JP2015054795A - Manufacturing method and apparatus of preform for press molding - Google Patents

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雄三 渡邊
仁 遠山
Hitoshi Toyama
仁 遠山
健児 杉▲崎▼
Kenji Sugizaki
健児 杉▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method and apparatus of a preform for press molding that suppress deposition of a molten glass crystal on a tip of an outflow pipe while effectively suppressing striae caused by vaporization of components, and improve production efficiency and maintainability.SOLUTION: In a manufacturing method of a preform for press molding, molten glass is discharged from an outflow pipe 2 and the molten glass lump is separated and molded on a molding die 3 into a preform. The manufacturing method and apparatus 1 of a preform for press molding include a cooling gas supply step for cooling the molten glass discharged from the outflow pipe 2 immediately after the outflow by cooling gas supply means 4, and a hot gas supply step for keeping the outflow pipe 2 at the liquid phase temperature of the molten glass-50°C or higher by a hot gas supply means 5.

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製造装置に係り、特に、フツリン酸ガラス等の高温で成分揮発が生じやすいガラス製のプリフォームを製造するのに適したプレス成形用プリフォームの製造方法および製造装置に関する。   The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a press-molding preform, and in particular, manufacturing of a press-molding preform suitable for manufacturing a glass preform such as fluorophosphate glass that is likely to cause component volatilization at high temperatures. The present invention relates to a method and a manufacturing apparatus.

近年、プレス成形技術の向上により、プレス成形によって光学素子を製造する方法が主流となっている。プレス成形は、球状や円盤形などの所定の形状にしたプレス成形用のガラス(以下、プリフォームという)を成形型中でガラス転移点(Tg)または屈伏点程度以上に加熱し、プレスして特定の形状に成形する手法である。   In recent years, methods for manufacturing optical elements by press molding have become mainstream due to improvements in press molding technology. In press molding, a glass for press molding (hereinafter referred to as a preform) having a predetermined shape such as a spherical shape or a disk shape is heated to a glass transition point (Tg) or a yield point or higher in a mold and pressed. This is a technique for forming a specific shape.

光学素子に使用する光学ガラスは、所望する光学特性ごとに、ガラスの主成分が異なる。低屈折率かつ低分散の光学特性を有するガラスとしては、高い可視光透過率と異常分散性を示すことから、フツリン酸ガラスが主に使用されている(例えば、特許文献1参照)。低分散性および異常分散性は、色収差の補正に有効であり、高い可視光透過率は撮像光学系を構成する光学素子材料として有利な特性である。   The optical glass used for the optical element has different glass main components for each desired optical property. As a glass having low refractive index and low dispersion optical properties, fluorophosphate glass is mainly used since it exhibits high visible light transmittance and anomalous dispersion (for example, see Patent Document 1). Low dispersion and anomalous dispersion are effective for correcting chromatic aberration, and a high visible light transmittance is an advantageous characteristic as an optical element material constituting an imaging optical system.

一方で、フツリン酸ガラスは、揮発しやすい成分であるフッ素を必須成分として含有する。このような成分を含有していると、プリフォーム製造時の温度であっても成分揮発が生じてガラス組成が変動し、これに起因して脈理が発生し、製品歩留まりが低下してしまう問題がある。   On the other hand, fluorophosphate glass contains fluorine, which is an easily volatile component, as an essential component. When such components are contained, the components volatilize even at the temperature at which the preform is produced, causing the glass composition to fluctuate, causing striae and reducing the product yield. There's a problem.

このような成分揮発による脈理の発生を抑制するプレス成形用プリフォームの製造方法としては、流出パイプから流出した溶融ガラス塊に冷却ガスを吹き付けて表面の冷却を促進させる方法が知られている(例えば、特許文献2,3参照)。   As a method for producing a press-forming preform that suppresses the occurrence of striae due to such component volatilization, a method of promoting cooling of the surface by blowing a cooling gas to the molten glass block that has flowed out of the outflow pipe is known. (For example, see Patent Documents 2 and 3).

また、成分揮発による脈理の発生を抑制するものではなく、プリフォームの成形時にガラス塊の下面が受け型との接触時に急冷されてゴブインマークが生じることを防止することを目的とするものであるが、同様のプリフォームの製造において、溶融ガラス流の先端部に冷却ガスを噴出させて、受け型との接触面側の表面温度を予め低下させておこうとする方法が知られている(例えば、特許文献4参照)。   Also, it is not intended to suppress the occurrence of striae due to component volatilization, but to prevent the underside of the glass lump from being rapidly cooled at the time of contact with the receiving mold at the time of forming the preform and causing a gob in mark. However, in the production of a similar preform, a method is known in which the surface temperature on the contact surface side with the receiving mold is lowered in advance by injecting a cooling gas to the tip of the molten glass flow. (For example, see Patent Document 4).

特開平10−139454号公報JP-A-10-139454 特許第4359169号公報Japanese Patent No. 4359169 特許第4834756号公報Japanese Patent No. 4834756 特開平09−221329号公報JP 09-221329 A

しかしながら、フツリン酸ガラス等の成分揮発が生じやすいガラスでは、流出パイプから溶融ガラスが流出し始めたところから成分の揮発が生じてしまい、特許文献2や3のように、溶融ガラスのガラス流を一旦切ってガラス塊とした後、ガラス塊の上方や斜め上方へ冷却ガスを吹き付ける方法では、成分揮発に起因する脈理の発生を十分に抑制できない場合がある。   However, in a glass such as fluorophosphate glass that tends to cause component volatilization, the volatilization of the component occurs when the molten glass begins to flow out of the outflow pipe. Once the glass lump is cut and then the cooling gas is blown upward or obliquely above the glass lump, the occurrence of striae due to component volatilization may not be sufficiently suppressed.

また、特許文献4のように、溶融ガラスのガラス流を冷却しようとすると、同時に流出パイプの温度も低下させてしまうこととなり、パイプ先端に溶融ガラスの結晶が析出してプリフォームに脈理を生じさせるおそれがあり、さらに、その場合、パイプ先端のメンテナンスを頻繁に行わなければならなくなるため、製造効率が低下してしまうという問題がある。   Also, as in Patent Document 4, when the glass flow of the molten glass is cooled, the temperature of the outflow pipe is also lowered, and the crystal of the molten glass is precipitated at the tip of the pipe, causing striae in the preform. In addition, there is a problem that manufacturing efficiency is lowered because maintenance of the pipe tip must be frequently performed.

そこで、本発明は、ガラス製光学素子のプレス成形に好適なプリフォームを製造する方法であって、成分揮発に起因する脈理の発生を効果的に抑制しつつ、流出パイプの先端に溶融ガラスの結晶を析出させることも抑制し、製造効率およびメンテナンス性を向上させたプレス成形用プリフォームの製造方法および製造装置の提供を目的とする。   Therefore, the present invention is a method for producing a preform suitable for press molding of a glass optical element, and effectively suppresses the occurrence of striae due to component volatilization, while the molten glass is formed at the tip of the outflow pipe. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for producing a preform for press molding that suppresses the precipitation of crystals and improves the production efficiency and maintainability.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法は、溶融状態のガラスを流出パイプから流出させ、溶融ガラス塊を分離し、得られた溶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って、前記流出パイプから流出する溶融ガラスを、流出直後から冷却するように冷却ガスを供給する冷却ガス供給工程と、前記流出パイプを、前記溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度に保持するように加温ガスを供給する加温ガス供給工程と、を有することを特徴とする。   The method for producing a preform for press molding of the present invention is for press molding in which molten glass is allowed to flow out from an outflow pipe, the molten glass lump is separated, and the obtained molten glass lump is molded into a preform on a mold. A method for manufacturing a preform, the step of supplying a cooling gas so as to cool the molten glass flowing out of the outflow pipe immediately after the outflow, and the outflow pipe with the liquid phase temperature of the molten glass- And a heating gas supply step of supplying a heating gas so as to be maintained at a temperature of 50 ° C. or higher.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造装置は、溶融ガラスをガラス塊として流出させる流出パイプと、前記流出パイプから流出した溶融ガラス塊を受け止め、プリフォームに成形する成形型と、前記流出パイプから流出する溶融ガラスを流出直後から冷却可能とするように冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記流出パイプを前記溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度に保持するように加温ガスを供給する加温ガス供給手段と、を有することを特徴とする。   An apparatus for manufacturing a preform for press molding according to the present invention includes an outflow pipe for flowing molten glass as a glass lump, a mold for receiving the molten glass lump flowing out from the outflow pipe and forming the preform into a preform, and the outflow pipe. Cooling gas supply means for supplying a cooling gas so that the molten glass flowing out can be cooled immediately after the flowing out, and a heating gas so as to maintain the outflow pipe at a liquid phase temperature of −50 ° C. or higher. And heated gas supply means for supplying.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法および製造装置によれば、溶融ガラスからの成分揮発を抑制してプリフォームに脈理が発生するのを防止し、さらに、溶融ガラスの流出ノズルにおいて溶融ガラスの結晶が析出することを防止できる。そのため、プリフォームの製造歩留まりを改善できるとともに、メンテナンス等の作業も軽減でき、製造操作を安定して行えるため、ガラス製プリフォームの製造効率を大幅に向上できる。   According to the method and apparatus for manufacturing a preform for press molding according to the present invention, the component volatilization from the molten glass is suppressed to prevent striae from occurring in the preform, and the molten glass is melted at the outflow nozzle of the molten glass. Precipitation of glass crystals can be prevented. Therefore, the manufacturing yield of preforms can be improved, maintenance work and the like can be reduced, and the manufacturing operation can be performed stably, so that the manufacturing efficiency of glass preforms can be greatly improved.

本発明の一実施形態であるプリフォームの製造装置の概略構成を示した図である。It is the figure which showed schematic structure of the manufacturing apparatus of the preform which is one Embodiment of this invention. 冷却ガス供給手段の配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning of a cooling gas supply means. 加温ガス供給手段の他の構成例を示した側断面図である。It is the sectional side view which showed the other structural example of the heating gas supply means. 加温ガス供給手段の他の構成例を示した底面図である。It is the bottom view which showed the other structural example of the heating gas supply means. 本発明の一実施形態であるプリフォームの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the preform which is one embodiment of the present invention.

