JP2007302526A - ガラス成形装置、ガラス成形方法、及びガラス成形品製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工が容易で、長期の使用においても劣化しにくい成形型を有するガラス成形装置、ガラス成形方法、及びガラス成形品製造装置を提供する。
【解決手段】気体が通過可能な成形型１１を有し、気体が噴出している前記成形型１１の受け面１１４上に、溶融ガラスを受けるガラス成形装置であって、前記成形型１１は受け面１１４のみから気体が噴出するガラス成形装置である。また、成形型１１は、受け面１１４を除く外側の面が、塞孔処理、特にメッキ処理によりメッキ層１１３が設けられていることが好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス成形装置、ガラス成形方法、及びガラス成形品製造装置に関し、特にガラス成形品を成形する成形型に関する。

例えば、レンズなどの光学ガラス素子を製造する方法として、プリフォームと呼ばれる完成品に近い形状のガラス成形品を加熱軟化させ、高精密面の金型でプレスして金型面を転写することによって行う精密プレスで製造する技術がある。

このようなプリフォームの製造は、例えば、溶融状態の光学ガラス材料を、エアを噴出させた成形型の成形面上に、流下させ、成形面上に浮上状態で保持しつつ冷却する方法で行われる。例えば下記の特許文献１には、溶融ガラス流出口から流出する溶融ガラス流を、ガスが噴出している状態の多孔質の型の受け面上に、ガスで浮上した非接触状態において、受けて、光学素子成形用素材として、溶融ガラス塊を得る製造方法が開示されている。この製造方法に用いられる多孔質の型は、多孔質の型の受け面から噴出するガスの内、溶融ガラス塊を浮上させるのに寄与しない余剰のガス流を、溶融ガラス流出口の方向に噴出させないように型構造を構成している。すなわち、受け面を除いた多孔質の型の上面を、カバーで覆うことにより、余剰のガス流を流出口の方向に噴出させないような型構造を構成している。
特開２０００−０９５５３１号公報

しかし、上記特許文献１に記載されているガラス成形装置の多孔質の型においては、多孔質の型の受け面を除いて、カバーで覆っているため、多孔質の型とカバーが外れることがある。また、使用により、上面のカバーだけが伸び、多孔質の型とカバーの間に空間が発生し、気流が漏れるという問題があった。

また、ガスを噴出しながら、溶融ガラス塊の製造を行っているため、噴出するガス中に不純物が存在する場合、製造されたプリフォームに不純物が混入し、光路を遮ったり、光を散乱させる原因となったり、光学素子用のガラスとして透過率などの光学恒数を満たさない等という問題があった。しかし、上記特許文献１には、噴出する気体について清浄化する点については、工夫はされていなかった。

本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、加工が容易で、長期の使用においても劣化しにくい成形型を有するガラス成形装置、ガラス成形方法、及びガラス成形品製造装置を提供する。

本発明者らは上記課題を解決するために、成形型の受け面のみから気体を噴出させることにより、好ましくは、成形型の受け面を除く外側の面を、塞孔処理することにより、加工が容易で、長期の使用にも耐えることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１） 気体が通過可能な成形型を有し、気体が噴出している前記成形型の受け面上に、溶融ガラスを受けるガラス成形装置であって、前記成形型は受け面のみから気体が噴出するガラス成形装置。

本発明のガラス成形装置は、溶融ガラスを受ける受け面のみから気体が噴出されている。したがって、溶融ガラスを浮上させるためにのみ用いられ、余剰の気体が噴出されないため効率が良い。また、受け面以外の面から噴出される気体により、流下装置の溶融ガラスが冷却されることがないため、脈理を効果的に防止することができる。また、成形型から浮遊した状態でプリフォームを製造することができるため、ガラス表面にシワ等の欠陥がない、表面のなめらかなプリフォームを製造することができる。

