JP4834756B2 - Press molding preform manufacturing method, manufacturing apparatus, and optical element manufacturing method - Google Patents

Press molding preform manufacturing method, manufacturing apparatus, and optical element manufacturing method Download PDF

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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B7/00Distributors for the molten glass; Means for taking-off charges of molten glass; Producing the gob, e.g. controlling the gob shape, weight or delivery tact
    • C03B7/10Cutting-off or severing the glass flow with the aid of knives or scissors or non-contacting cutting means, e.g. a gas jet; Construction of the blades used
    • C03B7/12Cutting-off or severing a free-hanging glass stream, e.g. by the combination of gravity and surface tension forces

Description

本発明は、プレス成形用プリフォームの製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、ホウ酸-希土類酸化物を主成分とするガラス系やアルカリ金属化合物含有ガラスなど、溶融状態ではホウ酸、アルカリ成分などが揮発しやすく、この揮発により脈理が発生しやすいガラス系であっても、脈理を抑制しつつプレス成形用プリフォームを製造するための製造方法に関する。さらに本発明は、上記方法により得られたプリフォームを使用して精密プレス成形によりガラス製の光学素子を製造する方法に関する。加えて本発明は、プレス成形用プリフォームの製造装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a press-molding preform. More specifically, in the present invention, boric acid and alkali components are easily volatilized in a molten state, such as glass based on boric acid-rare earth oxide or glass containing an alkali metal compound, and this volatilization causes striae. The present invention relates to a manufacturing method for manufacturing a preform for press molding while suppressing striae even if the glass system is easy to do. Furthermore, this invention relates to the method of manufacturing the optical element made from glass by precision press molding using the preform obtained by the said method. In addition, the present invention relates to an apparatus for manufacturing a press molding preform.

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、カメラ付携帯電話などの小型化、高画素化、高性能化に伴い、高屈折率高分散ガラス、高屈折率低分散ガラス、低屈折率超低分散ガラスからなるレンズが光学系に必要となった。またレンズを非球面化することで光学系の更なる小型化が可能となるため、これらの光学特性を有する非球面レンズが渇望されている。一方、非球面ガラスレンズの製造法としては、素材のガラス製プリフォームを精密プレス成形する方法が主流である。よって、上記ガラスからプリフォームを熱間成形する技術や、プリフォームを精密プレス成形する技術の開発が必要となった。ここで熱間成形とは、溶融ガラスから直接プリフォーム成形する技術であり、溶融ガラスから作製した軟化状態のガラス塊をさらに所定形状に成形することでプリフォーム成形する。しかし上記光学恒数を有する光学ガラスは以前から知られてはいるが、ガラスの特性上、プリフォームを熱間成形できない場合や、精密プレスが困難な場合が非常に多かった。   As digital still cameras, digital video cameras, camera-equipped cell phones, etc. become smaller, higher pixels, and higher performance, they are made of high refractive index, high dispersion glass, high refractive index, low dispersion glass, and low refractive index, ultra low dispersion glass. A lens was required for the optical system. In addition, since the lens can be made aspherical, the optical system can be further miniaturized, and thus an aspherical lens having these optical characteristics is desired. On the other hand, as a manufacturing method of an aspheric glass lens, a method of precision press molding a glass preform as a raw material is the mainstream. Therefore, it has become necessary to develop a technique for hot-forming a preform from the glass and a technique for precision press-molding the preform. Here, the hot forming is a technique of directly preforming from molten glass, and preforming is performed by further forming a softened glass lump made from molten glass into a predetermined shape. However, optical glasses having the above optical constant have been known for some time, but due to the characteristics of the glass, there were many cases where the preform could not be hot-formed or precision press was difficult.

特開平9-221329号公報(後述する)Japanese Patent Laid-Open No. 9-221329 (described later) 特開平8-73229号公報(後述する)JP-A-8-73229 (described later) 特開2000-154025号公報(後述する)JP 2000-154025 A (described later)

特に、ホウ酸-希土類酸化物を主成分とするガラス系やアルカリ金属化合物含有ガラスなどは、溶融状態でホウ酸及びアルカリ成分などが揮発しやすく、これら成分が揮発すると、脈理が発生しやすい。このようなガラスを用いて、プリフォームを熱間成形しようとすると、熱間成形の間に揮発性の成分が揮発し、得られるプリフォームに脈理が発生しやすい。   In particular, glass and alkali metal compound-containing glasses mainly composed of boric acid-rare earth oxides tend to volatilize boric acid and alkali components in the molten state, and when these components volatilize, striae are likely to occur. . When trying to hot-form a preform using such glass, volatile components volatilize during hot-forming, and striae are likely to occur in the resulting preform.

具体的には、ホウ酸-希土類系ガラスでは1000℃前後の温度で成形した場合、ガラス成形体に放射状の表面脈理が発生する。この脈理は成形温度(ガラスをパイプから流出させる温度)を充分に下げれば、脈理は発生しなくなる。しかし、液相温度が高く(1000℃前後)、低粘性のガラス(10poise以下)をプレス成形用プリフォームに成形する場合、溶融ガラスの温度は液相温度の近傍にまでしか下げられない。液相温度とは溶融ガラスを保持した際にその中に結晶が析出する最低の温度である。このため、このような高液相温度でかつ低粘性のガラスでは放射状の表面脈理の発生は避けられず、このようなガラスのプリフォームから得られるプレス成形品では光学部品としての性能が得られない。   Specifically, when a boric acid-rare earth glass is molded at a temperature of about 1000 ° C., radial striae occur in the glass molded body. This striae will not occur if the forming temperature (the temperature at which the glass flows out of the pipe) is sufficiently lowered. However, when a liquid phase temperature is high (around 1000 ° C.) and a low-viscosity glass (less than 10 poise) is molded into a press-molding preform, the temperature of the molten glass can only be lowered to the vicinity of the liquid phase temperature. The liquidus temperature is the lowest temperature at which crystals precipitate when the molten glass is held. For this reason, the generation of radial surface striations is unavoidable with such high liquidus temperature and low viscosity glass, and press molded products obtained from such glass preforms can provide performance as optical components. I can't.

従って、従来、これらホウ酸-希土類酸化物を主成分とするガラス系やアルカリ金属化合物含有ガラスなどから、プリフォームを熱間成形することは、困難であった。また、これまで、揮発性の成分を多く含むガラスから熱間成形によりプリフォームを製造する方法は知られていなかった。ホウ酸-希土類系ガラスにおいて上記問題が著しく、表面脈理の発生を防止しつつプリフォームを熱間成形する方法の提供が望まれていた。また、揮発しやすいアルカリ金属化合物を含むガラスでも同様であった。   Therefore, conventionally, it has been difficult to hot-form a preform from a glass system mainly containing these boric acid-rare earth oxides or glass containing an alkali metal compound. Until now, a method for producing a preform by hot forming from glass containing a large amount of volatile components has not been known. In the boric acid-rare earth glass, the above problem is remarkable, and it has been desired to provide a method for hot forming a preform while preventing the occurrence of surface striae. The same was true for glass containing an alkali metal compound that easily volatilizes.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、放射状の表面脈理のない高品質のプレス成形用プリフォームを製造する方法を提供すること、この方法に使用する製造装置を提供すること、さらには、前記方法により作製したプリフォームを精密プレス成形する光学素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a method for producing a high-quality press-molding preform free from radial surface striae, and a production apparatus used for this method. Furthermore, it aims at providing the manufacturing method of the optical element which carries out precision press molding of the preform produced by the said method.

本発明者らは、上記のようなプリフォーム(ガラス成形体)に見られる放射状の表面脈理を抑制する方法について、鋭意検討を重ねた結果、次の方法によりこの脈理を抑制することができることを見出した。
流出パイプから成形型に注ぎ込まれる溶融ガラスの表面にガスを吹き付けて、溶融ガラス表面の温度を低下させることにより、揮発成分の揮発が抑制出来、その結果、得られたガラス成形体に放射状の表面脈理が見られなくなった。また、流出パイプから流れ出る溶融ガラスを所定の重量に切断して得られた溶融ガラス塊について、その切断直後からガスを吹き付け、溶融ガラス表面の温度を低下させることによっても、得られたガラス成形体に放射状の表面脈理が見られなくなった。
As a result of intensive investigations on the method of suppressing the radial surface striae found in the preform (glass molded body) as described above, the present inventors can suppress this striae by the following method. I found out that I can do it.
By blowing gas to the surface of the molten glass poured into the mold from the outflow pipe and lowering the temperature of the molten glass surface, the volatilization of volatile components can be suppressed, and as a result, the resulting glass molded body has a radial surface. The striae can no longer be seen. Moreover, about the molten glass lump obtained by cutting the molten glass flowing out from the outflow pipe into a predetermined weight, the glass molded body obtained by blowing gas immediately after the cutting to lower the temperature of the molten glass surface No radial striae can be seen.

上記課題を解決するための本発明は、以下の通りである。
[請求項1]
溶融ガラスを流出パイプより流出させ、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工程を含み、前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、プレス成形用プリフォームの製造方法において、
成形型上の溶融ガラス塊に上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラス塊の雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得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。
[請求項2]
前記溶融ガラス塊の分離は、成形型の中に注ぎ込まれた溶融ガラスの重量が所定量となった時点で前記型を下方に降下して溶融ガラス塊を分離・切断することで行うことを特徴とする請求項1に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[請求項3]
溶融ガラスを流出パイプより流出させ、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工程を含み、前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、プレス成形用プリフォームの製造方法において、
流出した溶融ガラスを支持体で受け、前記支持体から溶融ガラス塊を成形型に移してプリフォームを成形すること、および
前記支持体上および/または成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラスの雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得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。
[請求項4]
前記支持体から溶融ガラス塊の成形型への移行は、流出した溶融ガラスを支持体で受け、支持体上に所定重量の溶融ガラスが溜まった時、支持体を急降下し、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を切断分離することで得た溶融ガラス塊を成形型に移行することで行うことを特徴とする請求項3に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[請求項5]
溶融ガラスに吹き付けるガスが、前記流出パイプに直接吹きかかることがないように、前記ガスの吹き付けを行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[請求項6]
ガスを吹き付けられている前記ガラス塊は、前記成形型上で成形されているガラス塊であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかにプレス成形用プリフォームの製造方法。
[請求項7]
ガラスの粘度が1〜104dPa・sの範囲にあるときに、前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することを特徴とする請求項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。
[請求項8]
成形型上でガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形すること、および成形型上でガラス塊の揺動が始まる前に前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。
[請求項9]
吹き付けるガスの温度が、前記ガラスのガラス転移温度以下であることを特徴とする請求項1〜8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。
[請求項10]
23および/またはアルカリ金属酸化物を含むガラスからなるプリフォームを成形することを特徴とする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。
[請求項11]
請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法によりガラス製のプリフォームを調製し、得られたプリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
[請求項12]
プレス成形型にプリフォームを導入し、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱して精密プレス成形することを特徴とする請求項11に記載の光学素子の製造方法。
[請求項13]
プレス成形型に予め加熱されたプリフォームを導入し、精密プレス成形することを特徴とする請求項11に記載の光学素子の製造方法。
[請求項14]
溶融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する複数の成形型、但し、前記溶融ガラス塊は溶融ガラスを流出パイプより流出させ、分離して得られるものであり、かつ前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、
成形型上からプリフォームを取り出す取り出し装置、並びに
前記複数の成形型を、溶融ガラス塊が供給されるキャスト位置、プリフォームを取り出す取り出し位置、及び前記キャスト位置に順次循環移送する移送装置を備える、請求項1に記載の方法により溶融ガラス塊からプリフォームを成形するためのプレス成形用プリフォームの製造装置において、
前記成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方から前記ガラスの冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得るための冷却ガス噴出機構を備えることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造装置。
[請求項15]
溶融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する複数の成形型、但し、前記溶融ガラス塊は溶融ガラスを流出パイプより流出させ、分離して得られるものであり、かつ前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、
成形型上からプリフォームを取り出す取り出し装置、並びに
前記複数の成形型を、溶融ガラス塊が供給されるキャスト位置、プリフォームを取り出す取り出し位置、及び前記キャスト位置に順次循環移送する移送装置を備える、請求項3に記載の方法により溶融ガラス塊からプリフォームを成形するプレス成形用プリフォームの製造装置において、
流出した溶融ガラスを受ける支持体と、前記支持体から溶融ガラス塊を成形型に移す機構を備えること、並びに
前記支持体および/または成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方から前記ガラスの冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得るための冷却ガス噴出機構を備えることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造装置。
[請求項16]
前記移送装置が、成形型をキャスト位置および取り出し位置を含む停留位置に停留させては、移動する動作を繰り返して循環移送するものであり、
前記冷却ガス噴出機構が、キャスト位置および/またはキャスト位置の次の停留位置に停留する成形型上の溶融ガラス塊を冷却するものであることを特徴とする請求項14または15に記載のプレス成形用プリフォームの製造装置。
The present invention for solving the above problems is as follows.
[Claim 1]
Including a step of allowing molten glass to flow out from an outflow pipe, separating the molten glass lump, and forming the obtained molten glass lump into a preform on a mold, wherein the preform is larger than a weight dropped from the outflow pipe. In a method for producing a press-molding preform having a weight,
A gas is blown from above and / or obliquely above the molten glass lump on the mold to promote cooling of the surface exposed to the atmosphere of the glass lump, while suppressing the occurrence of striae. A method for producing a press-molding preform.
[Claim 2]
Separation of the molten glass lump is performed by lowering the mold downward and separating and cutting the molten glass lump when the weight of the molten glass poured into the mold reaches a predetermined amount. The manufacturing method of the preform for press molding of Claim 1.
[Claim 3]
Including a step of allowing molten glass to flow out from an outflow pipe, separating the molten glass lump, and forming the obtained molten glass lump into a preform on a mold, wherein the preform is larger than a weight dropped from the outflow pipe. In a method for producing a press-molding preform having a weight,
The molten glass that has flowed out is received by the support, the molten glass lump is transferred from the support to a mold and a preform is formed, and the molten glass on the support and / or the mold is upward and / or oblique A method for producing a preform for press molding, characterized in that a preform is obtained by blowing a gas from above to promote cooling of the surface exposed to the glass atmosphere and suppressing occurrence of striae .
[Claim 4]
The transition from the support to the mold of the molten glass lump is performed by receiving the molten glass that has flowed out with the support, and when the predetermined amount of molten glass accumulates on the support, the support is rapidly lowered to melt from the molten glass stream. The method for producing a preform for press molding according to claim 3, wherein the molten glass lump obtained by cutting and separating the glass lump is transferred to a mold.
[Claim 5]
The method for producing a press-molding preform according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas is blown so that the gas blown to the molten glass is not directly blown to the outflow pipe. .
[Claim 6]
The method for producing a press-molding preform according to any one of claims 1 to 5, wherein the glass lump being blown with gas is a glass lump formed on the mold.
[Claim 7]
The press molding press according to any one of claims 1 to 6, wherein when the viscosity of the glass is in a range of 1 to 10 4 dPa · s, cooling promotion by spraying of the gas is started. Reform manufacturing method.
[Claim 8]
Forming into a preform while applying a wind pressure to the glass lump on the mold and allowing it to float, and starting cooling promotion by blowing the gas before the glass lump starts to swing on the mold The manufacturing method of the preform for press molding of any one of Claims 1-7.
[Claim 9]
The method for producing a press-molding preform according to any one of claims 1 to 8, wherein a temperature of the gas to be sprayed is equal to or lower than a glass transition temperature of the glass.
[Claim 10]
10. The method for producing a press-molding preform according to any one of 1 to 9, wherein a preform made of glass containing B 2 O 3 and / or an alkali metal oxide is molded.
[Claim 11]
A glass preform is prepared by the manufacturing method according to claim 1, the obtained preform is heated, and precision press molding is performed using a press mold. Device manufacturing method.
[Claim 12]
The optical element manufacturing method according to claim 11, wherein a preform is introduced into a press mold, and the mold and the preform are heated together to perform precision press molding.
[Claim 13]
The optical element manufacturing method according to claim 11, wherein a preform that has been heated in advance is introduced into a press mold and precision press molding is performed.
[Claim 14]
A plurality of molds for receiving a molten glass lump and forming it into a preform, provided that the molten glass lump is obtained by letting molten glass flow out from an outflow pipe and separating it, and the preform is extracted from the outflow pipe. Having a weight greater than the weight to be dripped,
A take-out device for taking out the preform from the mold, and a casting position for supplying the molten glass lump, a take-out position for taking out the preform, and a transfer device for sequentially circulating and transferring the preform to the cast position. In an apparatus for manufacturing a preform for press molding for molding a preform from a molten glass lump by the method according to claim 1,
A press characterized by comprising a cooling gas jetting mechanism for obtaining a preform while promoting the cooling of the glass from above and / or obliquely above the molten glass on the mold, while suppressing the occurrence of striae Manufacturing equipment for forming preforms.
[Claim 15]
A plurality of molds for receiving a molten glass lump and forming it into a preform, provided that the molten glass lump is obtained by letting molten glass flow out from an outflow pipe and separating it, and the preform is extracted from the outflow pipe. Having a weight greater than the weight to be dripped,
A take-out device for taking out the preform from the mold, and a casting position for supplying the molten glass lump, a take-out position for taking out the preform, and a transfer device for sequentially circulating and transferring the preform to the cast position. In a press molding preform manufacturing apparatus for molding a preform from a molten glass lump by the method according to claim 3,
A support for receiving the molten glass that has flowed out, a mechanism for transferring the molten glass lump from the support to a mold, and the glass on the support and / or the molten glass on the mold from above and / or obliquely from above An apparatus for producing a preform for press molding, comprising a cooling gas jetting mechanism for promoting the cooling of the substrate and obtaining a preform while suppressing the occurrence of striae.
[Claim 16]
When the transfer device is stopped at the stop position including the casting position and the take-out position, the moving device is repeatedly transferred and circulated.
The press molding according to claim 14 or 15, wherein the cooling gas ejection mechanism cools a molten glass lump on a molding die that is retained at a cast position and / or a stop position next to the cast position. Preform manufacturing equipment.

