JP2006248873A - Method for manufacturing preform for press molding, method for manufacturing optical element and apparatus for flowing molten glass - Google Patents

Method for manufacturing preform for press molding, method for manufacturing optical element and apparatus for flowing molten glass Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a high quality preform for press molding by a hot molding method, an apparatus for allowing a molten glass to flow out which can be used in the above method and a method for manufacturing an optical element from the resultant preform. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a preform for press molding involves a step that a molten glass block which is obtained by allowing a molten glass to flow out from a flow outlet located at a nozzle end through a glass flow path in a nozzle to flow glass is separated and a step that the separated molten glass block is molded into the preform on a molding die. The nozzle for allowing glass to flow has a molten glass guide rod which is projected from the inside of the glass flow path to the outside of the flow outlet. The molten glass is allowed to flow from the glass flow path along the molten glass guide rod and a gas is sprayed on a molten glass surface for cooling acceleration. The nozzle for the effusion of glass is heated by heating means involving an induction heating means and the molten glass is allowed to flow from the glass flow outlet along the molten glass guide rod. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プレス成形用プリフォームの製造方法および前記方法に使用され得る熔融ガラス流出装置、ならびに前記製造方法により得られたプレス成形用プリフォームから光学素子を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a press-molding preform, a molten glass outflow apparatus that can be used in the method, and a method for manufacturing an optical element from the press-molding preform obtained by the manufacturing method.

近年、高精密な光学レンズの製造方法として、プレス成形によってレンズを成形する方法が実用化され、非球面レンズやリズムや異形状レンズなどが安価に製造できるようになった。このようなプレス成形に使用されるガラスプリフォームを製造する方法としては、ガラス素材に切断、研削、研磨などの加工を施す方法(冷間加工法という。)がある。また、プリフォームひいては光学素子のコストダウンのために、熔融ガラスをノズルから流出して、重量精度が高く、表面欠陥の少ないプリフォームに成形する方法(熱間成形法という。)も用いられる(特許文献1参照)。
特開2003−40632号公報
In recent years, as a method of manufacturing a high-precision optical lens, a method of forming a lens by press molding has been put into practical use, and aspherical lenses, rhythms, irregularly shaped lenses, and the like can be manufactured at low cost. As a method for producing a glass preform used for such press molding, there is a method of performing processing such as cutting, grinding and polishing on a glass material (referred to as a cold working method). Further, in order to reduce the cost of the preform and the optical element, a method (called a hot forming method) in which molten glass flows out of the nozzle and is molded into a preform having high weight accuracy and few surface defects is also used (referred to as hot forming method). Patent Document 1).
JP 2003-40632 A

熱間成形法は冷間加工法と比べて高い生産性を実現し、プリフォームひいては光学素子のコストダウンを可能にするものの、高品質のプリフォームを製造するにはより高い技術力を必要とする。
その理由の1つは、ノズルから流出した高温のガラスの表面からガラス中に含まれる揮発しやすい成分(易揮発物という。)が揮発することにより、プリフォームの表面に脈理と呼ばれる光学的に不均一な部分が生じてしまうことである。脈理はプリフォームをプレス成形して得られる光学素子にも残存してしまうため、上記プリフォームは光学素子の製造のために使用することができず不良品となってしまう。
The hot forming method achieves higher productivity than the cold working method, and can reduce the cost of the preform and thus the optical elements, but requires higher technical capabilities to produce a high-quality preform. To do.
One of the reasons is that an optical component called striae is formed on the surface of the preform due to volatilization of easily volatile components (easily volatiles) contained in the glass from the surface of the high-temperature glass flowing out from the nozzle. Inhomogeneous portions are generated. Since the striae remain in the optical element obtained by press-molding the preform, the preform cannot be used for manufacturing the optical element and becomes a defective product.

また、熱間成形時には、流出ノズル外周へのガラスの濡れ上がりが発生することがある。ノズル外周へのガラスの濡れ上がりが発生すると、濡れ上がったガラスはノズル表面で長時間高温状態の雰囲気に晒されるため、ガラス中の成分の一部が揮発して変質したり結晶化が生じる場合がある。変質したガラスや析出した結晶がノズルから流出したガラスに洗われ取り込まれると、成形したプリフォームの、主に表面に変質したガラスが混入することになる。このようにしてプリフォーム中に異質な部分ができると、プリフォームの光学的均質性が著しく損なわれ、不良品となってしまう。
このように、熱間成形法によって高品質なプレス成形用プリフォームを製造することはきわめて困難であった。
Further, during hot forming, the glass may wet up to the outer periphery of the outflow nozzle. When glass wets around the nozzle periphery, the wet glass is exposed to a high-temperature atmosphere on the nozzle surface for a long time, so when some of the components in the glass volatilize and change in quality or crystallize. There is. When the deteriorated glass or precipitated crystals are washed and taken in by the glass that has flowed out of the nozzle, the deteriorated glass of the molded preform is mixed mainly on the surface. Thus, if a heterogeneous portion is formed in the preform, the optical homogeneity of the preform is remarkably impaired, resulting in a defective product.
As described above, it has been extremely difficult to produce a high-quality press-molding preform by a hot forming method.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、熱間成形法により高品質なプレス成形用プリフォームを製造する方法および前記方法に使用され得る熔融ガラス流出装置を提供すること、ならびに前記方法により作製されたプリフォームから光学素子を製造する方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method for producing a high-quality press-molding preform by a hot forming method and a molten glass outflow device that can be used in the method. Another object of the present invention is to provide a method for producing an optical element from a preform produced by the above method.

上記課題を解決するための手段は、以下の通りである。
[1] ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形する工程を含むプレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有し、
前記流出口から流出する熔融ガラス流を、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させ、かつ、
流出した熔融ガラスにガスを吹き付けて前記熔融ガラス表面の冷却を促進することを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法。
[2] 前記ガラス流出ノズルは、誘導加熱手段を含む加熱手段によって加熱される[1]に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[3] ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形するプレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有し、かつ、誘導加熱手段を含む加熱手段によって加熱され、
前記流出口から流出する熔融ガラスを、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法。
[4] 前記ガラス流出ノズルの周りに高周波誘導コイルを配置し、前記コイルの下端よりも前記熔融ガラス案内棒の下端を下方に突出させる[3]に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[5] 前記流出口から流出する熔融ガラスにガスを吹き付けて前記熔融ガラス表面の冷却を促進する[4]に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[6] B23および/または希土類酸化物含有ガラスからなるプリフォームを成形する[1]〜[5]のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[7] 燐酸塩ガラスまたは弗燐酸塩ガラスからなるプリフォームを成形する[1]〜[5]のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[8] 前記熔融ガラス案内棒の下方に支持体を配置し、
前記熔融ガラス案内棒に沿って流下する熔融ガラス先端を、前記支持体によって支持し、次いで、
前記支持体を下方に降下させるか、または前記支持体による支持を取り除いて前記熔融ガラス先端を分離して熔融ガラス塊を得る[1]〜[7]のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[9] 前記熔融ガラス案内棒の先端から熔融ガラスを滴下することにより前記流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離する[1]〜[7]のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の製造方法により作製したプレス成形用プリフォームを加熱する工程およびプレス成形する工程を備える光学素子の製造方法。
[11] 熔融ガラス流をガラス流路を通して流出口から流出するガラス流出ノズルと、前記ガラス流出ノズルを加熱する加熱手段とを備える熔融ガラス流出装置において、
前記加熱手段は、誘導加熱手段を含み、かつ、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を備えることを特徴とする熔融ガラス流出装置。
Means for solving the above problems are as follows.
[1] A step of flowing molten glass out of an outlet provided at the nozzle tip through a glass flow path in the glass outflow nozzle to separate the molten glass lump, and forming the separated molten glass lump into a preform on a mold. In a method for producing a press-molding preform including:
The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet,
Let the molten glass flow flowing out from the outlet flow down along the molten glass guide rod; and
A method for producing a preform for press molding, characterized in that gas is blown onto the molten glass that has flowed out to promote cooling of the surface of the molten glass.
[2] The method for manufacturing a press-molding preform according to [1], wherein the glass outflow nozzle is heated by a heating unit including an induction heating unit.
[3] Press for separating molten glass lump by letting molten glass flow out from the outlet provided at the nozzle tip through the glass flow path in the glass outflow nozzle, and forming the separated molten glass lump into a preform on a mold In the manufacturing method of the preform for molding,
The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet, and is heated by heating means including induction heating means,
A method for producing a preform for press molding, characterized by causing molten glass flowing out from the outlet to flow down along the molten glass guide rod.
[4] The method for manufacturing a press-molding preform according to [3], wherein a high-frequency induction coil is disposed around the glass outflow nozzle, and a lower end of the molten glass guide rod protrudes downward from a lower end of the coil.
[5] The method for producing a press-molding preform according to [4], wherein gas is blown to the molten glass flowing out from the outlet to promote cooling of the surface of the molten glass.
[6] The method for producing a press-molding preform according to any one of [1] to [5], wherein a preform made of B 2 O 3 and / or rare earth oxide-containing glass is molded.
[7] The method for producing a press-molding preform according to any one of [1] to [5], wherein a preform made of phosphate glass or fluorophosphate glass is molded.
[8] A support is disposed below the molten glass guide rod,
The molten glass tip flowing down along the molten glass guide rod is supported by the support, and then
The preform for press molding according to any one of [1] to [7], wherein the support is lowered or the support by the support is removed to separate the tip of the molten glass to obtain a molten glass lump. Manufacturing method.
[9] Manufacture of a preform for press molding according to any one of [1] to [7], wherein molten glass lump is separated from the outflowing molten glass by dropping molten glass from a tip of the molten glass guide rod. Method.
[10] A method for manufacturing an optical element comprising a step of heating a press-molding preform produced by the production method according to any one of [1] to [9] and a step of press-molding.
[11] In a molten glass outflow apparatus comprising a glass outflow nozzle for flowing out the molten glass flow from the outflow port through the glass flow path, and heating means for heating the glass outflow nozzle,
The heating means includes induction heating means, and
The molten glass outflow apparatus, wherein the glass outflow nozzle includes a molten glass guide rod protruding from the inside of the glass flow path to the outside of the outflow port.

本発明によれば、熱間成形法により熔融ガラスから高品質なプレス成形用プリフォームを高い生産性のもとに製造することができる。
更に、本発明によれば、前記プレス成形用プリフォームから高品質な光学素子を高い生産性のもとに製造することができる。
According to the present invention, a high-quality press-molding preform can be manufactured from molten glass with high productivity by hot forming.
Furthermore, according to the present invention, a high-quality optical element can be produced from the press molding preform with high productivity.

以下、本発明を更に詳細に説明する。
[プレス成形用プリフォームの製造方法]
本発明の第一のプレス成形用プリフォームの製造方法(以下、「方法1」ともいう)は、
ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形する工程を含むプレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有し、
前記流出口から流出する熔融ガラス流を、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させ、かつ、
流出した熔融ガラスにガスを吹き付けて前記熔融ガラス表面の冷却を促進することを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法
である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
[Method of manufacturing preform for press molding]
The first method for producing a press-molding preform of the present invention (hereinafter also referred to as “method 1”) is as follows.
A press including a step of flowing molten glass from an outlet provided at the tip of a nozzle through a glass flow path in a glass outflow nozzle, separating the molten glass lump, and forming the separated molten glass lump into a preform on a mold. In the manufacturing method of the preform for molding,
The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet,
Let the molten glass flow flowing out from the outlet flow down along the molten glass guide rod; and
A method for producing a preform for press molding, characterized in that gas is blown onto the molten glass that has flowed out to promote cooling of the surface of the molten glass.

本発明の第二のプレス成形用プリフォームの製造方法(以下、「方法2」ともいう)は、
ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形するプレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有し、かつ、誘導加熱手段を含む加熱手段によって加熱され、
前記流出口から流出する熔融ガラスを、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法
である。
なお、本発明において、流出した熔融ガラスとは、熔融ガラス流および熔融ガラス流から未だ分離されずに熔融ガラス流の下方に溜まった熔融ガラス(以下、「熔融ガラス溜まり」ともいう)の少なくとも一方を意味する。
以下、方法1、方法2について詳細に説明する。
The second method for producing a press-molding preform of the present invention (hereinafter also referred to as “method 2”) is as follows:
A press molding process that separates the molten glass lump by letting the molten glass flow out from the outlet provided at the nozzle tip through the glass flow path in the glass outflow nozzle, and molding the separated molten glass lump into a preform on the mold. In the manufacturing method of renovation,
The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet, and is heated by heating means including induction heating means,
A method for producing a preform for press molding, wherein the molten glass flowing out from the outlet is caused to flow down along the molten glass guide rod.
In the present invention, the molten glass that has flowed out is at least one of a molten glass flow and a molten glass that has not yet been separated from the molten glass flow and has accumulated below the molten glass flow (hereinafter also referred to as “molten glass pool”). Means.
Hereinafter, method 1 and method 2 will be described in detail.