（２） 前記成形型は、前記成形型の受け面を除く外側の面が、塞孔処理されている（１）記載のガラス成形装置。

（３） 前記塞孔処理が、液状の組成物によって気孔を塞ぎ硬化させる処理、プラズマ溶射により気孔を塞ぐ処理、ＣＶＤにより気孔を塞ぐ処理、及び、メッキ処理により気孔を塞ぐ処理、からなる群から選ばれる処理である（２）記載のガラス成形装置。

この態様によれば、成形型の受け面を除く面を塞孔処理することにより、気体を受け面のみから噴出することができる。また、母材（成形型に塞孔処理する前の部材）に直接塞孔処理が施されているため、母材にカバーをした場合のように、使用により母材とカバーが外れることがない。そして、カバーが伸びることにより、母材とカバーの間に空間が発生し、気体が漏れることがないため、長期の使用に耐えることができる。また、塞孔処理としては、上記処理が好ましく用いられる。上記処理とすることで、気孔のみを塞ぐことができる、あるいは、成形型に形成される膜を薄くすることができるため、成形型をコンパクトにすることができる。また、成形型に直接塞孔処理がなされているため、成形型の受け面のみを再加工することができる。

（４） 前記成形型が多孔質材料からなる（１）から（３）いずれか記載のガラス成形装置。

この態様によれば、成形型が多孔質材料からなるため、所望の成形型の形状を有する成形体を焼結することにより、受け面と側面とが一体型の成形型を製造することができる。したがって、受け面と側面とを接続する必要がないため、接続部から気体が漏れることがなく、良好なプリフォームを製造することができる。また、多孔質材料を用いることにより、受け面上に形成された気体を通過させる気孔を開ける工程を省略することができる。さらに、気孔が受け面全体に均一に形成されているため、受け面全体から均一に気体を噴出させることができる。

（５） 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径の−５０％から＋５０％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれている（４）記載のガラス成形装置。

この態様によれば、細孔の径がほぼ均一であるため、浮遊しているプリフォームが安定し、均一な形状のプリフォームを製造することができる。

（６） 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径が１０μｍ以上４００μｍ以下の範囲である（４）または（５）記載のガラス成形装置。

この態様によれば、細孔直径のモード径が１０μｍ以上４００μｍ以下であるため、浮遊しているプリフォームが安定し、かつ、気体の圧送に負荷がかからずに製造することができる。細孔直径のモード径が上記範囲より大きいと、浮上しているプリフォームが安定せず、好ましくない。また、上記範囲より小さいと、浮上に必要な気体の噴出が得られなかったり、気体の圧送に過剰な負荷がかかるため、好ましくない。

（７） 前記多孔質材料の気孔率が５０％以下である（４）から（６）いずれか記載のガラス成形装置。

この態様によれば、多孔質材料の気孔率が５０％以下であるため、流下装置から滴下した溶融ガラスを、浮上させるのに必要な気体の噴出量が得られ易く、また、気体の圧送に過剰な負荷がかかりにくい。したがって、プリフォームを効率よく製造することができる。

（８） 前記気体が空気、または不活性ガスである（１）から（７）いずれか記載のガラス成形装置。

この態様によれば、気体が空気、又は、不活性ガスであるため、ガラスの組成物との反応がなく、所望の組成のプリフォームを製造することができる。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどを挙げることができる。

（９） 前記気体を必要に応じて加熱する加熱手段が設けられている（１）から（８）いずれか記載のガラス成形装置。

この態様によれば、必要に応じて気体を加熱することができる。したがって、成形型の受け面から噴出される気体による急冷を防ぐことができ、プリフォームの割れ、及び脈理の発生を防止することができる。気体を加熱する加熱手段としては、バーナー、又は加熱ヒーターにより加熱することができ、成形型又は気体が通過する配管等を加熱することにより、受け面から噴出される気体を加熱することができる。このなかでも、構成が簡単で効果的である成形型を加熱する方法が好ましく用いられる。