[先行技術との対比]
ところで、本発明は上記のように、揮発性の成分を多く含むガラスから熱間成形によりプリフォームを製造する方法を提供することを目的とする発明であり、この目的を達成するために、成形型または支持体上に溜められた溶融ガラスにガスを吹き付けて、溶融ガラス表面の温度を低下させている。
[Contrast with prior art]
By the way, as described above, the present invention aims to provide a method for producing a preform by hot forming from glass containing a large amount of volatile components. Gas is blown onto the molten glass stored on the mold or the support to lower the temperature of the molten glass surface.

本発明に先行する技術のなかには、本発明と目的は異なるが、溶融ガラスにガスを吹き付ける技術を採用する発明がある。これらの発明は、本発明と一見すると類似するように見えるが、根本的に異なる発明である。この点を以下に説明する。   Among the techniques preceding the present invention, there is an invention that employs a technique of blowing gas to molten glass, although the object of the present invention is different. Although these inventions seem to be similar to the present invention at first glance, they are fundamentally different inventions. This point will be described below.

特開平9-221329号公報(特許文献1)との違い
特許文献1に記載の発明では、パイプから流出する溶融ガラスを受け型で受ける場合に発生するガラス表面の凹凸状のシワを防止する目的で、溶融ガラスが受け型に接触するまでに、溶融ガラス先端に低温流体(ガス)を噴射する。この発明の主な目的は、低温の受け型との接触によりガラス表面が急冷されることにより生じるシワ状の表面欠陥(ゴブインマーク等)のないプリフォームを得ることにある。そして、その解決手段として、具体的には特許文献1の図1に示されるように、リング状のガス吹き付け器具をパイプと受け型の間に設置し、図2及び3に示されるように、パイプ先端から出る溶融ガラスの先端にガス(例えば、ガラス転移温度以下のガス)を吹き付け、受け型に溶融ガラスが入る前にその先端部分、即ち、受け型と接触する可能性が有る溶融ガラスの底の部分を固化させる方法を取っている。
Difference from Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-221329 (Patent Document 1) In the invention described in Patent Document 1, the object of preventing uneven wrinkles on the glass surface that occurs when the molten glass flowing out from a pipe is received by a receiving mold. Then, until the molten glass comes into contact with the receiving mold, a low temperature fluid (gas) is sprayed to the tip of the molten glass. The main object of the present invention is to obtain a preform free from wrinkle-like surface defects (such as gob-in marks) caused by rapid cooling of the glass surface by contact with a low temperature receiving mold. And as the solution, specifically, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a ring-shaped gas blowing device is installed between the pipe and the receiving mold, and as shown in FIGS. 2 and 3, A gas (for example, a gas lower than the glass transition temperature) is sprayed on the tip of the molten glass that comes out of the pipe tip, and before the molten glass enters the receiving mold, that molten metal that may come into contact with the receiving mold. The bottom part is solidified.

本発明でも、例えば、ガラス転移温度以下の加熱していない窒素ガスを連続的にパイプから成形型にキャストされている溶融ガラスの表面に吹き付ける。しかし、その目的は表面脈理の抑制であり、ガスを吹きつける溶融ガラスの面は、主に、成形型と接触する面とは反対側の面であり、パイプから流出する溶融ガラスの底の部分の表面を冷却するものではない。本発明では、成形型に溶融ガラスをキャストしている(注いでいる)間の溶融ガラスの表面(上側の面)、および成形型にキャストし終えた後の溶融ガラスの表面(上側の面)にガスを吹き付け、溶融ガラス表面の温度を低下させて揮発成分の揮発を抑制するものである。   Also in the present invention, for example, an unheated nitrogen gas having a glass transition temperature or lower is continuously sprayed from the pipe to the surface of the molten glass cast into the mold. However, its purpose is to suppress surface striae, and the surface of the molten glass that blows the gas is mainly the surface opposite to the surface that contacts the mold, and the bottom of the molten glass that flows out of the pipe It does not cool the surface of the part. In the present invention, the surface of the molten glass (upper surface) while the molten glass is cast (poured) into the mold, and the surface of the molten glass (upper surface) after being cast into the mold A gas is sprayed on the surface to reduce the temperature of the surface of the molten glass to suppress volatilization of volatile components.

また、特許文献1に記載の発明ではパイプに垂れ下がった溶融ガラスに向かって、短時間に大量のガス(30リットル/分)を吹き付けてパイプ先端の溶融ガラスを急冷しているが、このガスはノズル先端にも吹きかかり、流出条件や滴下条件を不安定にする。吹き付けたガスにより溶融ガラスが流出するパイプ先端の温度も下げてしまい、流出パイプの温度が変動し、ガラスの流出量が変動する。また流出パイプの先端の温度が低下すると、流出口で溶融ガラスに結晶が析出し、プリフォームに脈理を誘発する可能性もある。本発明が主な対象としているガラスは、流出温度付近で結晶化しやすいガラスであるため、流出パイプ先端の温度低下は上記問題を生じ易く大きな問題である。   In addition, in the invention described in Patent Document 1, a large amount of gas (30 liters / minute) is sprayed in a short time toward the molten glass hanging on the pipe to rapidly cool the molten glass at the tip of the pipe. It also sprays on the nozzle tip, making the outflow conditions and dripping conditions unstable. The temperature of the pipe tip from which the molten glass flows out is also lowered by the sprayed gas, the temperature of the outflow pipe varies, and the outflow amount of the glass varies. In addition, when the temperature at the tip of the outflow pipe decreases, crystals may precipitate on the molten glass at the outflow port, which may induce striae in the preform. Since the glass that is the main object of the present invention is a glass that is easily crystallized in the vicinity of the outflow temperature, a temperature drop at the end of the outflow pipe tends to cause the above-mentioned problem.

特許文献1に記載の発明ではパイプ先端に垂れ下がった溶融ガラスを冷却するため、噴射ノズルの噴射口は流出パイプより下にあり、ガスを噴射する向きが水平よりも上向きである(特許文献1の図2及び3参照)。これに対して本発明におけるガスの噴射は、パイプの先端にぶら下がった溶融ガラスの底部を冷却することが目的ではなく、パイプの先端にぶら下がった溶融ガラスの上面、及び成形型に入った溶融ガラスの上面のガラスの温度を低下させることが目的である。そのため、ガスを吹出させる向きは水平より下向きであり、好ましくはガスの吹出し口を流出パイプの先端とほぼ同じ高さとして、流出パイプ先端の温度低下を抑制している。   In the invention described in Patent Document 1, in order to cool the molten glass hanging from the pipe tip, the injection port of the injection nozzle is below the outflow pipe, and the gas injection direction is upward from the horizontal (Patent Document 1). 2 and 3). On the other hand, the gas injection in the present invention is not intended to cool the bottom of the molten glass hanging from the tip of the pipe, but the upper surface of the molten glass hanging from the tip of the pipe and the molten glass contained in the mold. The purpose is to reduce the temperature of the glass on the upper surface of the glass. Therefore, the direction in which the gas is blown out is lower than the horizontal direction, and preferably the gas blow-out port is set at substantially the same height as the tip of the outflow pipe to suppress the temperature drop at the end of the outflow pipe.

特開平8-73229号公報(特許文献2)との違い
特許文献2に記載の発明では、溶融ガラスの流出パイプへの濡れ上がり防止する目的で、非酸化性ガスを流出パイプの周辺に流通させて溶融ガラスを流出させている。特許文献2に記載の発明では、上記非酸化性ガスは流出パイプを加熱するマッフル内で流出パイプと一緒に加熱されつつ、流出パイプの周辺に流通する。マッフル内の温度は流出ガラスの粘度に基づいて設定されており、700〜1300℃程度になるように制御されると記載されている。さらに、流出パイプからの溶融ガラスの流出を良好に行わせるためには、流出パイプから流出する溶融ガラスに接触する非酸化性ガスの温度は溶融ガラスの温度とほぼ同等である必要があり、少なくとも溶融ガラスの温度を低下させられる程低温ではない。これに対して、本発明では溶融ガラスより低温のガスを溶融ガラスに吹き付け、それによって揮発成分の揮発を抑制し、脈理の発生を抑制している。
Difference from Japanese Patent Laid-Open No. 8-73229 (Patent Document 2) In the invention described in Patent Document 2, non-oxidizing gas is circulated around the outflow pipe for the purpose of preventing the molten glass from getting wet to the outflow pipe. The molten glass is flowing out. In the invention described in Patent Document 2, the non-oxidizing gas is circulated around the outflow pipe while being heated together with the outflow pipe in the muffle for heating the outflow pipe. It is described that the temperature in the muffle is set based on the viscosity of the outflow glass and is controlled to be about 700 to 1300 ° C. Furthermore, in order to perform the outflow of the molten glass from the outflow pipe satisfactorily, the temperature of the non-oxidizing gas contacting the molten glass flowing out of the outflow pipe needs to be substantially equal to the temperature of the molten glass, at least It is not so low that the temperature of the molten glass can be lowered. On the other hand, in the present invention, a gas having a temperature lower than that of the molten glass is sprayed on the molten glass, thereby suppressing the volatilization of volatile components and suppressing the occurrence of striae.

特開2000-154025号公報(特許文献3)にも特許文献2に記載の発明と目的を同じにし、流出パイプ周辺にガスを流通させるチャンバーを設けた成形装置に関する発明が開示されている。しかし、特許文献3に記載の成形装置では、チャンバー内にヒータが設置されており、特許文献2に記載の発明以上に、チャンバー内を流通するガスは効率よく加熱されており、流出パイプから流出する溶融ガラスに接触する温度は溶融ガラスの温度とほぼ同等であり、溶融ガラスの温度を低下させられる程低温ではない。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-154025 (Patent Document 3) also discloses an invention related to a molding apparatus having the same object as the invention described in Patent Document 2 and provided with a chamber for circulating gas around the outflow pipe. However, in the molding apparatus described in Patent Document 3, a heater is installed in the chamber, and the gas flowing through the chamber is heated more efficiently than the invention described in Patent Document 2, and flows out from the outflow pipe. The temperature at which the molten glass comes into contact is approximately the same as the temperature of the molten glass, and is not low enough to reduce the temperature of the molten glass.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法及び製造装置によれば、揮発性成分を多く含むガラス、例えば、ホウ酸ランタン系ガラスであっても、表面に放射状の表面脈理がない高品質で安価な精密プレス成形用プリフォームを提供することが可能である。また、前記方法により作製したプリフォームを精密プレス成形して光学素子を製造することにより、高品質な光学素子を高い生産性のもとに量産することができる。   According to the method and apparatus for producing a preform for press molding of the present invention, even a glass containing a large amount of volatile components, for example, a lanthanum borate glass, has a high quality with no radial surface striae on the surface. It is possible to provide an inexpensive preform for precision press molding. Further, by producing an optical element by precision press molding the preform produced by the above method, a high-quality optical element can be mass-produced with high productivity.

ホウ酸―希土類酸化物を主成分とするガラス系からなるプレス成形用プリフォームの表面に生じる放射状の脈理の様子。Radial striae appearing on the surface of a press-molding preform composed of a boric acid-rare earth oxide-based glass. 供給位置における流出パイプから成形型への溶融ガラス流の注ぎ込みの説明図。Explanatory drawing of pouring of the molten glass flow from the outflow pipe in a supply position to a shaping | molding die. 本発明のプレス成形用プリフォームの製造装置の一例。An example of the manufacturing apparatus of the preform for press molding of this invention. 実施例で使用したプレス装置の概略説明図。The schematic explanatory drawing of the press apparatus used in the Example. 供給位置における流出パイプから成形型への溶融ガラス流の注ぎ込みの説明図(支持体を使用した例)。Explanatory drawing of the pouring of the molten glass flow from the outflow pipe in a supply position to a shaping | molding die (example using a support body).

(プレス成形用プリフォームの製造方法)
本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法は、溶融ガラスを流出パイプより流出させ、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工程を含む。
(Manufacturing method of preform for press molding)
The method for producing a press-molding preform of the present invention includes a step of allowing molten glass to flow out from an outflow pipe, separating the molten glass lump, and forming the obtained molten glass lump into a preform on a mold.

溶融ガラスは、温度制御された白金合金製の流出パイプから一定の流出速度で流出させる。流出パイプの上方では、溶解炉で清澄、均質化した溶融ガラスを用意する。そして流出パイプの下方で待機する成形型に、流出する溶融ガラス流を切断、分離し溶融ガラス塊を供給する。流出パイプから流出する溶融ガラス流は、例えば、その先端部の重量が成形型の中で所定の重量になったときに溶融ガラス流の流出速度よりも充分に大きな速度で成形型を流出パイプの流出口から鉛直下方に降下することにより、切断、分離することができる。   Molten glass is allowed to flow out from the temperature-controlled platinum alloy outflow pipe at a constant outflow rate. Above the outflow pipe, prepare molten glass that has been clarified and homogenized in a melting furnace. And the molten glass flow which flows out is cut | disconnected and isolate | separated to the shaping | molding die which waits under the outflow pipe, and a molten glass lump is supplied. The molten glass flow that flows out of the outflow pipe is, for example, when the weight of the tip portion reaches a predetermined weight in the mold, the mold is inserted into the outflow pipe at a speed sufficiently higher than the outflow speed of the molten glass flow. By descending vertically from the outlet, it can be cut and separated.