以下、本発明のプリフォームの製造方法および製造装置について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the preform manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[プリフォームの製造装置]
ここで使用する本発明のプリフォームの製造装置の一実施形態として、図1に示した構成のプリフォームの製造装置1が挙げられる。このプリフォームの製造装置1は、溶融ガラスを流出させる流出パイプ2と、流出パイプ2から流出する溶融ガラスを受け、プリフォームを成形する成形型3と、流出パイプ2から流出する溶融ガラスを冷却するための冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段4と、流出パイプ2の先端部分の温度を低下させないように加温ガスを供給する加温ガス供給手段5と、を有する。なお、図1は、成形型3のみ断面図として示した側面図であり、さらに、冷却ガス供給手段4と加温ガス供給手段5については、実際には流出パイプ(溶融ガラス流)の周囲を取り囲むように配置されているが、説明のため手前と奥に配置されたものは省略して図示している。
[Preform manufacturing equipment]
As an embodiment of the preform manufacturing apparatus of the present invention used here, there is a preform manufacturing apparatus 1 having the configuration shown in FIG. The preform manufacturing apparatus 1 receives an outflow pipe 2 that flows out molten glass, a molten glass that flows out from the outflow pipe 2, and cools the molten glass that flows out from the outflow pipe 2. A cooling gas supply means 4 for supplying a cooling gas for heating, and a heating gas supply means 5 for supplying a heating gas so as not to lower the temperature of the tip portion of the outflow pipe 2. FIG. 1 is a side view showing only the mold 3 as a sectional view. Further, the cooling gas supply means 4 and the warming gas supply means 5 are actually around the outflow pipe (molten glass flow). Although it arrange | positions so that it may surround, what was arrange | positioned in the front and back is abbreviate | omitted and illustrated for description.

ここで使用する流出パイプ2は、溶融ガラスを流出させ、この溶融ガラスをガラス塊として供給できるものであれば特に限定されるものではなく、公知の流出パイプを使用できる。流出パイプとしては、一般に、所定の温度に制御された白金合金製、金合金製のパイプが使用される。   The outflow pipe 2 used here is not particularly limited as long as it allows molten glass to flow out and supply the molten glass as a glass lump, and a known outflow pipe can be used. As the outflow pipe, generally, a pipe made of platinum alloy or gold alloy controlled to a predetermined temperature is used.

ここで使用する成形型3は、流出パイプ2から流出された溶融ガラスを受けとめ、プリフォーム形状に成形するものであり、公知の成形型3が挙げられる。この成形型3は、例えば、細孔を有する多孔質材料から形成し、その細孔からガスを出すことにより、または、成形型上のガラス塊を保持する面にガス噴出口を設けてガスを噴出することにより、溶融ガラス塊(以下、ゴブともいう)に上向きの風圧を加え、溶融ガラス塊を成形型の中で浮上させながら、表面が滑らかなガラス成形体が形成できるようにすることが好ましい。   The mold 3 used here receives molten glass that has flowed out from the outflow pipe 2 and molds it into a preform shape, and includes a known mold 3. For example, the mold 3 is formed of a porous material having pores, and gas is discharged from the pores or by providing a gas jet on the surface holding the glass block on the mold. By spraying, an upward wind pressure is applied to the molten glass lump (hereinafter also referred to as gob), and the molten glass lump can be floated in a mold so that a glass molded body having a smooth surface can be formed. preferable.

この成形型3としては、例えば、溶融ガラスの受け面が、曲率半径Rが2〜200mmで、R部深さが0.1〜20mmの多孔質材料で形成され、R部からのみ浮上用ガスが噴出するように構成されたものが使用される。R部からのみ、窒素ガスなどの不活性ガスを噴出させる。窒素ガスなどの不活性ガスは、ゴブを浮上させるだけでなく、ゴブの周囲に充満させるようにしてもよい。成形型のサイズを大きくすることにより、より体積の大きいプリフォームを成形できる。   As this mold 3, for example, the receiving surface of the molten glass is formed of a porous material having a radius of curvature R of 2 to 200 mm and an R portion depth of 0.1 to 20 mm, and a floating gas only from the R portion. Is used that is configured to erupt. An inert gas such as nitrogen gas is ejected only from the R portion. An inert gas such as nitrogen gas may not only float the gob but also fill it around the gob. By increasing the size of the mold, a preform having a larger volume can be formed.

次に、冷却ガス供給手段4は、流出パイプ2から流出する溶融ガラスを冷却するものであり、流出する溶融ガラスの周囲を冷却ガスで満たすことで、溶融ガラスの表面温度を低下させるものである。   Next, the cooling gas supply means 4 cools the molten glass flowing out from the outflow pipe 2, and lowers the surface temperature of the molten glass by filling the periphery of the flowing molten glass with the cooling gas. .

冷却ガス供給手段4から供給される冷却ガスは、ノズルを介して噴流とし、溶融ガラス流に噴流状態で衝突させ冷却することが好ましい。このように冷却することで、伝熱境界膜層を非常に薄くすることができ、且つ、噴流が溶融ガラス流表面に付着するように流れるため、有効冷却面積を増加させる効果があり、その結果、高い冷却効果を得ることが可能となる。冷却ガスを溶融ガラス流に噴流状態で衝突させるように供給するには、冷却ガスの供給方向を流出パイプ2の軸(溶融ガラス流)に向かって形成すればよい。このとき、衝突噴流による冷却効果を最大限発揮させるために、冷却ガスの供給方向を水平面となす角度が±10度以下の範囲とし、溶融ガラス流に対して冷却ガスが垂直に近い角度で衝突するように構成することが好ましい。なお、ここで噴流とは、0.5m/s以上の速度で流れる冷却ガス流をいう。   The cooling gas supplied from the cooling gas supply means 4 is preferably jetted through a nozzle and cooled by colliding with the molten glass flow in a jet state. By cooling in this way, the heat transfer boundary film layer can be made very thin, and since the jet flows so as to adhere to the molten glass flow surface, there is an effect of increasing the effective cooling area. It is possible to obtain a high cooling effect. In order to supply the cooling gas so as to collide with the molten glass flow in a jet state, the supply direction of the cooling gas may be formed toward the axis of the outflow pipe 2 (molten glass flow). At this time, in order to maximize the cooling effect by the impinging jet, the angle between the cooling gas supply direction and the horizontal plane is within ± 10 degrees, and the cooling gas collides with the molten glass flow at an angle close to vertical. It is preferable to configure so as to. Here, the jet flow refers to a cooling gas flow that flows at a speed of 0.5 m / s or more.

また、溶融ガラスの表面を均等に冷却するために、冷却ガス供給手段4の複数個を溶融ガラス流の周囲に均等に配置することが好ましい。例えば、図2に示したように、冷却ガス供給手段4を8個設ける場合には、流出パイプ2の軸を中心にした円周上に、それを取り囲むように冷却ガス供給手段4を配置し、かつ、その配置された平面において、隣り合う供給手段からのガス供給方向が45度の角度となるように供給手段を均等に配置して、溶融ガラス流に向かって冷却ガスが供給できるようにすればよい。   Further, in order to uniformly cool the surface of the molten glass, it is preferable that a plurality of the cooling gas supply means 4 be evenly arranged around the molten glass flow. For example, as shown in FIG. 2, when eight cooling gas supply means 4 are provided, the cooling gas supply means 4 is arranged on the circumference around the axis of the outflow pipe 2 so as to surround it. In addition, the supply means are arranged uniformly so that the gas supply direction from the adjacent supply means is at an angle of 45 degrees on the arranged plane so that the cooling gas can be supplied toward the molten glass flow. do it.

なお、溶融ガラスが流出パイプ2から流出し始めたところから直ぐに冷却を開始したい場合には、冷却ガスの供給方向を水平方向よりも上方にして、流出パイプ2の先端から出てきた直後に溶融ガラスに冷却ガスがぶつかるようにすることが好ましい。ただし、この場合には、流出パイプ2の先端部の温度が冷却ガスにより低下しやすくなるため、流出パイプ2の先端部の温度が十分に保たれるように注意する。   If it is desired to start cooling immediately after the molten glass starts to flow out of the outflow pipe 2, the molten glass is melted immediately after it comes out from the end of the outflow pipe 2 with the cooling gas supply direction being higher than the horizontal direction. It is preferable that the cooling gas strikes the glass. However, in this case, since the temperature at the front end portion of the outflow pipe 2 is likely to be lowered by the cooling gas, care is taken so that the temperature at the front end portion of the outflow pipe 2 is sufficiently maintained.

この冷却ガス供給手段4は、その冷却ガスの供給口が、流出パイプ2の流出口の先端面(先端における水平面)から0〜5mm下方の位置に設けることが好ましく、できるだけ流出パイプ2先端面に近いことがより好ましい。   The cooling gas supply means 4 is preferably provided at a position where the cooling gas supply port is 0 to 5 mm below the front end surface (horizontal surface at the front end) of the outflow pipe 2, and as much as possible on the front end surface of the outflow pipe 2. It is more preferable that they are close.

次に、加温ガス供給手段5は、流出パイプ2の先端部分において溶融ガラスの結晶が析出しないように、流出パイプ2の先端部分に加温ガスを供給して温度低下を防止するものである。このとき、流出パイプ2の温度を溶融ガラスの結晶が析出しない温度とすればよく、例えば、溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度に保つことが好ましい。   Next, the heated gas supply means 5 supplies a heated gas to the tip portion of the outflow pipe 2 to prevent a temperature drop so that a crystal of molten glass does not precipitate at the tip portion of the outflow pipe 2. . At this time, the temperature of the outflow pipe 2 may be set to a temperature at which the crystal of the molten glass does not precipitate. For example, it is preferable to maintain the liquid phase temperature of the molten glass at −50 ° C. or higher.

このように温度低下を防止するために、加温ガスを供給しているが、この加温ガスは流出パイプ2を直接温める作用もあるが、冷却ガスによる温度低下を防止することが主な作用である。すなわち、溶融ガラスを冷却する冷却ガスが、流出パイプ2と接触しないようにするシールド機能を果たすものである。   In order to prevent the temperature from being lowered in this way, the heated gas is supplied. The heated gas also has the effect of directly heating the outflow pipe 2, but the main effect is to prevent the temperature from being lowered by the cooling gas. It is. In other words, the cooling gas that cools the molten glass fulfills a shielding function that prevents it from coming into contact with the outflow pipe 2.

このようなシールド機能を発揮するためには、加温ガスを所定の吐出圧力により吐出させて、流出パイプ2と冷却ガスの接触を防止すればよい。このとき、シールド機能をより効果的にするために、流出パイプ2の先端部分に対して全周に亘って加温ガスを供給することが好ましい。   In order to exhibit such a shielding function, the heated gas is discharged at a predetermined discharge pressure to prevent contact between the outflow pipe 2 and the cooling gas. At this time, in order to make the shield function more effective, it is preferable to supply the warming gas to the tip of the outflow pipe 2 over the entire circumference.