（１０） 前記気体が通過する清浄化手段が、前記成形型に供給される前に設けられている（１）から（９）いずれか記載のガラス成形装置。

（１１） 前記清浄化手段が、フィルタである（１０）記載のガラス成形装置。

この態様によれば、清浄化手段が、成形型に供給される前に設けられているため、供給される気体中のゴミ等を除去することができ、不純物の混入のないプリフォームを製造することができる。清浄化手段としては、フィルタが好ましく用いることができ、清浄化手段通過後の気体の清浄度は、大気圧状態での容積１リットル当たり０．３μｍ以上の粒子を１００個以下であることが好ましく、５０個以下が好ましく、１０個以下が最も好ましい。

（１２） 原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽、及びこの溶融槽に接続されて前記溶融ガラスを当該溶融槽から流出する誘導路を有する溶解装置と、前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、前記溶融ガラスを成形する成形型を有するガラス成形装置と、前記成形型により成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置と、
を備えるガラス成形品製造装置であって、前記ガラス成形装置は（１）から（１１）いずれか記載のガラス成形装置であるガラス成型品製造装置。

この態様によれば、本発明のガラス成形装置は、溶解装置と、流下装置と、及び搬送装置とを備えたガラス成形品製造装置として使用することで、生産性を向上させることができ、好適に用いることができる。

（１３） （１）から（１１）いずれか記載のガラス成形装置、または、（１２）記載のガラス成形品製造装置により成形された光学素子用プリフォーム。

この態様によれば、（１）から（１１）いずれか記載のガラス成形装置、または、（１２）記載のガラス成形品製造装置により成形されたプリフォームは、割れ、脈理の発生がなく、また、不純物の混入も少ないため、光学素子用として好適に用いることができる。

（１４） 溶融ガラスからガラスを成形するガラス成形方法であって、溶融ガラスを流下する流下工程と、この流下された溶融ガラスを、気体が通過可能な成形型の受け面のみから気体を噴出しつつ、成形型の受け面で受け止め、溶融ガラス塊を成形する溶融ガラス塊成形工程と、この溶融ガラス塊を冷却し、ガラスを成形する冷却工程と、を含むガラス成形方法。

（１５） 前記成形型は受け面を除く外側の面が塞孔処理されている（１４）記載のガラス成形方法。

（１６） 前記塞孔処理が、液状の組成物によって気孔を塞ぎ硬化させる処理、プラズマ溶射により気孔を塞ぐ処理、ＣＶＤにより気孔を塞ぐ処理、及び、メッキ処理により気孔を塞ぐ処理、からなる群から選ばれる処理である（１５）記載のガラス成形方法。

（１７） 前記溶融ガラス塊成形工程において、前記成形型が多孔質材料からなる（１４）から（１６）いずれか記載のガラス成形方法。

（１８） 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径の−５０％から＋５０％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれている（１７）記載のガラス成形方法。

（１９） 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径が１０μｍ以上４００μｍ以下の範囲である（１７）または（１８）記載のガラス成形方法。

（２０） 前記多孔質材料の気孔率が５０％以下である（１７）から（１９）いずれか記載のガラス成形方法。

（２１） 前記溶融ガラス塊成形工程において、前記溶融ガラスが前記受け面と非接触の状態で溶融ガラス塊を成形する（１４）から（２０）いずれか記載のガラス成形方法。

（２２） 前記気体として、空気、または不活性ガスを噴出する（１４）から（２１）いずれか記載のガラス成形方法。

（２３） 前記気体を必要に応じて加熱する（１４）から（２２）いずれか記載のガラス成形方法。

（２４） 前記気体を、清浄化する清浄化工程を含む（１４）から（２３）いずれか記載のガラス成形方法。

（２５） 前記清浄化工程は、前記気体がフィルタを通過する工程である（２４）記載のガラス成形方法。

（２６） （１４）から（２５）いずれか記載のガラス成形方法により成形された光学素子用プリフォーム。

（１４）〜（２５）のガラス成形方法は、上述した（１）〜（１１）のガラス成形装置を、ガラス成形方法として展開したものである。このガラス成形方法によれば、上述したガラス成形装置で述べた効果と同様の効果を奏することができる。