方法1
方法1は、ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形するプレス成形用プリフォームの製造方法である。
まず、清澄、均質化した熔融ガラスを容器内に蓄積し、上部を容器に接続した、例えば白金製または白金合金製のパイプ中に上記熔融ガラスを流して、パイプ先端に設けられた流出口(溶出ノズル)から、好ましくは一定流量で連続して流出させる。前記流出口から流出する熔融ガラスは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒に沿って流下する。このように熔融ガラス案内棒に沿って流下する熔融ガラスから、熔融ガラス塊を分離する。熔融ガラス塊の分離については後述する。
Method 1
In Method 1, molten glass is caused to flow out from an outlet provided at the tip of the nozzle through a glass flow path in the glass outflow nozzle, the molten glass lump is separated, and the separated molten glass lump is formed into a preform on a mold. This is a method for producing a press-molding preform.
First, clarified and homogenized molten glass is accumulated in a container, and the molten glass is poured into a pipe made of, for example, platinum or a platinum alloy, the upper part of which is connected to the container. From the elution nozzle), it is preferably discharged continuously at a constant flow rate. The molten glass flowing out from the outlet flows down along the molten glass guide rod protruding from the inside of the glass flow path to the outside of the outlet. Thus, the molten glass lump is separated from the molten glass flowing down along the molten glass guide rod. The separation of the molten glass lump will be described later.

易揮発物を含む熔融ガラスから熱間成形によりプリフォームを製造する場合、ガラス流出時に易揮発物が揮発することにより、得られるプリフォームに表面脈理が発生し、高品質なプリフォームを得ることが困難となる。
そこで、方法1では、前述のように熔融ガラス流を案内棒に沿って流下させつつ、流出した熔融ガラスにガスを吹き付けて前記熔融ガラス表面の冷却を促進する(以下、「風冷」ともいう)。方法1では、風冷を行うことによって流出口から流出した熔融ガラスの冷却を促進して易揮発物の揮発を抑制する。ここで、前記案内棒を用いることにより、自然流下よりも熔融ガラス流を細長く引き伸ばすことができるので、流出口から流出した熔融ガラスから熱を効率的に奪うことができ、風冷効率を更に促進することができる。これにより、易揮発物の揮発を低減し、脈理の低減された高品質なプリフォームを得ることができる。
When producing preforms from molten glass containing readily volatile materials by hot forming, the volatiles volatilize when the glass flows out, resulting in surface striae in the resulting preform and obtaining a high quality preform. It becomes difficult.
Therefore, in the method 1, as described above, while the molten glass flow is caused to flow down along the guide rod, gas is blown to the molten glass that has flowed out to promote cooling of the surface of the molten glass (hereinafter also referred to as “air cooling”). ). In Method 1, by cooling with air, cooling of the molten glass flowing out from the outlet is promoted to suppress volatilization of easily volatile substances. Here, by using the guide rod, it is possible to elongate the molten glass flow longer than the natural flow, so heat can be efficiently taken from the molten glass flowing out from the outlet, further promoting the air cooling efficiency. can do. Thereby, volatilization of easily volatile substances can be reduced, and a high-quality preform with reduced striae can be obtained.

次に、前記風冷について説明する。
本発明において熔融ガラス流の風冷のために使用される装置の一例を図1に示す。図1に示す装置は、二重管からなる風冷ノズルを備えており、二重管の内部貫通孔に熔融ガラス流出ノズルを導入することにより、流出口から流出した熔融ガラスにガスを吹き付けることができる構造になっている。図1に示す風冷ノズルは、二重管部の全周にわたって風冷ガス流路が設けられている。但し、二重管部の一部に風冷ガス流路を設けることも可能である。このような二重管からなる風冷ノズルを使用する場合には、図1に示すように、熔融ガラス流出ノズルが風冷ノズルに包まれるように配置することが好ましい。これにより、風冷に使用するガス(以下、「風冷ガス」ともいう)が流出ノズルに直接吹きかかることにより、ノズル部分でガラスが結晶化してプリフォームの品質が低下することを回避することができる。
Next, the air cooling will be described.
An example of an apparatus used for air cooling of a molten glass flow in the present invention is shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 1 has an air-cooling nozzle composed of a double pipe, and a gas is blown to the molten glass flowing out from the outlet by introducing the molten glass outflow nozzle into the internal through hole of the double pipe. It has a structure that can. The air cooling nozzle shown in FIG. 1 is provided with an air cooling gas flow path over the entire circumference of the double pipe portion. However, it is also possible to provide an air-cooled gas flow path in a part of the double pipe portion. When using such an air-cooled nozzle composed of a double tube, it is preferable to arrange the molten glass outflow nozzle so as to be wrapped by the air-cooled nozzle, as shown in FIG. As a result, the gas used for air cooling (hereinafter also referred to as “air-cooled gas”) is directly blown to the outflow nozzle, thereby avoiding the deterioration of the quality of the preform due to crystallization of the glass at the nozzle portion. Can do.

本発明における風冷方法は、上記態様に限定されず、例えば、直接流出口に冷却ガスがかからないように流出口を容器内に入れて保温し、別の風冷ノズル(例えばガラス管等)で熔融ガラス流、熔融ガラス溜まり、または熔融ガラス流と熔融ガラス溜まりの両方に風冷ガスを吹きかけても良い。この場合は、ノズルを複数用意し、互いに対向するように配置することが望ましい。また、流出口をカバーせずに風冷ガスを吹きかける方法でも、熔融ガラスの耐失透性が良ければ問題ない場合もある。   The air cooling method in the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the air outlet is placed in a container so as not to apply cooling gas directly to the air outlet, and is kept warm, and another air cooling nozzle (such as a glass tube) is used. Air-cooled gas may be blown to the molten glass stream, the molten glass pool, or both the molten glass stream and the molten glass pool. In this case, it is desirable to prepare a plurality of nozzles and arrange them so as to face each other. Further, even when the air-cooled gas is blown without covering the outlet, there may be no problem if the molten glass has good devitrification resistance.

前記風冷は、ガラス流出ノズルの流出口から流出した熔融ガラスに風冷ガスを吹き付けることによって行われる。特に、風冷による冷却効率を高めるためには、熔融ガラス流の案内棒に沿って流下する部分に風冷ガスを吹き付けることが好ましい。また、成形型上の熔融ガラス塊に風冷ガスを吹き付けることも可能である。これにより、プリフォームの表面脈理を更に低減することができる。   The air cooling is performed by blowing air cooling gas to the molten glass that has flowed out from the outlet of the glass outflow nozzle. In particular, in order to increase the cooling efficiency by air cooling, it is preferable to blow the air cooling gas on the portion flowing down along the guide rod of the molten glass flow. It is also possible to blow air-cooled gas on the molten glass block on the mold. Thereby, the surface striae of the preform can be further reduced.

後述するように、方法1では、好ましくは熔融ガラス流出ノズルを誘導加熱するが、風冷は、熔融ガラス流の冷却が目的であるため、風冷ノズル自身は誘導加熱されないことが望ましい。よって、風冷ノズルは、高周波で誘導加熱されるような金属ではなく、石英ガラスやセラミックス等の絶縁体で作製することが望ましい。特に、石英ガラスは、透明で流出ノズルを観察しやすく、また加工コストも安価であるため、風冷ノズルの材質として好ましい。   As will be described later, in Method 1, the molten glass outflow nozzle is preferably induction-heated. However, since the purpose of air cooling is to cool the molten glass flow, it is desirable that the air cooling nozzle itself is not induction-heated. Therefore, it is desirable that the air-cooled nozzle is made of an insulator such as quartz glass or ceramics, not a metal that is induction-heated at a high frequency. In particular, quartz glass is preferable as a material for the air-cooled nozzle because it is transparent, allows easy observation of the outflow nozzle, and has a low processing cost.

風冷ガスの種類は、流出した熔融ガラスを冷却できれば特に限定されないが、コスト面から窒素やクリーンエアが望ましい。冷却ガスの流量は2〜10リットル/分程度が適性範囲であり、3〜6リットル/分程度がより好ましい。但し、風冷ノズルの設計(吹きだしノズルの隙間の幅)やガラスの種類によって適宜最適化すべきである。   The type of air-cooled gas is not particularly limited as long as the molten glass that has flowed out can be cooled, but nitrogen and clean air are desirable from the viewpoint of cost. The flow rate of the cooling gas is about 2 to 10 liters / minute, and more preferably about 3 to 6 liters / minute. However, it should be optimized as appropriate depending on the design of the air cooling nozzle (the width of the gap between the blowout nozzles) and the type of glass.

次に、本発明において使用される、案内棒を有するガラス流出ノズルについて説明する。
ガラス流出ノズルの材質としては、白金や白金合金(白金−金、白金−ロジウム−金)等の成形するガラスに濡れにくい一般的な貴金属や貴金属合金を用いることができる。後述するように、方法1では、好ましくはノズルを誘導加熱するため、誘導加熱可能な材質からなるノズルを使用することが好ましい。
一方、熔融ガラス案内棒の材質としては、成形するガラスと濡れやすい材質を用いることが好ましい。具体的には、白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属やこれらの貴金属同士や他の貴金属(例えば金)との合金の中から、成形するガラスに濡れやすいものを選択すればよい。
Next, the glass outflow nozzle having a guide rod used in the present invention will be described.
As a material of the glass outflow nozzle, a general noble metal or a noble metal alloy which is difficult to wet with glass to be molded such as platinum or a platinum alloy (platinum-gold, platinum-rhodium-gold) can be used. As will be described later, in Method 1, since the nozzle is preferably induction-heated, it is preferable to use a nozzle made of a material capable of induction heating.
On the other hand, as the material of the molten glass guide rod, it is preferable to use a material that easily wets with the glass to be molded. Specifically, a material that easily wets the glass to be formed may be selected from precious metals such as platinum, rhodium, and palladium, and alloys of these precious metals and other precious metals (for example, gold).

前記ガラス流出ノズルは、ガラス流路の内径とガラス流出口の開口径が同じであってもよいし、前者が後者よりも大きくてもよいし、前者が後者よりも小さくてもよい。特に、ガラス流路の内径よりも、その先端のガラス流出口の開口径が大きいことが好ましい。ノズル中を熔融ガラスが流れる際、ガラス流路の内径よりもガラス流出口の開口径を大きくすることにより、ガラス流路におけるガラスの流速よりもガラス流出口におけるガラスの流速を小さくすることができる。このような状態で、ガラス流出口に達した熔融ガラス流は、ガラス流路内からガラス流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を濡らすように流れ、ノズル外周に濡れ上がる前に上記案内棒に沿って流下する。ノズル先端中央にガラスに濡れやすい材質からなる案内棒を配置すると、ガラスが案内棒の表面を濡らそうとして、ノズルの下方中央に引っ張られ、結果としてノズル外周部への濡れ上がりが抑制される。またノズル流出口の開口径を大きくすることにより、ノズルの下端面を伝いガラスがノズル外周に濡れ上がる傾向を抑制することができる。よって、ノズル流出口の開口径はノズル外径にできるだけ近く、すなわち、ノズル先端部の肉厚を薄くすることが望ましい。またノズル先端において、開口径がロート状に広がっている方が、ノズル外周への濡れ上がりを抑制しやすい。このようにして、ノズル外周へのガラスの濡れ上がりを低減、防止することができる。
ガラスのノズル外周への濡れにくさには、ノズル外径が影響すると考えられる。本発明で使用されるガラス流出ノズルは、ノズル外径を4mm以上、好ましくは5〜15mmとし、先端部のノズルの肉厚を0.5mm以下、好ましくは0.2〜0.4mmとすることが適当である。また、流出口の開口径は、3.0〜14.6mmとすることが好ましく、4.0〜14.6mmとすることがより好ましい。一方、ガラス流路の内径は、成形するガラス塊の容量等から適正なガラス流量を求め、ガラスの流出粘性を考慮して選択すればよい。
In the glass outflow nozzle, the inner diameter of the glass flow path and the opening diameter of the glass outlet may be the same, the former may be larger than the latter, or the former may be smaller than the latter. In particular, it is preferable that the opening diameter of the glass outlet at the tip is larger than the inner diameter of the glass flow path. When the molten glass flows through the nozzle, the glass flow velocity at the glass outlet can be made smaller than the glass flow velocity at the glass passage by making the opening diameter of the glass outlet larger than the inner diameter of the glass passage. . In such a state, the molten glass flow that has reached the glass outlet flows so as to wet the molten glass guide rod protruding from the inside of the glass flow path to the outside of the glass outlet, and the guide rod before getting wet to the outer periphery of the nozzle. It flows down along. When a guide rod made of a material that easily wets the glass is placed in the center of the nozzle tip, the glass is pulled to the lower center of the nozzle in an attempt to wet the surface of the guide rod, and as a result, wetting up to the outer periphery of the nozzle is suppressed. . Further, by increasing the opening diameter of the nozzle outlet, it is possible to suppress the tendency of the glass to get wet on the outer periphery of the nozzle along the lower end surface of the nozzle. Therefore, it is desirable that the opening diameter of the nozzle outlet is as close as possible to the outer diameter of the nozzle, that is, the nozzle tip is thin. In addition, it is easier to suppress the wetting of the nozzle periphery when the opening diameter is widened in a funnel shape at the nozzle tip. In this way, it is possible to reduce or prevent the glass from getting wet around the nozzle periphery.
It is considered that the nozzle outer diameter has an influence on the difficulty of wetting the glass nozzle periphery. The glass outflow nozzle used in the present invention has an outer diameter of 4 mm or more, preferably 5 to 15 mm, and a nozzle thickness at the tip of 0.5 mm or less, preferably 0.2 to 0.4 mm. Is appropriate. Moreover, it is preferable to set it as 3.0-14.6 mm, and, as for the opening diameter of an outflow port, it is more preferable to set it as 4.0-14.6 mm. On the other hand, the inner diameter of the glass flow path may be selected in consideration of the outflow viscosity of the glass by obtaining an appropriate glass flow rate from the capacity of the glass lump to be formed.

