JP2010024115A - Method for producing glass gob, method for producing glass molded body and apparatus for producing glass gob and apparatus for producing glass molded body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラスゴブの製造方法、ガラス成形体の製造方法、ガラスゴブの製造装置及びガラス成形体の製造装置に関し、より詳しくは、滴下した溶融ガラス滴を下型で受けて製造するガラスゴブの製造方法、ガラス成形体の製造方法、ガラスゴブの製造装置及びガラス成形体の製造装置に関する。 The present invention relates to a glass gob manufacturing method, a glass molded body manufacturing method, a glass gob manufacturing apparatus, and a glass molded body manufacturing apparatus, and more specifically, a glass gob manufacturing method for receiving and manufacturing a dropped molten glass droplet with a lower mold. The present invention relates to a glass molded body manufacturing method, a glass gob manufacturing apparatus, and a glass molded body manufacturing apparatus.
近年、デジタルカメラ用レンズ、DVD等の光ピックアップレンズ、携帯電話用カメラレンズ、光通信用のカップリングレンズ等として、ガラス製の光学素子が広範にわたって利用されている。このようなガラス製の光学素子として、ガラス素材を成形金型で加圧成形して製造したガラス成形体が広く用いられている。 In recent years, glass optical elements are widely used as lenses for digital cameras, optical pickup lenses such as DVDs, camera lenses for mobile phones, coupling lenses for optical communication, and the like. As such a glass optical element, a glass molded body produced by pressure molding a glass material with a molding die is widely used.
このようなガラス成形体の製造方法の1つとして、予め所定質量及び形状を有するガラスプリフォームを作製し、該ガラスプリフォームを成形金型とともに加熱して加圧成形する方法(以下、「リヒートプレス法」ともいう)が知られている。このようなリヒートプレス法に用いるガラスプリフォームは、従来、研削・研磨等の機械加工によって製造されてきたが、機械加工によるガラスプリフォームの作製には多大な労力と時間を要するという問題があった。そのため、滴下ノズル等より滴下した溶融ガラス滴を下型で受けてガラスゴブ(ガラス塊)を作製し、そのままガラスプリフォーム(ゴブプリフォーム)として用いる方法の検討が進められている。 As one method for producing such a glass molded body, a glass preform having a predetermined mass and shape is prepared in advance, and the glass preform is heated and molded together with a molding die (hereinafter referred to as “reheat”). Also known as “pressing method”). Conventionally, glass preforms used in such a reheat press method have been manufactured by machining such as grinding and polishing. However, there is a problem that production of glass preforms by machining requires a great deal of labor and time. It was. For this reason, studies are being made on a method of receiving a molten glass droplet dropped from a dropping nozzle or the like with a lower mold to produce a glass gob (glass lump) and directly using it as a glass preform (gob preform).
一方、ガラス成形体の別の製造方法として、滴下した溶融ガラス滴を下型で受け、受けた溶融ガラス滴を、下型と上型とにより加圧成形してガラス成形体を得る方法(以下、「液滴成形法」ともいう)が提案されている。この方法は、成形金型等の加熱と冷却を繰り返す必要がなく溶融ガラス滴から直接ガラス成形体を製造することができるので、1回の成形に要する時間を非常に短くできることから注目されている。 On the other hand, as another method for producing a glass molded body, a dropped glass melt is received by a lower mold, and the received molten glass droplet is pressure-formed by a lower mold and an upper mold to obtain a glass molded body (hereinafter referred to as a glass molded body). , Also referred to as “droplet forming method”). This method is attracting attention because it is possible to produce a glass molded body directly from molten glass droplets without the need to repeat heating and cooling of a molding die or the like, and the time required for one molding can be extremely shortened. .