（２７） 気体が通過可能な成形型を有し、気体が噴出している前記成形型の受け面上に溶融ガラスを受けるガラス成形装置であって、前記気体が通過する清浄化手段が、前記成形型に供給される前に設けられていることを特徴とするガラス成形装置。

（２８） 前記清浄化手段が、フィルタである（２７）記載のガラス成形装置。

（２９） 気体が通過可能な成形型を有し、気体が噴出している前記成形型の受け面上に溶融ガラスを受けるガラス成形装置であって、前記気体を、大気圧状態での容積１リットル当たり０．３μｍ以上の粒子を１００個以下に処理する清浄化手段が、前記成形型に供給される前に設けられているガラス成形装置。

（２７）から（２９）のガラス成形装置によれば、清浄化手段が、成形型に供給される前に設けられているため、供給される気体中のゴミ等を除去することができ、不純物の混入のないプリフォームを製造することができる。

本発明のガラス成形装置及びガラス成形方法によれば、成形型の受け面のみから気体を噴出することにより、気体を圧送する場合に効率が良く、脈理等のない高品質なプリフォームを製造することができる。また、母材（成形型に塞孔処理またはカバーをする前の部材）に直接処理することにより塞孔処理が施されているため、母材にカバーをした場合のように、使用により母材とカバーが外れることがない。そして、カバーが伸びることにより、母材とカバーの間に空間が発生し、気体が漏れることがないため、長期の使用に耐えることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は、本発明の一実施形態に係るガラス成形装置１０を含むガラス成形品製造装置１の構成を示す正面図、図２は、本発明のガラス成形装置１０の構成を示す斜視図、図３は本発明のガラス成形装置１０の一部を構成する成形型１１の概略断面図である。

［ガラス成形品製造装置］
図１に示すように、ガラス成形品製造装置１は、溶融槽３１と誘導路３２を有する溶解装置３０を備えている。ガラス成形品製造装置１は、更に、流下装置３３と、ガラス成形装置１０と、第１の移載装置４０と、搬送装置５０と、を備えている。

図１において、溶融槽３１は、粉体やカレット等の原料を溶融して溶融ガラスにする。誘導路３２は、溶融槽３１に接続されており、溶融ガラスを溶融槽３１から流出する。流下装置３３は、誘導路３２を介して流出された溶融ガラスを流下させる。実態として、誘導路３２及び流下装置３３は、溶融ガラスを流下させる金属パイプであり、この金属パイプの傾斜部位を誘導路３２とし、この金属パイプの略垂直部位を流下装置３３としている。

図１において、ガラス成形装置１０は、溶融ガラスを成形する複数の成形型１１を有している。搬送装置５０は、成形型１１により成形されたガラス成形品を搬送する。第１の移載装置４０は、ガラス成形装置１０から搬送装置５０にガラス成形品を移載する。

＜ガラス成形装置＞
次に本発明のガラス成形装置１０について説明する。本発明のガラス成形装置１０は、図２に示すように、中心部に回転自在に支承され、右回り又は左周りに回転可能な円盤状の回転テーブル１２を備えている。回転テーブル１２には、回転テーブル１２の周縁部の同心位置上に複数配置されている成形型１１及び成形型１１を保持するホルダー１７を備える。なお、図２においては、成形型１１及びホルダー１７については一部を省略している。また、ガラス成形装置１０は、回転テーブル１２の中心部を貫通し、回転テーブル１２の盤面に対して上下に垂直に伸びる回転軸１３と、回転軸１３の上部から回転軸１３内部を貫通し、連結パイプ１５に連結する気体パイプ１４を備えている。連結パイプ１５は、回転テーブル１２の中心部からホルダー１７に向かって伸びるように備えている。成形型１１に供給する気体は、気体パイプ１４、連結パイプ１５及びホルダー１７を通じて成形型１１に供給される。

