JP6885435B2 - ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態の製造方法(製造装置)を説明するための模式的断面図である。図1に示すように、ガラス原料塊1は、成形部材10のガス噴出部11のガス噴出面13の上方に浮遊した状態で配置されている。ガス噴出部11には、ガス噴出面13からガス32を噴出する複数のガス噴出孔12が形成されている。ガス噴出孔12からガス32が噴出することにより、ガラス原料塊1が略垂直方向(z方向)に浮遊している。ガス噴出孔12に、ガスボンベなどのガス供給手段31からガス32が供給されることにより、ガス噴出孔12からガス32が噴出する。ガス噴出面13は、凹球面状に形成されている。ガス噴出部11の上には、ガス噴出面13の外周部を覆うカバー部材20が設けられている。
図5は、本発明の第2の実施形態においてガラス材を製造する方法を示す模式的断面図である。本実施形態では、制御面21の下方端21aが、ガス噴出面13と接触しないように設けられている。そのため、制御面21の下方端21aとガス噴出面13との間に隙間が形成されている。このため、制御面21の下方端21aより外側に形成されたガス噴出孔12から噴出したガスを、上記隙間を通して内側に導入することができる。したがって、ガラス溶融物2の下方において、図5に示すB方向に沿って内側に向かうガスの流れを形成することができ、ガラス溶融物2の位置ずれをより効果的に抑制することができる。また、ガス噴出面13に、より多くのガス噴出孔12を形成することができ、より多量のガスを用いることができる。
図6は、本発明の第3の実施形態においてガラス材を製造する方法を示す模式的断面図である。本実施形態では、カバー部材20の開口部25が、ガラス溶融物2より上方に位置している。したがって、本実施形態では、制御面21の上方端21bが、ガラス溶融物2より上方に位置している。これにより、制御面21を略垂直方向に長く形成することができ、ガス噴出孔12から噴出したガスの流れをより効果的に制御することができる。本実施形態において、具体的には、外周部近傍のガスの流れをより内側に向けることができる。
図7は、本発明の第4の実施形態においてガラス材を製造する方法を示す模式的断面図である。本実施形態では、制御面21を、凹球面状に形成している。制御面21を凹球面状に形成することにより、ガスの流れを、ガラス溶融物2の表面に沿うように制御することができる。したがって、ガス噴出孔12から噴出したガスの流れをより効果的に制御し、ガラス溶融物2の位置ずれをより効果的に抑制することができる。また、制御面21が凹球面状に形成されているので、ガラス溶融物2が位置ずれしても、ガラス溶融物2を制御面21に接触しにくくさせることができる。
図8は、本発明の第5の実施形態においてガラス材を製造する方法を示す模式的断面図である。本実施形態では、制御面21を、略垂直方向に延びる垂直面22と、垂直面22に接続され、略水平方向に延びる水平面23とから構成している。したがって、制御面21を、複数の面から構成している。ガス噴出面13の外周部近傍に位置するガス噴出孔12から噴出したガスは、垂直面22によってC方向に制御され、次に水平面23によってD方向に制御されて、開口部25から外部に排出される。本実施形態においても、制御面21の下方端21aは、ガラス溶融物2の略水平方向の外側周縁部より外側に位置しており、制御面21の上方端21bは、ガラス溶融物2の略水平方向の外側周縁部より内側に位置している。このように構成することにより、ガス噴出面13の外周部近傍のガスの流れを内側に向けるとともに、ガス噴出面13の外周部近傍のガスの流速を、中央部のガスの流速よりも速くすることができる。したがって、ガラス溶融物2の位置ずれを効果的に抑制することができる。
図9は、本発明の第6の実施形態における成形部材のガス噴出面を示す模式的平面図である。図9に示すように、本実施形態では、ガス噴出面13の外周部近傍、詳細にはガラス溶融物2の略水平方向の外側周縁部近傍に形成するガス噴出孔14の孔径を、外側周縁部より内側に形成するガス噴出孔12の孔径より小さくしている。これにより、ガス噴出孔14から噴出されるガスの流速を、ガス噴出孔12から噴出されるガスの流速よりも速くすることができる。したがって、本実施形態によれば、ガス噴出面13の外周部近傍のガスの流速を、中央部のガスの流速よりもさらに速くすることができる。そのため、本実施形態によれば、ガラス溶融物2の位置ずれをさらに効果的に抑制することができる。
まず、原料粉末を秤量、混合した後、1000℃前後の温度で仮焼きすることで混合粉末を焼結させた。焼結体から所望の体積となる量に切り出し、ガラス原料塊1を作製した。