成形型2は複数個用意し、例えば、図3に示すようにターンテーブル10の円周上に等間隔に配置する。流出パイプ1の下方の溶融ガラスを受ける位置(供給位置という)で溶融ガラス塊を供給されると、供給位置から搬出され、空の成形型が供給位置に搬送され待機する。このようにして複数の成形型を順次、供給位置に搬送して溶融ガラス塊を成形型に供給する。成形型上でガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形することが好ましい。そのため成形型は、例えば、多孔質材料からなり、その細孔からガスを出すことにより、あるいは成形型上の溶融ガラス塊を保持する面にガス噴出口を1つ又は複数設けてガスを噴出することにより、溶融ガラス塊に上向きの風圧を加え、溶融ガラス塊は成形型の中で浮上しながらガラス成形体に成形される。固化したガラス成形体はテイクアウト位置で成形型から取り出され、再度、供給位置に戻される。なお、成形型の材質としてはステンレスなどの耐熱性金属、カーボン、セラミックスなどおよびそれらの多孔体などを用いることができる。また浮上ガスとしては窒素、空気、不活性ガス、などを例示できる。   A plurality of molds 2 are prepared, and are arranged at regular intervals on the circumference of the turntable 10, for example, as shown in FIG. When the molten glass lump is supplied at a position (referred to as a supply position) for receiving the molten glass below the outflow pipe 1, the molten glass lump is carried out from the supply position, and an empty mold is conveyed to the supply position and stands by. In this way, the plurality of molds are sequentially conveyed to the supply position to supply the molten glass lump to the mold. It is preferable to mold into a preform while applying air pressure to the glass lump on the mold and allowing it to float. Therefore, the mold is made of, for example, a porous material, and gas is ejected by discharging gas from its pores or by providing one or more gas outlets on the surface holding the molten glass lump on the mold. Thus, an upward wind pressure is applied to the molten glass lump, and the molten glass lump is formed into a glass molded body while floating in the mold. The solidified glass molded body is taken out of the mold at the take-out position and returned to the supply position again. In addition, as a material of a shaping | molding die, heat resistant metals, such as stainless steel, carbon, ceramics, those porous bodies, etc. can be used. Examples of the levitation gas include nitrogen, air, and inert gas.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法の第1の態様は、成形型上の溶融ガラス塊に上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラス塊の雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進することを特徴とする。   The first aspect of the method for producing a press-molding preform according to the present invention is the surface on the side exposed to the atmosphere of the glass lump by blowing gas from above and / or obliquely above the molten glass lump on the mold. It is characterized by promoting cooling.

ホウ酸―ランタン系のガラスの場合、上記方法により溶融ガラス塊から成形したガラス成形体(プリフォーム)には、その表面に図1に示すような放射状の脈理が見られることが多い。この脈理の発生形態は、ガラスの組成、流出パイプの流出口の温度、溶融ガラスの流出速度、プリフォームの重量、溶融ガラス塊を成形型の中で浮上させるために噴き出させるガスの流量、成形型の温度などによって異なる。   In the case of boric acid-lanthanum glass, a radial striae as shown in FIG. 1 is often observed on the surface of a glass molded body (preform) formed from a molten glass lump by the above method. The form of this striae is the composition of the glass, the temperature of the outlet of the outlet pipe, the outlet speed of the molten glass, the weight of the preform, the flow rate of the gas that is blown out to float the molten glass mass in the mold It depends on the temperature of the mold.

このため、上記の条件において発生した脈理の発生形態に合わせて、冷却ガスの吹付け方を変える必要がある。例えば、脈理が薄く、その数が少ない場合には、成形型に供給した直後の溶融ガラス塊の上面にガスを吹き付けることができる。また、脈理が濃く、その数が多い場合には、成形型に溶融ガラスを供給している最中から、成形型上の溶融ガラス上面にガスを吹き付けることができる。より脈理発生の効果を高めるためには、成形型に供給された直後の溶融ガラス塊上面にガスを吹き付けることが適当である。   For this reason, it is necessary to change how the cooling gas is sprayed in accordance with the generation form of the striae generated under the above conditions. For example, when the striae is thin and the number thereof is small, gas can be blown onto the upper surface of the molten glass lump immediately after being supplied to the mold. Further, when the striae is deep and the number is large, gas can be blown onto the upper surface of the molten glass on the mold while the molten glass is being supplied to the mold. In order to further enhance the effect of generating striae, it is appropriate to blow gas onto the upper surface of the molten glass lump immediately after being supplied to the mold.

本発明の第1の態様においては、図2に示すように、供給位置において、流出パイプ1から溶融ガラス流Gを成形型2に注ぎ込み、そのくびれから下の溶融ガラスが注ぎ込む溶融ガラスの流れの途中にくびれを作り、所定の重量になった時点でそのくびれから下の溶融ガラスを分離する。第1風冷ノズル3から連続的にガスを吹き出して溶融ガラス流が成形型に注ぎ込まれる時点から、冷却ガスが吹き付けられ、成形型2に注ぎ込まれた溶融ガラス流Gにも第1風冷ノズル3から冷却ガスが吹き付けられる((B)の状態)。さらに、分離直後の溶融ガラス塊Pにも、供給位置から次の位置に移動するまで第1風冷ノズル3から冷却ガスが吹き付けられる((C)の状態)。冷却ガスの吹き出しは、流出パイプから流出した溶融ガラス流の先端が成形型に接触した時点から開始しても脈理抑制効果には差はなく、吹き出しのタイミングを制御するする機構を備えると装置が煩雑になるため、上記タイミングの制御は行わなくても良い。   In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, at the supply position, the molten glass flow G is poured from the outflow pipe 1 into the mold 2 and the molten glass flow into which the molten glass below is poured from the constriction. A constriction is made on the way, and when it reaches a predetermined weight, the lower molten glass is separated from the constriction. From the point of time when the gas is continuously blown out from the first air-cooling nozzle 3 and the molten glass flow is poured into the mold, the first air-cooled nozzle is also blown into the molten glass stream G that is blown into the mold 2 Cooling gas is sprayed from 3 (state (B)). Further, the cooling gas is blown from the first air-cooling nozzle 3 to the molten glass block P immediately after the separation until it moves from the supply position to the next position (state (C)). The cooling gas blowout has no difference in the striatal suppression effect even if it starts from the time when the tip of the molten glass flow that has flowed out of the outflow pipe contacts the mold, and the apparatus has a mechanism for controlling the blowout timing. Therefore, the above timing control may not be performed.

ガラスの粘度が1〜104dPa・sの範囲にあるときに、ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することが好ましい。
また、ガラス塊のプリフォームへの成形は、成形型上でガラス塊に風圧を加えて浮上させながらすることが好ましいが、その場合、成形型上でガラス塊の揺動が始まる前に前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することが好ましい。
When the viscosity of the glass is in the range of 1 to 10 4 dPa · s, it is preferable to start cooling promotion by gas blowing.
Further, it is preferable that the glass block is formed into a preform while being floated by applying wind pressure to the glass block on the mold. It is preferable to start cooling by spraying.

本発明のガス吹き付け器具である風冷ノズル3は流出パイプ1とは独立にあり、また通常は、ヒータによる加熱もしていない。むしろ、好ましくは内部に水の流れている低温の高周波加熱コイルと接触させ、冷却効率を上げる。また、ガス吹き付け器具内の容量も小さく、器具内に導入されたガスが器具内に滞留し、加熱される時間も短くすることが好ましい。   The air-cooling nozzle 3 which is a gas spraying device of the present invention is independent of the outflow pipe 1 and is usually not heated by a heater. Rather, it is preferably brought into contact with a low-frequency high-frequency heating coil in which water is flowing to increase the cooling efficiency. Moreover, it is preferable that the capacity | capacitance in a gas spraying instrument is also small, the gas introduce | transduced in the instrument stays in an instrument, and the time to heat is also shortened.

即ち、ガスはボンベなどその供給源から風冷ノズルの吹出し口までの間に特定の加熱源を設けることなく、室温のガスをノズルに導入することが好ましい。供給位置において流出パイプの先端を加熱する高周波加熱コイルに装着した第1風冷ノズル3は高周波加熱コイルにより加熱されることのない材質、例えばガラスやアルミニウムなどを用いて作製し、導入されたガスを加熱しないようにすることが適当である。また、ガスの供給源から吹き付け器具までの間の経路の一部を冷却媒体中に入れることによりガスを冷却し、室温以下のガスを吹き付け器具に導入し、流出口から成形型に注ぎ込まれている溶融ガラスの表面に吹き付けることが、効率的な冷却という観点から好ましい。このように室温以下の低温ガスを吹き付けても、ガラス成形体に脈理は見られず、かつ脈理抑制効果が得られる。なお、風冷ノズルに導入するガスの流量はその供給源から吹き付け器具までの間の配管に流量計を入れて、適宜調整できる。   That is, it is preferable to introduce the gas at room temperature into the nozzle without providing a specific heating source between the supply source such as a cylinder and the outlet of the air cooling nozzle. The first air-cooled nozzle 3 mounted on the high-frequency heating coil that heats the tip of the outflow pipe at the supply position is made of a material that is not heated by the high-frequency heating coil, such as glass or aluminum, and introduced into the gas. It is appropriate not to heat. In addition, the gas is cooled by putting a part of the path from the gas supply source to the spraying tool into the cooling medium, and the gas below the room temperature is introduced into the spraying tool and poured into the mold from the outlet. It is preferable to spray on the surface of the molten glass from the viewpoint of efficient cooling. Thus, even if low temperature gas below room temperature is sprayed, no striae is observed in the glass molded body and a striae suppression effect is obtained. The flow rate of the gas introduced into the air-cooled nozzle can be adjusted as appropriate by putting a flow meter in the pipe from the supply source to the spraying device.

またガスの種類としては窒素、酸素、空気、アルゴン、ヘリウム、炭酸ガス、フォーミングガスが例示できるが、溶融ガラスの表面の温度を低下させることが目的であるため、ガスの種類は選ばない。安価であり、かつ安全なガスが望ましく、非酸化性にする必要は全くない。また、吹き付けるガスの温度が、前記ガラスのガラス転移温度以下であることが好ましい。   Examples of the gas include nitrogen, oxygen, air, argon, helium, carbon dioxide, and forming gas. However, since the purpose is to lower the surface temperature of the molten glass, the type of gas is not selected. An inexpensive and safe gas is desirable and does not need to be non-oxidizing at all. Moreover, it is preferable that the temperature of the gas to spray is below the glass transition temperature of the said glass.

供給位置において、流出パイプの流出口から成形型に注ぎ込まれる溶融ガラスの表面にガスを吹き付ける場合には、溶融ガラスに吹き付けるガスが、前記流出パイプに直接吹きかかることがないように、前記ガスの吹き付けを行うことが好ましい。そのため、第1風冷ノズルのガス吹出し口の位置を溶融ガラスの流出口よりも鉛直方向において同じ、あるいはそれよりも上とし、また吹き付ける角度も水平よりも下向きとし、流出口付近に向けてガスを吹き付けないようにすることが好ましい。また、ガスの吹き付けは連続的に行うことが好ましい。溶融ガラス流が切断されてから次の先端部が成形型に接触するまでの間だけ冷却ガスを吹き付けたのでは、ガラス成形体に発生する上記の脈理の抑制効果は殆ど得られない。   In the supply position, when the gas is blown onto the surface of the molten glass poured into the mold from the outlet of the outflow pipe, the gas blown to the molten glass is not directly blown onto the outflow pipe. It is preferable to perform spraying. Therefore, the position of the gas outlet of the first air-cooling nozzle is the same or higher in the vertical direction than the outlet of the molten glass, and the angle of spraying is downward from the horizontal, and the gas is directed toward the outlet. It is preferable not to spray. Moreover, it is preferable that the gas is sprayed continuously. If the cooling gas is sprayed only after the molten glass flow is cut until the next tip comes into contact with the mold, the striae suppressing effect generated in the glass molded body is hardly obtained.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法の第2の態様は、流出した溶融ガラスを支持体で受け、前記支持体から溶融ガラス塊を成形型に移してプリフォームを成形すること、および前記支持体上および/または成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラスの雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進することを特徴とする。   The second aspect of the method for producing a press-molding preform of the present invention is to receive the molten glass that has flowed out with a support, transfer the molten glass lump from the support to a mold, and mold the preform, and It is characterized in that cooling of the surface exposed to the glass atmosphere is promoted by blowing a gas from above and / or obliquely above the molten glass on the support and / or the mold.

前記第1の態様においては、流出した溶融ガラスはそのまま成形型に供給されたが、第2の態様においては、流出した溶融ガラスを支持体で受け、その後、支持体から溶融ガラス塊を成形型に移してプリフォームを成形する。支持体を使用した溶融ガラス塊の切断、分離の具体的な例としては次の2つが挙げられる。   In the first aspect, the molten glass that has flowed out was supplied to the mold as it is, but in the second aspect, the molten glass that has flowed out is received by the support, and then the molten glass lump from the support is molded into the mold. To form a preform. Specific examples of cutting and separation of the molten glass lump using the support include the following two.

具体例1
図5に示すように、支持体5を2枚の板状の割り部材を突き合わせた状態とし、その境界部の上面で流出ガラスGの先端を受ける((B)の状態)。支持体5(割り部材)上に所定重量の溶融ガラスが溜まった時、割り部材を閉じたまま急降下し、ガラス流から溶融ガラス塊を切断分離する((C)の状態)。次に、割り部材を開き溶融ガラス塊Pを落下させ、割り部材の下方に待機させたプリフォーム成形型6の凹部に溶融ガラス塊Pを挿入する((D)の状態)。
Example 1
As shown in FIG. 5, the support 5 is brought into a state in which two plate-like split members are butted together, and the tip of the outflow glass G is received on the upper surface of the boundary portion (state (B)). When a predetermined weight of molten glass accumulates on the support 5 (split member), it drops rapidly with the split member closed, and the molten glass lump is cut and separated from the glass stream (state (C)). Next, the split member is opened, the molten glass lump P is dropped, and the molten glass lump P is inserted into the concave portion of the preform mold 6 that is kept below the split member (state (D)).

具体例2
角棒状の支持体の上面で流出ガラスの先端を受ける。支持体上に所定重量の溶融ガラスが溜まった時、支持部材を急降下し、ガラス流から溶融ガラス塊を切断分離する。次に、支持部材を回転又は傾斜させ、割り部材の下方に待機させたプリフォーム成形型の凹部に溶融ガラス塊を挿入する。
Example 2
The tip of the spilled glass is received on the upper surface of the rectangular bar-shaped support. When a predetermined weight of molten glass accumulates on the support, the support member is rapidly lowered to cut and separate the molten glass lump from the glass stream. Next, the support member is rotated or inclined, and the molten glass lump is inserted into the concave portion of the preform mold that is kept under the split member.

そして、上記2つの具体例から得られた溶融ガラス塊を成形型に挿入し、次のようにしてプリフォーム成形することができる。
図5に示すように、ロート状の凹部(円錐状)の底部中心にガスの噴出穴を有する成形型6を用意する。凹部からガスを噴出した状態で、凹部に溶融ガラス塊Pを挿入すると、溶融ガラス塊は気流により概略浮上・回転しながら球状化され固化し球状のプリフォームP'となる((D)の状態)。
The molten glass lump obtained from the above two specific examples can be inserted into a mold and preformed as follows.
As shown in FIG. 5, a forming die 6 having a gas ejection hole at the center of the bottom of a funnel-shaped recess (conical shape) is prepared. When the molten glass lump P is inserted into the recess while gas is ejected from the recess, the molten glass lump is spheroidized and solidified into a spherical preform P ′ while being roughly levitated and rotated by the airflow (state (D)) ).

さらにその際に、支持体上および/または成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラスの雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進する。支持体上および成形型上の溶融ガラスの冷却は、上記第1の態様と同様に行うことができる。第1風冷ノズル3から連続して冷却ガスを吹き出させ、流出パイプ1から流出した溶融ガラス流が支持体に注ぎ込まれる時点から、上記冷却ガスを吹き付け、注ぎ込まれている最中、そして支持体を鉛直下方に降下して、溶融ガラスを切断・分離した直後の溶融ガラス塊Pにも、支持体から成形型へ溶融ガラスが移動するまで、第1風冷ノズルから冷却ガスが吹き付けられる。   At that time, gas is blown onto the molten glass on the support and / or the mold from above and / or obliquely from above to promote cooling of the surface exposed to the glass atmosphere. The molten glass on the support and the mold can be cooled in the same manner as in the first embodiment. The cooling gas is continuously blown out from the first air-cooling nozzle 3, and the cooling gas is sprayed from the time when the molten glass stream flowing out from the outflow pipe 1 is poured into the support, and the support is being poured. The cooling gas is blown from the first air-cooling nozzle to the molten glass block P immediately after the glass is lowered and the molten glass is cut and separated until the molten glass moves from the support to the mold.

第2の態様においても、溶融ガラスに吹き付けるガスは、前記流出パイプに直接吹きかかることがないように、前記ガスの吹き付けを行うことが好ましい。   Also in the second aspect, it is preferable that the gas blown onto the molten glass is blown so as not to blow directly onto the outflow pipe.