前記ガラス流出ノズルは、ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有する。熔融ガラス案内棒のガラス流出口から突出する部分の長さは、ガラス流出口の外径の1〜2倍とすることが好ましい。前記ガラス流出ノズルは、ガラス流路からガラス流出口に至る部分において、内径が徐々に拡大するものが好ましく、ノズル先端での内径の広がり角度を130°以下とすることが好ましい。図8に、ノズル先端の概略図(内径の広がり角度25°、70°、130°)を示す。ノズル先端内径の広がり角度が130°を超えると、ノズルから流出した熔融ガラスが急激に広がるため、流出粘性が低いガラスでは、ノズル中心側と外側で熔融ガラスに流速差が生じ、流れによる脈理が発生しやすくなる傾向がある。一方、広がり角度が100°以下であれば、上記のような問題は生じないが、テーパー穴の長さが長くなるため、ノズル内径部の長さが短くなり、ノズルでの熔融ガラス流量の調整能力が低下する傾向がある。但し、ノズルの全長を長くすれば、上記問題は解決できるため、大きな不都合はない。また、案内棒の先端は熔融ガラスの流下をスムーズに行うため、丸みを帯びていることが好ましい。   The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet. The length of the portion of the molten glass guide rod protruding from the glass outlet is preferably 1 to 2 times the outer diameter of the glass outlet. The glass outflow nozzle preferably has an inner diameter that gradually increases in the portion from the glass flow path to the glass outlet, and the inner diameter spread angle at the nozzle tip is preferably 130 ° or less. FIG. 8 shows a schematic view of the nozzle tip (inner diameter spreading angles 25 °, 70 °, 130 °). When the spread angle of the nozzle tip inner diameter exceeds 130 °, the molten glass that has flowed out of the nozzle spreads abruptly. Therefore, in glass with low outflow viscosity, a difference in flow velocity occurs between the molten glass at the center side and the outside of the nozzle. Tends to occur. On the other hand, if the spread angle is 100 ° or less, the above problem does not occur, but the length of the tapered hole is increased, so that the length of the inner diameter portion of the nozzle is shortened, and the flow rate of the molten glass at the nozzle is adjusted. There is a tendency for capacity to decline. However, since the above problem can be solved by increasing the total length of the nozzle, there is no major inconvenience. The tip of the guide rod is preferably rounded so that the molten glass can flow smoothly.

前記案内棒の太さは、好ましくは0.4〜2.5mmの範囲であり、より好ましくは0.6〜1.5mm、更に好ましくは0.7〜1.2mmの範囲である。案内棒の太さが0.4mm未満では、熔融ガラスを冷却する効果が低下する傾向があり、また、細すぎて取り扱いが難しくなる。一方、案内棒の太さが2.5mmを超えると、案内棒が太すぎるためガラスの流れが乱されて脈理が発生する傾向があり好ましくない。   The thickness of the guide rod is preferably in the range of 0.4 to 2.5 mm, more preferably in the range of 0.6 to 1.5 mm, and still more preferably in the range of 0.7 to 1.2 mm. If the thickness of the guide bar is less than 0.4 mm, the effect of cooling the molten glass tends to be reduced, and it is too thin to handle. On the other hand, if the thickness of the guide rod exceeds 2.5 mm, the guide rod is too thick, and thus the flow of glass tends to be disturbed to cause striae.

前記案内棒を有するガラス流出ノズルは、熔融ガラス案内棒を交換可能に配置することができ、かつ容易に製造可能なものであることが好ましい。そのようなノズルの一例を図7に基づき説明する。但し、本発明はこの態様に限定されるものではない。
図7に示すように、ノズルのガラス流路の上部に前記流路の内径より大きな内径を有する案内棒係合部を設けるとともに、熔融ガラス案内棒本体の上部を、一方向にはガラス流路の内径より幅が広く、かつ案内棒係合部の内径よりも幅が狭くなるように、かつ他方向には上記本体外径と同程度の幅とした係合部位を設け、案内棒係合部側からノズル中に熔融ガラス案内棒を挿入する。
It is preferable that the glass outflow nozzle having the guide rod can be disposed so that the molten glass guide rod can be exchanged and can be easily manufactured. An example of such a nozzle will be described with reference to FIG. However, the present invention is not limited to this embodiment.
As shown in FIG. 7, a guide rod engaging portion having an inner diameter larger than the inner diameter of the flow passage is provided at the upper portion of the glass flow passage of the nozzle, and the upper portion of the molten glass guide rod main body is disposed in the glass flow passage in one direction. An engaging portion having a width equal to the outer diameter of the main body is provided in the other direction so that the width is wider than the inner diameter of the guide rod and narrower than the inner diameter of the guide rod engaging portion. A molten glass guide rod is inserted into the nozzle from the part side.

このような案内棒の係合部位は、以下のような方法で容易に加工できる。直径0.5〜1.0mm程度の針金(例えば白金線)の端部を酸水素バーナで加熱して溶かし、針金の端部に表面張力で丸い玉を形成する。冷却後に玉部を油圧でプレスして円板状とすることにより、係合部位を形成することができる。1ミリ以下の貴金属棒は容易に曲がるため精密な機械加工は困難であり、上記のような実用的で安価な方法が望ましい。もちろん係合部をT字状などに形成しても良い。   Such an engaging portion of the guide rod can be easily processed by the following method. An end portion of a wire (for example, platinum wire) having a diameter of about 0.5 to 1.0 mm is melted by heating with an oxyhydrogen burner, and a round ball is formed at the end portion of the wire by surface tension. An engagement part can be formed by pressing the ball part hydraulically after cooling to form a disk. Precious metal rods of 1 mm or less are easily bent, so that precise machining is difficult. A practical and inexpensive method as described above is desirable. Of course, the engaging portion may be formed in a T-shape or the like.

上記のように作製した熔融ガラス案内棒の係合部位と案内棒係合部とを係合させ、熔融ガラス案内棒を、その先端がノズルのガラス流出口から突出した状態でガラス流出ノズルに設置する。ガラス流出口が下方を向くようにノズルを鉛直方向に固定すれば、熔融ガラス案内棒はノズルの中心軸位置において安定した状態を保つことができる。上記案内棒の係合部位は上記他方向には本体外径と同じ幅を有しているので、上記係合部位がガラスの流れを妨げることもない。   The molten glass guide rod produced as described above is engaged with the guide rod engaging portion, and the molten glass guide rod is installed on the glass outflow nozzle with its tip protruding from the glass outlet of the nozzle. To do. If the nozzle is fixed in the vertical direction so that the glass outlet is directed downward, the molten glass guide rod can be kept stable at the central axis position of the nozzle. Since the engaging portion of the guide bar has the same width as the outer diameter of the main body in the other direction, the engaging portion does not hinder the flow of glass.

このようにして、熔融ガラス案内棒をガラス流出ノズルに固定せずに安定に設置することができ、熔融ガラス案内棒の抜き差し交換を容易に行うことができる。前記構造によれば、熔融ガラス案内棒が消耗した場合でも簡単に交換することができる。また、外径や長さの異なる熔融ガラス案内棒を複数種用意しておき、流出するガラスの種類、ガラスの流出量などに応じて適切な熔融ガラス案内棒を選択してノズル内に容易にセットすることもできる。   In this way, the molten glass guide rod can be stably installed without being fixed to the glass outflow nozzle, and the molten glass guide rod can be easily inserted and removed. According to the structure, even when the molten glass guide rod is consumed, it can be easily replaced. Prepare multiple types of molten glass guide rods with different outer diameters and lengths, and select the appropriate molten glass guide rod according to the type of glass that flows out, the amount of glass flowing out, etc. It can also be set.

前記ガラス流出ノズルは、誘導加熱することができ、また、通電加熱することもできる。なお、誘導加熱とは、伝導体の周囲にコイルを配置し、そのコイルに高周波電流を流して誘導電流を発生させることにより、伝導体を加熱する加熱方法であり、通電加熱とは、少なくとも一対の電極を電気伝導体に接続して該電極間に電流を流すことにより、ジュール熱によって上記伝導体を発熱させる加熱方法である。加熱方法によりガラス流出ノズル、熔融ガラス案内棒の材質を選択すればよい。特に、方法1では、誘導加熱手段を含む加熱手段によって、ガラス流出ノズルを加熱することが好ましい。誘導加熱によれば、誘導加熱されない材質により風冷ノズルを作製することにより、風冷ノズルが直接加熱されることがなく、熔融ガラス流の冷却を良好に行うことができる。しかも誘導加熱の場合、ガラス流出ノズルに直接通電し加熱する場合と異なり、ガラス流出ノズルを着脱可能にできるという利点もある。   The glass outflow nozzle can be induction-heated or can be heated by energization. The induction heating is a heating method in which a conductor is heated by arranging a coil around the conductor and generating an induction current by flowing a high-frequency current through the coil. This is a heating method in which the above-mentioned conductor is heated by Joule heat by connecting a current electrode to an electrical conductor and passing a current between the electrodes. What is necessary is just to select the material of a glass outflow nozzle and a molten glass guide rod with a heating method. In particular, in the method 1, it is preferable to heat the glass outflow nozzle by a heating unit including an induction heating unit. According to the induction heating, by producing the air-cooled nozzle with a material that is not induction-heated, the air-cooled nozzle is not directly heated, and the molten glass stream can be cooled well. In addition, in the case of induction heating, unlike the case where the glass outflow nozzle is directly energized and heated, there is an advantage that the glass outflow nozzle can be attached and detached.

更に、誘導加熱によれば、案内棒の温度を、高周波誘導コイルと案内棒の相対位置により調節できるという利点もある。具体的には、案内棒のコイル内に含まれる部分(コイルに囲まれる部分)は、ノズルとほぼ同温度まで加熱でき、案内棒のコイル下端部から突出した部分は、ノズル温度より低く設定することができる。このように、案内棒と高周波誘導コイルとの相対位置を調整することで、ガラス流出ノズルの温度に対しノズルから突き出た案内棒の温度を低く設定することができ、熔融ガラス流下時に案内棒(特に案内棒下端部)が熔融ガラス流の熱を奪うことにより、熔融ガラス流の冷却を効率的に促進することができる。特に、熔融ガラス案内棒が、高周波誘導コイルの下端よりも下に突出するようにすることが好ましく、高周波誘導コイルの下端とガラス流出ノズルの下端が同じ高さになるように高周波誘導コイルを配置することがより好ましい。   Furthermore, the induction heating has an advantage that the temperature of the guide rod can be adjusted by the relative position of the high frequency induction coil and the guide rod. Specifically, the portion included in the coil of the guide rod (the portion surrounded by the coil) can be heated to substantially the same temperature as the nozzle, and the portion protruding from the coil lower end of the guide rod is set lower than the nozzle temperature. be able to. Thus, by adjusting the relative position of the guide rod and the high-frequency induction coil, the temperature of the guide rod protruding from the nozzle can be set lower than the temperature of the glass outflow nozzle, and the guide rod ( In particular, the lower end portion of the guide rod takes away the heat of the molten glass flow, so that the cooling of the molten glass flow can be efficiently promoted. In particular, it is preferable that the molten glass guide rod protrudes below the lower end of the high frequency induction coil, and the high frequency induction coil is arranged so that the lower end of the high frequency induction coil and the lower end of the glass outflow nozzle are at the same height. More preferably.