このように全周に亘って加温ガスを供給するには、加温ガス供給手段5の複数個を流出パイプ2の周囲を取り囲むように均等に配置する構成、例えば、図2の冷却ガス供給手段と同様に、加温ガス供給手段を8個設ける場合には、流出パイプ2を中心にした円周上に、それを取り囲むように加温ガス供給手段5を配置し、かつ、その配置された平面において、隣り合う供給手段のガス供給方向が45度の角度となるように均等に配置して、加温ガスを供給できるようにすればよい。   In order to supply the heated gas over the entire circumference in this way, a configuration in which a plurality of the heated gas supply means 5 are evenly arranged so as to surround the outflow pipe 2, for example, the cooling gas supply in FIG. Similarly to the means, when eight warming gas supply means are provided, the warming gas supply means 5 is arranged on the circumference around the outflow pipe 2 so as to surround it, and the arrangement is arranged. In this plane, the gas supply directions of the adjacent supply means may be evenly arranged so as to be at an angle of 45 degrees so that the heated gas can be supplied.

また、加温ガスの供給方向を、流出パイプ2に沿って下方に向かうようにすることが好ましい。このようにすることで、流出パイプ2の先端部分を加温ガス流で取り囲み、冷却ガスの排除を効果的に行うことができる。   Moreover, it is preferable that the supply direction of the heating gas is directed downward along the outflow pipe 2. By doing in this way, the front-end | tip part of the outflow pipe 2 can be surrounded by a heating gas flow, and exclusion of a cooling gas can be performed effectively.

この加温ガス供給手段5は、その供給口を流出パイプ2の先端面(流出口における水平面)よりも上方に設けるもので、該先端面から2〜20mm上方であることが好ましく、該先端面から5〜10mm上方であることが好ましい。溶融ガラスの流出口に近すぎると、ガラスの濡れ上がりやトラブル時の流出パイプ2先端のメンテナンス性が悪くなる。また、20mm超上方に設けると、シールド効果を十分に得るためには、吐出圧力および流量を高く設定する必要があり、効率が低下してしまう。また、この加温ガス供給手段5は、流出パイプの外周に沿って設置するか、外周から外側に5mm程度の距離内に設置することが好ましい。   This heated gas supply means 5 is provided with its supply port above the front end surface of the outflow pipe 2 (horizontal plane at the outflow port), preferably 2 to 20 mm above the front end surface. 5 to 10 mm above. If it is too close to the outlet of the molten glass, the maintainability of the tip of the outflow pipe 2 at the time of glass wetting and troubles becomes worse. On the other hand, if it is provided above 20 mm, in order to obtain a sufficient shielding effect, it is necessary to set the discharge pressure and the flow rate high, and the efficiency is lowered. The warming gas supply means 5 is preferably installed along the outer periphery of the outflow pipe, or is installed within a distance of about 5 mm from the outer periphery to the outside.

加温ガス供給手段5としては、上記のように複数個のガスの供給口を設けてもよいが、図3Aおよび図3Bに示したように、流出パイプ2の外周に加温ガス供給用の中空パイプ15を設け、流出パイプ2と中空パイプ15との間に加温ガスを供給するようにしてもよい。このような構成とすると、複数のガスの供給口を設ける必要がなく、加温ガスを流出パイプ2に沿って下方に吐出するのが容易で、かつ、全周に亘って加温ガスを供給できる。ここで、図3Aは流出パイプ2と中空パイプ15の側断面図であり、図3Bは流出パイプ2の先端側(流出口側)からみた底面図である。   As the warming gas supply means 5, a plurality of gas supply ports may be provided as described above. However, as shown in FIGS. A hollow pipe 15 may be provided, and the heated gas may be supplied between the outflow pipe 2 and the hollow pipe 15. With such a configuration, it is not necessary to provide a plurality of gas supply ports, it is easy to discharge the heated gas downward along the outflow pipe 2, and the heated gas is supplied over the entire circumference. it can. Here, FIG. 3A is a side sectional view of the outflow pipe 2 and the hollow pipe 15, and FIG. 3B is a bottom view of the outflow pipe 2 as viewed from the front end side (outflow side).

[プリフォームの製造方法]
次に、本発明のプリフォームの製造方法について、図1のプリフォームの製造装置1を用いた場合を例に図4を参照しながら説明する。図4はプリフォームの製造方法を説明する図であり、これらの図は溶融ガラスの流出からプリフォームの製造までを段階的に示している。
[Preform manufacturing method]
Next, the preform manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 4 by taking as an example the case of using the preform manufacturing apparatus 1 of FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a preform manufacturing method, and these drawings show stepwise from the outflow of molten glass to the manufacture of the preform.

まず、本発明のプリフォームの製造においては、従来と同様に、溶融状態のガラスを流出パイプから流出させ、溶融ガラス塊を分離し、得られた溶融ガラス塊を成形型上でプリフォームに成形する、という各工程を有してなる。   First, in the production of the preform of the present invention, the molten glass is caused to flow out of the outflow pipe, the molten glass lump is separated, and the obtained molten glass lump is formed into a preform on the mold, as in the prior art. It has each process of doing.

すなわち、まず、流出パイプ2から溶融ガラス流50の流出を開始し(図4(a))、流出した溶融ガラス50を成形型3で受ける(図4(b))。所定量の流出ガラス50を供給し、ガラス流を切断して、溶融ガラス塊を成形型3上で所定の形状となるように成形しながら冷却して固化させプリフォーム50aとする(図4(c))。これら各工程は、基本的には従来公知の方法と同様の条件で行われる。   That is, first, the outflow of the molten glass flow 50 from the outflow pipe 2 is started (FIG. 4A), and the molten glass 50 that has flowed out is received by the mold 3 (FIG. 4B). A predetermined amount of outflow glass 50 is supplied, the glass flow is cut, and the molten glass lump is cooled and solidified while forming a predetermined shape on the mold 3 to form a preform 50a (FIG. 4 ( c)). Each of these steps is basically performed under the same conditions as conventionally known methods.

例えば、タンク中でガラス原料を溶解して溶融ガラスを準備し、この溶融ガラスをタンクに付設した流出パイプ2の先端から成形型3に流出させて溶融ガラス塊(ゴブ)を作製する。その際、溶融ガラス50は成形型3の受け面で受け止められて溜まっていくが、溶融ガラスにより流出パイプ2の先端が濡れ上がらないように成形型3をゆっくり下げていく。ゴブが目標体積となったところで、成形型3を素早く下げ、表面張力によりガラス流を切断する。所望の体積のプリフォームを作製するために、ゴブ作製中は、多孔質の成形型3に窒素ガスなどの不活性ガスを通し、ガスの流出による力でゴブを浮上させながら楕円または球状などとし、その後、冷却してプリフォームを成形する。   For example, a glass raw material is melted in a tank to prepare a molten glass, and this molten glass is discharged from the tip of an outflow pipe 2 attached to the tank to a molding die 3 to produce a molten glass lump (gob). At that time, the molten glass 50 is received and collected by the receiving surface of the mold 3, but the mold 3 is slowly lowered so that the tip of the outflow pipe 2 is not wetted by the molten glass. When the gob reaches the target volume, the mold 3 is quickly lowered, and the glass flow is cut by the surface tension. In order to produce a preform with a desired volume, during the production of the gob, an inert gas such as nitrogen gas is passed through the porous mold 3, and the gob is lifted by the force of the outflow of gas to make it oval or spherical. Then, it is cooled and a preform is formed.

成分揮発を抑制するために、溶融ガラスの流出温度は液相温度に対し±50℃の範囲であることが好ましい。また、流出温度での溶融ガラスの粘性は、粘度をηとしたとき、logηが0.5〜2.5の範囲が好ましく、1.0〜2.0の範囲がより好ましい。粘度が高すぎると、粘度と表面張力のバランスが崩れ、溶融ガラス流をゴブとして切り離すことが難しくなり、糸引き現象が発生してしまう。一方、粘度が低すぎると、ゴブを浮上成形する際の浮上ガスの圧力に負け、軸対称な形状への成形が難しくなる。   In order to suppress component volatilization, it is preferable that the outflow temperature of the molten glass is in the range of ± 50 ° C. with respect to the liquidus temperature. The viscosity of the molten glass at the outflow temperature is preferably in the range of log η of 0.5 to 2.5, more preferably in the range of 1.0 to 2.0, where η is the viscosity. If the viscosity is too high, the balance between the viscosity and the surface tension will be lost, it will be difficult to separate the molten glass flow as a gob, and a stringing phenomenon will occur. On the other hand, if the viscosity is too low, it is difficult to form an axisymmetric shape by losing the pressure of the floating gas when the gob is float formed.

そして、本発明においては、このような従来と同様の操作に加えて、次に説明する2つの工程を付加した点に特徴を有する。   And in this invention, in addition to such operation similar to the past, it has the characteristics in the point which added two processes demonstrated below.

<冷却ガス供給工程>
本発明における特徴の1つは、流出パイプ2から流出する溶融ガラス50を、流出直後から冷却可能とする冷却ガス供給工程を有する点にある。この冷却ガス供給工程は、流出パイプ2から流出する溶融ガラス50の表面温度を可能な限り早く冷却し、溶融ガラス50からの成分揮発を抑制するものである。
<Cooling gas supply process>
One of the features of the present invention is that it has a cooling gas supply process that allows the molten glass 50 flowing out from the outflow pipe 2 to be cooled immediately after the outflow. In this cooling gas supply step, the surface temperature of the molten glass 50 flowing out from the outflow pipe 2 is cooled as soon as possible, and component volatilization from the molten glass 50 is suppressed.

すなわち、図4(a)に示した流出パイプ2から溶融ガラス50が流出した直後から溶融ガラス50の表面を冷却できるようにする。このとき、溶融ガラス50の流出前から冷却ガス供給手段4によって冷却ガスを供給しておき、溶融ガラス50の周囲を冷却ガスで満たすようにすることが好ましい。   That is, the surface of the molten glass 50 can be cooled immediately after the molten glass 50 flows out from the outflow pipe 2 shown in FIG. At this time, it is preferable to supply the cooling gas by the cooling gas supply means 4 before the molten glass 50 flows out so that the periphery of the molten glass 50 is filled with the cooling gas.