しかし、ガラスゴブの製造や、液滴成形法によるガラス成形体の製造の際、滴下した溶融ガラス滴を下型で受けると、製造されたガラスゴブやガラス成形体の下面(下型との接触面)に、気体の溜まり(例えば、空気溜まり)が残存してしまうという問題があった。この問題を、図9を用いて説明する。図9は、従来の方法により下型11で受けた溶融ガラス滴35の状態を示す模式図である。図9(a)は、溶融ガラス滴35が下型11に衝突した瞬間の状態を、図9(b)は、その後、溶融ガラス滴35が表面張力によって変形した後の状態を、それぞれ示している。
However, when a glass gob is manufactured or a glass molded body is manufactured by a droplet forming method, when the dropped molten glass droplet is received by the lower mold, the lower surface of the manufactured glass gob or glass molded body (contact surface with the lower mold) In addition, there is a problem that a gas reservoir (for example, an air reservoir) remains. This problem will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram showing a state of the
図9(a)に示すように、下型11に衝突した瞬間の溶融ガラス滴35は、衝突の衝撃によって平たく伸ばされる。この時、溶融ガラス滴35には、下面(下型11との接触面)の中心付近に、直径数十μm〜数百μm程度の微小な凹部31が生じる。このような凹部31が発生するメカニズムは必ずしも明らかではないが、シミュレーション等を用いた解析によれば、溶融ガラス滴35が下型11に衝突する際、最初に下型11に衝突する部分のガラスが反動で上方に跳ね返ることによって生じると考えられる。溶融ガラス滴35は、その後、図9(b)に示すように、表面張力の働きによって丸く変形する。この際、溶融ガラス滴35の下面と下型11の表面とが密着して、凹部31の中に溜まった気体の逃げ道が無くなるため、凹部31は消滅することなく気体の溜まりとして残存してしまう。
As shown in FIG. 9A, the
この問題に対応するため、下型の表面を粗面化して、溶融ガラス滴の凹部に入り込んだ気体の流路を確保することで気体の溜まりが残存することを防止する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、粗面化した下地面の上に、溶解層を含んだ被覆層を形成することで、気体の溜まりを防止すると共に再生を容易とした下型が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1や2に記載された方法のように、下型の表面を粗面化する方法によって気体の溜まりを防止するためには、下型の表面に十分な高さの凹凸を形成しておかなければならない。そのため、最終的に得られたガラスゴブやガラス成形体の下面は、下型の表面の凹凸の転写によって、表面粗さが大きくなってしまうという問題があった。 In order to prevent gas accumulation by a method of roughening the surface of the lower mold as in the methods described in Patent Documents 1 and 2, a sufficiently high unevenness is formed on the surface of the lower mold. I have to leave. For this reason, the finally obtained glass gob and the lower surface of the glass molded body have a problem that the surface roughness becomes large due to the transfer of irregularities on the surface of the lower mold.
特に、製造されたガラス成形体を、撮影光学系等の光学素子として用いる場合には、このような表面粗さに起因する表面の曇りやフレアの発生が問題となりやすく、解決が望まれていた。更に、得られたガラスゴブやガラス成形体をリヒートプレス用のガラスプリフォームとして用いる場合であっても、このように大きな表面粗さを解消するためには、より長時間の成形が必要となり、製造コストアップの要因となっていた。 In particular, when the produced glass molded body is used as an optical element such as a photographing optical system, the occurrence of surface fogging and flare due to such surface roughness tends to be a problem, and a solution has been desired. . Furthermore, even when the obtained glass gob or glass molded body is used as a glass preform for reheat press, in order to eliminate such a large surface roughness, a longer time is required for the production. It was a factor of cost increase.
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、表面の凹凸の小さい下型を用いても気体の溜まりの発生を抑制することができ、表面粗さの小さいガラスゴブやガラス成形体を製造することができる製造方法及び製造装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and the object of the present invention is to suppress the occurrence of gas accumulation even when a lower mold having a small surface roughness is used. It is providing the manufacturing method and manufacturing apparatus which can manufacture a small glass gob and a glass molded object.
上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。 In order to solve the above problems, the present invention has the following features.
1. 滴下した溶融ガラス滴を、下型の受け面で受けて冷却するガラスゴブの製造方法において、
前記受け面の上方に、前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成し、
前記気体の流れが形成された状態で、前記溶融ガラス滴を受けることを特徴とするガラスゴブの製造方法。
1. In the manufacturing method of the glass gob which receives and cools the dropped molten glass droplet on the receiving surface of the lower mold,
Forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery above the receiving surface,
A method for producing a glass gob, wherein the molten glass droplet is received in a state where the gas flow is formed.