方法1では、以上のように熔融ガラス案内棒に沿って流下させた熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離する。分離方法としては、比較的軽量のプリフォームを作製する場合は、熔融ガラス案内棒の先端から熔融ガラス滴を滴下し、プリフォーム成形型により前記ガラス滴を受けることにより熔融ガラス塊を得る方法を用いることが好ましい。この方法を滴下法という。   In the method 1, the molten glass lump is separated from the molten glass flowed down along the molten glass guide rod as described above. As a separation method, when producing a relatively lightweight preform, a molten glass drop is dropped from the tip of a molten glass guide rod, and a molten glass lump is obtained by receiving the glass drop with a preform mold. It is preferable to use it. This method is called a dropping method.

案内棒を有さないノズルを使用して、ノズル先端から熔融ガラス滴を滴下する場合、ガラス滴の質量をm、重力加速度をg、ノズル先端の外径を2r、熔融ガラスの表面張力をδとすると、mg=2π・r・δの関係式が成り立つ。この関係式により、熔融ガラスの表面張力が既知であれば、ノズル先端の外径2rを測定することにより、自然滴下で得られる熔融ガラス滴の最小質量mを求めることができる。この関係式からわかるように、ガラス流出ノズルの最小外径が0.5mmの場合、普通の光学ガラスでは50mg以下の軽量のガラス滴を得ることが難しくなる。
特に燐酸塩ガラスのようにノズル外周で濡れ上がりが起こる傾向があるガラスでは、細いノズルの外周に厚くガラスが付着してしまうため、自然滴下法で100mg以下の熔融ガラス滴を得ることが非常に難しい。
それに対し、熔融ガラス案内棒の先端から熔融ガラス滴を滴下させることにより、従来の方法よりも軽量の熔融ガラス滴を自然滴下させることができる。また、案内棒を有するガラス流出ノズルを用いることは、低粘度の熔融ガラス流から滴下法によって熔融ガラス塊を得ることができるという利点もある。
When a molten glass droplet is dropped from the nozzle tip using a nozzle that does not have a guide rod, the mass of the glass droplet is m, the gravitational acceleration is g, the outer diameter of the nozzle tip is 2r, and the surface tension of the molten glass is δ. Then, the relational expression of mg = 2π · r · δ holds. If the surface tension of the molten glass is known from this relational expression, the minimum mass m of the molten glass droplet obtained by natural dripping can be determined by measuring the outer diameter 2r of the nozzle tip. As can be seen from this relational expression, when the minimum outer diameter of the glass outflow nozzle is 0.5 mm, it is difficult to obtain a lightweight glass drop of 50 mg or less with ordinary optical glass.
In particular, in the case of glass that tends to wet up around the nozzle, such as phosphate glass, the glass adheres thickly around the outer circumference of the thin nozzle, so it is very possible to obtain molten glass droplets of 100 mg or less by the natural dripping method. difficult.
On the other hand, by dropping a molten glass droplet from the tip of the molten glass guide rod, it is possible to naturally drop a molten glass droplet that is lighter than the conventional method. Moreover, using a glass outflow nozzle having a guide rod also has an advantage that a molten glass lump can be obtained from a low viscosity molten glass stream by a dropping method.

上記滴下法において、ノズル外周への熔融ガラスの濡れ上がり低減、防止効果をより一層改善するためには、熔融ガラス案内棒を、ガラス流出口にぶら下がる熔融ガラスの中に案内棒が完全に埋もれないよう、十分な長さでガラス流出口から突出させることが好ましい。ノズルのガラス流出口にぶら下がる熔融ガラスの重量はノズルのガラス流出口部分の外径で決まるので、上記外径ごとに熔融ガラス案内棒の突出長さを変えることが好ましい。一方、ノズルのガラス流出口からの熔融ガラス案内棒の突出長さが長すぎる場合、熔融ガラス案内棒下端での熔融ガラス流が細くなりすぎることによると思われる脈理がガラス内部に発生しやすくなる傾向がある。よって、上記事項を勘案して、ノズルのガラス流出口からの熔融ガラス案内棒の突出長さを最適化することが望ましい。その目安としては、前述のように、ノズルのガラス流出口から突出する熔融ガラス案内棒の長さ(突出長さ)をガラス流出口の外径の1〜2倍とすることが好ましい。   In the above dripping method, in order to further improve the effect of reducing and preventing the molten glass from getting wet around the nozzle periphery, the molten glass guide rod is not completely buried in the molten glass hanging from the glass outlet. It is preferable to project from the glass outlet with a sufficient length. Since the weight of the molten glass hanging from the glass outlet of the nozzle is determined by the outer diameter of the glass outlet of the nozzle, it is preferable to change the protruding length of the molten glass guide rod for each outer diameter. On the other hand, when the projection length of the molten glass guide rod from the glass outlet of the nozzle is too long, striae that seems to be caused by the molten glass flow at the lower end of the molten glass guide rod becoming too thin is likely to occur inside the glass. Tend to be. Therefore, it is desirable to optimize the protrusion length of the molten glass guide rod from the glass outlet of the nozzle in consideration of the above matters. As a guideline, as described above, the length (projection length) of the molten glass guide rod protruding from the glass outlet of the nozzle is preferably 1 to 2 times the outer diameter of the glass outlet.

また、比較的重量の大きいプリフォームを作製する場合には、以下の方法を用いることが好ましい。熔融ガラス案内棒の先端から熔融ガラス流を連続して流下し、熔融ガラス案内棒の先端に近づけた支持体で熔融ガラス流の下端部を支持し、熔融ガラス案内棒側と支持体側の間の熔融ガラス流にくびれを形成する。次いで支持体を鉛直下方に降下することにより、前記くびれ部分より下方の熔融ガラスを分離して支持体上に受けることにより熔融ガラス塊を得る。この方法を降下切断法という。支持体としてプリフォーム成形型を使用すれば、分離した熔融ガラス塊をそのまま、プリフォーム成形型上でプリフォームに成形することができる。支持体をプリフォーム成形型と別物品とする場合は、極力ガラスに衝撃を加えないように、支持体上の熔融ガラス塊をプリフォーム成形型に移してプリフォームに成形することが好ましい。   Further, when producing a preform having a relatively large weight, it is preferable to use the following method. A molten glass flow is continuously flowed down from the tip of the molten glass guide rod, and the lower end portion of the molten glass flow is supported by a support close to the tip of the molten glass guide rod, and between the molten glass guide rod side and the support side. Constriction is formed in the molten glass flow. Next, the molten glass lump is obtained by lowering the support vertically downward to separate the molten glass below the constricted portion and receiving it on the support. This method is called descending cutting method. If a preform mold is used as the support, the separated molten glass lump can be directly molded into the preform on the preform mold. When the support is used as a separate article from the preform mold, it is preferable to transfer the molten glass lump on the support to the preform mold and mold it into a preform so as not to impact the glass as much as possible.

上記滴下法、降下切断法とも、ガラスに切断痕を残さずに熔融ガラス塊の分離を行うことができる。両方法ともガラス流出ノズルからのガラス流出量を一定にし、降下切断法ではさらに、熔融ガラス案内棒の先端に支持体を近づけた際の両者の距離、近づけるタイミング、支持体を降下させるタイミング、支持体の降下時の移動距離などを一定にすることにより、重量精度が高い熔融ガラス塊の分離を実現することができ、結果として成形するプリフォームの重量精度を高めることができる。なお、降下切断法で支持体を急降下させる代わりに、支持体を水平方向に急速に移動させて、熔融ガラス流の下端部の支持を急速に取り除くことにより、熔融ガラス塊を分離することもできる。   In both the dropping method and the falling cutting method, the molten glass lump can be separated without leaving a cut mark on the glass. In both methods, the glass outflow from the glass outflow nozzle is kept constant, and in the descent cutting method, the distance between the two when the support is brought close to the tip of the molten glass guide rod, the timing of approaching, the timing of lowering the support, and support By making the moving distance when the body descends constant, etc., it is possible to achieve separation of the molten glass lump with high weight accuracy, and as a result, it is possible to increase the weight accuracy of the preform to be molded. In addition, instead of rapidly dropping the support by the descent cutting method, the molten glass lump can be separated by moving the support rapidly in the horizontal direction and rapidly removing the support at the lower end of the molten glass flow. .

分離された熔融ガラス塊は、成形型上でプリフォームに成形される。例えば、ガラス塊を収容する凹部を有する成形型を用い、この凹部内に熔融ガラス塊を導入してプリフォームに成形することができる。成形工程では、ガラスを浮上させながらプリフォームに成形することが望ましい。具体的には、プリフォーム成形型の凹部底部に複数のガス噴出孔を設けてガスを噴出し、このガスを凹部内のガラスに吹き付けて上向きの風圧を加えることにより、ガラスを浮上させながらプリフォームに成形することができる。浮上は、ガラスが凹部上に浮いた状態を維持するものでなくてもよく、プリフォーム表面にシワができたり、カン割れと呼ばれる破損が発生しないように、ガラスとプレス成形型の接触時間を低減するようなものであればよい。なぜなら、ガラス塊が成形型に接触すると、接触部分が局所的に急冷されて収縮し、成形当初ではプリフォーム表面のシワ発生の原因になったり、成形工程の後半ではカン割れ発生の原因となるからである。それに対し、前述のようにガラスの浮上を行えば、上記不具合の原因となる型とガラスの接触を低減することができる。   The separated molten glass block is formed into a preform on a mold. For example, it is possible to use a molding die having a concave portion that accommodates the glass lump and introduce the molten glass lump into the concave portion to be molded into a preform. In the molding process, it is desirable to mold the preform while floating the glass. Specifically, a plurality of gas ejection holes are provided at the bottom of the recess of the preform mold, and gas is ejected, and the gas is blown onto the glass in the recess to apply upward wind pressure, so that the glass floats up. Can be molded into a renovation. The levitation does not have to maintain the state where the glass floats on the recess, and the contact time between the glass and the press mold is set so that the preform surface does not wrinkle or breakage called can cracking occurs. What is necessary is just to reduce. This is because when the glass lump comes into contact with the mold, the contact portion is locally quenched and shrinks, causing the formation of wrinkles on the preform surface at the beginning of molding, or causing cracking in the latter half of the molding process. Because. On the other hand, if the glass is floated as described above, it is possible to reduce the contact between the mold and the glass that causes the above-mentioned problems.

本発明において使用される成形方法の好ましい態様の一つは、プリフォーム成形型の凹部底部に設けたガス噴出孔から上向きにガスを噴出して、前記凹部に熔融ガラス塊を導入し、噴出するガスによる風圧によりガラスを回転して球状のプリフォームに成形する方法である。この方法では、凹部がガス噴出口を有する底部と底部を取り囲む滑らかな斜面からなり、凹部内径が底部から上部に行くにしたがって連続的に大きくなるとともに、斜面が任意の回転角に対して対称である成形型を用いることができる。そのような成形型としては、直円錐の頂点近傍を底部とし、円錐の斜面が凹部斜面に相当する成形型、ラッパ形状の凹部を備える成形型、ベンチュリ管形状の凹部を備える成形型などを例示できる。このように凹部底部にガス噴出口があり、凹部内径は底部から上部に行くにしたがって大きくなる形状の場合、凹部内では底部に近づくほどガス噴出口から噴出するガスの風圧を強く受ける。凹部に熔融ガラスを導入すると、ある程度下降したところで噴出ガスによる上向きの風圧を強く受け、浮上する。ガラスが浮上するとガラスが受ける風圧が弱くなり、ガラスが斜面を転がる。このような動きを繰り返し、しかもガラスの回転方向がランダムであるため、ガラスは球状に成形される。こうして球状プリフォームを成形することができる。   One of the preferred embodiments of the molding method used in the present invention is that gas is ejected upward from a gas ejection hole provided at the bottom of the recess of the preform mold, and a molten glass lump is introduced into the recess and ejected. This is a method in which a glass is rotated by a wind pressure of gas to form a spherical preform. In this method, the recess is composed of a bottom having a gas outlet and a smooth slope surrounding the bottom, the inside diameter of the recess is continuously increased from the bottom to the top, and the slope is symmetrical with respect to an arbitrary rotation angle. A certain mold can be used. Examples of such a mold include a mold having a bottom near the apex of a right cone and a conical slope corresponding to a concave slope, a mold having a trumpet-shaped concave part, and a mold having a venturi-shaped concave part. it can. As described above, in the case where the bottom of the recess has the gas outlet and the inner diameter of the recess becomes larger from the bottom to the top, the wind pressure of the gas ejected from the gas outlet becomes stronger in the recess as it approaches the bottom. When molten glass is introduced into the concave portion, it rises by receiving a strong upward wind pressure due to the jet gas when it descends to some extent. When the glass rises, the wind pressure it receives becomes weaker and the glass rolls down the slope. Since such movement is repeated and the rotation direction of the glass is random, the glass is formed into a spherical shape. Thus, a spherical preform can be formed.