また、ガラス成形装置１０は、成形型１１に供給する気体を、必要に応じて温めることができる加熱手段を有する。加熱手段は成形型１１の側部に設け、成形型１１を加熱することにより、気体を加熱する。本実施形態においては、バーナー１６により、成形型１１を加熱しているが、これに限定されない。例えば、ヒーター、又は、成形型１１に通電して直接成形型１１を加熱できる方法でもよい。気体を加熱することにより、溶融ガラスの急冷を防ぐことができ、成形したプリフォームの割れ、脈理の発生を防止することができる。

さらに、図１に示すようにガラス成形装置１０は、成形型１１に供給する気体の不純物を除去するため、清浄化手段であるフィルタ１８を備える。フィルタ１８を通過させ、気体を供給させることで、成形されるガラス成形品を、不純物の混入の少ないガラス成形品とすることができる。なお、図１においては、ガラス成形装置１０の入口にフィルタ１８を設置したが、フィルタ１８の位置、大きさは特に限定されず、設置することができる。また、コンプレッサーを用いて気体を供給する場合には、清浄化手段として、微粒固形物のフィルタ、ダストフィルタ、オイルミストフィルタを用いることが好ましく、これらを気体の流路に、直列に上記順番で設置することが好ましい。フィルタ１８としては例えばＳＭＣ株式会社製のミストセパレータＡＭ４５０、マイクロミストセパレータＡＭＤ４５０、スーパーミストセパレータＡＭＥ４５０をこの順番で直列に配置することが好ましい。

（成形型）
≪第一実施形態≫
図３に、本発明のガラス成形装置１０の一部を構成する成形型１１の概略断面図を示す。成形型１１は、流下装置３３の下方に設けられており、流下装置３３から流下した溶融ガラスを受け止める受け面１１４を有している。成形型１１は、内部に気体供給室１１２を有する箱状であり、多孔質材料からなる多孔質体１１１により形成されている。多孔質体１１１は、耐熱性を有し、ここではステンレスを焼結したポーラスメタルで形成されている。したがって、成形型１１は全面に亘って多数の微細孔が設けられている。これらの微細孔からの気体の漏洩を防止するため、受け面１１４を除く面には、塞孔処理が施されている。図１においては、塞孔処理の一例としてメッキ処理により、成形型１１の受け面１１４を除く面にメッキ層１１３が形成されており、不要な微細孔が塞がれている。これにより、受け面１１４にのみ、気体供給室１１２と外部を連結する多数の微細孔が形成されている。

成形型１１を形成する多孔質体１１１は、受け面のみでなく、側面、底面においても多孔質材料で形成されており、一体型となっている。多孔質体は、ステンレスを焼結することにより形成されており、ステンレスを所望の形状にし、焼結することで、容易に成形することができる。また、一体型であるため、多孔質体の受け面と、側面を接続する必要がないため、接続部から気体供給室１１２に供給される気体が噴出されることがない。多孔質材料としては、上記ステンレスの他に、多孔質カーボン等を用いることができる。

また、多孔質材料の細孔直径は均一であることが好ましい。細孔直径をほぼ均一とすることで、浮上しているプリフォームが安定し、均一な形状のプリフォームを製造することができる。具体的には、細孔直径の容積基準のモード径の−５０％から＋５０％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれていることが好ましい。この範囲とすることで細孔直径がほぼ均一となり、浮上しているプリフォームが安定し、均一な形状のプリフォームを製造することができる。前記効果を得るためには容積基準のモード径の−４５％から＋４５％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれていることがより好ましく、容積基準のモード径の−４０％から＋４０％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれていることが最も好ましい。なお、本発明の実施例の多孔質体は、容積基準のモード径の−３４．７％から＋３４．８％の細孔直径の範囲内に含まれている細孔容積が８１．７％である。
多孔質材料の細孔直径は水銀ポロシメータにより測定する。細孔容積は水銀の圧入量を用いる。細孔径は水銀を圧入する際に加えられた圧力からＷａｓｈｂｕｒｎの式を用いて算出する。モード径は細孔の容積（体積）を基準として得た値を用いる。