ガラスの粘度が1〜104dPa・sの範囲にあるときに、前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することが好ましい。
また、ガラス塊のプリフォームへの成形は、成形型上でガラス塊に風圧を加えて浮上させながらすることが好ましいが、その場合、成形型上でガラス塊の揺動が始まる前に前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することが好ましい。
When the viscosity of the glass is in the range of 1 to 10 4 dPa · s, it is preferable to start cooling promotion by blowing the gas.
Further, it is preferable that the glass block is formed into a preform while being floated by applying wind pressure to the glass block on the mold. It is preferable to start cooling by spraying.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法の第3の態様は、成形型上で成形されているガラス塊に上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラス塊の雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進することを特徴とする。
本発明の第3の態様は、主に、供給位置から搬出された成形型に保持されている溶融ガラス塊及び溶融状態を経過したガラス塊に対しても、その上方及び/又は斜め上方から低温のガスを吹き付けることで、ガラス塊の雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進する。例えば、図3に示す供給位置から搬出された直後の溶融ガラス塊Pは、供給位置以降の位置に配置された第2風冷ノズル4から冷却ガスを吹き付けることができる。この場合、図3に示す第2風冷ノズル4をガラス塊の液面から鉛直上方5〜10mmの位置にその吹出し口が来るように設け、そこから冷却ガスを吹出させることが好ましい。
In the third aspect of the method for producing a press-molding preform of the present invention, a gas is blown from above and / or obliquely upward to the glass block formed on the mold, and the glass block is exposed to the atmosphere of the glass block. The cooling of the side surface is promoted.
The third aspect of the present invention is mainly applied to the molten glass lump held by the molding die carried out from the supply position and the glass lump that has passed the molten state, from above and / or obliquely from above. By blowing this gas, cooling of the surface exposed to the glass lump atmosphere is promoted. For example, the molten glass lump P immediately after being unloaded from the supply position shown in FIG. 3 can be sprayed with a cooling gas from the second air cooling nozzle 4 disposed at a position after the supply position. In this case, it is preferable to provide the second air-cooling nozzle 4 shown in FIG. 3 so that its outlet comes vertically 5 to 10 mm above the liquid level of the glass lump, and to blow out the cooling gas therefrom.

ホウ酸ランタン系の組成からなるガラス成形体の表面に見られる放射状の脈理の発生のし易さは、ガラス組成や流出条件によって異なる。生産性よくガラス成形体を作製するためには、そのガラス成形体の重量に合わせて流出パイプの先端部の内径や温度等、流出条件を調整することが好ましい。これらの条件によって、型に注ぎ込まれるガラス融液の温度は異なり、この温度によって脈理の発生し易さが異なってくる。   Ease of occurrence of radial striae seen on the surface of a glass molded body having a lanthanum borate composition varies depending on the glass composition and the outflow conditions. In order to produce a glass molded body with high productivity, it is preferable to adjust the outflow conditions such as the inner diameter and temperature of the tip of the outflow pipe according to the weight of the glass molded body. Depending on these conditions, the temperature of the glass melt poured into the mold differs, and the easiness of occurrence of striae depends on this temperature.

実施例においては、ホウ酸ランタン系の組成範囲から得られる光学恒数を有するいくつかのガラス成形体について、その表面に発生する放射状の脈理を抑制する方法について詳細に説明する。   In Examples, a method for suppressing radial striae generated on the surface of several glass molded articles having optical constants obtained from the composition range of lanthanum borate will be described in detail.

流出パイプから成形型に注ぎ込まれる溶融ガラスに低温のガスを吹き付ける方法としては、流出パイプの近傍に冷却ガスを吹出させるノズルを設け、その噴出口から出た冷却ガスが成形型に注ぎ込まれる溶融ガラスに吹き付けられるようにする。このノズルに図示しないガス発生源から、ガス流量調整器を介して所定の流量のガスを送り込み、その噴出口から吹出させる。ガス噴出口の向きは成形型に注ぎ込まれる溶融ガラスに冷却ガスを吹き付けるため、水平よりも下向きであることが好ましい。   As a method of spraying a low-temperature gas to the molten glass poured into the mold from the outflow pipe, a nozzle that blows out a cooling gas is provided in the vicinity of the outflow pipe, and the molten glass from which the cooling gas is poured into the mold To be sprayed on. A gas having a predetermined flow rate is sent from a gas generation source (not shown) to the nozzle via a gas flow rate regulator, and is blown out from the nozzle. The direction of the gas ejection port is preferably downward from the horizontal because the cooling gas is blown onto the molten glass poured into the mold.

ターンテーブルに等間隔に成形型を配置し、このテーブルの回転より流出パイプの直下に型を搬送、搬出するようにする。流出パイプから流れ出る溶融ガラスからの溶融ガラス塊の分離・切断は、成形型の中に注ぎ込まれた溶融ガラスの重量が所定量となった時点で型が鉛直下向に降下して切断する降下切断法によって行い、降下切断した成形型はパイプの直下から搬出され、次の空の成形型が搬送され、パイプから出る溶融ガラスを受ける。流出パイプの直下から搬出された成形型に保持されている。   Molds are arranged at equal intervals on the turntable, and the molds are conveyed and carried out directly under the outflow pipe by the rotation of the table. Separation / cutting of molten glass lump from molten glass flowing out of the outflow pipe is a drop cutting in which the mold descends vertically and cuts when the weight of the molten glass poured into the mold reaches a predetermined amount. The mold that has been lowered and cut by the method is carried out from directly under the pipe, the next empty mold is carried, and the molten glass that exits from the pipe is received. It is held by a molding die carried out from directly under the outflow pipe.

尚、本発明は、降下切断法のように、パイプから滴下する重量よりも大きな重量のガラスからなるプリフォームの成形に特に大きな効果が得られる。重量が大きなガラスは比較的冷却スピードが小さいため、冷却ガスによる冷却促進の有無により、品質の良否に大きな差が生じやすいからである。また、第2の態様及び第3の態様においても、ガラス上面に吹き付けるガス(冷却ガス)の温度は前記ガラスのガラス転移温度以下であることが好ましい。本発明の各態様において、流出からプリフォームが成形されるまでの間にガラスに吹き付けられるガスの温度は、前記ガラスのガラス転移温度以下とすることが望ましく、目安としては、200℃以下とすることが適当である。   The present invention is particularly effective for molding a preform made of glass having a weight larger than the weight dropped from the pipe, as in the descending cutting method. This is because a glass having a large weight has a relatively low cooling speed, and therefore a large difference in quality is likely to occur depending on whether or not cooling is promoted by a cooling gas. Also in the second and third aspects, the temperature of the gas (cooling gas) sprayed on the upper surface of the glass is preferably not more than the glass transition temperature of the glass. In each aspect of the present invention, the temperature of the gas blown onto the glass during the period from the outflow until the preform is formed is preferably not higher than the glass transition temperature of the glass. Is appropriate.

(プレス成形用プリフォームの製造装置)
本発明のプレス成形用プリフォームの製造装置は、溶融ガラス塊からプリフォームを成形するための装置である。この装置は、(1)溶融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する複数の成形型、(2)成形型上からプリフォームを取り出す取り出し装置、並びに(3)前記複数の成形型を、溶融ガラス塊が供給されるキャスト位置、プリフォームを取り出す取り出し位置、及び前記キャスト位置に順次循環移送する移送装置を備える。
(Press molding preform manufacturing equipment)
The press molding preform manufacturing apparatus of the present invention is an apparatus for molding a preform from a molten glass lump. This apparatus includes (1) a plurality of molding dies that receive molten glass lumps and mold them into preforms, (2) a take-out device that takes out the preforms from the molding dies, and (3) the plurality of molding dies as molten glass. A casting position for supplying the lump, a take-out position for taking out the preform, and a transfer device for sequentially circulating and transferring to the casting position are provided.

この製造装置の一例は、例えば、図3に示すものであり、溶融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する複数の成形型2を有する。さらに、テイクアウト位置に、成形型上からプリフォームを取り出す取り出し装置(図示せず)を有する。さらに移送装置として、ターンテーブル10を有する。ターンテーブル10により成形型2は、溶融ガラス塊が供給されるキャスト位置(供給位置)からプリフォームを取り出す取り出し位置を経て、再度キャスト位置(供給位置)に移送される。   An example of this manufacturing apparatus is shown in FIG. 3, for example, and has a plurality of molds 2 that receive a molten glass lump and mold it into a preform. Further, a take-out device (not shown) for taking out the preform from the mold is provided at the take-out position. Further, a turntable 10 is provided as a transfer device. By means of the turntable 10, the mold 2 is transferred again to the casting position (supply position) through the take-out position where the preform is taken out from the cast position (supply position) where the molten glass block is supplied.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造装置の第1の態様は、成形型上のガラスに上方および/または斜め上方から前記ガラスの冷却を促進するための冷却ガス噴出機構を備えることを特徴とする。   A first aspect of the press-molding preform manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that the glass on the mold is provided with a cooling gas jetting mechanism for promoting cooling of the glass from above and / or obliquely from above. To do.

冷却ガス噴出機構は、図3においては、第1風冷ノズル3及び第2風冷ノズル4として示される。第1風冷ノズル3は、図2に示されるように、例えば、流出パイプ1を取り巻くため二重管構造とし、二重管の上端を封じ、下端を開放とし、開放部を冷却ガスの吹出し口とすることができる。閉じた上端部の一部に冷却ガスの導入部(管)(図示せず)を設ける。また第1風冷ノズルの上端部付近の外径は高周波加熱コイル内でがたつかないように装着できるよう設計し、吹出し口付近には成形型に注ぎ込まれる溶融ガラス流の表面に冷却ガス吹き付けるための角度を付けることが好ましい。   The cooling gas ejection mechanism is shown as a first air cooling nozzle 3 and a second air cooling nozzle 4 in FIG. As shown in FIG. 2, the first air-cooling nozzle 3 has, for example, a double pipe structure for surrounding the outflow pipe 1, the upper end of the double pipe is sealed, the lower end is opened, and the opening is blown out of the cooling gas. It can be a mouth. A cooling gas introduction part (tube) (not shown) is provided in a part of the closed upper end part. In addition, the outer diameter near the upper end of the first air-cooling nozzle is designed so that it does not rattle in the high-frequency heating coil, and cooling gas is sprayed on the surface of the molten glass stream poured into the mold near the outlet. It is preferable to provide an angle for.

ターンテーブルの回転により、流出パイプ1の下から成形型2およびその中に保持されている溶融ガラス塊が搬出されるが、成形型2を搬出した後においても第2風冷ノズル4を溶融ガラス塊の鉛直上方に配置し、この第2風冷ノズル4に所定流量の冷却ガスを配管により導入し、この位置から鉛直下方向に冷却ガスを吹出させ、溶融ガラス塊の表面を冷却することが好ましい(図2(D))。   Due to the rotation of the turntable, the mold 2 and the molten glass lump held in the mold 2 are carried out from under the outflow pipe 1, but after the mold 2 is carried out, the second air-cooled nozzle 4 is moved to the molten glass. It is arranged vertically above the lump, and a cooling gas with a predetermined flow rate is introduced into the second air cooling nozzle 4 by piping, and the cooling gas is blown out vertically from this position to cool the surface of the molten glass lump. Preferred (FIG. 2 (D)).

ターンテーブルは成形型で溶融ガラス流を受け、切断、分離するまで供給位置で停止し、その後流出パイプの下から溶融ガラス塊を保持した成形型を搬出し、同時にテイクアウト位置でガラス成形体が取り出され、空になっていた成形型が流出パイプの下に搬送するために回転する。このターンテーブルの回転が停止している間に位置する各成形型の鉛直上方に第2風冷ノズル2は必要に応じて個別に設ける。   The turntable receives the molten glass flow with the mold, stops at the supply position until it is cut and separated, then unloads the mold holding the molten glass lump from under the outflow pipe, and at the same time takes out the glass molded body at the takeout position. The mold that has been emptied is rotated to be conveyed under the outflow pipe. The second air-cooling nozzle 2 is individually provided as needed vertically above each mold located while the rotation of the turntable is stopped.

また冷却ガスの吹出し位置をターンテーブルが停止した際の各成形型の位置に個別に配置するのではなく、吹出し位置が連続的につながったものを用いても良い。   Further, instead of individually arranging the cooling gas blowing positions at the positions of the respective molding dies when the turntable is stopped, it is possible to use those in which the blowing positions are continuously connected.

また、本発明のプレス成形用プリフォームの製造装置の第2の態様は、流出した溶融ガラスを受ける支持体と、前記支持体から溶融ガラス塊を成形型に移す機構を備えること、並びに前記支持体および/または成形型上のガラスに上方および/または斜め上方から前記ガラスの冷却を促進するための冷却ガス噴出機構を備えることを特徴とする。   The second aspect of the apparatus for producing a press-molding preform of the present invention comprises a support for receiving the molten glass that has flowed out, a mechanism for transferring the molten glass lump from the support to a mold, and the support. The glass on the body and / or the mold is provided with a cooling gas jetting mechanism for promoting cooling of the glass from above and / or obliquely from above.

図5に示すように支持体5は2つの割部材からなり、各割部材が相互に離間したり、密着する機能を備えている。溶融ガラス流Gの先端を受ける際に割部材が密着し、割部材の境界部分で溶融ガラス流の先端を受けて支持する。割部材は溶融ガラスとの融着を避けるため冷却することが好ましい。支持体としては耐熱性の金属、カーボン、セラミックスなどを例示できる。   As shown in FIG. 5, the support 5 is composed of two split members, and each split member has a function of being separated from each other or closely attached. When receiving the tip of the molten glass flow G, the split member comes into close contact, and receives and supports the tip of the molten glass flow at the boundary portion of the split member. The split member is preferably cooled to avoid fusion with the molten glass. Examples of the support include heat-resistant metal, carbon, and ceramics.

また支持体全体が上下に動作する機能も有し(図示せず)、溶融ガラス流Gの先端を受けて支持した後、支持体5を鉛直下方に急降下させ、所定量の溶融ガラス塊Pを切断、分離することができる。溶融ガラス塊の量を一定にするため、溶融ガラス流の先端を受ける位置および支持体の降下条件は一定とし、降下の周期も一定にすることが適当である。   In addition, the entire support has a function of moving up and down (not shown), and after receiving and supporting the tip of the molten glass stream G, the support 5 is rapidly lowered vertically to form a predetermined amount of molten glass lump P. Can be cut and separated. In order to make the amount of molten glass lump constant, it is appropriate that the position for receiving the tip of the molten glass flow and the lowering condition of the support are constant, and the lowering period is also constant.

割部材を相互に離間し、離間した割部材の間から溶融ガラス塊Pを鉛直下方に落下させる。支持体の下方には成形型6が待機し、落下する溶融ガラス塊Pを受け取る。
冷却ガス噴出機構は、本発明の第1の態様と同様であり、図3のように第1風冷ノズル3と第2風冷ノズル4を、供給位置および/または供給位置の次の停留位置に配置することができる。
The split members are separated from each other, and the molten glass block P is dropped vertically downward from between the separated split members. A molding die 6 stands by below the support and receives the falling molten glass block P.
The cooling gas ejection mechanism is the same as in the first aspect of the present invention, and the first air cooling nozzle 3 and the second air cooling nozzle 4 are connected to the supply position and / or the stop position next to the supply position as shown in FIG. Can be arranged.

突合わされた2つの割り部材からなる支持体上に流出パイプ1から溶融ガラス流の先端を受け、支持体上5に所定量の溶融ガラスGが溜まった時点で、支持体5が急降下し、溶融ガラスの先端を溶融ガラス塊Pとして切断、分離し、割り部材が相互に離間して、その間から溶融ガラス塊を落下させるまで、第1風冷ノズル3で溶融ガラスに冷却ガスを吹き付ける。   Upon receiving the tip of the molten glass flow from the outflow pipe 1 on the support consisting of the two split members that are butted together, when a predetermined amount of molten glass G accumulates on the support 5, the support 5 suddenly descends and melts The tip of the glass is cut and separated as a molten glass lump P, and cooling gas is blown onto the molten glass with the first air-cooling nozzle 3 until the split members are separated from each other and the molten glass lump is dropped from there.