ガラスを浮上させて成形する方法としては、上記態様の他に、凹部を多孔質体で形成し、多孔質体を通してガスを凹部全面から噴出し、凹部に導入したガラスに上向きの風圧を加えてプリフォームに成形する方法もある。
こうして凹部上でガラスをプリフォーム形状に成形し、外力を加えてもガラスが変形しない温度にまで冷却してから成形型からガラスを取り出すことにより、プレス成形用プリフォームを得ることができる。
In addition to the above-described embodiment, the glass is levitated and formed by forming a recess with a porous body, ejecting gas from the entire surface of the recess through the porous body, and applying upward wind pressure to the glass introduced into the recess. There is also a method of forming into a preform.
In this way, a preform for press molding can be obtained by forming the glass into a preform shape on the concave portion, cooling to a temperature at which the glass does not deform even when an external force is applied, and then removing the glass from the mold.

次々と得られる熔融ガラス塊からプリフォームを成形する方法として好ましい方法は、インデックス回転するターンテーブル上に回転軸を中心として同一円周上に複数のプリフォーム成形型を等間隔に配置する方法である。この方法では、インデックス回転により上記各成形型は所定の停留位置に停留しながら一方向に回転移送される。プリフォーム成形型の個数と同数の停留位置のうちの一つをキャスト位置とし、この位置に停留するプリフォーム成形型で熔融ガラス塊を受けるようにし、熔融ガラス塊を受け取った成形型をガラスとともに移送しながらプリフォームに成形する。成形されたプリフォームは、成形型がキャスト位置に戻る前に成形型から取り出され、空になった成形型をキャスト位置に移送して熔融ガラス塊を受け取る工程を繰り返す。これにより、連続して流出する熔融ガラス流からプリフォームを量産することができる。得られたプリフォームは、徐冷後プレス成形に供され得る。   A preferable method for forming a preform from a molten glass ingot obtained one after another is a method in which a plurality of preform forming dies are arranged at equal intervals on the same circumference around a rotation axis on a turntable that rotates with an index. is there. In this method, each mold is rotated and transferred in one direction while being stopped at a predetermined stop position by index rotation. One of the same number of stop positions as the number of preform molds is set as the casting position, and the preform mold that stops at this position receives the molten glass lump, and the mold that received the molten glass lump together with the glass. Mold into a preform while transporting. The molded preform is removed from the mold before the mold returns to the casting position, and the process of transferring the emptied molding mold to the casting position and receiving the molten glass gob is repeated. Thereby, a preform can be mass-produced from the molten glass flow which flows out continuously. The obtained preform can be subjected to press molding after slow cooling.

方法2
方法2では、ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有するガラス流出ノズルを、誘導加熱手段を含む加熱手段によって加熱しつつ、前記流出口から流出する熔融ガラスを、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させる。方法2によれば、前述の誘導加熱による利点を得ることができる。更に、方法2においても、脈理低減、防止のためには、方法1と同様に流出した熔融ガラスの風冷を行うことが好ましい。方法2において使用されるノズル、案内棒、ノズル加熱方法、風冷方法、ガラス塊分離方法、成形方法等の詳細は、先に方法1について説明した通りである。
Method 2
In Method 2, while the glass outflow nozzle having a molten glass guide rod protruding from the inside of the glass flow path to the outside of the outlet is heated by the heating means including the induction heating means, the molten glass flowing out from the outlet is Flow down along the glass guide rod. According to the method 2, the advantage by the induction heating described above can be obtained. Furthermore, also in Method 2, it is preferable to cool the molten glass that has flowed out in the same manner as Method 1 in order to reduce or prevent striae. Details of the nozzle, guide rod, nozzle heating method, air cooling method, glass lump separation method, molding method and the like used in Method 2 are as described for Method 1 above.

次に、本発明において使用されるガラスについて説明する。
本発明の方法、特に風冷を行う方法1に好適なガラスは、高温で揮発しやすい成分を多く含み、高温で流出すると脈理を生じるガラスである。このようなガラスとしては、B23および/または希土類酸化物含有ガラスを例示できる。本発明の方法によれば、特に、案内棒を用いることにより、ノズルと成形型との距離を大きくすることが可能となるため、風冷法による熔融ガラス流の冷却効果をより効率的に得ることができる。
Next, the glass used in the present invention will be described.
The glass suitable for the method of the present invention, particularly the method 1 for carrying out air cooling, is a glass that contains many components that are likely to volatilize at high temperatures and causes striae when discharged at high temperatures. Examples of such glass include B 2 O 3 and / or rare earth oxide-containing glass. According to the method of the present invention, since the distance between the nozzle and the mold can be increased particularly by using the guide rod, the cooling effect of the molten glass flow by the air cooling method can be obtained more efficiently. be able to.

更に、前述のように、本発明の方法は、濡れ上がり抑制、防止効果を得ることができるため、ノズル外周に濡れ上がりやすいガラス、例えば燐酸塩ガラス、弗素含有ガラス、弗燐酸塩ガラスなどを用いる場合にも好適である。特に燐酸塩ガラス、弗燐酸塩ガラスは濡れ上がりが著しく、案内棒を有さない従来のノズルを使用するとノズル上部に接続されるパイプの外周の高い位置まで濡れ上がるため、本発明の方法の適用が特に効果的である。   Further, as described above, since the method of the present invention can obtain the effect of suppressing and preventing wetting, glass that easily wets around the nozzle periphery, such as phosphate glass, fluorine-containing glass, and fluorophosphate glass is used. Also suitable in some cases. In particular, phosphate glass and fluorophosphate glass are remarkably wet, and when using a conventional nozzle that does not have a guide rod, the glass is wetted to a high position on the outer periphery of the pipe connected to the top of the nozzle. Is particularly effective.

このような燐酸塩ガラスとしては、P25およびNb25含有ガラス、P25およびTiO2含有ガラス、P25およびWO3含有ガラス、P25およびBi23含有ガラス、P25、Nb25およびTiO2含有ガラス、P25、Nb25、TiO2およびWO3含有ガラス、P25、Nb25およびBi23含有ガラス、P25、Nb25、Bi23およびWO3含有ガラス、P25、Nb25、Bi23およびTiO2含有ガラス、P25、Nb25、Bi23、TiO2およびWO3含有ガラスなどがある。 Such phosphate glasses include P 2 O 5 and Nb 2 O 5 containing glass, P 2 O 5 and TiO 2 containing glass, P 2 O 5 and WO 3 containing glass, P 2 O 5 and Bi 2 O 3. Containing glass, P 2 O 5 , Nb 2 O 5 and TiO 2 containing glass, P 2 O 5 , Nb 2 O 5 , TiO 2 and WO 3 containing glass, P 2 O 5 , Nb 2 O 5 and Bi 2 O 3 Containing glass, P 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 and WO 3 containing glass, P 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 and TiO 2 containing glass, P 2 O 5 , Nb 2 Examples include O 5 , Bi 2 O 3 , TiO 2 and WO 3 containing glasses.

更に、前述のように、本発明の方法によれば、低粘度の熔融ガラス流から、好ましくは滴下法によって熔融ガラス塊を得ることができる。具体的には、10dPa・s以下、好ましくは1〜8dPa・s、より好ましくは1〜5dPa・sの流出粘度の熔融ガラス流から熔融ガラス塊を得ることができる。これにより、従来の方法では作製困難であった重量100mg以下のプリフォームを安定して生産することができる。なお、流出粘性は次のようにして求めることができる。あらかじめ各温度におけるガラスの粘性を測定し、温度と粘性のグラフ(粘性曲線)を作成する。液相温度は別途、測定し、その温度における粘性を前記グラフから読み、液相粘性とする。同様に流出温度においてガラスが示す粘性を上記グラフから読み、流出粘性とする。   Furthermore, as described above, according to the method of the present invention, a molten glass lump can be obtained from a low-viscosity molten glass stream, preferably by a dropping method. Specifically, a molten glass lump can be obtained from a molten glass flow having an outflow viscosity of 10 dPa · s or less, preferably 1 to 8 dPa · s, more preferably 1 to 5 dPa · s. Thereby, a preform having a weight of 100 mg or less, which has been difficult to produce by the conventional method, can be stably produced. The outflow viscosity can be determined as follows. The viscosity of the glass at each temperature is measured in advance, and a graph of temperature and viscosity (viscosity curve) is created. The liquid phase temperature is measured separately, and the viscosity at that temperature is read from the graph and is defined as the liquid phase viscosity. Similarly, the viscosity of the glass at the outflow temperature is read from the above graph and is defined as the outflow viscosity.

このように本発明によれば、高品質なプレス成形用プリフォーム、特に精密プレス成形用に適したプリフォームを高い生産性のもとに製造することができる。
本発明の方法によって製造可能なプリフォームの形状としては、光学素子の精密プレス成形に適したもの、例えば、球や回転体形状を挙げることができる。
特に本発明は、カメラ付携帯電話搭載の撮像レンズ、ピックアップレンズなどのような小型で高い重量精度が求められる光学素子を精密プレス成形で製造する際に使用するプリフォームや、デジタルカメラ搭載のレンズなどの光学素子を精密プレス成形で製造する際に使用するプリフォームの製造に好適である。
As described above, according to the present invention, a high-quality press-molding preform, particularly a preform suitable for precision press-molding can be produced with high productivity.
Examples of the shape of the preform that can be manufactured by the method of the present invention include those suitable for precision press molding of an optical element, such as a sphere and a rotating body.
In particular, the present invention relates to a preform used when manufacturing a small optical element requiring high weight accuracy, such as an imaging lens and a pickup lens mounted on a camera-equipped mobile phone, and a lens mounted on a digital camera. It is suitable for the manufacture of a preform used when manufacturing an optical element such as by precision press molding.

[熔融ガラス流出装置]
本発明の熔融ガラス流出装置は、
熔融ガラス流をガラス流路を通して流出口から流出するガラス流出ノズルと、前記ガラス流出ノズルを加熱する加熱手段とを備える熔融ガラス流出装置において、
前記加熱手段は、誘導加熱手段を含み、かつ、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を備えることを特徴とする熔融ガラス流出装置
である。本発明の熔融ガラス流出装置によれば、前述のように、脈理の生じやすいガラス、濡れ上がりやすいガラス、低粘度の熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離し、高品質なプリフォームを得ることができる。本発明の熔融ガラス流出装置の詳細は、先に説明した通りである。
[Fused glass outflow equipment]
The molten glass outflow device of the present invention is
In a molten glass outflow apparatus comprising a glass outflow nozzle for flowing out a molten glass flow from an outlet through a glass channel, and a heating means for heating the glass outflow nozzle,
The heating means includes induction heating means, and
The glass outflow nozzle includes a molten glass guide rod that protrudes from the inside of the glass channel to the outside of the outflow port. According to the molten glass outflow apparatus of the present invention, as described above, a glass melt that easily causes striae, a glass that easily wets up, and a molten glass lump is separated from a molten glass flow having a low viscosity to obtain a high-quality preform. Can do. The details of the molten glass outflow device of the present invention are as described above.

[光学素子の製造方法]
本発明の光学素子の製造方法は、
本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法によって作製したプレス成形用プリフォームを加熱する工程およびプレス成形する工程を備える光学素子の製造方法
である。
前述のように、本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法によれば、高品質なプリフォームを高い生産性のもとに作製できるため、この方法により得られたプレス成形用プリフォームを用いることにより、光学素子を高い生産性のもとに製造することができる。
[Method of manufacturing optical element]
The method for producing an optical element of the present invention includes:
It is a manufacturing method of an optical element provided with the process of heating the press molding preform produced by the manufacturing method of the press molding preform of the present invention, and the process of press molding.
As described above, according to the method for producing a press-molding preform of the present invention, a high-quality preform can be produced with high productivity. Therefore, the press-molding preform obtained by this method is used. As a result, the optical element can be manufactured with high productivity.