また、多孔質材料の細孔直径のモード径が１０μｍ以上４００μｍ以下の範囲であることが好ましい。モード径の上限値は４００μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは６０μｍ以下、最も好ましくは３５μｍ以下である。この範囲とする事で浮上しているプリフォーム姿勢が安定し良好なガラスを得ることができる。また、下限値は１０μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは１２μｍ以上、最も好ましくは１５μｍ以上である。この範囲とすることで、浮上に必要な気体の噴出が得られ易く、気体の圧送に過剰な負荷がかかりにくい。

なお、多孔質体の気孔率は５０％以下が好ましい。更に、上限値を４０％とすることがより好ましく、最も好ましくは３０％である。また、下限値は１０％が好ましく、１２％がより好ましく、最も好ましくは１５％である。気孔率を上記範囲とすることで、浮上に必要な気体の噴出が得られ易く、気体の圧送に過剰な負荷がかかりにくい。
ここで、気孔率は以下の式によって表わされる。
気孔率（％）＝（真密度−嵩密度）／真密度×１００
真密度、嵩密度は水銀ポロシメータによって得られた値を用いる。

また、成形型１１には、受け面を除く面に塞孔処理が施されている。塞孔処理としては、液状の組成物によって気孔を塞ぎ硬化させる処理、プラズマ溶射により気孔を塞ぐ処理、ＣＶＤにより気孔を塞ぐ処理、メッキ処理により気孔を塞ぐ処理、からなる群から選ばれる処理であることが好ましい。このなかでも、特に、メッキ処理とすることにより、メッキ液に浸けるだけで処理することができ、加工が容易である。また、メッキ層を薄くすることにより、装置の軽量化を図ることができる。このようなメッキ処理としては、Ｃｒメッキが好ましい。

また、図３に示すように、成形型１１のホルダー１７との接合部の外径には、螺合可能な雄ネジ部を有し、また、ホルダー１７の成形型１１との接合部の内径には、螺合可能な雌ネジ部を有する。この雄ネジ部と、雌ネジ部が螺合した状態にて成形型１１とホルダー１７は保持される。これにより、成形型１１とホルダー１７との密着性が向上するため、供給される気体が成形型１１とホルダー１７との接合部から漏れることなくプリフォームを製造することができる。

また、ホルダー１７には、成形型１１内部に設けられている気体供給室１１２に連通する連結パイプ１５が接続されている。これら連結パイプ１５、及びホルダー１７を通して、気体供給室１１２に空気や不活性ガス等の気体が供給されると、この気体は、多数の微細孔を通して、受け面１１４から外部に噴出する。

なお、成形型１１に供給される気体は、ガラス成分と反応しない気体であれば、特に限定されず用いることができるが、空気、不活性ガスが好ましく用いられる。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウムなどを挙げることができる。

≪第二実施形態≫
図４は第二実施形態の成形型１１Ａの概略断面図である。成形型１１Ａは、第一実施形態の成形型１１と同様に、溶融ガラスを受け止める受け面１１４Ａを有している。また、成形型１１Ａは、内部に気体供給室１１２Ａを有する箱状であり、多孔質材料からなる多孔質体１１１Ａにより形成されている。成形型１１Ａの受け面１１４Ａを除く面にメッキ層を設けていない点が、第一実施形態の成形型１１と異なる点である。第二実施形態の成形型１１Ａにおいても、第一実施形態と同様に、図１に示すようにガラス成形装置１０の入口に、清浄化手段であるフィルタ１８を有しているため、成形されるガラス成形品を、不純物の混入の少ないガラス成形品とすることができる。