制御面21の下方端21aの位置:9.34mm(ガラス溶融物2の直径の1.1倍)
制御面21の傾斜角度θ:10°
ガス噴出孔12の孔径:0.3mm
ガス噴出孔12の数:350
加熱温度:1850℃
ガス:窒素ガス
以下の条件としたこと以外は、実施例1と同様の製造工程を行った。その結果、直径が8.62mmのガラス材が得られた。
制御面21の下方端21aの位置:10.35mm(ガラス溶融物2の直径の1.2倍)
制御面21の傾斜角度θ:20°
ガス噴出孔12の孔径:0.3mm
ガス噴出孔12の数:350
加熱温度:1850℃
ガス:窒素ガス
以下の条件としたこと以外は、実施例1と同様の製造工程を行った。その結果、直径が8.80mmのガラス材が得られた。
制御面21の下方端21aの位置:13.20mm(ガラス溶融物2の直径の1.5倍)
制御面21の傾斜角度θ:30°
ガス噴出孔12の孔径:0.3mm
ガス噴出孔12の数:350
加熱温度:1850℃
ガス:窒素ガス
成形部材10のガス噴出面13の外周部をカバー部材20で覆わずに、実施例1と同様の製造工程を行った。その結果、直径が5.25mmまでのガラス材を作製することができたが、6mm以上のガラス材は作製することができなかった。
2…ガラス溶融物
10…成形部材
11…ガス噴出部
12…ガス噴出孔
13…ガス噴出面
14…ガス噴出孔
20…カバー部材
21…制御面
21a…下方端
21b…上方端
22…垂直面
23…水平面
25…開口部
30…レーザー照射装置
31…ガス供給手段
32…ガス
Claims (6)
- ガラス原料塊を略垂直方向に浮遊させた状態で、加熱溶融してガラス化させた後に冷却してガラス材を製造する方法であって、
前記ガラス原料塊を浮遊させるための複数のガス噴出孔が形成されたガス噴出部を有する成形部材と、前記ガス噴出部におけるガス噴出面の外周部を覆い、前記外周部近傍において前記ガス噴出孔から噴出したガスの流れを制御する制御面が形成され、かつ前記ガスを外部に排出するための開口部が形成されたカバー部材とを準備する工程と、
前記ガラス原料塊を前記ガス噴出面上に配置するとともに、前記カバー部材で前記ガス噴出面の外周部を覆う工程と、
前記ガス噴出孔からガスを噴出することにより、前記ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融してガラス化させ、その後冷却する工程とを備え、
前記制御面は、略垂直方向に延びる垂直面と、前記垂直面に接続され、略水平方向に延びる水平面とから構成されており、前記制御面の上方端が、前記ガラス原料塊の溶融物の略水平方向の外側周縁部より内側に位置している、ガラス材の製造方法。 - 前記制御面の下方端が、前記ガラス原料塊の溶融物の略水平方向の外側周縁部より外側に位置している、請求項1に記載のガラス材の製造方法。
- 前記制御面の上方端は、前記ガラス原料塊の溶融物の略垂直方向における中心と同じ高さまたはそれより上方に位置している、請求項1または2に記載のガラス材の製造方法。
- レーザー光を照射することにより前記ガラス原料塊を加熱溶融する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。
- ガラス原料塊をガスにより略垂直方向に浮遊させた状態で、加熱溶融してガラス化させた後に冷却してガラス材を製造する装置であって、
前記ガラス原料塊を浮遊させるための複数のガス噴出孔が形成されたガス噴出部を有する成形部材と、
前記ガス噴出部におけるガス噴出面の外周部を覆い、前記外周部近傍において前記ガス噴出孔から噴出したガスの流れを制御する制御面が形成され、かつ前記ガスを外部に排出するための開口部が形成されたカバー部材と、
前記ガス噴出孔にガスを供給するガス供給手段と、
前記ガラス原料塊を加熱する加熱手段とを備え、
前記制御面は、略垂直方向に延びる垂直面と、前記垂直面に接続され、略水平方向に延びる水平面とから構成されており、前記制御面の上方端が、前記ガラス原料塊の溶融物の略水平方向の外側周縁部より内側に位置している、ガラス材の製造装置。 - 前記加熱手段がレーザー照射装置である、請求項5に記載のガラス材の製造装置。
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JP2019163609A JP6885435B2 (ja) | 2019-09-09 | 2019-09-09 | ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置 |
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