本発明の光学素子の製造方法では、高い重量精度と、全体にわたって高い品質を備えたプリフォームを使用することができるので、精密プレス成形によって光学素子を製造することが好ましい。精密プレス成形は、モールドオプティクス成形法とも呼ばれ、プレス成形によって光学機能面の形状を形成する方法であり、既に当該発明の属する技術分野においてはよく知られたものである。光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法は、プレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。   In the method for producing an optical element of the present invention, a preform having high weight accuracy and high quality can be used as a whole. Therefore, it is preferable to produce an optical element by precision press molding. The precision press molding is also called a mold optics molding method, and is a method of forming the shape of the optical functional surface by press molding, which is already well known in the technical field to which the present invention belongs. A surface that transmits, refracts, diffracts, or reflects light rays of the optical element is called an optical functional surface. For example, taking a lens as an example, a lens surface such as an aspherical surface of an aspherical lens or a spherical surface of a spherical lens corresponds to an optical function surface. The precision press molding method is a method of forming an optical functional surface by press molding by precisely transferring a molding surface of a press mold to glass. That is, it is not necessary to add machining such as grinding or polishing to finish the optical functional surface.

精密プレス成形法に使用するプレス成形型としては、公知のもの、例えば炭化珪素、超硬材料などの型材の成形面に離型膜を設けたものを用いることができる。中でも、炭化珪素製のプレス成形型を用いることが好ましい。離型膜としては、炭素含有膜、貴金属合金膜などを使用することができ、耐久性、コストの面などから、炭素含有膜を用いることが好ましい。   As a press mold used in the precision press molding method, a known mold, for example, a mold having a release film on a molding surface of a mold material such as silicon carbide or super hard material can be used. Among these, it is preferable to use a press mold made of silicon carbide. As the release film, a carbon-containing film, a noble metal alloy film, or the like can be used. From the viewpoint of durability and cost, it is preferable to use a carbon-containing film.

精密プレス成形法では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため、成形時の雰囲気を非酸化性ガス雰囲気にすることが望ましい。非酸化性ガスとしては、窒素、窒素と水素の混合ガスなどを用いることが好ましい。   In the precision press molding method, it is desirable that the molding atmosphere be a non-oxidizing gas atmosphere in order to keep the molding surface of the press mold in a good state. As the non-oxidizing gas, it is preferable to use nitrogen, a mixed gas of nitrogen and hydrogen, or the like.

次に本発明の光学素子の製造方法に特に好適な精密プレス成形法について説明する。
(精密プレス成形法1)
この方法は、プレス成形型に前記プリフォームを導入し、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形するというものである(以下、精密プレス成形法1とういう)。
精密プレス成形法1において、プレス成形型と前記プリフォームの温度をともに、プリフォームを構成するガラスが106〜1012dPa・sの粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
また前記ガラスが1012dPa・s以上、より好ましくは1014dPa・s以上、さらに好ましくは1016dPa・s以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。
Next, a precision press molding method particularly suitable for the method for producing an optical element of the present invention will be described.
(Precision press molding method 1)
In this method, the preform is introduced into a press mold, the mold and the preform are heated together, and precision press molding is performed (hereinafter referred to as precision press molding method 1).
In precision press molding method 1, precision press molding may be performed by heating the temperature of the press mold and the preform to a temperature at which the glass constituting the preform exhibits a viscosity of 10 6 to 10 12 dPa · s. preferable.
Also the glass can 10 12 dPa · s or more, more preferably 10 14 dPa · s or more, more preferably from press mold the precision press molded article is cooled to a temperature at which a viscosity of more than 10 16 dPa · s It is desirable to take it out.
Under the above conditions, the shape of the molding surface of the press mold can be accurately transferred with glass, and the precision press molded product can be taken out without being deformed.

(精密プレス成形法2)
この方法は、 前記プリフォームを加熱した後に、プレス成形型に導入し、精密プレス成形する、すなわち、プレス成形型とプリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形するというものである(以下、精密プレス成形法2という)。
この方法によれば、前記プリフォームをプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学素子を製造することができる。
なおプレス成形型の予熱温度をプリフォームの予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このようにプレス成形型の予熱温度を低くすることにより、前記型の消耗を低減することができる。
また、この方法によれば、プリフォーム加熱をプレス成形型内で行う必要がないので、使用するプレス成形型の数を少なくすることもできる。
(Precision press molding method 2)
In this method, after heating the preform, the preform is introduced into a press mold and precision press molding is performed. That is, the press mold and the preform are separately preheated, and the preheated preform is introduced into the press mold. Precision press molding (hereinafter referred to as precision press molding method 2).
According to this method, since the preform is preliminarily heated before being introduced into the press mold, it is possible to manufacture an optical element with good surface accuracy free from surface defects while shortening the cycle time.
The preheating temperature of the press mold is preferably set lower than the preheating temperature of the preform. Thus, by lowering the preheating temperature of the press mold, the consumption of the mold can be reduced.
Further, according to this method, since it is not necessary to perform preform heating in the press mold, the number of press molds to be used can be reduced.

精密プレス成形法2において、前記プリフォームを構成するガラスが109dPa・s以下、より好ましくは109dPa・sの粘度を示す温度に予熱することが好ましい。
また、前記プリフォームを浮上しながら予熱することが好ましく、さらに前記プリフォームを構成するガラスが105.5〜109dPa・s、より好ましくは105.5dPa・s以上109dPa・s未満の粘度を示す温度に予熱することがさらに好ましい。
またプレス開始と同時又はプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。
なおプレス成形型の温度は、前記プリフォームの予熱温度よりも低い温度に調温させるが、前記ガラスが109〜1012dPa・sの粘度を示す温度を目安にすればよい。
この方法において、プレス成形後、前記ガラスの粘度が1012dPa・s以上にまで冷却してから離型することが好ましい。
In the precision press molding method 2, it is preferable to preheat the glass constituting the preform to a temperature exhibiting a viscosity of 10 9 dPa · s or less, more preferably 10 9 dPa · s.
The preform is preferably preheated while floating, and the glass constituting the preform has a viscosity of 10 5.5 to 10 9 dPa · s, more preferably 10 5.5 dPa · s to less than 10 9 dPa · s. It is more preferable to preheat to a temperature indicating
Moreover, it is preferable to start cooling the glass simultaneously with the start of pressing or in the middle of pressing.
The temperature of the press mold is adjusted to a temperature lower than the preheating temperature of the preform, and the temperature at which the glass exhibits a viscosity of 10 9 to 10 12 dPa · s may be used as a guide.
In this method, it is preferable that after the press molding, the glass is cooled to a viscosity of 10 12 dPa · s or more and then released.

精密プレス成形された光学素子はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。また、レンズを成形した場合には、心取り加工を行ってもよい。
このようにして、本発明によれば、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズムなどの各種光学素子、用途としてはデジタルカメラやフィルム内蔵カメラの撮像光学系を構成するレンズ、カメラ付携帯電話搭載の撮像レンズ、CDやDVDをはじめとする光記録式媒体のデータ読取および/またはデータ書込み用に使用する光線を導光するためのレンズなどの各種光学素子を作製することができる。また、銅含有ガラス製のプリフォームを使用すれば、半導体撮像素子の色補正機能を有する光学素子を作製することもできる。中でもデジタルカメラ搭載のレンズを製造する方法として好適である。
なお、これら光学素子には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。
The precision press-molded optical element is taken out from the press mold and gradually cooled as necessary. Further, when the lens is molded, centering may be performed.
Thus, according to the present invention, various lenses such as spherical lenses, aspherical lenses, and micro lenses, diffraction gratings, lenses with diffraction gratings, various optical elements such as lens arrays and prisms, and digital cameras as applications Guides light used for data reading and / or data writing on optical recording media such as lenses that constitute imaging optical systems for cameras with built-in cameras and cameras, camera-equipped mobile phones, and CDs and DVDs Therefore, various optical elements such as lenses can be manufactured. In addition, if a preform made of copper-containing glass is used, an optical element having a color correction function of a semiconductor imaging element can be produced. Among them, it is suitable as a method for producing a lens mounted on a digital camera.
These optical elements may be provided with an optical thin film such as an antireflection film, a total reflection film, a partial reflection film, or a film having spectral characteristics, if necessary.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1(図1)
白金合金製流出ノズル、高周波誘導加熱コイル、風冷用ノズルを以下のように設定した。金を5質量%含有する白金−金合金母材から図1のような流出ノズル(先端部の内径:6.0mm、広がり角度90°)を加工した。図1に示すように、流出ノズルの上端部には直径φ3mmで深さ3mmのザグリ部分を加工した。一方、流出ノズルの下端部(流出口)にはテーパー穴を形成し、先端外周の肉厚を0.25mmまで薄くした。また両端部を除いた中心部には、φ1.3mmの貫通穴を加工した。
Example 1 (FIG. 1)
A platinum alloy outflow nozzle, a high-frequency induction heating coil, and an air cooling nozzle were set as follows. An outflow nozzle (inner diameter of the tip: 6.0 mm, spread angle 90 °) as shown in FIG. 1 was processed from a platinum-gold alloy base material containing 5% by mass of gold. As shown in FIG. 1, a counterbore portion having a diameter of 3 mm and a depth of 3 mm was processed at the upper end of the outflow nozzle. On the other hand, a tapered hole was formed at the lower end (outlet) of the outflow nozzle, and the thickness of the outer periphery of the tip was reduced to 0.25 mm. In addition, a through hole of φ1.3 mm was processed in the central portion excluding both ends.

次に0.8mmの白金線の端部を酸素水素バーナで加熱熔融し、白金線端部にφ2.1mmの球状部を形成した。この球状部を金属平板に挟んで油圧プレスし、白金線の先端に直径がφ2.7mmで厚みが0.8mmの円板部を形成し、熔融ガラス案内棒とした。この円板付き白金製熔融ガラス案内棒を前記した流出ノズルにザグリ側から挿入し、φ3.0mmのザグリ部にφ2.7mmの円板部を係合させた。白金製熔融ガラス案内棒は流出ノズル下端から突き出させ、白金製熔融ガラス案内棒の突出量を決めて切断した。その後で白金製熔融ガラス案内棒を取り出し、白金製熔融ガラス案内棒の切断部を酸素水素バーナで加熱熔融し切断部を丸めた後で流出ノズル内に戻した。なお白金製熔融ガラス案内棒を挿入した流出ノズルは、流出パイプ下端に突き合わせ白金合金製の固定治具で固定した。   Next, the end of a 0.8 mm platinum wire was heated and melted with an oxygen-hydrogen burner to form a spherical portion of φ2.1 mm at the end of the platinum wire. The spherical portion was sandwiched between metal flat plates and hydraulically pressed to form a circular plate portion having a diameter of 2.7 mm and a thickness of 0.8 mm at the tip of the platinum wire to obtain a molten glass guide rod. This platinum molten glass guide rod with a disc was inserted into the outflow nozzle from the counterbore side, and a disc portion of φ2.7 mm was engaged with the counterbore portion of φ3.0 mm. The platinum molten glass guide rod was protruded from the lower end of the outflow nozzle, and the projection amount of the platinum molten glass guide rod was determined and cut. Thereafter, the platinum molten glass guide rod was taken out, the cut portion of the platinum molten glass guide rod was heated and melted with an oxygen-hydrogen burner, and the cut portion was rounded, and then returned to the outflow nozzle. The outflow nozzle into which the platinum molten glass guide rod was inserted was abutted against the lower end of the outflow pipe and fixed with a fixing jig made of platinum alloy.

次に、石英ガラスを加工し図1に示すような二重管(直径φ39.5mm)を製作した。二重管上部は閉じられており、二重管部に風冷ガスを導入する導入管を付けた。一方、二重管の下部は開いており、下部先端側で二重管部を縮径させた。このような石英ガラス製の風冷ノズルを、図1に示すように流出ノズルを包むよう配置した。このような状態で石英ガラス製の風冷ノズルに冷却ガス(例えば窒素)を流すことにより、流出ノズルから出たばかりの熔融ガラス流や成形型上にキャスト中の熔融ガラス塊の上面を風冷することができる。また流出ノズルは石英ガラス製の風冷ノズルで包まれるため、風冷ガスが流出ノズルに吹きかかることもなく、ノズル部分でガラスが結晶化してしまうこともない。     Next, quartz glass was processed to produce a double tube (diameter φ39.5 mm) as shown in FIG. The upper part of the double pipe was closed, and an introduction pipe for introducing air-cooled gas was attached to the double pipe part. On the other hand, the lower part of the double pipe was open, and the diameter of the double pipe part was reduced at the lower end side. Such an air cooling nozzle made of quartz glass was arranged so as to wrap the outflow nozzle as shown in FIG. In such a state, a cooling gas (for example, nitrogen) is passed through a quartz glass-made air cooling nozzle to cool the top surface of the molten glass mass being cast on the molten glass flow or the mold that has just come out of the outflow nozzle. be able to. Moreover, since the outflow nozzle is wrapped with an air cooling nozzle made of quartz glass, the air cooling gas is not blown onto the outflow nozzle, and the glass is not crystallized at the nozzle portion.