2. 前記気体の流れは、前記受け面の周囲に配置された吸引部材の吸引口から、前記受け面の上方の気体を吸引することにより形成することを特徴とする前記1に記載のガラスゴブの製造方法。 2. 2. The glass gob manufacturing method according to claim 1, wherein the gas flow is formed by sucking a gas above the receiving surface from a suction port of a suction member disposed around the receiving surface. .
3. 滴下した溶融ガラス滴を下型の受け面で受け、該下型と上型とで加圧成形するガラス成形体の製造方法において、
前記受け面の上方に、前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成し、
前記気体の流れが形成された状態で、前記溶融ガラス滴を受けることを特徴とするガラス成形体の製造方法。
3. In the method for producing a glass molded body, which receives the dropped molten glass droplet on the receiving surface of the lower mold and press-molds with the lower mold and the upper mold,
Forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery above the receiving surface,
The method for producing a glass molded body, wherein the molten glass droplet is received in a state where the gas flow is formed.
4. 前記気体の流れは、前記受け面の周囲に配置された吸引部材の吸引口から、前記受け面の上方の気体を吸引することにより形成することを特徴とする前記3に記載のガラス成形体の製造方法。 4). 4. The glass molded body according to 3 above, wherein the gas flow is formed by sucking a gas above the receiving surface from a suction port of a suction member disposed around the receiving surface. Production method.
5. 滴下した溶融ガラス滴を受けるための受け面を有する下型を備えるガラスゴブの製造装置において、
前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成するための吸引装置を備えることを特徴とするガラスゴブの製造装置。
5). In a glass gob manufacturing apparatus comprising a lower mold having a receiving surface for receiving a dropped molten glass drop,
An apparatus for producing a glass gob comprising a suction device for forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery.
6. 滴下した溶融ガラス滴を受けるための受け面を有する下型と、受けた溶融ガラス滴を該下型と共に加圧するための上型と、を備えるガラス成形体の製造装置において、
前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成するための吸引装置を備えることを特徴とするガラス成形体の製造装置。
6). In a glass molded body manufacturing apparatus comprising: a lower mold having a receiving surface for receiving a dropped molten glass droplet; and an upper mold for pressing the received molten glass droplet together with the lower mold.
An apparatus for producing a glass molded body, comprising a suction device for forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery.
本発明においては、下型の受け面の上方に、受け面の中心から外周に向かう気体の流れが形成された状態で、溶融ガラス滴を受けることから、下型との衝突の際に形成される凹部の中に周囲の気体が取り込まれるのを抑制することができる。従って、表面の凹凸の小さい下型を用いても気体の溜まりの発生を抑制することができ、表面粗さの小さいガラスゴブやガラス成形体を製造することができる。 In the present invention, since a molten glass droplet is received in a state where a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery is formed above the receiving surface of the lower mold, it is formed at the time of collision with the lower mold. The surrounding gas can be prevented from being taken into the concave portion. Therefore, even when a lower mold having a small surface irregularity is used, the occurrence of gas accumulation can be suppressed, and a glass gob or a glass molded body having a small surface roughness can be produced.