ターンテーブルは支持体から成形型に溶融ガラス塊を移し終えるまで供給位置で停止し、その後流出パイプの下から溶融ガラス塊を保持した成形型を搬出し、同時にテイクアウト位置でガラス成形体が取り出され空になった成形型が流出パイプの下に搬送するために回転する。このターンテーブルの回転が停止している間に位置する各成形型の鉛直上方に第2風冷ノズル4は必要に応じて個別に設けることができる。   The turntable stops at the supply position until the molten glass lump has been transferred from the support to the mold, and then the mold holding the molten glass lump is taken out from under the outflow pipe, and at the same time, the glass molded body is taken out at the takeout position. The emptied mold is rotated for transport under the spill pipe. The second air cooling nozzle 4 can be individually provided as needed vertically above each mold located while the rotation of the turntable is stopped.

また冷却ガスの吹き出し位置をターンテーブルが停止した際の各成形型の位置に個別に配置するのではなく、吹き出し位置が連続的につながったものを用いても良い。   Further, instead of individually arranging the cooling gas blowing positions at the positions of the respective molds when the turntable is stopped, it is possible to use one in which the blowing positions are continuously connected.

第1及び第2の態様においては、移送装置が、成形型をキャスト位置および取り出し位置を含む停留位置に停留させては、移動する動作を繰り返して循環移送するものであり、前記冷却ガス噴出機構が、キャスト位置および/またはキャスト位置の次の停留位置に停留する成形型上のガラスを冷却するものであることが好ましい。   In the first and second aspects, the transfer device is configured to repeatedly circulate and transfer the moving mold after the mold is stopped at the stop position including the cast position and the take-out position. However, it is preferable to cool the glass on the mold that stops at the cast position and / or the stop position next to the cast position.

[ガラスについての説明]
以下、本発明の方法の適用が好ましいガラスについて説明する。
(ガラス1)
このようなガラスの第1例(ガラス1という。)は、B2O3および希土類酸化物含有ガラスである。具体的には、B2O3および、La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3、Sc2O3よりなる希土類酸化物の一種または複数種を含むガラスがある。
[Explanation about glass]
Hereinafter, the glass to which the method of the present invention is preferably applied will be described.
(Glass 1)
A first example of such glass (referred to as glass 1) is B 2 O 3 and rare earth oxide-containing glass. Specifically, there is a glass containing B 2 O 3 and one or more of rare earth oxides composed of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Sc 2 O 3. .

このようなガラスにおいて、B2O3はガラスの網目構造形成のための必須成分である。特にLa2O3、さらにGd2O3などの高屈折率成分を多く導入する場合、ガラスの形成のために主な網目構造形成として必要であるが、60%(以下、特記しない限り、モル%表示とする。)を超えて導入すると、ガラスの屈折率が低下し、高屈折ガラスを得るという目的に適さなくなるのに対し、15%未満では失透に対して十分な安定性を得られず、また熔融性が低下するため、その導入量を15〜60%にするのが好ましい。より好ましくは20〜60%、さらに好ましくは20〜45%の範囲である。 In such glass, B 2 O 3 is an essential component for forming a glass network structure. In particular, when a large amount of a high refractive index component such as La 2 O 3 or Gd 2 O 3 is introduced, it is necessary as a main network structure formation for the formation of glass, but it is 60% (hereinafter, unless otherwise specified) If it is introduced in excess of%, the refractive index of the glass will decrease, making it unsuitable for the purpose of obtaining a highly refractive glass. In addition, since the meltability is lowered, the introduction amount is preferably 15 to 60%. More preferably, it is 20 to 60%, and still more preferably 20 to 45%.

SiO2は任意成分ではあるが、B2O3と同様、ガラス網目構造形成成分となる。La2O3やGd2O3を多量に含有するガラスに対して、主成分B2O3と置換して少量添加すると、ガラスの液相温度を低下させ、高温粘性を上昇させ、さらにガラスの安定性を大きく向上させるが、40%を超えて多く導入すると、ガラスの屈折率が下がることに加え、ガラス転移温度が高くなり精密プレス成形が困難になるため、その導入量を0〜40%の以下に限定される。より好ましくは0〜30%、さらに好ましくは0〜10%の範囲である。 Although SiO 2 is an optional component, it is a glass network structure-forming component like B 2 O 3 . When glass containing a large amount of La 2 O 3 or Gd 2 O 3 is replaced with the main component B 2 O 3 and added in a small amount, the liquidus temperature of the glass is lowered, the high-temperature viscosity is increased, and the glass However, if it is introduced in excess of 40%, the refractive index of the glass is lowered, and the glass transition temperature becomes high and precision press molding becomes difficult. % Or less. More preferably, it is 0-30%, More preferably, it is 0-10% of range.

La2O3は、ガラスの失透に対する安定性を低下させずに、また分散を大きくすることなく、屈折率を高くし、化学的耐久性を向上させる必須成分である。しかし、5%未満では十分の効果が得られないのに対し、22%を超えると失透に対する安定性が著しく悪化するため、その導入量を5〜22%の範囲にすることが好ましい。より好ましくは5〜20%、さらに好ましくは7〜18%の範囲である。 La 2 O 3 is an essential component that increases the refractive index and improves the chemical durability without reducing the stability of the glass against devitrification and without increasing the dispersion. However, if it is less than 5%, a sufficient effect cannot be obtained, whereas if it exceeds 22%, the stability against devitrification is remarkably deteriorated. Therefore, the introduction amount is preferably in the range of 5 to 22%. More preferably, it is 5 to 20%, and more preferably 7 to 18%.

Gd2O3はLa2O3と同様、ガラスの失透に対する安定性や分散大きくすることなく、屈折率を高め、化学耐久性を向上させる働きをする。特にLa2O3とGd2O3を共存させることによりガラスの安定性をより向上させることができる。Gd2O3の導入量が20%を超えると、失透に対する安定性が悪化し、ガラス転移温度が上昇して精密プレス成形性が低下するので、その導入量を0〜20%にすることが好ましい。より好ましくは0〜18%、さらに好ましくは0〜16%の範囲である。 Like La 2 O 3 , Gd 2 O 3 functions to increase the refractive index and improve chemical durability without increasing the stability and dispersion of the glass to devitrification. In particular, the stability of the glass can be further improved by the coexistence of La 2 O 3 and Gd 2 O 3 . If the amount of Gd 2 O 3 introduced exceeds 20%, the stability against devitrification deteriorates, the glass transition temperature rises and the precision press formability decreases, so the amount introduced should be 0-20%. Is preferred. More preferably, it is 0 to 18%, still more preferably 0 to 16%.

ZnOはガラスの溶融温度や液相温度及び転移温度を低下させ、屈折率の調整にも有用な成分である。上記の期待された効果を得るには2%以上導入することが好ましい。しかし、45%を超えて導入すると、分散も大きくなり、失透に対する安定性も悪化し、化学的耐久性も低下するので、その導入量を0〜45%の範囲にすることが好ましく、1〜45%の範囲がより好ましく、1〜32%の範囲にするのがさらに好ましく、1〜20%の範囲がより一層好ましい。   ZnO is a component useful for adjusting the refractive index by lowering the melting temperature, liquidus temperature and transition temperature of glass. In order to obtain the expected effect, it is preferable to introduce 2% or more. However, if introduced in excess of 45%, dispersion increases, stability against devitrification deteriorates, and chemical durability also decreases. Therefore, the amount introduced is preferably in the range of 0 to 45%. The range of ˜45% is more preferable, the range of 1 to 32% is more preferable, and the range of 1 to 20% is even more preferable.

Li2Oは他のアルカリ金属酸化物成分に比べ、大幅な屈折率の低下及び化学的耐久性の低下を伴わずにガラス転移温度を大幅に低下させる成分である。特に少量の導入でも大きな効果が得られ、ガラスの熱的な物性(ガラス転移温度や屈伏点など)を調整するための有効な成分である。しかし15%より多くのLi2Oを導入すると、ガラスの失透に対する安定性が急激に低下し、液相温度も上昇するので、その導入量を0〜15%とするのが好ましく、0〜10%とするのがより好ましく、0.5〜15%の範囲にするのがさらに好ましく、1〜12%がより一層好ましく、2〜12%の範囲がなお一層好ましい。 Li 2 O is a component that significantly lowers the glass transition temperature without significantly lowering the refractive index and chemical durability compared to other alkali metal oxide components. In particular, even when introduced in a small amount, a great effect is obtained, and it is an effective component for adjusting the thermal properties (glass transition temperature, yield point, etc.) of glass. However, when more than 15% of Li 2 O is introduced, the stability of the glass against devitrification is drastically lowered and the liquidus temperature is also increased. Therefore, the introduced amount is preferably 0 to 15%, It is more preferably 10%, even more preferably 0.5 to 15%, even more preferably 1 to 12%, and even more preferably 2 to 12%.

Na2O、K2O、はガラスの転移温度を低めるために導入される成分ではあるが、これらの成分はいずれもガラスの屈折率を低下させるため、その導入量はそれぞれ0〜10%とする。より好ましくは0〜8%である。 Na 2 O and K 2 O are components introduced to lower the glass transition temperature, but these components all reduce the refractive index of the glass, so the amount introduced is 0-10% respectively. To do. More preferably, it is 0 to 8%.

ZrO2は高屈折率・低分散の成分として使われる。少量のZrO2を導入することにより、ガラスの屈折率を低下させずに、高温粘性や失透に対する安定性を改善する効果がある。しかし、15%を超えて導入すると、液相温度が急激に上昇し、失透に対する安定性も悪化するので、その導入量を0〜15%にする。より好ましくは0〜10%の範囲、さらに好ましくは1〜10%の範囲である。 ZrO 2 is used as a component of high refractive index and low dispersion. By introducing a small amount of ZrO 2 , there is an effect of improving the stability against high temperature viscosity and devitrification without lowering the refractive index of the glass. However, if it is introduced in excess of 15%, the liquidus temperature rises rapidly and the stability against devitrification deteriorates, so the amount introduced is made 0-15%. More preferably, it is the range of 0-10%, More preferably, it is the range of 1-10%.

Ta2O5は高屈折率低分散を付与する成分として使われる。少量のTa2O5を導入することにより、ガラスの屈折率を低下させずに、高温粘性や失透に対する安定性を改善する効果がある。しかし、15%を超えて導入すると、液相温度が急激に上昇し、分散も大きくなるため、その導入量を0〜15%とする。より好ましくは0〜10%の範囲、さらに好ましくは1〜8%の範囲である。 Ta 2 O 5 is used as a component imparting high refractive index and low dispersion. By introducing a small amount of Ta 2 O 5 , there is an effect of improving the stability against high temperature viscosity and devitrification without lowering the refractive index of the glass. However, if it is introduced in excess of 15%, the liquidus temperature rises abruptly and the dispersion increases, so the amount introduced is 0 to 15%. More preferably, it is in the range of 0 to 10%, and further preferably in the range of 1 to 8%.

WO3は、ガラスの安定性、溶融性を改善し、屈折率を向上させるために適宜導入される成分であるが、その導入量が15%を超えると、分散が大きくなり、必要な低分散特性が得られなくなるため、その導入量を0〜15%とする。より好ましくは、0%超かつ15%以下、さらに好ましくは1〜15%の範囲、より一層好ましくは1〜12%の範囲である。 WO 3 is a component that is introduced as appropriate in order to improve the stability and meltability of the glass and improve the refractive index. However, if the amount introduced exceeds 15%, the dispersion becomes large and the required low dispersion Since the characteristics cannot be obtained, the introduction amount is set to 0 to 15%. More preferably, it is more than 0% and 15% or less, more preferably in the range of 1 to 15%, still more preferably in the range of 1 to 12%.

Nb2O5はガラスの安定性や屈折率を改善するために適宜導入される成分であるが、その導入量が10%を超えると、分散が大きくなり、必要な低分散特性が得られなくなるため、その導入量を0〜10%以下に限定される。より好ましくは0〜8%、さらに好ましくは0〜5%の範囲である。 Nb 2 O 5 is a component that is introduced as appropriate in order to improve the stability and refractive index of the glass, but if the amount introduced exceeds 10%, the dispersion becomes large and the required low dispersion characteristics cannot be obtained. Therefore, the introduction amount is limited to 0 to 10% or less. More preferably, it is 0 to 8%, and still more preferably 0 to 5%.

MgO、CaO、SrOはガラスの液相温度および転移温度を低めるために導入される成分で、特にNb2O5を導入したガラスにはその効果が大きいが、これらの成分はガラスの安定性や光学特性を悪化させる恐れがあるので、その導入量をそれぞれ0〜15%とする。より好ましくは0〜12%の範囲、さらに好ましくは0〜10%の範囲である。 MgO, CaO, and SrO are components introduced to lower the liquidus temperature and transition temperature of glass, and are particularly effective for glasses with Nb 2 O 5 introduced. Since the optical characteristics may be deteriorated, the introduction amount is set to 0 to 15%. More preferably, it is the range of 0-12%, More preferably, it is the range of 0-10%.

BaOは高屈折率低分散を付与する成分として使用され、少量導入する場合、ガラスの安定性を高め、化学的耐久性を向上させるが、15%より多く導入するとガラスの失透に対する安定性を大きく損ない、転移温度や屈伏点温度を上昇させるため、その導入量を0〜15%とする。より好ましくは0〜10%の範囲である。   BaO is used as a component that imparts a high refractive index and low dispersion. When introduced in a small amount, BaO increases the stability of the glass and improves the chemical durability. In order to increase the transition temperature and yield point temperature greatly, the introduction amount is set to 0 to 15%. More preferably, it is 0 to 10% of range.

Y2O3、Yb2O3も高屈折率低分散付与成分として使用され、少量導入する場合、ガラスの安定性を高め、化学的耐久性を向上させるが、15%より多く導入するとガラスの失透に対する安定性を大きく損ない、転移温度や屈伏点温度を上昇させるため、その導入量をそれぞれ0〜15%にする。より好ましくはそれぞれ0〜10%の範囲である。Y2O3やYb2O3もLa2O3と共存することによって、ガラス安定性を向上させる働きを増長させる。 Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 are also used as components for imparting a high refractive index and low dispersion. When introduced in small amounts, the stability of the glass is improved and the chemical durability is improved. In order to greatly impair the stability against devitrification and raise the transition temperature and the yield point temperature, the introduction amount is set to 0 to 15%, respectively. More preferably, it is 0 to 10% of range. Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 coexist with La 2 O 3 to increase the function of improving glass stability.

TiO2も屈折率を高める成分であるが過剰導入により、ガラス安定性が低下し、ガラスが着色するので0〜20%導入することが好ましい。 TiO 2 is also a component that increases the refractive index, but it is preferably introduced in an amount of 0 to 20% because the glass stability is lowered and the glass is colored by excessive introduction.

Bi2O3は屈折率を高め、ガラス安定性を向上する働きをするが、過剰導入によりガラスが着色するので0〜10%の導入が好ましい。 Bi 2 O 3 functions to increase the refractive index and improve the glass stability. However, since glass is colored by excessive introduction, 0 to 10% introduction is preferable.

Sb2O3は脱泡剤として用いられるが、1%以下で十分な効果が得られる。また、Sb2O3の含有量が多くなると、精密プレス成形時にプレス成形型の成形面がダメージを受けるおそれが生じる。したがって、その導入量を0〜1%の範囲とする。 Sb 2 O 3 is used as a defoaming agent, but a sufficient effect is obtained at 1% or less. Further, when the content of Sb 2 O 3 increases, the molding surface of the press mold may be damaged during precision press molding. Therefore, the amount introduced is in the range of 0 to 1%.

B2O3、SiO2、La2O3、Gd2O3、ZnO、Li2O、ZrO2、Ta2O5の各成分を含むガラスにおいて、高屈折率低分散(nd>1.75かつνd>25)の高機能性を保つためにはLa2O3+Gd2O3の合計量を12%以上にするのが好ましく、12〜35%とするのがさらに好ましい。 In a glass containing B 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZnO, Li 2 O, ZrO 2 , Ta 2 O 5 components, high refractive index and low dispersion (n d > 1.75 and In order to maintain high functionality of ν d > 25), the total amount of La 2 O 3 + Gd 2 O 3 is preferably 12% or more, more preferably 12 to 35%.