また、このとき、流出パイプ2から流出する溶融ガラス50に冷却ガスが直接ぶつかるように供給することが冷却を効率的に行う観点から好ましい。そのため、冷却ガスは溶融ガラス流(流出パイプ2の軸)に向かって供給されることが好ましく、さらに、溶融ガラス流に対して垂直に冷却ガスがぶつかるように、冷却ガスの吐出方向を水平面となす角度が±10度以下とすることが好ましい。さらに、このとき冷却ガスを0.5m/s以上の速度で流れる噴流とすることが好ましい。   At this time, it is preferable from the viewpoint of efficient cooling that the cooling gas is supplied to the molten glass 50 flowing out from the outflow pipe 2 so as to directly collide with the molten gas. Therefore, the cooling gas is preferably supplied toward the molten glass flow (the axis of the outflow pipe 2), and the cooling gas discharge direction is a horizontal plane so that the cooling gas collides perpendicularly to the molten glass flow. The formed angle is preferably ± 10 degrees or less. Further, at this time, the cooling gas is preferably a jet that flows at a speed of 0.5 m / s or more.

なお、流出パイプ2の先端部分から流出される溶融ガラスをすぐに冷却するように、冷却ガスの吐出方向を水平面より上方を向くようにして供給してもよい。ただし、このようにすると流出パイプ2の先端部分が冷却されやすくなるため、結晶が析出しないように温度管理(冷却ガスおよび加温ガスの供給条件等)に十分に注意する。   In addition, you may supply so that the discharge direction of a cooling gas may face the upper direction from a horizontal surface so that the molten glass which flows out from the front-end | tip part of the outflow pipe 2 may be cooled immediately. However, since the tip end portion of the outflow pipe 2 is easily cooled in this manner, sufficient attention is paid to temperature control (cooling gas and heating gas supply conditions, etc.) so that crystals do not precipitate.

ここで使用する冷却ガスは、溶融ガラスの表面温度を低下できるものであれば特に限定されずに使用でき、窒素、酸素、空気、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガス等が例示できる。冷却ガスの温度は、溶融ガラスを、その表面から成分揮発が生じない程度に冷却するため溶融ガラスのガラス転移点(Tg)以下の温度とし、より低温とすることで単位流量あたりの冷却効率が高くなり、必要な冷却能を稼ぐことができるため好ましい。なお、コスト的な観点からは、温度管理をしない方が有利であり、室温(25℃)程度とすることが好ましい。   The cooling gas used here is not particularly limited as long as it can lower the surface temperature of the molten glass, and examples thereof include nitrogen, oxygen, air, argon, helium, and carbon dioxide gas. The temperature of the cooling gas is set to a temperature not higher than the glass transition point (Tg) of the molten glass in order to cool the molten glass to such an extent that no component volatilization occurs from the surface. This is preferable because it increases the required cooling capacity. From the viewpoint of cost, it is advantageous not to perform temperature control, and it is preferable to set the temperature to about room temperature (25 ° C.).

また、冷却ガスの供給流量は溶融ガラスの表面を十分に冷却できる量であればよく、例えば、10L/min〜30L/minの範囲が好ましい。冷却を効率的に行う観点からは流量が多い方が好ましいが、30L/minを超えると流出パイプ2から垂下した溶融ガラスの揺動により溶融ガラス流の切断が不安定になるおそれがあり、また、10L/min未満だと冷却効果が十分に得られないおそれがある。この冷却ガスの供給流量としては、15L/min以上がより好ましく、18L/min以上がさらに好ましい。   The supply flow rate of the cooling gas may be an amount that can sufficiently cool the surface of the molten glass, and for example, a range of 10 L / min to 30 L / min is preferable. From the viewpoint of efficiently performing cooling, it is preferable that the flow rate is large, but if it exceeds 30 L / min, there is a possibility that the cutting of the molten glass flow becomes unstable due to the oscillation of the molten glass suspended from the outflow pipe 2, and If it is less than 10 L / min, the cooling effect may not be sufficiently obtained. The cooling gas supply flow rate is more preferably 15 L / min or more, and even more preferably 18 L / min or more.

<加温ガス供給工程>
さらに、本発明における特徴の1つは、流出パイプ2を、溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度に保持可能とする加温ガス供給工程を有する点にある。この加温ガス供給工程は、冷却ガスにより流出パイプ2の先端部分が冷却されるのを防止し、該先端部分において溶融ガラスが結晶化しない温度に保持するものである。
<Heating gas supply process>
Furthermore, one of the features of the present invention is that it has a heated gas supply step that makes it possible to maintain the outflow pipe 2 at a liquid phase temperature of the molten glass of −50 ° C. or higher. This warming gas supply step prevents the tip portion of the outflow pipe 2 from being cooled by the cooling gas, and maintains the temperature at which the molten glass does not crystallize at the tip portion.

すなわち、上記説明したように、溶融ガラス50を冷却するために、冷却ガス供給手段4から冷却ガスが供給されており、溶融ガラス50の周囲はそのガラス転移点以下の温度のガスで満たされているが、このとき、加温ガス供給手段5から加温ガスを供給することにより、冷却ガスが流出パイプ2に接触するのを防止して先端部分が冷却されないようにする。   That is, as described above, in order to cool the molten glass 50, the cooling gas is supplied from the cooling gas supply means 4, and the periphery of the molten glass 50 is filled with a gas having a temperature equal to or lower than the glass transition point. However, at this time, the heating gas is supplied from the heating gas supply means 5 to prevent the cooling gas from coming into contact with the outflow pipe 2 so that the tip portion is not cooled.

冷却ガスが流出パイプ2に接触しないようにするには、ここで供給する加温ガスを所定の吐出圧力として、冷却ガスを流出パイプ2に近づけないようにすればよい。このとき、加温ガスの吐出圧力は0.05MPa以上とすることが好ましく、0.1〜0.5MPaの範囲が好ましい。吐出圧力が0.05MPaよりも小さいとシールド効果が十分に得られず、冷却ガスが流出パイプ2に接触して温度低下が生じるおそれがある。また、吐出圧力が0.5MPa以上となると、溶融ガラス50と冷却ガスの接触を妨げて溶融ガラス50の表面温度の冷却を妨げるおそれがある。   In order to prevent the cooling gas from coming into contact with the outflow pipe 2, the heating gas supplied here may be set at a predetermined discharge pressure so that the cooling gas does not approach the outflow pipe 2. At this time, the discharge pressure of the warming gas is preferably 0.05 MPa or more, and preferably in the range of 0.1 to 0.5 MPa. If the discharge pressure is less than 0.05 MPa, the shielding effect is not sufficiently obtained, and the cooling gas may come into contact with the outflow pipe 2 to cause a temperature drop. Further, when the discharge pressure is 0.5 MPa or more, the contact between the molten glass 50 and the cooling gas may be hindered to prevent the cooling of the surface temperature of the molten glass 50.

加温ガスの供給は、上記流出パイプ2の先端面(流出口における水平面)よりも高い位置から、流出パイプ2に沿って下方に、かつ、全周に亘って行うことが好ましく、このようにすることで、流出パイプ2の外周を加温ガス流で覆い、流出パイプ2と冷却ガスを接触させないようにできる。   The heating gas is preferably supplied from a position higher than the front end surface of the outflow pipe 2 (horizontal plane at the outflow port) downward along the outflow pipe 2 and over the entire circumference. By doing so, the outer periphery of the outflow pipe 2 can be covered with a heated gas flow so that the outflow pipe 2 and the cooling gas do not come into contact with each other.

ここで使用する加温ガスは、シールド効果により流出パイプ2の温度低下を防止できれば特に限定されるものではなく、例えば、窒素、酸素、空気、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガス等が挙げられる。本発明においては加温ガスの温度は、流出パイプ2を加温ガスと同等の温度に保持し、溶融ガラスから結晶が析出しないようにするため、溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度が好ましく、液相温度±50℃の範囲がより好ましく、液相温度±20℃の範囲がさらに好ましい。   The warming gas used here is not particularly limited as long as the temperature drop of the outflow pipe 2 can be prevented by the shielding effect, and examples thereof include nitrogen, oxygen, air, argon, helium, and carbon dioxide gas. In the present invention, the temperature of the heated gas is such that the outflow pipe 2 is maintained at a temperature equivalent to that of the heated gas so that crystals do not precipitate from the molten glass. Is preferable, the range of the liquidus temperature ± 50 ° C is more preferable, and the range of the liquidus temperature ± 20 ° C is more preferable.

なお、流出パイプ先端の温度が所定の温度に保持できているかは、放射温度計にて測定することで確認できる。金属面は放射率が低く、反射率が高いため、その測定のみで正確な放射温度測定は難しいが、予め測定環境の影響を考慮し、校正することで信頼性の高い測定が可能となる。また、加温ガスの温度制御については、加温ガス供給手段のノズル出口に熱電対を設けることで加温ガス温度を測定できる。このとき、熱電対素線は熱容量の低い細線を用いることで、測定精度を向上できる。このように、流出パイプ先端の温度および加温ガスの温度の少なくとも一方をモニターすることで、プリフォームの製造操作を安定して行うことができる。   In addition, it can confirm by measuring with a radiation thermometer whether the temperature of the outflow pipe front-end | tip can be hold | maintained to predetermined temperature. Since the metal surface has a low emissivity and a high reflectivity, it is difficult to accurately measure the radiation temperature only by the measurement. However, a highly reliable measurement is possible by calibrating in advance in consideration of the influence of the measurement environment. Moreover, about temperature control of warming gas, warming gas temperature can be measured by providing a thermocouple in the nozzle exit of a warming gas supply means. At this time, the measurement accuracy can be improved by using a thin wire having a low heat capacity as the thermocouple element. Thus, by monitoring at least one of the temperature of the tip of the outflow pipe and the temperature of the heated gas, the preform manufacturing operation can be performed stably.

(光学ガラス)
本発明において、用いるガラスは特に限定されず公知の光学ガラスが用いられ、中でも揮発しやすい成分を含有するガラスであることが好ましい。
(Optical glass)
In the present invention, the glass to be used is not particularly limited, and a known optical glass is used. Among them, a glass containing a component that easily volatilizes is preferable.

ここで用いるガラスの屈伏点は、420℃以下が好ましい。プレス成形時の成形型の劣化や、プリフォームからの成分の揮発を抑制し生産性低下を防止するためには、屈伏点は低いほど好ましい。したがって、屈伏点は、410℃以下がより好ましく、400℃以下がさらに好ましく、380℃以下が特に好ましい。   The yield point of the glass used here is preferably 420 ° C. or lower. In order to prevent deterioration of the mold during press molding and volatilization of components from the preform to prevent a decrease in productivity, a lower yield point is preferable. Therefore, the yield point is more preferably 410 ° C. or lower, further preferably 400 ° C. or lower, and particularly preferably 380 ° C. or lower.