以下、本発明の実施の形態について図1〜図8を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
(ガラスゴブの製造方法及び製造装置)
先ず、本発明の第1の実施形態であるガラスゴブの製造方法及び製造装置について図1〜図5を参照しながら説明する。図1は、本実施形態におけるガラスゴブの製造方法のフローチャートである。図2、図3は本実施形態におけるガラスゴブの製造装置10を示す図(断面図)である。図2は、滴下ノズルから溶融ガラス滴を滴下する工程(工程S103)における状態を、図3は、下型で溶融ガラス滴を受ける工程(工程S104)における状態を、それぞれ示している。また、図4は、本実施形態で用いる吸引部材41の例を示す図(斜視図)であり、図5は、吸引装置40の別の例を示す図(断面図)である。
(Glass gob manufacturing method and manufacturing apparatus)
First, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass gob which are the 1st Embodiment of this invention are demonstrated, referring FIGS. FIG. 1 is a flowchart of a glass gob manufacturing method in the present embodiment. 2 and 3 are views (sectional views) showing the glass
図2、図3に示すガラスゴブの製造装置10は、滴下ノズル32から滴下した溶融ガラス滴35を受けるための受け面12を有する下型11と、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44を形成するための吸引装置40と、を備えている。
The glass
本実施形態の吸引装置40は、吸引口43を有する吸引部材41と、吸引部材41に接続された吸引ポンプ42とにより構成されている。吸引ポンプ42によって、吸引口43から受け面12の上方の気体を吸引することにより、受け面12の上方に、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44が形成される。
The
吸引装置40は、受け面12の上方に、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44を形成することができるものであれば特に制限はない。例えば、図2、図3に示すように、吸引口43を有する吸引部材41を受け面12の周囲に配置し、受け面12の上方の気体を吸引することにより、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44を効率的に形成することができる。
The
吸引部材41や吸引口43の形状、大きさにも特に制限はない。具体的には、図4(a)に示すように、ドーナツ状の吸引部材41の内周面に複数の吸引口43を設けてもよいし、図4(b)に示すように、ドーナツ状の吸引部材41の内周面にスリット状の吸引口43を設けてもよい。また、図4(c)に示すように、複数に分割された吸引部材41を所定の間隔で配置してもよい。
The shape and size of the
また、図5に示すように、吸引部材41の機能を下型11に持たせて、下型11に直接吸引口43を形成して受け面12の上方の気体を吸引してもよい。更に、吸引口43から気体を吸引することによって、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44が効率的に形成されるように、気体の流れを規制するためのフード45を設けておくことも好ましい。
Further, as shown in FIG. 5, the
下型11は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段は、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。例えば、下型11の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒータや、下型11の外側に接触させて使用するシート状のヒータ、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等を用いることができる。
The lower mold |
下型11の受け面12の形状に特に制限はなく、製造するガラスゴブの形状に対応させて適宜選択すればよい。例えば、図2、図3に示すような平面でもよいし、球面や非球面に精密加工された面であってもよい。凸面でも凹面でもよい。
There is no restriction | limiting in particular in the shape of the receiving
下型11の材料は、成形金型の材料として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。好ましく用いることができる材料として、例えば、各種耐熱合金(ステンレス等)、炭化タングステンを主成分とする超硬材料、各種セラミックス(炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等)、カーボンを含んだ複合材料等が挙げられる。
The material of the
また、下型11の耐久性向上や溶融ガラス滴35との融着防止などのため、表面に被覆層を設けておくことも好ましい。被覆層の材料にも特に制限はなく、例えば、種々の金属(クロム、アルミニウム、チタン等)、窒化物(窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等)、酸化物(酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等)等を用いることができる。中でも、クロム、アルミニウム、及びチタンのうち少なくとも1つの元素を含む被覆層を設けておくことが特に好ましい。これらの元素を含んだ膜は、大気中での加熱によって表面が酸化し、安定な酸化物の層が形成されるという特徴がある。クロム、アルミニウム、チタンの酸化物は、いずれも標準生成自由エネルギー(標準生成ギブスエネルギー)が小さく、非常に安定であるため、高温の溶融ガラス滴と接触しても容易に反応することがないという大きな利点を有している。
It is also preferable to provide a coating layer on the surface for improving the durability of the
次に、本実施形態のガラスゴブの製造方法について、図1に示すフローチャートに従って各工程を順に説明する。 Next, the steps of the glass gob manufacturing method of the present embodiment will be described in order according to the flowchart shown in FIG.