また、ガラス中における希土類酸化物、Ln2O3(Ln=La、Gd、Yb、Y、Sc)のモル%表示による合計含有量に対するLa2O3のモル%表示による含有量の割合(分率)である、La2O3/Ln2O3を0.3〜1の範囲にすることが好ましく、0.4〜0.9の範囲にするのがより好ましい。その理由は以下のとおりである。 The ratio of the content of La 2 O 3 expressed in mol% to the total content expressed in mol% of rare earth oxides, Ln 2 O 3 (Ln = La, Gd, Yb, Y, Sc) in glass (min Ratio) La 2 O 3 / Ln 2 O 3 is preferably in the range of 0.3 to 1, and more preferably in the range of 0.4 to 0.9. The reason is as follows.

精密プレス成形用ガラスとしては、精密プレス成形の適性すなわち低ガラス転移温度を付与するものの、ガラスを不安定にする成分であるLi2O等を添加する必要がある。高屈折率低分散性に必須な希土類酸化物の添加量を増大させるとガラス形成が難しくなる。しかしながら、希土類酸化物におけるLa2O3の配分(上記分率)を0.3〜1となるようにすることにより、希土類酸化物の添加量を増大させながら安定なガラスを得ることが可能となり、安定度を低下させるLi2O等の成分を添加したガラスに対しても、安定にガラス形成を行うことが可能となる。また、この比率を保つことにより、液相温度の低下と高温粘性の向上に大きく寄与する。La2O3/ΣLn2O3を上記範囲にすると、Ln2O3の合
計量が同じでも、前記比率が大きいガラスと比較して、はるかに安定なガラスを得ることが可能になった。さらに、La2O3、Gd2O3、Yb2O3、Y2O3、Sc2O3の合計含有量(ΣLn2O3)を12〜35%とすることが上記理由により好ましい。
As precision press-molding glass, it is necessary to add Li 2 O, which is a component that destabilizes the glass, while imparting suitability for precision press molding, that is, a low glass transition temperature. Increasing the amount of rare earth oxide that is essential for high refractive index and low dispersibility makes glass formation difficult. However, by making the distribution of La 2 O 3 in the rare earth oxide (the above fraction) 0.3 to 1, it becomes possible to obtain a stable glass while increasing the amount of rare earth oxide added. It is possible to stably form a glass even for a glass to which a component such as Li 2 O that lowers the degree is added. Moreover, by maintaining this ratio, it greatly contributes to the reduction of the liquid phase temperature and the improvement of the high temperature viscosity. When La 2 O 3 / ΣLn 2 O 3 is in the above range, it is possible to obtain a much more stable glass compared to a glass having a large ratio even when the total amount of Ln 2 O 3 is the same. Furthermore, the total content of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Y 2 O 3 and Sc 2 O 3 (ΣLn 2 O 3 ) is preferably 12 to 35% for the above reason.

ガラス1には、GeO2を導入することもできる。GeO2は、SiO2と同様に、ガラスを安定化させ、SiO2よりも高屈折率を与える成分であり、高屈折率を達成させる場合に適宜導入される。しかし、高価であり、分散を大きくするため、その導入量を0〜8%とする。好ましくは0〜1%であり、導入しないことがより好ましい。 GeO 2 can also be introduced into the glass 1. Like SiO 2 , GeO 2 is a component that stabilizes glass and gives a higher refractive index than SiO 2 , and is appropriately introduced when achieving a high refractive index. However, it is expensive, and its introduction amount is set to 0 to 8% in order to increase dispersion. Preferably it is 0 to 1%, and it is more preferable not to introduce.

PbOは還元されやすい成分のため、精密プレス成形時の還元により析出し成形品の表面の曇りになってしまう。また、環境上好ましくない物質でもあることから、PbOをガラス中から排除することが望ましい。   Since PbO is a component that is easily reduced, it precipitates due to reduction during precision press molding, and the surface of the molded product becomes cloudy. Moreover, since it is also an environmentally undesirable substance, it is desirable to exclude PbO from the glass.

Lu2O3は他の成分に比べて使用頻度が少ない。また、希少価値の高い物質でもあることから光学ガラス原料としては高額であり、コスト面からは使用したくない成分である。また敢えて導入する必要もないので、Lu2O3を導入しないことが望ましい。 Lu 2 O 3 is less frequently used than other components. Further, since it is a rare substance, it is expensive as an optical glass raw material, and it is a component that is not desired in terms of cost. Moreover, since it is not necessary to introduce it, it is desirable not to introduce Lu 2 O 3 .

カドミウム、クロム、水銀などの環境上問題となる元素、トリウムなどの放射性元素、ヒ素などの有毒な元素を含まないことが望ましい。   It is desirable not to contain environmentally harmful elements such as cadmium, chromium and mercury, radioactive elements such as thorium, and toxic elements such as arsenic.

なお、ガラス1には物性調整のために、合計量で5%以下のTiO2、Al2O3、Ga2O3などを導入してもよい。 In addition, in order to adjust physical properties, the glass 1 may contain TiO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 or the like in a total amount of 5% or less.

以下、ガラス1として好ましいものを幾つか例示する。このようなガラスとしては、B2O3、La2O3、Gd2O3が共存するもの、B2O3、La2O3、ZnOが共存するもの、B2O3、La2O3、Gd2O3、ZnOが共存するもの、B2O3、La2O3、Gd2O3、ZnO、Li2Oが共存するもの、B2O3、SiO2、La2O3、Gd2O3、ZnO、Li2O、ZrO2、Ta2O5が共存するもの、あるいは Hereinafter, some preferable examples of the glass 1 will be described. Such glasses include those in which B 2 O 3 , La 2 O 3 and Gd 2 O 3 coexist, those in which B 2 O 3 , La 2 O 3 and ZnO coexist, B 2 O 3 and La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZnO coexisting, B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZnO, Li 2 O coexisting, B 2 O 3 , SiO 2 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZnO, Li 2 O, ZrO 2 , Ta 2 O 5 coexisting, or

ガラス成分としてB2O3 15〜60%、SiO2 0〜40%、La2O3 5〜22%、Gd2O3 0〜20%、ZnO 0〜45%、Li2O 0〜15%、Na2O 0〜10%、K2O 0〜10%、ZrO2 0〜15%、Ta2O5 0〜15%、WO3 0〜15%、Nb2O5 0〜10%、MgO 0〜15%、CaO 0〜15%、SrO 0〜15%、BaO 0〜15%、Y2O3 0〜15%、Yb2O3 0〜15%、TiO2 0〜20%、Bi2O3 0〜10%を含むガラス、 B 2 O 3 15~60% as glass components, SiO 2 0~40%, La 2 O 3 5~22%, Gd 2 O 3 0~20%, ZnO 0~45%, Li 2 O 0~15% , Na 2 O 0~10%, K 2 O 0~10%, ZrO 2 0~15%, Ta 2 O 5 0~15%, WO 3 0~15%, Nb 2 O 5 0~10%, MgO 0~15%, CaO 0~15%, SrO 0~15%, BaO 0~15%, Y 2 O 3 0~15%, Yb 2 O 3 0~15%, TiO 2 0~20%, Bi 2 O 3 glass containing 0 to 10%,

さらに前記いずれかのガラスであって、B2O3、SiO2、ZnO、Li2O、La2O3、Gd2O3、ZrO2、Ta2O5、WO3、Y2O3、Yb2O3の合計含有量が95%以上のものがより好ましく、99%以上であることがさらに好ましく、100%であることが一層好ましい。 Furthermore, any one of the glasses, B 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, Li 2 O, La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , WO 3 , Y 2 O 3 , More preferably, the total content of Yb 2 O 3 is 95% or more, more preferably 99% or more, and even more preferably 100%.

屈折率が高くなるとプリフォームの成形が難しくなる傾向がある。しかし、本発明の製法を適用すれば、屈折率の高いガラスでも高品質なプリフォームを高い生産性のもとに作ることができる。ガラス1によれば、屈折率(nd)1.74以上の高屈折率ガラスからなる光学素子を精密プレス成形するためのプリフォームも作ることができる。(屈折率(nd)を1.75以上、1.8以上、1.85以上に段階的に減縮可能な記載とする。なお、上限は特に限定されないが、屈折率(nd)2.0を目安にすればよい。アッベ数(νd)は25〜50である。)   When the refractive index increases, it tends to be difficult to mold the preform. However, if the manufacturing method of the present invention is applied, a high-quality preform can be made with high productivity even with a glass having a high refractive index. According to the glass 1, a preform for precision press-molding an optical element made of high refractive index glass having a refractive index (nd) of 1.74 or more can also be made. (The refractive index (nd) can be reduced stepwise to 1.75 or more, 1.8 or more, or 1.85 or more. Although the upper limit is not particularly limited, the refractive index (nd) is 2.0. (As a guideline, the Abbe number (νd) is 25 to 50.)

[光学素子の製造方法]
本発明の光学素子の製造方法は、ガラス製のプリフォームを加熱し、精密プレス成形する光学素子の製造方法において、上記製造方法により作製した精密プレス成形用プリフォームを加熱、精密プレス成形することを特徴とするものである。
[Method for Manufacturing Optical Element]
The method for producing an optical element of the present invention is a method for producing an optical element in which a glass preform is heated and precision press-molded, and the precision press-molding preform produced by the above production method is heated and precision press-molded. It is characterized by.

精密プレス成形はモールドオプティクス成形法とも呼ばれ、既に当該発明の属する技術分野においてはよく知られたものである。光学素子の光線を透過したり、屈折させたり、回折させたり、反射させたりする面を光学機能面と呼ぶ。例えばレンズを例にとると非球面レンズの非球面や球面レンズの球面などのレンズ面が光学機能面に相当する。精密プレス成形法はプレス成形型の成形面を精密にガラスに転写することにより、プレス成形で光学機能面を形成する方法である。つまり光学機能面を仕上げるために研削や研磨などの機械加工を加える必要がない。   Precision press molding is also called a mold optics molding method, which is already well known in the technical field to which the present invention belongs. A surface that transmits, refracts, diffracts, or reflects light rays of the optical element is called an optical functional surface. For example, taking a lens as an example, a lens surface such as an aspherical surface of an aspherical lens or a spherical surface of a spherical lens corresponds to an optical function surface. The precision press molding method is a method of forming an optical functional surface by press molding by precisely transferring a molding surface of a press mold to glass. That is, it is not necessary to add machining such as grinding or polishing to finish the optical functional surface.

本発明によれば、球面レンズ、非球面レンズ、マイクロレンズなどの各種のレンズ、回折格子、回折格子付のレンズ、レンズアレイ、プリズムなどの各種光学素子、用途としてはデジタルカメラやフィルム内蔵カメラの撮像光学系を構成するレンズ、カメラ付携帯電話搭載の撮像レンズ、CDやDVDをはじめとする光記録式媒体のデータ読取および/またはデータ書込み用に使用する光線を導光するためのレンズなど各種光学素子を作製することができる。   According to the present invention, various lenses such as a spherical lens, an aspheric lens, and a micro lens, a diffraction grating, a lens with a diffraction grating, a lens array, various optical elements such as a prism, and applications include a digital camera and a camera with a built-in film. Various lenses such as lenses constituting imaging optical systems, imaging lenses mounted on camera-equipped mobile phones, and lenses for guiding light rays used for data reading and / or data writing on optical recording media such as CDs and DVDs An optical element can be manufactured.

なお、これら光学素子には必要に応じて、反射防止膜、全反射膜、部分反射膜、分光特性を有する膜などの光学薄膜を設けることもできる。
精密プレス成形法に使用するプレス成形型としては公知のもの、例えば炭化珪素、超硬材料などの型材の成形面に離型膜を設けたものを例示できるが、炭化珪素製のプレス成形型が好ましい。離型膜としては炭素含有膜、貴金属合金膜などを使用することができるが、耐久性、コストの面などから炭素含有膜が好ましい。
These optical elements may be provided with an optical thin film such as an antireflection film, a total reflection film, a partial reflection film, or a film having spectral characteristics, if necessary.
Examples of the press mold used in the precision press molding method include known ones, for example, those having a release film on the molding surface of a mold material such as silicon carbide or cemented carbide material. preferable. As the release film, a carbon-containing film, a noble metal alloy film, or the like can be used, but a carbon-containing film is preferable from the viewpoint of durability and cost.

精密プレス成形法では、プレス成形型の成形面を良好な状態に保つため成形時の雰囲気を非酸化性ガスにすることが望ましい。非酸化性ガスとしては窒素、窒素と水素の混合ガスなどが好ましい。
プレス圧力は適宜調整すればよいが、50〜150kgf/cm2の範囲を目安にすることができる。また、プレス時間も適宜調整すればよいが、10〜300秒の範囲を目安にすることができる。
In the precision press molding method, it is desirable that the molding atmosphere be a non-oxidizing gas in order to keep the molding surface of the press mold in a good state. The non-oxidizing gas is preferably nitrogen or a mixed gas of nitrogen and hydrogen.
The pressing pressure may be adjusted as appropriate, but a range of 50 to 150 kgf / cm 2 can be used as a guide. The press time may be adjusted as appropriate, but a range of 10 to 300 seconds can be used as a guide.

次に本発明の光学素子の製造方法に特に好適な精密プレス成形法について説明する。   Next, a precision press molding method particularly suitable for the method for producing an optical element of the present invention will be described.

(精密プレス成形法1)
この方法は、プレス成形型に前記プリフォームを導入し、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱し、精密プレス成形するというものである(精密プレス成形法1とういう)。
(Precision press molding method 1)
In this method, the preform is introduced into a press mold, the mold and the preform are heated together, and precision press molding is performed (referred to as precision press molding method 1).

精密プレス成形法1において、プレス成形型と前記プリフォームの温度をともに、プリフォームを構成するガラスが106〜1012dPa・sの粘度を示す温度に加熱して精密プレス成形を行うことが好ましい。
また前記ガラスが1012dPa・s以上、より好ましくは1014dPa・s以上、さらに好ましくは1016dPa・s以上の粘度を示す温度にまで冷却してから精密プレス成形品をプレス成形型から取り出すことが望ましい。
上記の条件により、プレス成形型成形面の形状をガラスにより精密に転写することができるとともに、精密プレス成形品を変形することなく取り出すこともできる。
In precision press molding method 1, the temperature of the press mold and the preform is heated to a temperature at which the glass constituting the preform exhibits a viscosity of 10 6 to 10 12 dPa · s to perform precision press molding. preferable.
The glass is cooled to a temperature showing a viscosity of 10 12 dPa · s or more, more preferably 10 14 dPa · s or more, more preferably 10 16 dPa · s or more, and then the precision press-molded product is removed from the press mold. It is desirable to take it out.
Under the above conditions, the shape of the molding surface of the press mold can be accurately transferred with glass, and the precision press molded product can be taken out without being deformed.

(精密プレス成形法2)
この方法は、前記プリフォームを加熱した後に、プレス成形型に導入し、精密プレス成形する、すなわち、プレス成形型とプリフォームを別々に予熱し、予熱したプリフォームをプレス成形型に導入して精密プレス成形するというものである(精密プレス成形法2という)。
この方法によれば、前記プリフォームをプレス成形型に導入する前に予め加熱するので、サイクルタイムを短縮化しつつ、表面欠陥のない良好な面精度の光学素子を製造することができる。
(Precision press molding method 2)
In this method, after heating the preform, the preform is introduced into a press mold and precision press molding is performed. That is, the press mold and the preform are separately preheated, and the preheated preform is introduced into the press mold. Precision press molding (referred to as precision press molding method 2).
According to this method, since the preform is preliminarily heated before being introduced into the press mold, it is possible to manufacture an optical element with good surface accuracy free from surface defects while shortening the cycle time.

なおプレス成形型の予熱温度をプリフォームの予熱温度よりも低く設定することが好ましい。このようにプレス成形型の予熱温度を低くすることにより、前記型の消耗を低減することができる。
また、プリフォーム加熱をプレス成形型内で行う必要がないので、使用するプレス成形型の数を少なくすることもできる。
The preheating temperature of the press mold is preferably set lower than the preheating temperature of the preform. Thus, by lowering the preheating temperature of the press mold, the consumption of the mold can be reduced.
In addition, since it is not necessary to perform preform heating in the press mold, the number of press molds to be used can be reduced.

