフォームは厚さ４ｍｍ以上のものであることを特徴とする偏光ガラスの製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の偏光ガラスの製造方法において、延伸前の前記ガラスプリフォームの幅と延伸後のガラスの幅との比が５：１〜３：１であることを特徴とする偏光ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光ガラスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
偏光ガラスは、４００ｎｍ〜７００ｎｍ帯の可視領域において、青色半導体レーザの実用化に伴い、高密度光記録装置やＬＣＤプロジェクタに用いられる偏光素子として期待されている。
【０００３】
また、偏光ガラスは、赤外領域において、光通信用途として特に偏波依存型の光アイソレータに使用されている。
【０００４】
この偏光ガラスは、例えば、特許第２８４９３５８号公報に開示されているように、所定粒径のハロゲン化金属粒子が混合せしめられたガラスプリフォームを加熱を伴いながら延伸し（線引き）、その後に該延伸によって長径と短径とが所定のアスペクト比とされた該ハロゲン化金属粒子を還元して金属とすることにより製造されている。
【０００５】
従って、偏光ガラスは、ガラスプリフォームを加熱しながら延伸する工程が必要であるが、この際、単にガラスプリフォームを加熱して延伸するだけであると、延伸の際にガラスプリフォームに作用する応力が該ガラスプリフォームの延伸方向に対して直交する方向における中心部と両端部とで異なったり、また、延伸の際にガラスプリフォームが延伸不能な温度に冷却されるまでの時間が該中心部と両端部とで異なったりすることにより、前記所定のアスペクト比とされたハロゲン化金属粒子の延伸軸（長径軸）がガラスプリフォームの両端部において傾斜してしまうという問題点がある（図１参照。尚、符号21がガラスプリフォーム、符号22が延伸されたハロゲン化金属粒子であって、延伸されたハロゲン化金属粒子22の傾斜は誇張して図示している。）。
【０００６】
このハロゲン化金属粒子の延伸軸が傾斜するという問題は、偏光ガラスの偏光特性を悪化させるものである為、改善が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するもので、ガラスプリフォームとして厚いものを採用しても、ハロゲン化金属粒子を一定方向の延伸軸となるように延伸して良好な偏光特性を発揮できる実用性に秀れた偏光ガラスの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００９】
６０ｎｍ〜１００ｎｍのハロゲン化金属粒子が混合せしめられたガラスプリフォームを加熱を伴いながら延伸し、その後に該ハロゲン化金属粒子を還元して金属とすることにより偏光特性を発揮する偏光ガラスを製造する方法であって、前記ガラスプリフォームが延伸方向に対して平行する方向における温度分布が、前記ガラスプリフォームの延伸開始部位が該ガラスプリフォームの屈伏点温度から軟化点温度となり、さらに予備加熱として、該延伸開始部位の上方部位の温度が該ガラスプリフォームの歪点温度から軟化点温度まで段階的になるように、前記ガラスプリフォームの加熱を制御して行うことを特徴とする偏光ガラスの製造方法に係るものである。
【００１０】
また、上記偏光ガラスの製造方法において、前記ガラスプリフォームの加熱の制御は、前記ガラスプリフォームの延伸方向に配設されるヒータを複数並設せしめ、前記ガラスプリフォームにおける前記延伸方向の温度分布がピーク温度を中心として上方が下方と比べてなだらかに変化し、かつ前記温度分布のピーク温度位置が一定となるように、該ヒータを夫々制御することを特徴とする偏光ガラスの製造方法に係るものである。
【００１１】
また、上記偏光ガラスの製造方法において、前記ガラスプリフォームは厚さ４ｍｍ以上のものであることを特徴とする偏光ガラスの製造方法に係るものである。
【００１２】
また、上記偏光ガラスの製造方法において、延伸前の前記ガラスプリフォームの幅と延伸後のガラスの幅との比が５：１〜３：１であることを特徴とする偏光ガラスの製造方法に係るものである。
【００１３】
【発明の作用及び効果】