先ず、下型11を予め所定温度に加熱しておく(工程S101)。下型11の温度が低すぎると、ガラスゴブの下面(下型11との接触面)に大きなしわが発生しやすく、また、急速に冷却されることによってワレやクラックが発生する場合がある。逆に、必要以上に温度を高くしすぎると、ガラスと下型11との間に融着が発生しやすく、下型11の寿命が短くなるおそれがある。実際には、ガラスの種類や、形状、大きさ、下型11の材質、大きさ等種々の条件によって適正な温度が異なるため、実験的に適正な温度を求めておくことが好ましい。通常は、使用するガラスのガラス転移温度をTgとすると、Tg−100℃からTg+100℃程度の温度に設定することが好ましい。
First, the
次に、吸引ポンプ42を駆動し、吸引部材41の吸引口43から、受け面12の上方の気体を吸引する(工程S102)。それにより、下型11の受け面12の上方に、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44が形成される。気体の流れ44の流量は、受け面12の表面粗さ、溶融ガラス滴の粘度や質量など種々の条件に合わせて適宜設定すればよい。例えば、受け面12の表面粗さが大きい場合は、比較的少ない流量でも十分な効果が得られる。一方、受け面12の表面粗さが小さい場合は、比較的多い流量が必要となる。なお、本工程において、下型11の周囲の雰囲気に存在する気体の種類に制限はない。例えば、空気、不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウムなど)、炭化水素系ガスなどが挙げられる。装置の簡素化の観点からは、空気中で実施することが好ましい。その場合、本工程で形成する気体の流れ44とは、空気の流れを意味する。また、酸化による下型11の劣化を防止する観点からは、不活性ガスを導入して下型11の周囲の雰囲気の酸素濃度を下げる方法も有効である。その場合、気体の流れ44は、不活性ガスを含んだ気体の流れを意味する。
Next, the
なお、下型を加熱する工程(S101)と、受け面12の上方の気体を吸引する工程(S102)を開始する順序はこれに限定されるものではなく、工程S102を開始した後に工程S101を開始してもよいし、工程S101と工程S102とを同時に開始してもよい。 Note that the order of starting the step of heating the lower mold (S101) and the step of sucking the gas above the receiving surface 12 (S102) is not limited thereto, and the step S101 is started after the step S102 is started. You may start and you may start process S101 and process S102 simultaneously.
次に、滴下ノズル32から溶融ガラス滴35を滴下する(工程S103)。溶融ガラス滴35の滴下は、溶融ガラス33を貯留する溶融槽34に接続された滴下ノズル32を所定温度に加熱することによって行う。滴下ノズル32を所定温度に加熱すると、溶融槽34に貯留された溶融ガラス33は、自重によって滴下ノズル32の先端部に供給され、表面張力によって液滴状に溜まる。滴下ノズル32の先端部に溜まった溶融ガラスが一定の質量になると、重力によって滴下ノズル32から自然に分離し、溶融ガラス滴35となって下方に落下する。
Next, the
滴下ノズル32から滴下する溶融ガラス滴35の質量は、滴下ノズル32の先端部の外径などによって調整可能であり、ガラスの種類等によるが、0.1g〜2g程度の溶融ガラス滴を滴下させることができる。また、滴下ノズル32から滴下した溶融ガラス滴35を、一旦、貫通細孔を有する部材に衝突させ、衝突した溶融ガラス滴の一部を貫通細孔を通過させることによって微小化した溶融ガラス滴を下型11で受けてもよい。このような方法を用いることによって、例えば0.001gといった微小な溶融ガラス滴を得ることができるため、滴下ノズル32から滴下する溶融ガラス滴35をそのまま下型11で受ける場合よりも、微小なガラス成形体の製造が可能となる。なお、滴下ノズル32から溶融ガラス滴35が滴下する間隔は、滴下ノズル32の内径、長さ、加熱温度などによって微調整することができる。
The mass of the
使用できるガラスの種類に特に制限はなく、公知のガラスを用途に応じて選択して用いることができる。例えば、ホウケイ酸塩ガラス、ケイ酸塩ガラス、リン酸ガラス、ランタン系ガラス等の光学ガラスが挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular in the kind of glass which can be used, A well-known glass can be selected and used according to a use. Examples thereof include optical glasses such as borosilicate glass, silicate glass, phosphate glass, and lanthanum glass.