精密プレス成形法2において、前記プリフォームを構成するガラスが109dPa・s以下、より好ましくは109dPa・sの粘度を示す温度に予熱することが好ましい。
また、前記プリフォームを浮上しながら予熱することが好ましく、さらに前記プリフォームを構成するガラスが105.5〜109dPa・s、より好ましくは105.5dPa・s以上109dPa・s未満の粘度を示す温度に予熱することがさらに好ましい。
またプレス開始と同時又はプレスの途中からガラスの冷却を開始することが好ましい。
In the precision press molding method 2, it is preferable to preheat the glass constituting the preform to a temperature exhibiting a viscosity of 10 9 dPa · s or less, more preferably 10 9 dPa · s.
The preform is preferably preheated while floating, and the glass constituting the preform has a viscosity of 10 5.5 to 10 9 dPa · s, more preferably 10 5.5 dPa · s to 10 9 dPa · s. It is more preferable to preheat to a temperature indicating
Moreover, it is preferable to start cooling the glass simultaneously with the start of pressing or in the middle of pressing.

なおプレス成形型の温度は、前記プリフォームの予熱温度よりも低い温度に調温させるが、前記ガラスが109〜1012dPa・sの粘度を示す温度を目安にすればよい。
この方法において、プレス成形後、前記ガラスの粘度が1012dPa・s以上にまで冷却してから離型することが好ましい。
The temperature of the press mold is adjusted to a temperature lower than the preheating temperature of the preform, and the temperature at which the glass exhibits a viscosity of 10 9 to 10 12 dPa · s may be used as a guide.
In this method, it is preferable that after the press molding, the glass is cooled to a viscosity of 10 12 dPa · s or more and then released.

精密プレス成形された光学素子はプレス成形型より取り出され、必要に応じて徐冷される。また、レンズを成形した場合には、心取り加工を行ってもよい。また、必要に応じて表面に光学薄膜をコートしてもよい。   The precision press-molded optical element is taken out from the press mold and gradually cooled as necessary. Further, when the lens is molded, centering may be performed. Moreover, you may coat an optical thin film on the surface as needed.

実施例1
実施例1は図に示す流出パイプから溶融ガラス流を成形型に注ぎ入れる供給位置でのみ溶融ガラスの表面を風冷する場合である。流出パイプを高周波誘導加熱する高周波加熱コイル内に石英ガラス製の風冷ノズルを装着し、この風冷ノズルに室温の窒素ガスを導入し、その吹き付け口から冷却ガスとして流出パイプから成形型に注ぎ込んでいる溶融ガラス流に吹き付け、溶融ガラスの表面を冷却した。風冷ノズルに吹き付け口は成形型に注ぎ込まれる溶融ガラス流に向かって冷却ガスを吹き付けるための方向を向いており、流出パイプの先端部分の方向を向いてはいない。
Example 1
Example 1 is a case where the surface of the molten glass is air-cooled only at a supply position where a molten glass stream is poured from the outflow pipe shown in the figure into a mold. A quartz glass air-cooled nozzle is installed in a high-frequency heating coil that heats the outflow pipe by high-frequency induction, and nitrogen gas at room temperature is introduced into the air-cooled nozzle and poured from the outflow pipe into the mold as a cooling gas. The molten glass flow was sprayed to cool the surface of the molten glass. The blowing port of the air-cooling nozzle is directed in the direction for blowing the cooling gas toward the molten glass flow poured into the mold, and is not directed toward the tip portion of the outflow pipe.

溶融ガラスは屈折率nd 1.77、アッベ数νd 47、液相温度990℃のB23、La23、Gd23およびZnO含有光学ガラスであり、溶融、清澄、均質化させ、流出パイプ先端の温度を990℃として流出口から、粘度10または 7dPa・sで流出させた。流出パイプの流出口から流出する溶融ガラス流の先端部を(多孔質の)成形型で受け、受けた溶融ガラスが所定の重量1950mg となった時点で成形型を下方に降下し、流出する溶融ガラス流を切断し、溶融ガラスを受けた成形型がターンテーブルの回転により流出パイプの下から搬出されるまでの一連の工程において、この風冷ノズルに窒素ガスを表1に示す流量で導入し、溶融ガラスの表面に冷却ガスとして低温の窒素ガスを吹き付けた。このようにして成形したゴブ形状ガラス成形体の表面に見られる放射状の脈理の様子は表1の通りである。冷却ガスのガス流量が増加するにしたがってガラス成形体の表面に見られる放射状の脈理は薄くなり、4リットル/分以上では脈理がなくなった。しかし、冷却ガスの流量を8リットル/分以上とすると、流出パイプから型に注ぎ込まれる溶融ガラス流の流れを乱し、このことが原因となる表面脈理が発生した。 Molten glass is an optical glass containing B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and ZnO with a refractive index of nd 1.77, an Abbe number νd 47, and a liquidus temperature of 990 ° C. It is melted, clarified, homogenized, and discharged. The temperature at the tip of the pipe was set to 990 ° C., and the liquid was discharged from the outlet at a viscosity of 10 or 7 dPa · s. The tip of the molten glass flow that flows out from the outlet of the outflow pipe is received by a (porous) mold, and when the molten glass received reaches a predetermined weight of 1950 mg, the mold is lowered downward and the molten metal flows out. Nitrogen gas is introduced into this air-cooled nozzle at the flow rate shown in Table 1 in a series of steps from cutting the glass flow to receiving the molten glass from the bottom of the outflow pipe by turning the turntable. A low-temperature nitrogen gas was sprayed as a cooling gas on the surface of the molten glass. Table 1 shows the radial striae seen on the surface of the gob-shaped glass molded body thus formed. As the gas flow rate of the cooling gas increased, the radial striae on the surface of the glass molded body became thinner, and disappeared at 4 liters / min or more. However, when the flow rate of the cooling gas was 8 liters / minute or more, the flow of the molten glass flow poured into the mold from the outflow pipe was disturbed, and surface stria caused by this was generated.

Figure 0004834756
Figure 0004834756

実施例2
実施例2は供給位置では溶融ガラスに冷却ガスを吹き付けずに、ターンテーブルが回転し、供給位置から搬出された後、図2(B)に示すように成形型に保持されている溶融ガラス塊の直上から風冷ノズル2によって冷却ガスを吹き付けその表面を風冷する場合である。
Example 2
In the second embodiment, the molten glass block held in the mold as shown in FIG. 2 (B) after the turntable rotates without being sprayed with the cooling gas to the molten glass at the supply position and is unloaded from the supply position. This is a case where the cooling gas is blown by the air cooling nozzle 2 from directly above to cool the surface.

屈折率nd 1.81、アッベ数νd 41、液相温度950℃のB23、La23、Gd23およびZnO含有光学ガラスを溶融、清澄、均質化させ、流出パイプ先端の温度を970℃として流出口から、粘度10dPa・sの溶融ガラスを流出させた。溶融ガラス流の先端部を多孔質の成形型で受け、受けた溶融ガラスが所定の重量1950mgとなった時点で成形型を鉛直下方に降下させ、流出する溶融ガラス流を切断し、溶融ガラスを受けた成形型をターンテーブルの回転により流出パイプの下から搬出した。この搬出された多孔質型中で成形されている溶融ガラスの表面に、その直上から窒素ガスを吹き付けた。このようにして得られたゴブ形状のガラス成形体の表面に見られる放射状の脈理と吹き付けた窒素ガスの流量との関係を表2に示す。なお、窒素ガスの吹き付けを開始した時の溶融ガラスの粘度は101〜103dPa・sである。 Melting, clarifying, and homogenizing optical glass containing B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and ZnO with a refractive index of nd 1.81, Abbe number νd 41, and liquidus temperature of 950 ° C. A molten glass having a viscosity of 10 dPa · s was caused to flow out from the outlet at 970 ° C. The tip of the molten glass flow is received by a porous mold, and when the received molten glass reaches a predetermined weight of 1950 mg, the mold is lowered vertically to cut the flowing molten glass flow, The received mold was carried out from under the outflow pipe by rotation of the turntable. Nitrogen gas was sprayed from directly above the surface of the molten glass molded in the carried-out porous mold. Table 2 shows the relationship between the radial striae seen on the surface of the gob-shaped glass molding thus obtained and the flow rate of the sprayed nitrogen gas. The viscosity of the molten glass when starting to blow nitrogen gas is 10 1 to 10 3 dPa · s.

まず、先に比較例である冷却ガスの流量が0リットル/分、つまり風冷しないで成形した結果について説明する。風冷しないで成形したガラス成形体の表面には多数の線状の脈理が放射状にあった。この脈理は全体的に濃く、1本1本が長かった。これに対し、窒素ガスを吹き付けた場合、その流量が増えるにしたがってこの放射状の脈理が薄く、かつ短くなってゆき、8リットル/分以上ではなくなった。   First, the flow rate of the cooling gas as a comparative example is 0 liter / minute, that is, the result of molding without air cooling will be described. A number of linear striae radiated on the surface of the glass molded body molded without air cooling. This striae was thick overall, and each one was long. On the other hand, when nitrogen gas was blown, the radial striae became thinner and shorter as the flow rate increased and became no more than 8 liters / minute.

なお、吹き付けるガスの流量が多すぎると、ガスを吹き付けた溶融ガラスが風圧により凹状に変形し、そのまま急速に冷却され固化してしまい、凹状に変形したままのガラス成形体となり、好ましくない。   If the flow rate of the gas to be blown is too large, the molten glass blown with the gas is deformed into a concave shape due to wind pressure, rapidly cooled and solidified as it is, and becomes a glass molded body that is deformed into a concave shape, which is not preferable.

Figure 0004834756
Figure 0004834756

実施例3
実施例3は図2に示すように、流出パイプの先端部分を高周波誘導加熱する高周波加熱コイルに装着した風冷ノズル1及び、ターンテーブルが回転し流出パイプの下から搬出された成形型に保持された溶融ガラス塊の直上にその吹出し口がある風冷ノズル2を通じて、冷却ガスを連続的に吹出させ、風冷ノズル1の冷却ガスでは流出パイプから成形型に溶融ガラス流を注ぎ込み、成形型の中の溶融ガラスが所定の重量となった時点で成形型を鉛直下方に降下し、溶融ガラス流を切断、分離し、ターンテーブルの回転により溶融ガラス塊を保持した成形型を流出パイプの直下から搬出するまでの間の溶融ガラスを風冷する。
Example 3
In Example 3, as shown in FIG. 2, the tip of the outflow pipe is held by the air cooling nozzle 1 attached to the high frequency heating coil for high frequency induction heating, and the mold that is rotated from the bottom of the outflow pipe as the turntable rotates. The cooling gas is continuously blown out through the air-cooling nozzle 2 having the outlet immediately above the molten glass lump, and with the cooling gas of the air-cooling nozzle 1, the molten glass flow is poured from the outflow pipe into the mold. When the molten glass in the container reaches a predetermined weight, the mold is lowered vertically, the molten glass flow is cut and separated, and the mold holding the molten glass lump by rotating the turntable is directly below the outflow pipe. The molten glass is cooled by air until it is unloaded.

そして、この風冷ノズル1で風冷された溶融ガラス塊を保持した成形型は風冷ノズル2直下に移動し、次に流出パイプの直下に搬送された空の成形型に溶融ガラスを供給している間停止し、この停止している間に冷却ガスを吹き付け先に風冷ノズル1で風冷された溶融ガラス塊の表面をさらに冷却する。   The mold holding the molten glass block cooled by the air-cooling nozzle 1 moves directly under the air-cooling nozzle 2 and then supplies the molten glass to an empty mold that is conveyed directly under the outflow pipe. During this stop, the surface of the molten glass block cooled by the air-cooling nozzle 1 is further cooled at the spray destination.

屈折率nd 1.82、アッベ数νd 43、液相温度1010℃のB23、La23、Gd23およびZnO含有光学ガラスを溶融、清澄、均質化させ、流出パイプ先端の温度を1020℃として流出口から、粘度6〜10dPa・sの溶融ガラスを流出させた。流出パイプの流出口から流出する溶融ガラス流の先端部を(多孔質の)成形型で受け、受けた溶融ガラスが所定の重量1950mgとなった時点で成形型を下方に降下し、流出する溶融ガラス流を切断し、溶融ガラスを受けた成形型がターンテーブルの回転により流出パイプの下から搬出されるまでの一連の工程において、この風冷ノズルに窒素ガスを表3に示す流量で導入し、溶融ガラスの表面に冷却ガスとして低温の窒素ガスを吹き付けた。なお、搬出後の停止位置での吹付けは10リットル/分とした。結果を表3に示す。 Melting, clarifying and homogenizing optical glass containing B 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 and ZnO with refractive index nd 1.82, Abbe number νd 43 and liquidus temperature 1010 ° C A molten glass having a viscosity of 6 to 10 dPa · s was caused to flow out from the outlet at 1020 ° C. The tip of the molten glass flow that flows out from the outlet of the outflow pipe is received by a (porous) mold, and when the molten glass received reaches a predetermined weight of 1950 mg, the mold is lowered downward and the molten metal flows out. Nitrogen gas is introduced into this air-cooled nozzle at a flow rate shown in Table 3 in a series of steps from cutting the glass flow to receiving the molten glass receiving mold from the bottom of the outflow pipe by turning the turntable. A low-temperature nitrogen gas was sprayed as a cooling gas on the surface of the molten glass. The spraying at the stop position after carrying out was 10 liters / minute. The results are shown in Table 3.

Figure 0004834756
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実施例4
実施例4は実施例3と同様に、流出パイプから成形型に溶融ガラスを供給する位置において、流出パイプの先端の温度を1040℃として、その流出口から成形型に注ぎ込んでいる溶融ガラスに風冷ノズル1から冷却ガスを吹き付け、続いてこの供給位置で風冷した溶融ガラスがターンテーブルの回転により流出パイプの直下から搬出され、次の停止位置で風冷ノズル2から窒素ガスを吹き付けて風冷する成形方法において、風冷ノズル1から吹き付ける冷却ガスの種類を変えた。冷却ガスとして、窒素、酸素、空気、アルゴン、ヘリウムを4リットル/分の流量で吹き付けた。結果を表5に示すように、いずれのガスについても、脈理の抑制効果があった。
Example 4
In the same manner as in Example 3, in Example 4, at the position where molten glass is supplied from the outflow pipe to the mold, the temperature of the tip of the outflow pipe is set to 1040 ° C., and air is poured into the molten glass poured into the mold from the outflow port. Cooling gas is blown from the cold nozzle 1, and then the molten glass that has been air-cooled at this supply position is carried out from directly under the outflow pipe by the rotation of the turntable, and nitrogen gas is blown from the air-cooling nozzle 2 at the next stop position. In the cooling molding method, the kind of cooling gas sprayed from the air cooling nozzle 1 was changed. Nitrogen, oxygen, air, argon, and helium were blown as cooling gas at a flow rate of 4 liters / minute. As shown in Table 5, the results showed that the striae was suppressed with any gas.

Figure 0004834756
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酸化性(非酸化性でない)酸素や空気を吹き付けても、放射状の脈理の発生は抑制され、ガスの種類を選ばない。低温のガスを吹き付けることにより、溶融ガラスの表面が冷却されることが、この組成系のガラス成形体の表面に見られる放射状の脈理の抑制において肝要である。したがって、詳細にはそれぞれのガスの熱伝導率により、その抑制効果に差が見られ、熱伝導率が大きいガス、すなわちヘリウムガスを溶融ガラスに吹き付けた場合、より効果的に溶融ガラスの表面の温度を下げ、脈理の抑制効果が大きい。しかし、実用的には採算性(効果/コスト)を鑑みて、窒素ガスや空気を使用することが望ましい。   Even when oxidizing (not non-oxidizing) oxygen or air is blown, the generation of radial striae is suppressed and the type of gas is not limited. Cooling the surface of the molten glass by blowing a low-temperature gas is important in suppressing the radial striae seen on the surface of the glass molded body of this composition system. Therefore, in detail, there is a difference in the suppression effect depending on the thermal conductivity of each gas, and when a gas having a high thermal conductivity, that is, helium gas is blown onto the molten glass, the surface of the molten glass is more effectively Lowers temperature and has great striae suppression effect. However, practically, it is desirable to use nitrogen gas or air in view of profitability (effect / cost).