所定粒径のハロゲン化金属粒子が混合せしめられたガラスプリフォームを加熱を伴いながら所定のアスペクト比となるように延伸する際、該ハロゲン化金属粒子の延伸が適正に行われるように該加熱を該ガラスプリフォームが所定の温度分布を有する状態となるように制御して行うことで、該ガラスプリフォームの延伸がスムーズに行われる。また、延伸の際の該ガラスプリフォームの破断防止が達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図２〜４は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００１５】
所定粒径のハロゲン化金属粒子が混合せしめられたガラスプリフォーム１は、「ＵＳＰ４，４７９，８１９」に開示された方法を利用して製造できる。
【００１６】
具体的には、銀、銅、若しくは銀−カドミウム等のハロゲン化金属原料をＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3等から成るガラス原料と共に溶解して母材ガラスを作成する。
【００１７】
次に、母材ガラスを熱処理することによって、所定の粒径のハロゲン化金属粒子を析出させたガラスプリフォーム１を作成する。
【００１８】
ガラスプリフォーム１中におけるハロゲン化金属粒子の存在状態については、まだ解明されていないが、金属イオンとハロゲンイオンとが別々に存在しており、そこに光や熱エネルギーを付与するとハロゲン化金属粒子になると考えられている。このハロゲン化金属粒子は、略球形である。
【００１９】
続いて、このガラスプリフォーム１をガラス支持具５に固定し、該ガラスプリフォーム１を加熱しながら一定方向に引動して延伸せしめる。
【００２０】
図２は、ガラスプリフォーム１の上部をガラス支持具５に固定し、このガラスプリフォーム１の下部を下方に引動して延伸せしめる場合を図示している。以下、説明を分かりやすくする為、この図２における位置関係を用いて本実施例を説明する。
【００２１】
ガラスプリフォーム１の加熱は、該ガラスプリフォーム１の下部の周囲に設けたヒータ２（加熱体）によって行う。
【００２２】
このヒータ２は、前記ガラスプリフォーム１の幅よりやや広い幅のヒータ２であって、ガラスプリフォーム１の延伸方向に所定間隔を置いて複数並設せしめたもので、図面は、ガラスプリフォーム１の表面に上下方向に四個のヒータ２（夫々２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄ）を配置した場合である。尚、図面は、ガラスプリフォーム１の左右側面にも夫々一個のヒータ２ｅ、２ｆを配置しているが、これらヒータ２の数や配置位置は、ガラスプリフォーム１を制御して加熱し易いように適宜選択される。
【００２３】
また、夫々のヒータ２は、夫々のヒータ２ごとに制御される。この制御により、ガラスプリフォーム１は所定の温度分布を有する状態に良好に加熱される。
【００２４】
この温度分布は、ガラスプリフォーム１の延伸及び該ガラスプリフォーム１の延伸によるハロゲン化金属粒子の延伸が良好に行われるように設定する。
【００２５】
本実施例によれば、延伸するガラスプリフォーム１は、ガラスプリフォーム１中のハロゲン化金属粒子の延伸軸は同一方向（延伸方向）に揃えられることになる。
【００２６】
ところで、このハロゲン化金属粒子の延伸軸の揃えをより効果的に達成するために、ガラスプリフォーム１の厚みを厚くすることが考えられる。厚みが厚くなると、薄い場合と比べて温度が不均一になる。しかしこの場合、加熱されにくい問題が発生する。ガラスプリフォーム１の加熱が不足すると、延伸自体が不能となる。つまりガラスプリフォーム１の延伸の際、延伸開始部位３のヒータ（２ａ）だけでは該ガラスプリフォーム１を延伸に必要なガラス粘度まで加熱できない。その為、前記延伸開始部位３の上方部位４での加熱（予備加熱）を行う。
【００２７】
具体的には、前記ガラスプリフォーム１の温度分布が、延伸方向（上下方向）において、ガラスプリフォーム１の延伸開始部位３の温度が該ガラスプリフォーム１の軟化点温度に近い温度（即ち、ガラスプリフォーム１及びハロゲン化金属粒子の延伸を良好に行える温度）となり、この延伸開始部位３の上方部位４が該ガラスプリフォーム１の軟化点温度よりも低く且つ該ガラスプリフォーム１の歪点温度以上の温度となるようにする。
【００２８】
このガラスプリフォーム１の上下方向の温度分布は、主に前記上下方向に並設した四個のヒータ２の制御によって達成させる。尚、最下位置のヒータ２ａが延伸開始部位３を加熱しているといえるものであり、その他のヒータ２ｂ・２ｃ・２ｄが該延伸開始部位３の上方部位を予備加熱しているといえるものである。