［ガラス成形方法］
次に、上記のガラス成形装置を用いた、本発明のガラス成形方法について、図２、３に更に、図５、６を参照しながら説明する、本発明のガラス成形方法は、溶融ガラスからガラスを成形するガラス成形方法であって、溶融ガラスを流下する流下工程と、この流下された溶融ガラスを、気体が通過可能な成形型の受け面のみから気体を噴出しつつ、成形型の受け面で受け止め、溶融ガラス塊を成形する溶融ガラス塊成形工程と、この溶融ガラス塊を冷却し、ガラスを成形する冷却工程と、を含むガラス成形方法である。

連結パイプ１５から気体供給室１１２に気体を供給し、成形型１１の受け面１１４の表面から気体を噴出させる。この状態で、流下装置３３から溶融ガラスを流下させ、受け面１１４上でこの溶融ガラスを受け止める。この溶融ガラスは、受け面１１４上に浮遊して保持され、図５に示すように、途中部分がくびれて徐々に細くなる。溶融ガラスが一定重量に達すると、細くなった途中部分のくびれ部分が表面張力によって分断し、溶融ガラス塊が得られる。

溶融ガラス塊が成形型１１の受け面１１４上に落下した後、直ちに、成形型１１は、図２に示す回転テーブル１２上で移動する。この移動と同時に別の空の成形型１１を流下装置３３の下方に位置させて、次の溶融ガラスの流下に備える。

受け面１１４上で保持された溶融ガラス塊は、受け面１１４から噴出する気体により、溶融ガラスが均質化され、また、回転テーブル１２上で移動する間に軟化点以下の温度になるまで冷却し、ガラス成形品を成形する。溶融ガラス塊は、噴出される気体により、浮遊しているため、溶融ガラス塊と成形型１１の受け面１１４と直接接触して急冷されることがない。したがって、溶融ガラスと受け面１１４との接触部分にシワ等が生じることがなく、表面にシワ等の欠陥のないきわめて高精度のガラス成形品が収率よく成形することができる。また、溶融ガラス塊と受け面１１４との融着も有効に防止することができる。

成形されたガラス成形品は、成形型１１が回転テーブル１２上で一周する途中において、真空吸着手段などの第１の移載装置４０により、次工程に搬送される。そして、空の成形型１１は、再び、流下装置３３の下方に移動し、次のガラス成形品の成形に供される。上述した工程を繰り返し、ガラス成形品を効率よく成形することができる。

本発明のガラス成形装置を含むガラス成形品製造装置の構成を示す正面図である。 本発明のガラス成形装置の構成を示す斜視図である。 本発明のガラス成形装置の一部を構成する第一実施形態の成形型の概略断面図である。 第二実施形態の成形型の概略断面図である。 流下装置から第一実施形態に係る成形型に溶融ガラスを流下した状態を示す概略断面図である。 第一実施形態に係る成形型を回転テーブル上で移動した状態を示す概略断面図である。

符号の説明

１ ガラス成形品製造装置
１０ ガラス成形装置
１１、１１Ａ 成形型
１２ 回転テーブル
１３ 回転軸
１４ 気体パイプ
１５ 連結パイプ
１６ バーナー
１７ ホルダー
１８ フィルタ
３０ 溶解装置
３１ 溶融槽
３２ 誘導路
３３ 流下装置
４０ 第１の移載装置
５０ 搬送装置
１１１、１１１Ａ 多孔質体
１１２、１１２Ａ 気体供給室
１１３ メッキ層
１１４、１１４Ａ 受け面

Claims (26)