次に、流出ノズルを加熱する高周波誘導加熱コイル(高周波誘導コイル、高周波コイルともいう)について説明する。内径がφ40mmで高さが50mm、ターン数が7ターンの高周波誘導加熱コイルを用意し、高周波コイル内に石英ガラス製の風冷ノズルをはめこみ物理的に固定した。本状態で、風冷ノズル内に流出ノズルを挿入し物理的に固定した。なお、高周波誘導加熱コイル下端と流出ノズル下端(白金製熔融ガラス案内棒を除く)、そして風冷ノズルの下端は同じ高さとなるよう位置調整した。よって流出ノズルから突き出した白金製熔融ガラス案内棒は、コイル下端からも突き出た状態とした。   Next, a high frequency induction heating coil (also referred to as a high frequency induction coil or a high frequency coil) for heating the outflow nozzle will be described. A high frequency induction heating coil having an inner diameter of 40 mm, a height of 50 mm, and a number of turns of 7 was prepared, and a quartz glass air-cooled nozzle was fitted into the high frequency coil and physically fixed. In this state, the outflow nozzle was inserted into the air cooling nozzle and physically fixed. The lower end of the high-frequency induction heating coil, the lower end of the outflow nozzle (excluding the platinum molten glass guide rod), and the lower end of the air cooling nozzle were adjusted so as to have the same height. Therefore, the molten glass guide rod made of platinum protruding from the outflow nozzle was also protruded from the lower end of the coil.

次に、熔融ガラスとその流出方法について説明する。nd:1.85、νd:40で、B23、ZnO、La23を主成分とするガラスのカレットを3リットルの白金ルツボ中に投入し、1100℃で熔解後、1300℃で脱泡清澄、撹拌均質化し熔融ガラスを得た。この熔融ガラスを白金ルツボ底部に結合し温度制御された白金パイプを通じ、誘導加熱によって1060℃に温度制御した白金合金製流出ノズルから1.2kg/hrの流出速度で連続流出させた。本ガラスの液相温度は1050℃であり、液相温度での粘性は4.5dPa・sである。また流出温度である1060℃では、ガラスの粘性は3.9dPa・sである。 Next, a molten glass and its outflow method are demonstrated. At nd: 1.85, νd: 40, glass cullet containing B 2 O 3 , ZnO, and La 2 O 3 as main components was put into a 3 liter platinum crucible, melted at 1100 ° C., and then at 1300 ° C. Defoaming clarification and stirring were performed to obtain molten glass. This molten glass was continuously flowed out at a flow rate of 1.2 kg / hr from a platinum alloy flow-out nozzle which was temperature-controlled at 1060 ° C. by induction heating through a temperature-controlled platinum pipe connected to the bottom of the platinum crucible. The liquid phase temperature of the present glass is 1050 ° C., and the viscosity at the liquid phase temperature is 4.5 dPa · s. Further, at the outflow temperature of 1060 ° C., the viscosity of the glass is 3.9 dPa · s.

次にプリフォームの成形方法と成型装置について説明する。熔融ガラスを直接キャストする成形型12個を、30°ずつインデックス回転する回転テーブルの外周に均等配置した。成形型キャスト部の凹みは多孔質材料からなり、熔融ガラス塊を略浮上状態に保つため、凹面側に向かい浮上ガス(例えば窒素)を0.3リットル/分流した。また成形型上での熔融ガラスの冷却速度を調節するため、成形型は200〜300℃程度に加熱した。上記設定で流出口の真下に12個の成形型を順番に配給し、成形型を上昇させ6.4秒間熔融ガラス流を成形型の凹部で受けた後、成形型を急降下させ熔融ガラス流を切断し成形型凹部に425mm3の熔融ガラス塊を得た。同様の操作を繰り返し、12個の成形型で7.6秒毎に熔融ガラスを順番にキャストした。熔融ガラス塊は成形型上で略浮上状態のまま冷却固化後、ロボットの真空吸着ハンドで型から取り出しトレイに配列した。 Next, a preform molding method and a molding apparatus will be described. Twelve molds for directly casting the molten glass were evenly arranged on the outer periphery of the rotary table that rotated the index by 30 °. The depression of the casting mold cast part is made of a porous material, and a floating gas (for example, nitrogen) was flowed 0.3 liter / min toward the concave surface side in order to keep the molten glass lump in a substantially floating state. Moreover, in order to adjust the cooling rate of the molten glass on a shaping | molding die, the shaping | molding die was heated at about 200-300 degreeC. With the above settings, 12 molds are distributed in order directly under the outlet, the mold is raised and the molten glass flow is received in the concave portion of the mold for 6.4 seconds, and then the mold is rapidly lowered to cause the molten glass flow to flow. Cutting was performed to obtain a molten glass lump of 425 mm 3 in the concave portion of the mold. The same operation was repeated, and the molten glass was cast in order with 7.6 molds every 7.6 seconds. The molten glass lump was cooled and solidified in a substantially floating state on the mold, and then removed from the mold by a robot vacuum suction hand and arranged on a tray.

次に、流出ノズル先端からの白金製熔融ガラス案内棒の突出量について説明する。外径が6mmの流出ノズルから熔融ガラスを滴下させた場合、流出ノズルにぶら下がる熔融ガラスの長さは6mm程度が限度であり、それ以上の長さでは滴下が起こる。流出ノズルに挿入する白金製熔融ガラス案内棒は、熔融ガラスの冷却促進を目的とし、ガラス流を自然滴下時よりも細く長く引き伸ばすために用いる。よって、熔融ガラスを滴下させるためには、白金製熔融ガラス案内棒の突出量は、外径6mmのノズルでは6mm以上にすべきである。なお白金製熔融ガラス案内棒により充分な冷却効果を得る好ましい突出量は、外径6mmの流出ノズルでは6〜12mmである。突出量が長いほど熔融ガラスの冷却効果は得やすいが、突出量が14mm以上ではガラスの温度が下がりすぎて白金製熔融ガラス案内棒表面でガラスが結晶化する場合があり好ましくない。逆に、熔融ガラス案内棒の突出量が長すぎなければ、熔融ガラス案内棒の表面温度が液相温度以下であっても、熔融ガラス案内棒表面に熔融ガラスが滞留することがないこと、最も温度が高い熔融ガラスの中心部に位置することのため、結晶化が起こる危険性は殆どない。このように、流出ノズルからの熔融ガラス案内棒の突出量は、使用するノズルの外径に応じて適宜最適化する必要がある。なお本実施例では、熔融ガラス案内棒の突出量を7mmとした。また、本実施例では、5リットル/分の窒素を風冷ノズルに流して、図1に示すように熔融ガラス案内棒に沿って流下する部分に風冷ガスを吹き付けて風冷を行った。
本実施例では、熔融ガラス案内棒がないノズルを使用した場合よりノズル先端と成形型の距離を5mm程度離しガラス流が細い状態でキャストすることができた。そして得られたプリフォームには、表面、内部とも全く脈理が認められず、品質は良好であった。
Next, the amount of projection of the platinum molten glass guide rod from the tip of the outflow nozzle will be described. When molten glass is dropped from an outflow nozzle having an outer diameter of 6 mm, the length of the molten glass hanging from the outflow nozzle is limited to about 6 mm, and dripping occurs at lengths longer than that. The platinum molten glass guide rod inserted into the outflow nozzle is used for the purpose of accelerating the cooling of the molten glass, and is used to stretch the glass flow narrower and longer than during natural dripping. Therefore, in order to drop molten glass, the amount of projection of the platinum molten glass guide rod should be 6 mm or more for a nozzle having an outer diameter of 6 mm. In addition, the preferable protrusion amount which obtains sufficient cooling effect with the molten glass guide rod made of platinum is 6 to 12 mm for an outflow nozzle having an outer diameter of 6 mm. The longer the amount of protrusion, the easier it is to obtain the effect of cooling the molten glass. However, if the amount of protrusion is 14 mm or more, the temperature of the glass is too low and the glass may be crystallized on the surface of the platinum molten glass guide rod. On the contrary, if the projection amount of the molten glass guide rod is not too long, the molten glass will not stay on the surface of the molten glass guide rod even if the surface temperature of the molten glass guide rod is below the liquidus temperature, Since it is located in the center of the molten glass having a high temperature, there is almost no risk of crystallization. Thus, it is necessary to optimize the protrusion amount of the molten glass guide rod from the outflow nozzle according to the outer diameter of the nozzle to be used. In this example, the amount of projection of the molten glass guide rod was 7 mm. Further, in this example, 5 liters / minute of nitrogen was passed through the air cooling nozzle, and air cooling was performed by blowing air cooling gas onto the part flowing down along the molten glass guide rod as shown in FIG.
In this example, the distance between the tip of the nozzle and the mold was about 5 mm longer than when a nozzle without a molten glass guide rod was used, and the glass flow could be cast in a thin state. The preform thus obtained had no striae on the surface and inside, and the quality was good.

実施例2(図2)
図2に示す装置を用いて熔融ガラス流から熔融ガラス塊を分離した。本実施例では、石英ガラス製の風冷ノズルを装着せず風冷を行わない以外は、全て実施例1と同条件で425mm3のプリフォームを成形した。但し、キャスト終了後に成形型を流出ノズル直下から退避させた後で、熔融ガラス塊の真上から7リットル/分の窒素を熔融ガラス塊に吹きかけた。得られたプリフォームには、最外周部の表面に薄い脈理が観察された。しかし本プリフォームでレンズを成形したところ、表面の脈理はレンズの有効径の外に存在し、脈理の濃度も良品レベルであった。
Example 2 (FIG. 2)
A molten glass lump was separated from the molten glass stream using the apparatus shown in FIG. In this example, a 425 mm 3 preform was molded under the same conditions as in Example 1 except that no quartz glass air cooling nozzle was attached and no air cooling was performed. However, after the casting was completed, the mold was retracted from just below the outflow nozzle, and then 7 liters / minute of nitrogen was blown onto the molten glass lump from directly above the molten glass lump. In the obtained preform, thin striae were observed on the outermost peripheral surface. However, when the lens was molded with this preform, the striae on the surface existed outside the effective diameter of the lens, and the concentration of striae was at a non-defective level.

実施例3(図3)
nd:1.8468、νd:23.5でP25、R2O(R:Li、Na、K)、Nb25を主成分とするガラスのカレットを白金ルツボ中に投入し1000℃で熔解後、1100℃で脱泡清澄、撹拌均質化して熔融ガラスを得た。この熔融ガラスをルツボ底部に結合し誘導加熱により温度制御された白金パイプを通じ900℃の熔融ガラス案内棒付き白金合金製流出ノズル(先端部外径:φ6.0mm、中心穴径:1.2mm、ノズル先端部の広がり角度90°、熔融ガラス案内棒の径:φ0.8mm、熔融ガラス案内棒の突出量:7mm)から0.96kg/hrの流出速度で連続流出させた。本流出条件で流出した熔融ガラスを、実施例2と同様の装置を使い6.5秒間隔で425mm3のプリフォームに成形した。図3に、本実施例におけるキャスト直前〜熔融ガラス塊の切断分離の概略図を示す。なお本ガラスの液相温度は880℃で液相粘性が5.3 dPa・sである。よって熔融ガラスの流出粘性は、4.1 dPa・sとなる。得られたプリフォームは、脈理等の欠陥がなく、品質上何ら問題のないものであった。
Example 3 (FIG. 3)
A glass cullet containing P 2 O 5 , R 2 O (R: Li, Na, K) and Nb 2 O 5 as main components was put into a platinum crucible at nd: 1.8468 and νd: 23.5. After melting at 0 ° C., defoaming was clarified at 1100 ° C. and homogenized with stirring to obtain a molten glass. This molten glass is bonded to the bottom of the crucible, and a platinum alloy outflow nozzle with a molten glass guide rod at 900 ° C. through a platinum pipe whose temperature is controlled by induction heating (tip outer diameter: φ6.0 mm, center hole diameter: 1.2 mm, The nozzle tip was spread at a flow rate of 0.96 kg / hr from a nozzle tip spread angle of 90 °, a molten glass guide rod diameter: φ0.8 mm, and a protruding amount of the molten glass guide rod: 7 mm). The molten glass that flowed out under these flow conditions was molded into a 425 mm 3 preform at intervals of 6.5 seconds using the same apparatus as in Example 2. In FIG. 3, the schematic of the cutting | disconnection separation of the molten glass lump just before casting in a present Example is shown. The glass has a liquidus temperature of 880 ° C. and a liquidus viscosity of 5.3 dPa · s. Therefore, the outflow viscosity of the molten glass is 4.1 dPa · s. The obtained preform had no defects such as striae and had no problem in quality.