【００２９】
ガラスプリフォーム１をこのような上下方向の温度分布とすることにより、ガラスプリフォーム１の延伸が上方部位に隣接する延伸開始部位３から徐々に開始されることになるから、ガラスプリフォーム１の延伸がスムーズに行われる。また、延伸の際のガラスプリフォーム１の破断防止が達成されることになる。また、ガラスプリフォーム１の表面部と中心部とで温度差が発生することが可及的に抑制され、これにより、延伸の不均一を防止したり、延伸の際に発生する歪み量を小さくしたりすることができる。即ち、上下方向に所定の温度分布を持たせることにより、厚いガラスプリフォーム１であってもガラスプリフォーム１及びハロゲン化金属粒子を良好に延伸できることになる。
【００３０】
尚、図４は、このガラスプリフォーム１の上下方向の温度分布を示すもので、符号Ａが本実施例の加熱の制御を行ったもの、符号Ｂが一個のヒータだけで加熱を行ったものである。本実施例は、四個のヒータ２によって上下方向の広い範囲に亙って加熱されており、また、延伸開始部位３の上方部位でもある程度の高温となっている。尚、位置０ｍｍは加熱炉６の最下位置である。
【００３１】
このような左右方向及び上下方向に所定の温度分布を有するようなガラスプリフォーム１の加熱は、一般的な偏光ガラスにおける延伸の場合と同様、加熱炉６の内部において行われる。即ち、前記ガラス支持具５，ヒータ２等は全て加熱炉６の内部に設ける。そして、この加熱炉６で加熱されたガラスプリフォーム１の端部（下端部）を加熱炉６外に引動するように延伸する。
【００３２】
以上の本実施例の効果を確認する為、長さ（上下長さ）４００ｍｍ、幅（左右幅）５０ｍｍ、厚さ５ｍｍのガラスプリフォーム１（粒径６０ｎｍ〜１００ｎｍのハロゲン化金属粒子が混入されたもの）を延伸させる実験を行った。
【００３３】
ガラスプリフォーム１はガラス支持具５に固定し、このガラスプリフォーム１の下端よりやや上方の位置が最高温度点となるように該ガラス支持具５を上下移動せしめた。
【００３４】
左右ヒータ２ｅ、２ｆの温度は、ガラスプリフォーム１の温度が徐冷点温度（５００℃）より高く屈伏点温度（５８０℃）より低くなるように設定し、最下位置のヒータ２ａの温度はガラスプリフォーム１の温度が屈伏点温度より５０℃〜１００℃高くなるように設定し、その他のヒータ２ｂ、２ｃ、２ｄの温度はガラスプリフォーム１の温度が歪点温度（４６０℃）から軟化点温度まで段階的になるように夫々設定して昇温を開始した。そして、ガラスプリフォーム１の下端を下方に引動して延伸を開始し、この延伸の開始と共に前記最下位置のヒータ２ａの温度をガラスプリフォーム１の粘度が１０8ポイズになる温度に制御した。この時、ガラスプリフォーム１に作用する応力は２５０ｋｇ／ｃｍ2〜３００ｋｇ／ｃｍ2であった。また、延伸したガラスの幅は１１ｍｍ、厚みは１．１ｍｍであった。
【００３５】
この実験によれば、中心部も左右両端部も同様の偏光特性を有する極めて偏光特性に秀れた偏光ガラスが得られることが確認された。
【００３６】
本実施例は上述のようにするから、良好な偏光特性を有する偏光ガラスが得られる実用性に秀れた偏光ガラスの製造方法となる。
【００３７】
特に、ガラスプリフォーム１として厚さ４ｍｍ以上の厚いものを採用しても良好な偏光特性を有する偏光ガラスを製造できることにより、ガラスプリフォーム１の厚さに制約が少なく、生産性が良好でコスト安が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】  従来のガラスプリフォーム21の延伸状態を示す説明図である。
【図２】  本実施例のガラスプリフォーム１の延伸状態を示す説明側面図である。
【図３】  ハロゲン化金属粒子の延伸軸の動きを示す説明図である。
【図４】  ヒータの設置場所によるガラスプリフォーム１の温度分布の相違を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  ガラスプリフォーム
２  ヒータ
３  延伸開始部位
４  上方部位
【図１】
0004053897.tif 000002
【図２】
0004053897.tif 000003
【図３】
0004053897.tif 000004
【図４】
0004053897.tif 000005