1. 気体が通過可能な成形型を有し、気体が噴出している前記成形型の受け面上に、溶融ガラスを受けるガラス成形装置であって、
   前記成形型は受け面のみから気体が噴出するガラス成形装置。
2. 前記成形型は、前記成形型の受け面を除く外側の面が、塞孔処理されている請求項１記載のガラス成形装置。
3. 前記塞孔処理が、
   液状の組成物によって気孔を塞ぎ硬化させる処理、
   プラズマ溶射により気孔を塞ぐ処理、
   ＣＶＤにより気孔を塞ぐ処理、
   及び、メッキ処理により気孔を塞ぐ処理、
   からなる群から選ばれる処理である請求項２記載のガラス成形装置。
4. 前記成形型が多孔質材料からなる請求項１から３いずれか記載のガラス成形装置。
5. 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径の−５０％から＋５０％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれている請求項４記載のガラス成形装置。
6. 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径が１０μｍ以上４００μｍ以下の範囲である請求項４または５記載のガラス成形装置。
7. 前記多孔質材料の気孔率が５０％以下である請求項４から６いずれか記載のガラス成形装置。
8. 前記気体が空気、または不活性ガスである請求項１から７いずれか記載のガラス成形装置。
9. 前記気体を必要に応じて加熱する加熱手段が設けられている請求項１から８いずれか記載のガラス成形装置。
10. 前記気体が通過する清浄化手段が、前記成形型に供給される前に設けられている請求項１から９いずれか記載のガラス成形装置。
11. 前記清浄化手段が、フィルタである請求項１０記載のガラス成形装置。
12. 原料を溶融して溶融ガラスにする溶融槽、及びこの溶融槽に接続されて前記溶融ガラスを当該溶融槽から流出する誘導路を有する溶解装置と、
    前記誘導路を介して流出された溶融ガラスを流下させる流下装置と、
    前記溶融ガラスを成形する成形型を有するガラス成形装置と、
    前記成形型により成形されたガラス成形品を搬送する搬送装置と、
    を備えるガラス成形品製造装置であって、
    前記ガラス成形装置は請求項１から１１いずれか記載のガラス成形装置であるガラス成型品製造装置。
13. 請求項１から１１いずれか記載のガラス成形装置、または、請求項１２記載のガラス成形品製造装置により成形された光学素子用プリフォーム。
14. 溶融ガラスからガラスを成形するガラス成形方法であって、
    溶融ガラスを流下する流下工程と、
    この流下された溶融ガラスを、気体が通過可能な成形型の受け面のみから気体を噴出しつつ、成形型の受け面で受け止め、溶融ガラス塊を成形する溶融ガラス塊成形工程と、
    この溶融ガラス塊を冷却し、ガラスを成形する冷却工程と、を含むガラス成形方法。
15. 前記成形型は受け面を除く外側の面が塞孔処理されている請求項１４記載のガラス成形方法。
16. 前記塞孔処理が、
    液状の組成物によって気孔を塞ぎ硬化させる処理、
    プラズマ溶射により気孔を塞ぐ処理、
    ＣＶＤにより気孔を塞ぐ処理、
    及び、メッキ処理により気孔を塞ぐ処理、
    からなる群から選ばれる処理である請求項１５記載のガラス成形方法。
17. 前記溶融ガラス塊成形工程において、
    前記成形型が多孔質材料からなる請求項１４から１６いずれか記載のガラス成形方法。
18. 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径の−５０％から＋５０％の細孔直径の範囲内に、細孔容積の８０％以上が含まれている請求項１７記載のガラス成形方法。
19. 前記多孔質材料の細孔直径の容積基準のモード径が１０μｍ以上４００μｍ以下の範囲である請求項１７または１８記載のガラス成形方法。
20. 前記多孔質材料の気孔率が５０％以下である請求項１７から１９いずれか記載のガラス成形方法。
21. 前記溶融ガラス塊成形工程において、
    前記溶融ガラスが前記受け面と非接触の状態で溶融ガラス塊を成形する請求項１４から２０いずれか記載のガラス成形方法。
22. 前記気体として、空気、または不活性ガスを噴出する請求項１４から２１いずれか記載のガラス成形方法。
23. 前記気体を必要に応じて加熱する請求項１４から２２いずれか記載のガラス成形方法。
24. 前記気体を、清浄化する清浄化工程を含む請求項１４から２３いずれか記載のガラス成形方法。
25. 前記清浄化工程は、前記気体がフィルタを通過する工程である請求項２４記載のガラス成形方法。
26. 請求項１４から２５いずれか記載のガラス成形方法により成形された光学素子用プリフォーム。

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