本組成の熔融ガラスは、前記した白金−金合金ノズルとの濡れが非常に良い。それに対し、後述する比較例3のような普通のノズルを使用すると、ノズル先端で熔融ガラスが濡れ上がり、プリフォームに濃い表面脈理が発生する(比較例3、図6参照)。本実施例では、図3に示すように、キャスト直前〜熔融ガラス塊の切断分離まで、ノズル先端の熔融ガラスの形状を先細り状態に保つことができる。これは熔融ガラス案内棒に沿って熔融ガラスが濡れるために起こる現象である。このような効果を得るため、熔融ガラスとの濡れ性がノズル素材と同等かより良い熔融ガラス案内棒を使用することが望ましい。つまり、通常の金白金合金製のノズル(金を5%含有)を使用する場合は、濡れが良くない貴金属、例えば純金等からなる熔融ガラス案内棒を使用することは好ましくない。
上記のように、キャスト直前〜熔融ガラス塊の切断分離まで、ノズル先端の熔融ガラス形状を常に先細り状態に保てるため、ノズル素材に濡れやすい熔融ガラスであっても濡れ上がることがない。
The molten glass of this composition has very good wettability with the above-described platinum-gold alloy nozzle. On the other hand, when an ordinary nozzle such as Comparative Example 3 described later is used, the molten glass wets at the tip of the nozzle and a thick surface striae is generated in the preform (see Comparative Example 3 and FIG. 6). In this embodiment, as shown in FIG. 3, the shape of the molten glass at the tip of the nozzle can be kept in a tapered state from just before casting to cutting and separation of the molten glass lump. This is a phenomenon that occurs because the molten glass wets along the molten glass guide rod. In order to obtain such an effect, it is desirable to use a molten glass guide rod whose wettability with molten glass is equal to or better than that of the nozzle material. That is, when a normal gold-platinum alloy nozzle (containing 5% gold) is used, it is not preferable to use a molten glass guide rod made of a noble metal that does not wet well, such as pure gold.
As described above, the shape of the molten glass at the tip of the nozzle is always kept in a tapered state from just before casting to cutting and separation of the molten glass lump, so that even a molten glass that easily wets the nozzle material does not get wet.

比較例1(図4)
流出ノズルのみを熔融ガラス案内棒のないもの(図4)に変更し、その他の条件は実施例1と同様にして425mm3のプリフォームを成形した。得られたプリフォームは、外周に濃い放射状の表面脈理が観察された。このような脈理は、プリフォーム外周部が風冷されにくいために生じると考えられる。そこで流出ノズル温度を1040℃まで下げたところ、脈理は観察されなくなった。しかしながら、成形開始から30分程度でノズル先端部に結晶が析出し連続成形ができなかった。
Comparative Example 1 (FIG. 4)
Only the outflow nozzle was changed to one without a molten glass guide rod (FIG. 4), and other conditions were the same as in Example 1 to form a 425 mm 3 preform. In the obtained preform, dark radial striae were observed on the outer periphery. Such stria is considered to occur because the outer periphery of the preform is not easily cooled by air. Therefore, when the outflow nozzle temperature was lowered to 1040 ° C., no striae was observed. However, crystals were deposited at the tip of the nozzle within about 30 minutes from the start of molding, and continuous molding was not possible.

比較例2(図5)
流出ノズルのみを熔融ガラス案内棒のないノズルに変更し(図5)、その他の条件は実施例2と同様にして425mm3のプリフォームを成形した。得られたプリフォームには、中心から外周にかけて連続したタマネギの皮の筋に似た濃い脈理が観察され、プリフォームとして使用できないものであった。
Comparative Example 2 (FIG. 5)
Only the outflow nozzle was changed to a nozzle without a molten glass guide rod (FIG. 5), and other conditions were the same as in Example 2 to form a 425 mm 3 preform. In the resulting preform, a thick striae resembling the onion skin streak from the center to the outer periphery was observed and could not be used as a preform.

比較例3(図6)
流出ノズルのみを熔融ガラス案内棒のないノズル(内径0.9mm)に変更し、その他の条件は実施例3と同様にして425mm3のプリフォームを成形した。得られたプリフォーム表面には、突発的に濃い表面脈理が発生していた。
図6に、比較例3におけるキャスト直前〜熔融ガラス塊の切断分離の概略図を示す。図6に示すように、熔融ガラス案内棒が無いノズルでは、ぶら下がる液滴がくびれることはない。また熔融ガラス流が切断される度に、表面張力で熔融ガラスが上方に持ち上がる。よって、成形初期に濡れ上がりが無くても、時間とともにノズル先端の外周が濡れてくる。ノズル先端が薄いガラス層で被覆されるとそのガラスが滞留し変質する。その変質ガラスがプリフォーム表面に混入すると、濃い表面脈理が発生する。
Comparative Example 3 (FIG. 6)
Only the outflow nozzle was changed to a nozzle without an molten glass guide rod (inner diameter 0.9 mm), and the other conditions were the same as in Example 3 to form a 425 mm 3 preform. On the surface of the preform thus obtained, suddenly strong surface striae occurred.
In FIG. 6, the schematic of the cutting-separation of the molten glass lump just before casting in the comparative example 3 is shown. As shown in FIG. 6, in the nozzle without the molten glass guide rod, the hanging droplets are not constricted. Each time the molten glass stream is cut, the molten glass is lifted upward by surface tension. Therefore, even if there is no wetting up at the initial stage of molding, the outer periphery of the nozzle tip gets wet with time. When the nozzle tip is covered with a thin glass layer, the glass stays and changes its quality. When the modified glass is mixed into the preform surface, a deep surface striae is generated.

本発明によれば、易揮発物を含むガラスやノズルに濡れ上がりやすいガラスから熱間成形法によって高品質なプレス成形用プリフォームを製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a high quality preform for press molding can be manufactured by the hot forming method from the glass containing an easily volatile substance, or the glass which wets easily to a nozzle.

実施例1で使用した装置の概略図である。1 is a schematic view of an apparatus used in Example 1. FIG. 実施例2で使用した装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of an apparatus used in Example 2. 実施例3におけるキャスト直前〜熔融ガラス塊の切断分離の概略図である。It is the schematic of the cutting-separation of the molten glass lump just before casting in Example 3. 比較例1で使用した装置の概略図である。2 is a schematic view of an apparatus used in Comparative Example 1. FIG. 比較例2で使用した装置の概略図である。6 is a schematic view of an apparatus used in Comparative Example 2. FIG. 比較例3におけるキャスト直前〜熔融ガラス塊の切断分離の概略図である。It is the schematic of the cutting-separation of the molten glass lump just before casting in the comparative example 3. 案内棒を有するガラス流出ノズルの一例を示す。An example of the glass outflow nozzle which has a guide rod is shown. ノズル先端の概略図(内径の広がり角度25°、70°、130°)を示す。Schematic diagrams of nozzle tips (inner diameter spreading angles 25 °, 70 °, 130 °) are shown.

Claims (11)

ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形する工程を含むプレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有し、
前記流出口から流出する熔融ガラス流を、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させ、かつ、
流出した熔融ガラスにガスを吹き付けて前記熔融ガラス表面の冷却を促進することを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法。
A press including a step of flowing molten glass from an outlet provided at the tip of a nozzle through a glass flow path in a glass outflow nozzle, separating the molten glass lump, and forming the separated molten glass lump into a preform on a mold. In the manufacturing method of the preform for molding,
The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet,
Let the molten glass flow flowing out from the outlet flow down along the molten glass guide rod; and
A method for producing a preform for press molding, characterized in that gas is blown onto the molten glass that has flowed out to promote cooling of the surface of the molten glass.
前記ガラス流出ノズルは、誘導加熱手段を含む加熱手段によって加熱される請求項1に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The said glass outflow nozzle is a manufacturing method of the preform for press molding of Claim 1 heated by the heating means containing an induction heating means. ガラス流出ノズル内のガラス流路を通してノズル先端に設けられた流出口から熔融ガラスを流出させ熔融ガラス塊を分離し、分離された熔融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形するプレス成形用プリフォームの製造方法において、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を有し、かつ、誘導加熱手段を含む加熱手段によって加熱され、
前記流出口から流出する熔融ガラスを、前記熔融ガラス案内棒に沿って流下させることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造方法。
A press molding process that separates the molten glass lump by letting the molten glass flow out from the outlet provided at the nozzle tip through the glass flow path in the glass outflow nozzle, and molding the separated molten glass lump into a preform on the mold. In the manufacturing method of renovation,
The glass outflow nozzle has a molten glass guide rod protruding from the glass flow path to the outside of the outlet, and is heated by heating means including induction heating means,
A method for producing a preform for press molding, characterized by causing molten glass flowing out from the outlet to flow down along the molten glass guide rod.
前記ガラス流出ノズルの周りに高周波誘導コイルを配置し、前記コイルの下端よりも前記熔融ガラス案内棒の下端を下方に突出させる請求項3に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The manufacturing method of the press molding preform of Claim 3 which arrange | positions the high frequency induction coil around the said glass outflow nozzle, and makes the lower end of the said molten glass guide rod protrude below rather than the lower end of the said coil. 前記流出口から流出する熔融ガラスにガスを吹き付けて前記熔融ガラス表面の冷却を促進する請求項4に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The manufacturing method of the preform for press molding of Claim 4 which sprays gas on the molten glass which flows out out of the said outflow port, and accelerates | stimulates cooling of the said molten glass surface. 23および/または希土類酸化物含有ガラスからなるプリフォームを成形する請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The method of press-molding preform produced according to any one of claims 1 to 5, a preform consisting of B 2 O 3 and / or rare earth oxide-containing glass. 燐酸塩ガラスまたは弗燐酸塩ガラスからなるプリフォームを成形する請求項1〜5のいずれか1項に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The method for producing a press molding preform according to any one of claims 1 to 5, wherein a preform made of phosphate glass or fluorophosphate glass is molded. 前記熔融ガラス案内棒の下方に支持体を配置し、
前記熔融ガラス案内棒に沿って流下する熔融ガラス先端を、前記支持体によって支持し、次いで、
前記支持体を下方に降下させるか、または前記支持体による支持を取り除いて前記熔融ガラス先端を分離して熔融ガラス塊を得る請求項1〜7のいずれか1項に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
A support is disposed below the molten glass guide rod,
The molten glass tip flowing down along the molten glass guide rod is supported by the support, and then
The preform for press molding according to any one of claims 1 to 7, wherein the support is lowered or the support by the support is removed to separate the tip of the molten glass to obtain a molten glass lump. Manufacturing method.
前記熔融ガラス案内棒の先端から熔融ガラスを滴下することにより前記流出する熔融ガラスから熔融ガラス塊を分離する請求項1〜7のいずれか1項に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The manufacturing method of the preform for press molding of any one of Claims 1-7 which isolate | separate a molten glass lump from the molten glass which flows out by dripping molten glass from the front-end | tip of the said molten glass guide rod. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法により作製したプレス成形用プリフォームを加熱する工程およびプレス成形する工程を備える光学素子の製造方法。 The manufacturing method of an optical element provided with the process of heating the preform for press molding produced by the manufacturing method of any one of Claims 1-9, and the process of press molding. 熔融ガラス流をガラス流路を通して流出口から流出するガラス流出ノズルと、前記ガラス流出ノズルを加熱する加熱手段とを備える熔融ガラス流出装置において、
前記加熱手段は、誘導加熱手段を含み、かつ、
前記ガラス流出ノズルは、前記ガラス流路内から流出口の外部に突出する熔融ガラス案内棒を備えることを特徴とする熔融ガラス流出装置。
In a molten glass outflow apparatus comprising a glass outflow nozzle for flowing out a molten glass flow from an outlet through a glass channel, and a heating means for heating the glass outflow nozzle,
The heating means includes induction heating means, and
The molten glass outflow apparatus, wherein the glass outflow nozzle includes a molten glass guide rod protruding from the inside of the glass flow path to the outside of the outflow port.
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