次に、下型11で溶融ガラス滴35を受ける(工程S104)。本実施形態においては、工程S102によって、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44が形成された状態で、溶融ガラス滴35が下型11の受け面12と衝突することから、衝突の際に溶融ガラス滴35に形成される凹部の中に周囲の気体が取り込まれるのを抑制することができる。従って、表面の凹凸の小さい下型を用いても気体の溜まりの発生を抑制することができ、表面粗さの小さいガラスゴブを製造することができる。
Next, the
次に、受けた溶融ガラス滴35を、下型11の上で所定時間放置することによって冷却し、固化させる(工程S105)。工程S102で形成した気体の流れ44は、工程S104において、下型11で溶融ガラス滴35を受けるまでは継続させておく必要があるが、その後は不要となる。そのため、工程S105で吸引ポンプ42を停止させてもよいし、吸引ポンプ42を稼働させた状態のまま、この後の工程に進んでもよい。その後、固化して得られたガラスゴブ36を回収し(工程S106)、ガラスゴブ36の製造が完成する。更に引き続いてガラスゴブ36の製造を行う場合は、工程S102以降の工程を繰り返せばよい。
Next, the received
なお、本実施形態により製造されたガラスゴブ36は、リヒートプレス法による各種精密光学素子の製造に用いるガラスプリフォーム等として使用することができる。
In addition, the
(ガラス成形体の製造方法及び製造装置)
次に、本発明のガラス成形体の製造方法及び製造装置について図6〜図8を参照しながら説明する。図6は、本実施形態におけるガラス成形体の製造方法のフローチャートである。図7、図8は本実施形態におけるガラス成形体の製造装置20を示す図(断面図)である。図7は、下型で溶融ガラス滴を受ける工程(工程S205)における状態を、図8は、溶融ガラス滴を加圧成形する工程(工程S207)における状態を、それぞれ示している。
(Glass compact manufacturing method and manufacturing apparatus)
Next, the manufacturing method and manufacturing apparatus of the glass molded body of this invention are demonstrated, referring FIGS. 6-8. FIG. 6 is a flowchart of a method for manufacturing a glass molded body in the present embodiment. 7 and 8 are views (sectional views) showing the glass molded
図7、図8に示すガラス成形体の製造装置20は、図2、図3に示したガラスゴブの製造装置10の構成に加えて、下型11と共に溶融ガラス滴35を加圧成形するための上型21を有している。上型21は、下型11と同様に、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。下型11と上型21とをそれぞれ独立して温度制御することができる構成であることが好ましい。また、上型21の材料は、下型11と同様の材料の中から適宜選択することができる。下型11と上型21の材料は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The glass molded
下型11は、図示しない駆動手段により、溶融ガラス滴35を受けるための位置(滴下位置P1)と、上型21と対向して加圧成形を行うための位置(加圧位置P2)との間を、ガイド22に沿って移動可能に構成されている。また上型21は、図示しない駆動手段により、溶融ガラス滴35を加圧する方向(図の上下方向)に移動可能に構成されている。
The
以下、図6に示したフローチャートに従って、各工程を順に説明する。なお、上述のガラスゴブの製造方法と同様の工程については、詳しい説明を省略する。 Hereinafter, each process will be described in order according to the flowchart shown in FIG. In addition, detailed description is abbreviate | omitted about the process similar to the manufacturing method of the above-mentioned glass gob.