ここで用いるガラスの液相温度は、良好なプリフォーム成形のため750℃以下が好ましい。液相温度が750℃超では、プリフォーム成形時に溶融ガラス表面から成分が揮発し、脈理の原因になるおそれがある。したがって、液相温度は低いほど好ましく、730℃以下がより好ましく、670℃以下がさらに好ましく、650℃以下がより一層好ましい。なお、本明細書においては、液相温度は、その温度に1時間保持した場合に、溶融ガラスから結晶が生成しない最低温度である。   The liquidus temperature of the glass used here is preferably 750 ° C. or lower for good preform molding. If the liquidus temperature is higher than 750 ° C., components may volatilize from the surface of the molten glass during preform molding, which may cause striae. Therefore, the lower the liquidus temperature is, the more preferable, 730 ° C. or lower is more preferable, 670 ° C. or lower is further preferable, and 650 ° C. or lower is even more preferable. In the present specification, the liquidus temperature is the lowest temperature at which crystals are not generated from molten glass when held at that temperature for 1 hour.

ここで用いるガラスの線膨張係数は、140〜200×10−7/℃が好ましい。熱膨張係数が200×10−7/℃を超えると成形時にガラス表面が欠ける問題が発生するおそれがある。 The linear expansion coefficient of the glass used here is preferably 140 to 200 × 10 −7 / ° C. If the thermal expansion coefficient exceeds 200 × 10 −7 / ° C., a problem that the glass surface may be lost during molding may occur.

本発明に用いるガラスとしては、成分揮発に起因する脈理の発生を効果的に抑制でき、安定してプリフォームを製造可能とできるフツリン酸ガラスが好適なものとして挙げられる。以下、フツリン酸ガラスについてより詳細に説明する。なお、本明細書では、以下、特に断りのない限り%は、カチオン成分の割合を、モル比をベースにしたカチオン%で表示するとともに、各アニオン成分の割合を、モル比をベースにしたアニオン%で表示するものとする。   A preferred example of the glass used in the present invention is a fluorophosphate glass that can effectively suppress the occurrence of striae due to component volatilization and can stably produce a preform. Hereinafter, the fluorophosphate glass will be described in more detail. In the present specification, unless otherwise specified, “%” represents the ratio of the cation component in terms of cation% based on the molar ratio, and the ratio of each anion component is based on the molar ratio based anion. It shall be displayed in%.

本発明に好適なフツリン酸ガラスとしては、カチオン%表示で、P5+ 10〜45%、Al3+ 1〜40%、Mg2+ 0〜20%、Ca2+ 0〜25%、Sr2+ 0〜25%、Ba2+ 0〜35%、Li 24〜60%、Na 0〜10%、K 0〜10%、Y3+ 0〜10%、B3+ 0〜15%、を含有し、FをFとO2−との合計量に対してアニオン比(F/(F+O2−))で0.25〜0.85で含有するものが好ましい。 The fluorophosphate glass suitable for the present invention is expressed as cation%, P 5+ 10 to 45%, Al 3+ 1 to 40%, Mg 2+ 0 to 20%, Ca 2+ 0 to 25%, Sr 2+ 0 to 25%. Ba 2+ 0 to 35%, Li + 24 to 60%, Na + 0 to 10%, K + 0 to 10%, Y 3+ 0 to 10%, B 3+ 0 to 15%, and F F - and O 2- as anionic ratio to the total amount of (F - / (F - + O 2-)) those containing at 0.25 to 0.85 is particularly desirable.

このフツリン酸ガラスにおいて、P5+はガラスのネットワークフォーマーであり、必須成分である。P5+の含有量は、10〜45%である。10%未満ではガラスの安定性が低下するおそれがある。また、P5+の含有量を高くするには、原料として正リン酸で導入しなければならない。P5+が45%超とすると正リン酸中の水がフッ素と反応し、HFガスとして揮発するおそれがある。また、酸化物原料で導入する場合は、酸素比率が大きくなりすぎるため、所望の光学特性を満たさない。P5+の上限は、40%以下が好ましく、35%以下がより好ましく、33%以下がさらに好ましい。また、下限は、12%以上が好ましく、15%以上がより好ましい。なお、P5+の原料は、白金るつぼの侵食を抑制し、成分の揮発抑制の観点から、リン酸塩の使用が好ましい。 In this fluorophosphate glass, P 5+ is a glass network former and is an essential component. The content of P 5+ is 10 to 45%. If it is less than 10%, the stability of the glass may be lowered. In order to increase the content of P 5+ , it must be introduced with normal phosphoric acid as a raw material. If P 5+ exceeds 45%, the water in orthophosphoric acid may react with fluorine and volatilize as HF gas. Moreover, when it introduce | transduces with an oxide raw material, since an oxygen ratio becomes large too much, a desired optical characteristic is not satisfy | filled. The upper limit of P 5+ is preferably 40% or less, more preferably 35% or less, and even more preferably 33% or less. Further, the lower limit is preferably 12% or more, and more preferably 15% or more. In addition, the use of phosphate is preferable as the P 5+ raw material from the viewpoint of suppressing the erosion of the platinum crucible and suppressing the volatilization of the components.

このガラスにおいて、Al3+はガラスの安定性を向上させる成分であり、必須成分である。Al3+の含有量は、1〜40%である。1%未満ではガラスの安定性が低下し、40%超ではガラス転移点(Tg)および液相温度が高くなるおそれがある。Al3+の上限は、37%以下が好ましく、35%以下がより好ましく、33%以下がさらに好ましく、30%以下が一層好ましい。また、Al3+の下限は、3%以上が好ましく、5%以上がより好ましい。 In this glass, Al 3+ is a component that improves the stability of the glass and is an essential component. The content of Al 3+ is 1 to 40%. If it is less than 1%, the stability of the glass is lowered, and if it exceeds 40%, the glass transition point (Tg) and the liquidus temperature may be increased. The upper limit of Al 3+ is preferably 37% or less, more preferably 35% or less, still more preferably 33% or less, and even more preferably 30% or less. Further, the lower limit of Al 3+ is preferably 3% or more, and more preferably 5% or more.

このガラスにおいて、Mg2+はガラスの安定性を向上させる成分であり、必須成分ではない。Mg2+の含有量は、0〜20%である。Mg2+の上限は、15%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、7%以下がさらに好ましい。また、Mg2+の下限は、0%超が好ましく、1%以上がより好ましい。 In this glass, Mg 2+ is a component that improves the stability of the glass and is not an essential component. The content of Mg 2+ is 0 to 20%. The upper limit of Mg 2+ is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 7% or less. Further, the lower limit of Mg 2+ is preferably more than 0%, more preferably 1% or more.

このガラスにおいて、Ca2+はガラスの安定性を向上させる成分であり、必須成分ではない。Ca2+の含有量は、0〜25%である。Ca2+の上限は、22%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。また、Ca2+の下限は、0%超が好ましく、1%以上がより好ましい。 In this glass, Ca 2+ is a component that improves the stability of the glass and is not an essential component. The content of Ca 2+ is 0 to 25%. The upper limit of Ca 2+ is preferably 22% or less, more preferably 15% or less, and still more preferably 10% or less. Further, the lower limit of Ca 2+ is preferably more than 0%, more preferably 1% or more.

このガラスにおいて、Sr2+はガラスの安定性を向上させる成分であり、必須成分ではない。Sr2+の含有量は、0〜25%である。Sr2+の上限は、22%以下が好ましく、15%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。また、Sr2+の下限は、0%超が好ましく、0.5%以上がより好ましく、1%以上がさらに好ましい。 In this glass, Sr 2+ is a component that improves the stability of the glass and is not an essential component. The content of Sr 2+ is 0 to 25%. The upper limit of Sr 2+ is preferably 22% or less, more preferably 15% or less, and even more preferably 10% or less. Further, the lower limit of Sr 2+ is preferably more than 0%, more preferably 0.5% or more, and further preferably 1% or more.

このガラスにおいて、Ba2+はガラスの安定性を向上させ、かつ、低分散を保ちつつ高屈折率を実現できる成分であり、必須成分ではない。Ba2+の含有量は、0〜35%である。Ba2+の上限は、31%以下が好ましく、30%以下がより好ましく、29%以下がさらに好ましく、25%以下がより一層好ましい。また、Ba2+の下限は、0%超が好ましく、1%以上がより好ましく、3%以上がさらに好ましい。 In this glass, Ba 2+ is a component capable of improving the stability of the glass and realizing a high refractive index while maintaining low dispersion, and is not an essential component. The content of Ba 2+ is 0 to 35%. The upper limit of Ba 2+ is preferably 31% or less, more preferably 30% or less, still more preferably 29% or less, and even more preferably 25% or less. Further, the lower limit of Ba 2+ is preferably more than 0%, more preferably 1% or more, and further preferably 3% or more.

このガラスにおいて、アルカリ土類金属のカチオン成分(R2+)の含有による効果を高めるためには、これらの含有量は、合量(Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+)で1〜31%が好ましい。1%以上の含有で、ガラスの安定性を高める効果が高まる。一方で、31%超では、かえってガラスの安定性が低下する。R2+の合量の上限は、30%以下が好ましく、29%以下がより好ましい。 In this glass, in order to enhance the effect due to the inclusion of the alkaline earth metal cation component (R 2+ ), these contents are preferably 1 to 31% in terms of the total amount (Mg 2+ + Ca 2+ + Sr 2+ + Ba 2+ ). . When the content is 1% or more, the effect of increasing the stability of the glass is enhanced. On the other hand, if it exceeds 31%, the stability of the glass is rather lowered. The upper limit of the total amount of R 2+ is preferably 30% or less, and more preferably 29% or less.

また、R2+を上記合量で含有する場合、Mg2+、Ca2+、Sr2+およびBa2+から選ばれる2種以上の使用が好ましい。さらに、アルカリ土類金属の含有による効果を高める観点から、Ba2+を必須として含有し、Mg2+、Ca2+およびSr2+から選ばれる1種以上の使用がより好ましい。なお、Ca2+およびSr2+は比較的多量に導入できるが、Mg2+およびBa2+の多量の導入はかえって、ガラスの安定性を低下させるおそれがある。 Further, when containing R 2+ above total amount, Mg 2+, Ca 2+, 2 or more used is preferably selected from Sr 2+ and Ba 2+. Furthermore, from the viewpoint of enhancing the effect due to the inclusion of the alkaline earth metal, it is preferable to use Ba 2+ as an essential component and to use one or more selected from Mg 2+ , Ca 2+ and Sr 2+ . Although Ca 2+ and Sr 2+ can be introduced in a relatively large amount, the introduction of a large amount of Mg 2+ and Ba 2+ may reduce the stability of the glass.