またガスの温度も重要であり、高温のガス(熱風)を溶融ガラスの表面に吹き付けたのでは、ガラス表面の冷却を緩慢にし、脈理の抑制効果が見られない。
尚、上記各実施例において、ガラスに吹き付けるガスの温度は200℃以下とした。
The temperature of the gas is also important. If a high-temperature gas (hot air) is blown onto the surface of the molten glass, the cooling of the glass surface is slowed and no striae suppression effect is observed.
In each of the above examples, the temperature of the gas sprayed on the glass was 200 ° C. or lower.

実施例5
上記各実施例において作製したプリフォームの全表面に炭素膜をコートした。
このようにして得られたプリフォームを加熱し、図4に示すプレス装置を用い、精密プレス成形(非球面精密プレス)することにより非球面レンズを得た。精密プレス成形の詳細は次にとおりである。上記プリフォーム24を、非球面形状を有するSiC製の下型22及び上型21の間に静置した後、石英管11内を窒素雰囲気としてヒーター12に通電して石英管11内を加熱した。成形金型内部の温度をガラスの屈伏点+20〜60℃となる温度に設定し、同温度を維持しつつ、押し棒13を降下させて上型1を押してプレス成形型内のプリフォームを精密プレス成形した。成形圧力8MPa、成形時間30秒とし、プレス後、成形圧力を減少させて成形された弗燐酸塩ガラス製の非球面レンズを下型22及び上型21と接触させたままの状態でガラス転移温度−30℃の温度までに徐冷し、次いで室温まで急冷した。その後、非球面レンズをプレス成形型から取り出し、形状の測定および外観検査を行った。得られた非球面レンズは、きわめて精度の高いレンズであった。
Example 5
A carbon film was coated on the entire surface of the preform produced in each of the above examples.
The preform thus obtained was heated, and an aspherical lens was obtained by precision press molding (aspherical precision pressing) using the press apparatus shown in FIG. The details of precision press molding are as follows. The preform 24 was allowed to stand between the SiC lower mold 22 and the upper mold 21 having an aspherical shape, and then the quartz tube 11 was heated by energizing the heater 12 with the quartz tube 11 in a nitrogen atmosphere. . Set the temperature inside the molding die to a temperature at which the glass yield point + 20-60 ° C, and while maintaining the same temperature, lower the push bar 13 and press the upper die 1 to perform the preform in the press molding die. Precision press molding. A glass transition temperature with a molding pressure of 8 MPa and a molding time of 30 seconds, and after pressing, the aspherical lens made of fluorophosphate glass formed by reducing the molding pressure is kept in contact with the lower mold 22 and the upper mold 21. It was gradually cooled to a temperature of −30 ° C. and then rapidly cooled to room temperature. Thereafter, the aspherical lens was taken out from the press mold and subjected to shape measurement and appearance inspection. The obtained aspherical lens was a highly accurate lens.

このレンズの表面を光学顕微鏡で拡大観察したところ、使用したプリフォーム同様、表面脈理も内部の脈理も認められず、高品質なレンズであることが確かめられた。   When the surface of this lens was magnified and observed with an optical microscope, it was confirmed that it was a high-quality lens with no surface or internal striae as in the preform used.

プレス成形型に予熱された上記プリフォームを導入し、精密プレス成形する方法でも高品質、高精度な弗燐酸塩ガラスからなる非球面レンズを成形することができた。   The aspherical lens made of a high-quality and high-precision fluorophosphate glass could be formed by introducing the preheated preform into a press mold and performing precision press molding.

なお、プリフォームの形状、寸法は作製しようとする精密プレス成形品の形状等により適宜、決めればよい。上記実施例では非球面レンズを成形したが、最終製品の形状に合わせたプレス成形型を用いることにより、凹メニスカスレンズ、凸メニスカスレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、平凹レンズ、両凹レンズなどの各種非球面レンズあるいは各種球面レンズ、あるいはプリズム、ポリゴンミラー、回折格子などの光学素子を作製することもできる。
なお、得られた各光学素子の光学機能面には必要に応じて反射防止膜あるいは高反射膜などの光学多層膜を形成することもできる。
The shape and dimensions of the preform may be appropriately determined depending on the shape of the precision press-molded product to be produced. In the above embodiment, an aspheric lens is molded, but by using a press mold that matches the shape of the final product, various non-spherical lenses such as a concave meniscus lens, a convex meniscus lens, a plano-convex lens, a biconvex lens, a plano-concave lens, and a biconcave lens are used. An optical element such as a spherical lens or various spherical lenses, a prism, a polygon mirror, or a diffraction grating can also be manufactured.
In addition, an optical multilayer film such as an antireflection film or a high reflection film can be formed on the optical functional surface of each optical element obtained as necessary.

本発明のプレス成形用プリフォームの製造方法、プレス成形用プリフォームの製造装置及び光学素子の製造方法は、小型レンズ等のガラス製の光学素子の製造分野に利用することができる。   The method for manufacturing a press-molding preform, the apparatus for manufacturing a press-molding preform, and the method for manufacturing an optical element of the present invention can be used in the field of manufacturing a glass optical element such as a small lens.

Claims (17)

溶融ガラスを流出パイプより流出させ、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工程を含み、前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、プレス成形用プリフォームの製造方法において、成形型上の溶融ガラス塊に上方および/または斜め上方より、前記流出パイプを全周にわたって取り巻き、かつ冷却ガス吹出し口を有する冷却ガス噴出機構の前記冷却ガス吹出し口から、ガスを吹き付けて前記ガラス塊の雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得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。 Including a step of allowing molten glass to flow out from an outflow pipe, separating the molten glass lump, and forming the obtained molten glass lump into a preform on a mold, wherein the preform is larger than a weight dropped from the outflow pipe. In a method for producing a press-molding preform having a weight, a cooling gas ejection mechanism that surrounds the outflow pipe over the entire circumference of the molten glass lump on the molding die from above and / or obliquely above and has a cooling gas outlet A press characterized by accelerating the cooling of the surface exposed to the atmosphere of the glass lump by blowing gas from the cooling gas blowout port, and obtaining a preform while suppressing the occurrence of striae A method for manufacturing a preform for molding. 前記溶融ガラス塊の分離は、成形型の中に注ぎ込まれた溶融ガラスの重量が所定量となった時点で前記型を下方に降下して溶融ガラス塊を分離・切断することで行うことを特徴とする請求項1に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。   Separation of the molten glass lump is performed by lowering the mold downward and separating and cutting the molten glass lump when the weight of the molten glass poured into the mold reaches a predetermined amount. The manufacturing method of the preform for press molding of Claim 1. 溶融ガラスを流出パイプより流出させ、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工程を含み、前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、プレス成形用プリフォームの製造方法において、
流出した溶融ガラスを支持体で受け、前記支持体から溶融ガラス塊を成形型に移してプリフォームを成形すること、および
前記支持体上および/または成形型上の溶融ガラスに、前記流出パイプを全周にわたって取り巻き、かつ冷却ガス吹出し口を有するガス噴出機構の前記冷却ガス吹出し口から、上方および/または斜め上方よりガスを吹き付けて前記ガラスの雰囲気に晒されている側の表面の冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得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。
Including a step of allowing molten glass to flow out from an outflow pipe, separating the molten glass lump, and forming the obtained molten glass lump into a preform on a mold, wherein the preform is larger than a weight dropped from the outflow pipe. In a method for producing a press-molding preform having a weight,
The molten glass that has flowed out is received by a support, the molten glass lump is transferred from the support to a mold and a preform is formed, and the outflow pipe is formed on the molten glass on the support and / or the mold. Cooling of the surface exposed to the glass atmosphere by blowing gas from above and / or obliquely upward from the cooling gas blowing port of the gas blowing mechanism that surrounds the entire circumference and has a cooling gas blowing port. A method for producing a press-molding preform, wherein the preform is obtained while suppressing the occurrence of striae.
前記支持体から成形型に移す溶融ガラス塊は、流出した溶融ガラスを支持体で受け、支持体上に所定重量の溶融ガラスが溜まった時、支持体を急降下し、溶融ガラス流から溶融ガラス塊を切断分離することで得ることを特徴とする請求項3に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。   The molten glass lump transferred from the support to the mold receives the molten glass that has flowed out with the support, and when a predetermined weight of molten glass accumulates on the support, the support is rapidly lowered to move the molten glass lump from the molten glass stream. The method for producing a preform for press molding according to claim 3, wherein the preform is obtained by cutting and separating. 溶融ガラスに吹き付けるガスが、前記流出パイプに直接吹きかかることがないように、前記ガスの吹き付けを行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。   The method for producing a press-molding preform according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas is blown so that the gas blown to the molten glass is not directly blown to the outflow pipe. . ガスを吹き付けられている前記ガラス塊は、前記成形型上で成形されているガラス塊であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに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 the glass lump being blown with gas is a glass lump formed on the mold. ガラスの粘度が1〜104dPa・sの範囲にあるときに、前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することを特徴とする請求項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 press molding press according to any one of claims 1 to 6, wherein when the viscosity of the glass is in a range of 1 to 10 4 dPa · s, cooling promotion by spraying of the gas is started. Reform manufacturing method. 成形型上でガラス塊に風圧を加えて浮上させながらプリフォームに成形すること、および成形型上でガラス塊の揺動が始まる前に前記ガスの吹き付けによる冷却促進を開始することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のプレス成形用プリフォームの製造方法。   Forming into a preform while applying a wind pressure to the glass lump on the mold and allowing it to float, and starting cooling promotion by blowing the gas before the glass lump starts to swing on the mold The manufacturing method of the preform for press molding of any one of Claims 1-7. 吹き付けるガスの温度が、前記ガラスのガラス転移温度以下であることを特徴とする請求項1〜8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 8, wherein a temperature of the gas to be sprayed is equal to or lower than a glass transition temperature of the glass. 23および/またはアルカリ金属酸化物を含むガラスからなるプリフォームを成形することを特徴とする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。 10. The method for producing a press-molding preform according to any one of 1 to 9, wherein a preform made of glass containing B 2 O 3 and / or an alkali metal oxide is molded. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法によりガラス製のプリフォームを調製し、得られたプリフォームを加熱し、プレス成形型を用いて精密プレス成形することを特徴とする光学素子の製造方法。   A glass preform is prepared by the manufacturing method according to claim 1, the obtained preform is heated, and precision press molding is performed using a press mold. Device manufacturing method. プレス成形型にプリフォームを導入し、前記成形型とプリフォームを一緒に加熱して精密プレス成形することを特徴とする請求項11に記載の光学素子の製造方法。   The optical element manufacturing method according to claim 11, wherein a preform is introduced into a press mold, and the mold and the preform are heated together to perform precision press molding. プレス成形型に予め加熱されたプリフォームを導入し、精密プレス成形することを特徴とする請求項11に記載の光学素子の製造方法。   The optical element manufacturing method according to claim 11, wherein a preform that has been heated in advance is introduced into a press mold and precision press molding is performed. 溶融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する複数の成形型、但し、前記溶融ガラス塊は溶融ガラスを流出パイプより流出させ、分離して得られるものであり、かつ前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、
成形型上からプリフォームを取り出す取り出し装置、並びに
前記複数の成形型を、溶融ガラス塊が供給されるキャスト位置、プリフォームを取り出す取り出し位置、及び前記キャスト位置に順次循環移送する移送装置を備える、請求項1に記載の方法により溶融ガラス塊からプリフォームを成形するためのプレス成形用プリフォームの製造装置において、
前記流出パイプの周囲に該流出パイプを全周にわたって取り巻いて設けられ、かつ冷却ガス吹出し口を有する冷却ガス噴出機構を備え、前記成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方より前記冷却ガス吹出し口から冷却ガスを吹き付けることにより前記ガラスの冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得ることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造装置。
A plurality of molds for receiving a molten glass lump and forming it into a preform, provided that the molten glass lump is obtained by letting molten glass flow out from an outflow pipe and separating it, and the preform is extracted from the outflow pipe. Having a weight greater than the weight to be dripped,
A take-out device for taking out the preform from the mold, and a casting position for supplying the molten glass lump, a take-out position for taking out the preform, and a transfer device for sequentially circulating and transferring the preform to the cast position. In an apparatus for manufacturing a preform for press molding for molding a preform from a molten glass lump by the method according to claim 1,
The cooling gas is provided around the outflow pipe so as to surround the outflow pipe over the entire circumference, and has a cooling gas outlet mechanism having a cooling gas outlet, and the cooling gas is introduced into the molten glass on the mold from above and / or obliquely from above. from air outlet to facilitate cooling of the glass by blowing a cooling gas, manufacturing apparatus of a press-molding preform, wherein the benzalkonium obtain a preform while suppressing the generation of striae.
溶融ガラス塊を受けてプリフォームに成形する複数の成形型、但し、前記溶融ガラス塊は溶融ガラスを流出パイプより流出させ、分離して得られるものであり、かつ前記プリフォームは前記流出パイプから滴下する重量よりも大きな重量を有する、
成形型上からプリフォームを取り出す取り出し装置、並びに
前記複数の成形型を、溶融ガラス塊が供給されるキャスト位置、プリフォームを取り出す取り出し位置、及び前記キャスト位置に順次循環移送する移送装置を備える、請求項3に記載の方法により溶融ガラス塊からプリフォームを成形するプレス成形用プリフォームの製造装置において、
流出した溶融ガラスを受ける支持体と、前記支持体から溶融ガラス塊を成形型に移す機構と、前記流出パイプの周囲には、該流出パイプを全周にわたって取り巻いて設けられ、かつ冷却ガス吹出し口を有する冷却ガス噴出機構を備えること、並びに
前記冷却ガス噴出機構を用いて前記支持体および/または成形型上の溶融ガラスに上方および/または斜め上方より前記冷却ガス吹出し口から冷却ガスを吹き付けることにより前記ガラスの冷却を促進して、脈理の発生を抑制しつつプリフォームを得ることを特徴とするプレス成形用プリフォームの製造装置。
A plurality of molds for receiving a molten glass lump and forming it into a preform, provided that the molten glass lump is obtained by letting molten glass flow out from an outflow pipe and separating it, and the preform is extracted from the outflow pipe. Having a weight greater than the weight to be dripped,
A take-out device for taking out the preform from the mold, and a casting position for supplying the molten glass lump, a take-out position for taking out the preform, and a transfer device for sequentially circulating and transferring the preform to the cast position. In a press molding preform manufacturing apparatus for molding a preform from a molten glass lump by the method according to claim 3,
A support body that receives the molten glass that has flowed out, a mechanism that moves the molten glass lump from the support body to a mold, and a periphery of the outflow pipe that is provided around the entire periphery of the outflow pipe, and a cooling gas outlet A cooling gas ejection mechanism having
Cooling of the glass is promoted by blowing a cooling gas from above and / or obliquely above the molten glass on the support and / or mold using the cooling gas jetting mechanism from above and / or obliquely upward. apparatus for producing a press-molding preform, wherein the benzalkonium obtain a preform while suppressing physical occurrence.
前記移送装置が、成形型をキャスト位置および取り出し位置を含む停留位置に停留させては、移動する動作を繰り返して循環移送するものであり、
前記冷却ガス噴出機構が、キャスト位置および/またはキャスト位置の次の停留位置に停留する成形型上の溶融ガラス塊を冷却するものであることを特徴とする請求項14または15に記載のプレス成形用プリフォームの製造装置。
When the transfer device is stopped at the stop position including the casting position and the take-out position, the moving device is repeatedly transferred and circulated.
The press molding according to claim 14 or 15, wherein the cooling gas ejection mechanism cools a molten glass lump on a molding die that is retained at a cast position and / or a stop position next to the cast position. Preform manufacturing equipment.
前記冷却ガス噴出機構は、二重管構造であり、上端が封じられ、下端が開放しており、該下端を前記冷却ガスの吹出し口とすることを特徴とする請求項14〜16のいずれかに記載のプレス成形用プリフォームの製造装置。The cooling gas ejection mechanism has a double tube structure, the upper end is sealed, the lower end is opened, and the lower end is used as the cooling gas outlet. An apparatus for manufacturing a preform for press molding as described in 1.
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