先ず、下型11及び上型21を所定温度に加熱する(工程S201)。所定温度とは、加圧成形によってガラス成形体に良好な転写面を形成できる温度を適宜選択すればよい。下型11と上型21の加熱温度は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
First, the
次に、下型11を滴下位置P1に移動し(工程S202)、吸引ポンプ42を駆動して、吸引部材41の吸引口43から受け面12の上方の気体を吸引する(工程S203)。それにより、下型11の受け面12の上方に、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44が形成される。工程S203の詳細は、上述のガラスゴブの製造方法における工程S102と同様である。
Next, the
次に、滴下ノズル32から溶融ガラス滴35を滴下し(工程S204)、下型11で溶融ガラス滴35を受ける(工程S205)。本実施形態においては、工程S203によって、受け面12の中心から外周に向かう気体の流れ44が形成された状態で、溶融ガラス滴35が下型11の受け面12と衝突することから、衝突の際に溶融ガラス滴35に形成される凹部の中に周囲の気体が取り込まれるのを抑制することができる。従って、表面の凹凸の小さい下型を用いても気体の溜まりの発生を抑制することができ、表面粗さの小さいガラス成形体37を製造することができる。
Next, the
次に、下型11を加圧位置P2に移動し(工程S206)、上型21を下方に移動して、下型11と上型21とで溶融ガラス滴35を加圧成形する(工程S207)。下型11で受けられた溶融ガラス滴35は、加圧成形される間に下型11や上型21との接触面からの放熱によって冷却され、固化してガラス成形体37となる。ガラス成形体37が所定の温度にまで冷却されると、上型21を上方に移動して加圧を解除する。ガラスの種類や、ガラス成形体37の大きさや形状、必要な精度等によるが、通常は、ガラスのTg近傍の温度まで冷却してから加圧を解除することが好ましい。なお、工程S203で形成した気体の流れ44は、工程S205において、下型11で溶融ガラス滴35を受けるまでは継続させておく必要があるが、その後は不要となる。そのため、工程S205の終了後に吸引ポンプ42を停止させてもよいし、吸引ポンプ42を稼働させた状態のまま、この後の工程に進んでもよい。
Next, the
加圧成形の際に負荷する荷重は、常に一定であってもよいし、時間的に変化させてもよい。負荷する荷重の大きさは、製造するガラス成形体37のサイズ等に応じて適宜設定すればよい。また、上型21を上下移動させる駆動手段に特に制限はなく、エアシリンダ、油圧シリンダ、サーボモータを用いた電動シリンダ等の公知の駆動手段を適宜選択して用いることができる。
The load applied at the time of pressure molding may always be constant, or may be changed with time. What is necessary is just to set suitably the magnitude | size of the load to load according to the size etc. of the
次に、上型21を退避させてガラス成形体37を回収して(工程S208)、ガラス成形体37の製造が完成する。その後、引き続いてガラス成形体37の製造を行う場合は、下型11を再び滴下位置P1に移動し(工程S202)、工程S202〜工程S208を繰り返せばよい。
Next, the upper mold |
なお、本発明のガラス成形体の製造方法は、ここで説明した以外の別の工程を含んでいてもよい。例えば、ガラス成形体を回収する前にガラス成形体の形状を検査する工程や、ガラス成形体を回収した後に下型11や上型21をクリーニングする工程等を設けてもよい。
In addition, the manufacturing method of the glass forming body of this invention may include another process other than having demonstrated here. For example, a step of inspecting the shape of the glass molded body before collecting the glass molded body, a step of cleaning the
本実施形態の製造方法により製造されたガラス成形体は、デジタルカメラ等の撮像レンズ、DVD等の光ピックアップレンズ、光通信用のカップリングレンズ等の光学素子として用いることができる。また、リヒートプレス法による各種光学素子の製造に用いるガラスプリフォームとして使用することもできる。 The glass molded body manufactured by the manufacturing method of this embodiment can be used as an optical element such as an imaging lens such as a digital camera, an optical pickup lens such as a DVD, or a coupling lens for optical communication. Moreover, it can also be used as a glass preform used for manufacturing various optical elements by the reheat press method.
以下、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, although the Example performed in order to confirm the effect of this invention is described, this invention is not limited to these.