このガラスにおいて、Liは安定性を損なわずにガラス転移点(Tg)を下げる成分であり、必須成分である。Liの含有量は、24〜60%である。Liの含有量が24%未満では、ガラス転移点(Tg)を充分に下げることができず、安定性も低下する。また、60%超ではガラスの耐久性を損ない、同時に加工性も低下する。下記のアルカリ金属成分の含有でもガラス転移点(Tg)を下げる効果は得られるが、Liを含有する方が、ガラスの耐水性に優れるため、好ましい。Liの上限は、50%以下が好ましく、45%以下がより好ましく、43%以下がより一層好ましく、41%以下がさらに好ましく、40%未満が特に好ましい。Liの下限は、25%超が好ましく、27%以上がより好ましく、30%超がより一層好ましい。また、ガラスの安定性を重視する場合は、Liの含有量を30%超〜60%とすることが好ましい。この際、Liの上限は、59%以下がより好ましく、57%以下がより一層好ましく、55%以下がさらに好ましい。Liの下限は、31%以上がより好ましく、32%以上がより一層好ましい。また、ガラスの脈理抑制を重視する場合は、Liの含有量を24〜30%とすることが好ましい。この際、Liの上限は、29%以下がより好ましく、28%以下がより一層好ましく、27%以下がさらに好ましい。Liの下限は、24%超がより好ましく、25%以上がより一層好ましい。 In this glass, Li + is a component that lowers the glass transition point (Tg) without impairing stability, and is an essential component. The content of Li + is 24 to 60%. If the content of Li + is less than 24%, the glass transition point (Tg) cannot be lowered sufficiently and the stability is also lowered. On the other hand, if it exceeds 60%, the durability of the glass is impaired, and at the same time, the workability is lowered. Although the effect of lowering the glass transition point (Tg) can be obtained even when the following alkali metal component is contained, it is preferable to contain Li + because the water resistance of the glass is excellent. The upper limit of Li + is preferably 50% or less, more preferably 45% or less, still more preferably 43% or less, still more preferably 41% or less, and particularly preferably less than 40%. The lower limit of Li + is preferably more than 25%, more preferably 27% or more, and even more preferably more than 30%. Moreover, when importance is attached to the stability of glass, it is preferable to make content of Li <+> more than 30%-60%. At this time, the upper limit of Li + is more preferably 59% or less, still more preferably 57% or less, and even more preferably 55% or less. The lower limit of Li + is more preferably 31% or more and even more preferably 32% or more. Moreover, when importance is attached to striae suppression of glass, the content of Li + is preferably 24 to 30%. At this time, the upper limit of Li + is more preferably 29% or less, even more preferably 28% or less, and even more preferably 27% or less. The lower limit of Li + is more preferably more than 24% and even more preferably 25% or more.

また、このガラスにおいて、ガラスの安定性と脈理抑制の効果を得るために、アルカリ土類金属成分の合計量に対するLiの含有量の比Li/ΣR2+、すなわちLi/(Mg2++Ca2++Sr2++Ba2+)が0.8超16未満となるようにすることが好ましい。特に、ガラスの安定性を重視する場合、Li/ΣR2+が1以上16未満となるようにすることが好ましい。ガラスが安定化することによって、体積の大きいプリフォームの製造が可能になり、大口径のレンズもプレス成形法によって製造することが可能になる。Li/ΣR2+の上限は、15以下がより好ましく、14以下がより一層好ましく、13以下がさらに好ましい。Li/ΣR2+の下限は、1超がより好ましく、2以上がより一層好ましい。また、ガラスの脈理抑制を重視する場合、Li/ΣR2+が0.8超1未満となるようにすることが好ましい。この場合、Li/ΣR2+の上限は、0.98以下がより好ましく、0.97以下がより一層好ましい。Li/ΣR2+の下限は、0.82以上がより好ましく、0.85以上がより一層好ましい。 Further, in the glass, in order to obtain the effect of the stability and striae suppression of glass, the total amount for the Li + ratio Li + / .SIGMA.R 2+ content of the alkaline earth metal component, i.e. Li + / (Mg 2+ + Ca 2+ + Sr 2+ + Ba 2+ ) is preferably more than 0.8 and less than 16. In particular, when importance is attached to the stability of the glass, it is preferable that Li + / ΣR 2+ be 1 or more and less than 16. By stabilizing the glass, it is possible to produce a preform having a large volume, and it is also possible to produce a large-diameter lens by a press molding method. The upper limit of Li + / ΣR 2+ is more preferably 15 or less, even more preferably 14 or less, and even more preferably 13 or less. The lower limit of Li + / ΣR 2+ is more preferably more than 1, and even more preferably 2 or more. Further, when importance is attached to striae suppression of glass, it is preferable that Li + / ΣR 2+ be more than 0.8 and less than 1. In this case, the upper limit of Li + / ΣR 2+ is more preferably 0.98 or less, and even more preferably 0.97 or less. The lower limit of Li + / ΣR 2+ is more preferably 0.82 or more, and even more preferably 0.85 or more.

このガラスにおいて、NaおよびKはそれぞれLiと同様にガラス転移点(Tg)を下げる成分であるが、必須成分ではない。NaおよびKの含有量は、いずれも、0〜10%である。NaおよびKは、Liに比べてガラスの熱膨張係数が大きくなるため、低含有量が好ましく、実質的に含有しないことがより好ましい。本明細書において、実質的に含有しないとは、積極的には含有させないが、不可避不純物による混入を許容することを意味する。 In this glass, Na + and K + are components that lower the glass transition point (Tg) as in Li + , but are not essential components. The contents of Na + and K + are both 0 to 10%. Since Na + and K + have a larger thermal expansion coefficient than that of Li + , a low content is preferable, and it is more preferable that they are not substantially contained. In the present specification, the phrase “not substantially contained” means that it is not actively contained, but is allowed to be mixed due to inevitable impurities.

このガラスにおいて、Y3+はガラスの安定性または耐久性を向上させる成分であるが、必須成分ではない。Y3+の含有量は、0〜10%である。10%超では、かえってガラスの安定性が低下し、ガラス転移点(Tg)が高くなる。Y3+の上限は、7%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。 In this glass, Y 3+ is a component that improves the stability or durability of the glass, but is not an essential component. The content of Y 3+ is 0 to 10%. If it exceeds 10%, the stability of the glass is lowered, and the glass transition point (Tg) is increased. The upper limit of Y 3+ is preferably 7% or less, and more preferably 5% or less.

このガラスにおいて、B3+はガラス化成分であり、ガラスを安定化させる効果があるが、必須成分ではない。B3+の含有量は、0〜15%である。ガラスの耐久性確保と成分の揮発抑制の観点から、15%以下が好ましい。B3+の上限は、10%以下が好ましく、5%以下がより好ましく、成分の揮発低減のためには、0.5%以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。また、B3+の原料は、成分の揮発を抑制し、ガラスの脈理を防止する観点から、Bが好ましい。 In this glass, B 3+ is a vitrification component and has an effect of stabilizing the glass, but is not an essential component. The content of B 3+ is 0 to 15%. From the viewpoint of ensuring the durability of the glass and suppressing the volatilization of the components, it is preferably 15% or less. The upper limit of B 3+ is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, more preferably 0.5% or less, and still more preferably substantially not contained in order to reduce volatilization of components. The B 3+ raw material is preferably B 2 O 3 from the viewpoint of suppressing the volatilization of the components and preventing the striae of the glass.

このガラスにおいては、発明の目的を損なわない限りにおいて、上記した成分以外の成分を含有してもよいが、カチオン成分としてP5+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、LiおよびY3+の合計量を95%以上とすることが、高品質な光学ガラスを安定して製造する上から好ましい。さらに、上記したカチオン成分の合計量は、98%以上がより好ましく、99%以上がさらに好ましく、実質的に、P5+、Al3+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、LiおよびY3+からなることが特に好ましい。 This glass may contain components other than those described above as long as the object of the invention is not impaired, but P 5+ , Al 3+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Li may be used as the cation component. The total amount of + and Y 3+ is preferably 95% or more from the viewpoint of stably producing a high-quality optical glass. Furthermore, the total amount of the above-described cation component is preferably 98% or more, more preferably 99% or more, and substantially P 5+ , Al 3+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ , Li + and It is particularly preferred that it consists of Y 3+ .

このガラスにおいて、上記した成分以外の成分としては、Ti4+、Zr4+、Zn2+、Bi5+、W5+、Nb5+、Sb3+、La3+、Gd3+などのランタノイドなどが挙げられる。これらの含有量は、合計で、5%以下が好ましく、2%以下がより好ましく、1%以下がさらに好ましい。 In this glass, lanthanoids such as Ti 4+ , Zr 4+ , Zn 2+ , Bi 5+ , W 5+ , Nb 5+ , Sb 3+ , La 3+ , Gd 3+ and the like can be cited as components other than those described above. The total content of these is preferably 5% or less, more preferably 2% or less, and even more preferably 1% or less.

また、Si4+は、ガラスを安定化させる目的で含有してもよい。ただし、フツリン酸ガラスの製造においては、ガラスの溶解温度が低いため、過剰に導入するとガラス融液内に原料の溶け残りが生じ、溶解時に揮発が多くなり製造安定性を損なうことになる。したがってSi4+の含有量は、0〜10%が好ましく、0〜8%がより好ましく、0〜5%がさらに好ましい。 Si 4+ may be contained for the purpose of stabilizing the glass. However, in the production of fluorophosphate glass, since the melting temperature of the glass is low, if it is introduced excessively, the raw material remains undissolved in the glass melt, and volatilization increases during melting, thereby impairing the production stability. Therefore, the content of Si 4+ is preferably 0 to 10%, more preferably 0 to 8%, and still more preferably 0 to 5%.

このガラスにおいて、ガラスが着色するおそれがあるので、Sn2+は実質的に含有しないことが好ましい。また、環境負荷を抑えるため、Pb2+は実質的に含有しないことが好ましい。 In this glass, it is preferable that Sn 2+ is not substantially contained since the glass may be colored. Moreover, in order to suppress environmental load, it is preferable not to contain Pb2 + substantially.

このガラスにおいて、アニオン成分の割合は、所望の光学特性を実現しつつ、優れた安定性を有するガラスを得るために、FをFとO2−との合計量に対してアニオン比(F/(F+O2−))で0.25〜0.85で含有する。アニオン比は、0.3〜0.8が好ましく、0.35〜0.75がより好ましい。また、アニオン中におけるFとO2−の合計量は、99%以上が好ましく、実質的にFとO2−からなることがより好ましい。 In this glass, the proportion of the anionic component, while achieving the desired optical properties, in order to obtain a glass having excellent stability, F - the F - and anion ratio to the total amount of the O 2-( F / (F + O 2− )) and contained at 0.25 to 0.85. The anion ratio is preferably 0.3 to 0.8, and more preferably 0.35 to 0.75. Further, the total amount of F and O 2− in the anion is preferably 99% or more, and more preferably substantially consists of F and O 2− .

アニオン成分としては、FとO2−以外にも、ハロゲンの含有は許容される。ただし、塩化物原料はフッ化物原料に比べ、潮解性が高く、水分を含みやすいためフッ化物原料と同時に使用すると、フッ化水素となりフッ素の揮発を促進させるおそれがある。また、一般に、塩化物原料は、蒸気圧が高く揮発しやすい。そのため、このガラスにおいては、Clは実質的に含有しないことが好ましい。 As an anion component, halogen content is allowed in addition to F and O 2− . However, the chloride raw material has higher deliquescence than the fluoride raw material and is likely to contain moisture. Therefore, when used together with the fluoride raw material, it may become hydrogen fluoride and promote volatilization of fluorine. In general, a chloride raw material has a high vapor pressure and is likely to volatilize. Therefore, in this glass, it is preferable that Cl is not substantially contained.

このガラスの光学恒数は、屈折率(n)は1.4〜1.58、アッベ数(ν)は60〜90が好ましい。屈折率は、1.45〜1.575がより好ましく、1.48〜1.56が特に好ましい。アッベ数は、65〜85より好ましく、70〜82が特に好ましい。 The optical constant of the glass is preferably 1.4 to 1.58 for the refractive index (n d ) and 60 to 90 for the Abbe number (ν d ). The refractive index is more preferably 1.45 to 1.575, and particularly preferably 1.48 to 1.56. The Abbe number is more preferably 65 to 85, and particularly preferably 70 to 82.

このガラスは、Liの含有量が多いので、ガラス転移点を低くできる。このガラスにおいては、ガラス転移点(Tg)は、380℃以下が好ましい。プレス成形時の成形型の劣化や、プリフォームからの成分の揮発を抑制し生産性低下を防止するためには、ガラス転移点(Tg)は低いほど好ましい。したがって、ガラス転移点(Tg)は、370℃以下がより好ましく、360℃以下がさらに好ましく、350℃以下が特に好ましい。 Since this glass has a large content of Li + , the glass transition point can be lowered. In this glass, the glass transition point (Tg) is preferably 380 ° C. or lower. In order to prevent deterioration of the mold during press molding and volatilization of components from the preform and prevent a decrease in productivity, the lower the glass transition point (Tg), the better. Therefore, the glass transition point (Tg) is more preferably 370 ° C. or less, further preferably 360 ° C. or less, and particularly preferably 350 ° C. or less.

このガラスの組成範囲において、安定性を重視したフツリン酸塩ガラス(ガラスI)は、カチオン%表示で、
5+ 10〜45%、
Al3+ 1〜40%、
Mg2+ 0〜20%、
Ca2+ 0〜25%、
Sr2+ 0〜25%、
Ba2+ 0〜35%、
Li 30超〜60%、
Na 0〜10%、
0〜10%、
3+ 0〜10%、
3+ 0〜15%、
を含有し、
をFとO2−との合計量に対してアニオン比(F/(F+O2−))で0.25〜0.85で含有するものである。
In this glass composition range, the fluorophosphate glass (Glass I) with emphasis on stability is expressed in terms of cation%,
P 5+ 10-45%,
Al 3+ 1-40%,
Mg 2+ 0-20%,
Ca 2+ 0-25%,
Sr2 + 0-25%,
Ba 2+ 0-35%,
Li + more than 30-60%,
Na + 0-10%,
K + 0-10%,
Y 3+ 0-10%,
B 3+ 0-15%,
Containing
F is contained in an anion ratio (F / (F + O 2− )) of 0.25 to 0.85 with respect to the total amount of F and O 2− .

また、このガラスの組成範囲において、脈理抑制を重視したフツリン酸塩ガラス(ガラスII)は、カチオン%表示で、
5+ 10〜45%、
Al3+ 1〜40%、
Mg2+ 0〜20%、
Ca2+ 0〜25%、
Sr2+ 0〜25%、
Ba2+ 0〜35%、
Li 24〜30%、
Na 0〜10%、
0〜10%、
3+ 0〜10%、
3+ 0〜15%、
を含有し、
をFとO2−との合計量に対してアニオン比(F/(F+O2−))で0.25〜0.85で含有するものである。
In addition, in this glass composition range, fluorophosphate glass (glass II) that emphasizes striae suppression is expressed in terms of cation%,
P 5+ 10-45%,
Al 3+ 1-40%,
Mg 2+ 0-20%,
Ca 2+ 0-25%,
Sr2 + 0-25%,
Ba 2+ 0-35%,
Li + 24-30%,
Na + 0-10%,
K + 0-10%,
Y 3+ 0-10%,
B 3+ 0-15%,
Containing
F is contained in an anion ratio (F / (F + O 2− )) of 0.25 to 0.85 with respect to the total amount of F and O 2− .

このようなフツリン酸ガラスにおいては、ガラス組成が熱的に安定で、高い液相粘性を示すため、体積が1〜1.5cmという大きなプリフォームであっても、失透や異物などの内部欠陥のないものが得られる。このように使用するガラス組成を考慮すれば、さらに脈理や表面のシワや傷のないプリフォームが得られる。なお、体積が1.5cmのプリフォームであれば、口径25mm程度のレンズをプレス成形により製造できる。 In such a fluorophosphate glass, since the glass composition is thermally stable and exhibits high liquid phase viscosity, even inside a large preform having a volume of 1 to 1.5 cm 3 , the inside of devitrification, foreign matter, etc. A defect-free product is obtained. Considering the glass composition used in this way, a preform free from striae, surface wrinkles and scratches can be obtained. If the preform has a volume of 1.5 cm 3 , a lens having a diameter of about 25 mm can be manufactured by press molding.

(光学素子)
上記のように製造されたプリフォームを成形することで光学素子が得られる。上記したフツリン酸ガラスは、上記光学特性を有するため、光学素子として使用すれば、光学設計が容易である。このような光学素子としては、デジタルカメラ等に用いられる非球面レンズや球面レンズなどが挙げられる。
(Optical element)
An optical element can be obtained by molding the preform manufactured as described above. The fluorophosphate glass described above has the optical characteristics described above, and therefore, when used as an optical element, optical design is easy. Examples of such optical elements include aspherical lenses and spherical lenses used in digital cameras and the like.

光学素子の製造方法としては、量産性を高める観点からプレス成形法が好ましい。プレス成形法では、あらかじめ成形面を所望の形状に加工されたプレス成形型を使用する。一組の成形型を上下に対向させ、これらの間に上記したプリフォームを設置し、ガラスが成形に適した粘度に下がる温度まで成形型とプリフォームの両者を加熱して、プリフォームを軟化する。そして、これを加圧成形することにより、成形型の成形面をガラスに精密に転写する。上記フツリン酸ガラスは、ガラス転移点(Tg)が十分低いので、プリフォームの加熱温度を低くできる。そのため、成形型の耐久性を高くでき、プレス時のガラス表面からの成分の揮発を抑制できる。また、このガラスは、上記したように、体積が1〜1.5cmという大きなプリフォームであっても、失透や異物などの内部欠陥がなく、さらに脈理や表面のシワや傷のないプリフォームが得られるため、従来、困難であった口径の大きいレンズのプレス成形法による製造が可能となる。すなわち、体積約0.6cmのプリフォームから口径8mmのレンズが、体積約1.0cmのプリフォームから口径15mmのレンズが、体積約1.5cmのプリフォームから口径25mm程度のレンズがそれぞれプレス成形法によって得られる。 As a manufacturing method of the optical element, a press molding method is preferable from the viewpoint of improving mass productivity. In the press molding method, a press molding die whose molding surface is processed into a desired shape in advance is used. A pair of molds face each other, and the above-mentioned preform is placed between them, and both the mold and preform are heated to a temperature at which the glass drops to a viscosity suitable for molding, thereby softening the preform. To do. And by pressing this, the shaping | molding surface of a shaping | molding die is precisely transcribe | transferred to glass. Since the above-mentioned fluorophosphate glass has a sufficiently low glass transition point (Tg), the heating temperature of the preform can be lowered. Therefore, the durability of the mold can be increased, and the volatilization of components from the glass surface during pressing can be suppressed. In addition, as described above, this glass is free from internal defects such as devitrification and foreign matter, and is free from striae and surface wrinkles and scratches, even in a large preform having a volume of 1 to 1.5 cm 3. Since a preform can be obtained, it is possible to manufacture a lens having a large aperture, which has been difficult in the past, by a press molding method. That is, a lens with a diameter of 8 mm from a preform with a volume of about 0.6 cm 3 , a lens with a diameter of 15 mm from a preform with a volume of about 1.0 cm 3 , a lens with a diameter of about 25 mm from a preform with a volume of about 1.5 cm 3 Each is obtained by press molding.

なお、プレス成形時の雰囲気は、成形型表面やプリフォーム表面を保護するため非酸化性が好ましい。非酸化性雰囲気としては、アルゴン、窒素等の不活性ガス、水素等の還元性ガスまたは不活性ガスと還元性ガスとの混合ガスを使用できる。好ましくは窒素ガスまたは少量の水素ガスが混合された窒素ガスを使用できる。また、加圧時の圧力および時間は、ガラスの粘度などに合わせて適宜変更できる。そして、加熱、加圧した後、成形型とプレス成形品を冷却し、好ましくは歪点以下の温度となったところで、離型してプレス成形品を取り出す。   The atmosphere during press molding is preferably non-oxidizing in order to protect the mold surface and the preform surface. As the non-oxidizing atmosphere, an inert gas such as argon or nitrogen, a reducing gas such as hydrogen, or a mixed gas of an inert gas and a reducing gas can be used. Preferably, nitrogen gas or nitrogen gas mixed with a small amount of hydrogen gas can be used. Moreover, the pressure and time at the time of pressurization can be suitably changed according to the viscosity etc. of glass. And after heating and pressurizing, a shaping | molding die and a press-molded product are cooled, When it becomes the temperature below a strain point, Preferably, it molds and takes out a press-molded product.