(実施例)
図7、図8に示したガラス成形体の製造装置20を用い、図6のフローチャートに従ってガラス成形体37を作製した。下型11と上型21の材質は、いずれも炭化タングステンを主成分とする超硬材料とした。
(Example)
A glass molded
下型11の受け面12の形状は平面とし、研磨条件を変えて算術平均粗さ(Ra)の異なる5種類の下型を用意した。算術平均粗さ(Ra)は、それぞれ、0.005μm(下型a)、0.01μm(下型b)、0.02μm(下型c)、0.1μm(下型d)、及び0.3μm(下型e)であった。なお、算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 0601:2001において定義される粗さパラメータであり、AFM(デジタルインスツルメント社製D3100)により測定した。
The shape of the receiving
吸引部材41として、図4(a)に示したドーナツ状の部材を用いた。吸引部材41の内周面には、6個の吸引口43を、等間隔(60°間隔)で設けた。また、ガラス材料はTgが530℃のリン酸系ガラスを用いた。滴下ノズル32の先端部の外径はφ6mmとした。
As the
ガラス成形体の製造は空気中で行った。吸引口43から空気を吸引し、受け面12の中心から外周に向かう空気の流れが形成された状態で、滴下ノズル32の先端部を1050℃に加熱して、0.3gの溶融ガラス滴35を滴下した。滴下した溶融ガラス滴35を下型11で受けた後、下型11と上型21とで加圧成形し、ガラス成形体37を得た。下型11の加熱温度は500℃、上型21の加熱温度は460℃であり、加圧の際の荷重は1200N、加圧時間は15秒であった。同様の条件で、上記5種類の下型を用いてガラス成形体37を作製して、空気溜まりの有無を評価した。評価は50倍の光学顕微鏡により行った。評価の結果、5種類の下型のいずれを用いた場合でも、作製したガラス成形体37に空気溜まりは見られなかった。
The glass molded body was produced in air. In a state where air is sucked from the
(比較例)
実施例と異なり、吸引口43から空気の吸引を行わず、受け面12の上に空気の流れが形成されていない状態で、溶融ガラス滴35を受けてガラス成形体37の作製と評価を行った。評価の結果、表面の算術平均粗さ(Ra)が大きい下型d、eで作製したガラス成形体には空気溜まりは見られなかったが、それより算術平均粗さ(Ra)の小さい下型a〜cで作製したガラス成形体には空気溜まりが存在した。
(Comparative example)
Unlike the example, air was not sucked from the
10 ガラスゴブの製造装置
11 下型
12 受け面
20 ガラス成形体の製造装置
21 上型
22 ガイド
32 滴下ノズル
31 凹部(気体の溜まり)
33 溶融ガラス
34 溶融槽
35 溶融ガラス滴
36 ガラスゴブ
40 吸引装置
41 吸引部材
42 吸引ポンプ
43 吸引口
44 気体の流れ
45 フード
P1 滴下位置
P2 加圧位置
DESCRIPTION OF
33
Claims (6)
前記受け面の上方に、前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成し、
前記気体の流れが形成された状態で、前記溶融ガラス滴を受けることを特徴とするガラスゴブの製造方法。 In the manufacturing method of the glass gob which receives and cools the dropped molten glass droplet on the receiving surface of the lower mold,
Forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery above the receiving surface,
A method for producing a glass gob, wherein the molten glass droplet is received in a state where the gas flow is formed.
前記受け面の上方に、前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成し、
前記気体の流れが形成された状態で、前記溶融ガラス滴を受けることを特徴とするガラス成形体の製造方法。 In the method for producing a glass molded body, which receives the dropped molten glass droplet on the receiving surface of the lower mold and press-molds with the lower mold and the upper mold,
Forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery above the receiving surface,
The method for producing a glass molded body, wherein the molten glass droplet is received in a state where the gas flow is formed.
前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成するための吸引装置を備えることを特徴とするガラスゴブの製造装置。 In a glass gob manufacturing apparatus comprising a lower mold having a receiving surface for receiving a dropped molten glass drop,
An apparatus for producing a glass gob comprising a suction device for forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery.
前記受け面の中心から外周に向かう気体の流れを形成するための吸引装置を備えることを特徴とするガラス成形体の製造装置。 In a glass molded body manufacturing apparatus comprising: a lower mold having a receiving surface for receiving a dropped molten glass droplet; and an upper mold for pressing the received molten glass droplet together with the lower mold.
An apparatus for producing a glass molded body, comprising a suction device for forming a gas flow from the center of the receiving surface toward the outer periphery.
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