以下、本発明について実施例を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。   The present invention will be described below with reference to examples. However, the present invention is not construed as being limited to these.

図1のプリフォームの製造装置において、図3Aおよび図3Bに示した加温ガス供給手段を適用した装置を用いて、以下のようにプリフォームを製造した。   In the preform manufacturing apparatus of FIG. 1, a preform was manufactured as follows using the apparatus to which the heated gas supply means shown in FIGS. 3A and 3B was applied.

まず、使用するガラス材料として、液相温度が730℃、ガラス転移点(Tg)が375℃のフツリン酸ガラスを用意した。このガラス材料を図示していないタンク中で800〜950℃に加熱して溶融状態とし、十分に清澄を行った後、730〜830℃程度に温度を下げ、撹拌して均質化し、これを設定温度700℃とした流出パイプ(内径:3mm)から流量約4L/Dで流出させ、ゴブサイズが0.3cmとなるように成形型上に溶融ガラス塊を形成するように供給した。 First, as a glass material to be used, a fluorophosphate glass having a liquidus temperature of 730 ° C. and a glass transition point (Tg) of 375 ° C. was prepared. This glass material is heated to 800 to 950 ° C. in a tank (not shown) to be in a molten state, sufficiently clarified, then cooled to about 730 to 830 ° C., stirred and homogenized, and set. An outflow pipe (inner diameter: 3 mm) at a temperature of 700 ° C. was flowed out at a flow rate of about 4 L / D, and supplied so as to form a molten glass lump on the mold so that the gob size was 0.3 cm 3 .

このとき、冷却ガスを、流出パイプの先端面から2mm下方の水平面において、流出パイプの軸を中心として径35mmの円周上に10度刻みで均等に冷却ガス供給手段を配置し、冷却ガスを流出パイプの軸に向かって水平方向に供給するようにした。冷却ガスは室温の窒素ガスを用い、供給流量を0〜30L/minの範囲で、5L/min刻みとし、それぞれ固定して供給した。   At this time, the cooling gas supply means is arranged evenly in 10 degree increments on the circumference of the diameter of 35 mm around the axis of the outflow pipe on the horizontal plane 2 mm below the front end surface of the outflow pipe. It was made to feed horizontally toward the axis of the outflow pipe. As the cooling gas, nitrogen gas at room temperature was used, and the supply flow rate was in the range of 0 to 30 L / min.

また、加温ガスは、流出パイプの外径に対して+1mmの内径を有する中空パイプを使用し、この中空パイプで流出パイプの外周を覆い、流出パイプの先端平面から10mm上方の水平面において加温ガスが吐出されるようにした。加温ガスとしては、700℃の窒素ガスを用い、吐出圧力が0.1MPaとなるようにした。   The warming gas uses a hollow pipe having an inner diameter of +1 mm with respect to the outer diameter of the outflow pipe, covers the outer periphery of the outflow pipe with this hollow pipe, and warms in a horizontal plane 10 mm above the tip plane of the outflow pipe. Gas was discharged. Nitrogen gas at 700 ° C. was used as the heating gas, and the discharge pressure was set to 0.1 MPa.

成形型上の溶融ガラス塊を、成形面から窒素ガスを供給しながら浮上成形し、冷却・固化させて、断面楕円状のプリフォームを製造した。   The molten glass lump on the mold was float formed while supplying nitrogen gas from the molding surface, and cooled and solidified to produce a preform having an elliptical cross section.

上記の結果、冷却ガスの供給流量が0L/min以上15L/min以下では、プリフォームの表面が失透し、20L/minでは、失透物は観察されなかったが脈理(皺上の筋)が観察され、25L/min以上では失透物や脈理はなく、滑らかな表面形状のプリフォームが得られた。   As a result, when the cooling gas supply flow rate was 0 L / min or more and 15 L / min or less, the surface of the preform was devitrified, and at 20 L / min, devitrified material was not observed, but striae ) Was observed, and at 25 L / min or higher, there was no devitrified substance or striae, and a preform having a smooth surface shape was obtained.

本発明のプリフォームの製造方法および製造装置は、デジタルカメラ等の光学系に用いられる光学素子用のプリフォームの製造効率を良好に、かつ、安定して提供できる。   The preform manufacturing method and manufacturing apparatus of the present invention can provide the manufacturing efficiency of a preform for an optical element used in an optical system such as a digital camera in a favorable and stable manner.

1…プリフォームの製造装置、2…流出パイプ、3…成形型、4…冷却ガス供給手段、5…加温ガス供給手段、50…溶融ガラス、50a…プリフォーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Preform manufacturing apparatus, 2 ... Outflow pipe, 3 ... Mold, 4 ... Cooling gas supply means, 5 ... Heating gas supply means, 50 ... Molten glass, 50a ... Preform

Claims (13)

溶融状態のガラスを流出パイプから流出させ、溶融ガラス塊を分離し、得られた溶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って、
前記流出パイプから流出する溶融ガラスを、流出直後から冷却するように冷却ガスを供給する冷却ガス供給工程と、
前記流出パイプを、前記溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度に保持するように加温ガスを供給する加温ガス供給工程と、
を有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 method for producing a preform for press molding, in which molten glass is caused to flow out from an outflow pipe, the molten glass lump is separated, and the obtained molten glass lump is formed into a preform on a mold,
A cooling gas supply step of supplying a cooling gas so as to cool the molten glass flowing out of the outflow pipe immediately after the outflow;
A heated gas supply step of supplying a heated gas so as to maintain the outflow pipe at a liquid phase temperature of the molten glass of −50 ° C. or higher;
A method for producing a press-molding preform, comprising:
前記加温ガス供給工程が、前記流出パイプの先端面よりも高い位置から、前記流出パイプに沿って下方に、かつ、全周に渡って加温ガスを吐出させる請求項1に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。   The press molding according to claim 1, wherein the warming gas supply step discharges the warming gas from a position higher than the tip end surface of the outflow pipe downward along the outflow pipe and over the entire circumference. Method for manufacturing preform. 前記加温ガスの吐出圧力が、0.1MPa以上である請求項1または2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 preform for press molding according to claim 1 or 2, wherein a discharge pressure of the warming gas is 0.1 MPa or more. 前記冷却ガス供給工程が、前記冷却ガスを前記流出パイプから流出した溶融ガラス流に衝突するように供給する請求項1〜3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 1-3 in which the said cooling gas supply process supplies the said cooling gas so that it may collide with the molten glass flow which flowed out from the said outflow pipe. 前記冷却ガスの供給流量が、10L/min〜30L/minである請求項1〜4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 4, wherein a supply flow rate of the cooling gas is 10 L / min to 30 L / min. 前記溶融ガラスのガラス転移点(Tg)が380℃以下である請求項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 glass transition point (Tg) of the molten glass is 380 ° C or lower. 前記溶融ガラスの屈伏点(At)が420℃以下である請求項1〜6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 yield point (At) of the molten glass is 420 ° C or lower. The method for producing a press-molding preform according to any one of claims 1 to 6. 前記ガラスがフツリン酸ガラスである請求項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 said glass is a fluorophosphate glass, The manufacturing method of the preform for press molding of any one of Claims 1-7. 前記フツリン酸ガラスが、カチオン%表示で、P5+ 10〜45%、Al3+ 1〜40%、Mg2+ 0〜20%、Ca2+ 0〜25%、Sr2+ 0〜25%、Ba2+ 0〜35%、Li 24〜60%、Na 0〜10%、K 0〜10%、Y3+ 0〜10%、B3+ 0〜15%、を含有し、FをFとO2−との合計量に対してアニオン比(F/(F+O2−))で0.25〜0.85で含有するものである請求項8に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。 The fluorophosphate glass is expressed in terms of cation%, P 5+ 10-45%, Al 3+ 1-40%, Mg 2+ 0-20%, Ca 2+ 0-25%, Sr 2+ 0-25%, Ba 2+ 0 35%, Li + 24~60%, Na + 0~10%, K + 0~10%, Y 3+ 0~10%, containing B 3+ 0 to 15%, a, F - the F - and O 2 The method for producing a preform for press molding according to claim 8, which is contained in an anion ratio (F / (F + O 2 )) of 0.25 to 0.85 with respect to the total amount of . 前記プリフォームが、内部に失透を含まない体積1cm以上のものである請求項1〜9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 9, wherein the preform has a volume of 1 cm 3 or more and does not contain devitrification. 溶融ガラスをガラス塊として流出させる流出パイプと、
前記流出パイプから流出した溶融ガラス塊を受け止め、プリフォームに成形する成形型と、
前記流出パイプから流出する溶融ガラスを流出直後から冷却するように冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、
前記流出パイプを前記溶融ガラスの液相温度−50℃以上の温度に保持するように加温ガスを供給する加温ガス供給手段と、
を有することを特徴とするプリフォームの製造装置。
An outflow pipe for flowing molten glass as a glass lump,
A mold for receiving a molten glass lump that has flowed out of the outflow pipe and forming it into a preform,
A cooling gas supply means for supplying a cooling gas so as to cool the molten glass flowing out from the outflow pipe immediately after the outflow;
A heated gas supply means for supplying a heated gas so as to maintain the outflow pipe at a liquid phase temperature of the molten glass of −50 ° C. or higher;
A preform manufacturing apparatus characterized by comprising:
前記加温ガス供給手段は、前記流出パイプの先端面よりも高い位置から、前記流出パイプに沿って下方に、かつ、全周に渡って加温ガスを供給する請求項11に記載のプレス成形用プリフォームの製造装置。   The press-molding according to claim 11, wherein the warming gas supply means supplies the warming gas from a position higher than the front end surface of the outflow pipe downward along the outflow pipe and over the entire circumference. Preform manufacturing equipment. 前記冷却ガス供給手段による冷却ガスの吐出方向が、前記流出パイプから流出する溶融ガラス流に向かって、かつ、水平面となす角度が±10度以下である請求項11または12に記載のプリフォームの製造装置。   The preform according to claim 11 or 12, wherein a discharge direction of the cooling gas by the cooling gas supply means is toward a molten glass flow flowing out of the outflow pipe and an angle formed with a horizontal plane is ± 10 degrees or less. manufacturing device.
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