KR101215131B1 - 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법 및 광학 소자의 제조방법 - Google Patents

프레스 성형용 프리폼의 제조 방법 및 광학 소자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 용융 유리로부터 고품질 프레스 성형용 프리폼을 고생산성 하에서 양산하기 위한 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법 및 상기 방법으로 제작한 프리폼을 정밀 프레스 성형하는 광학 소자의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명은, 파이프로부터 유출되는 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하고, 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 관한 것이다. 용융 유리유의 선단을 지지체로 받은 후, 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮길 때까지의 사이에, 상기 지지체와 접촉한 상태로 용융 유리를 지지하고, 열전도에 의해 용융 유리의 열을 빼앗는 것으로 상기 용융 유리의 점성 상승을 촉진시키는 공정을 포함하고, 상기 공정 후에, 상기 용융 유리를 지지체 상에서 부상시키는 조작을 실시한다. 또한, 본 발명은 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 분리 공정 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 성형 공정을 포함한 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 관한 것이다. 분리 공정에서 분리한 용융 유리덩어리를 지지체 상에서 소정 시간 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시킨다.
용융 유리, 프리폼, 프레스 성형, 광학 소자, 지지체

Description

프레스 성형용 프리폼의 제조 방법 및 광학 소자의 제조 방법{Method for manufacturing preforms for press molding and method for manufactuirng optical elements}
도 1은 실시예 1～6에서 사용한 장치의 개략도이다.
도 2는 실시예 7에서 사용한 장치의 개략도이다.
도 3은 실시예 8에서 사용한 장치의 개략도이다.
도 4는 실시예 9에서 사용한 장치의 개략도이다.
본 발명은 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법 및 상기 방법으로 제작한 프리폼을 정밀 프레스 성형하는 광학 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
디지털 카메라나 카메라 기능을 갖춘 휴대전화 등의 보급에 따라, 비구면 렌즈나 소형 렌즈의 수요가 높아지고 있다. 이러한 유리제품 광학 소자를 고생산성 하에서 제조하는 방법으로써 몰드 옵틱스(mold optics) 성형법이라고도 불리는 정밀 프레스 성형법이 주목받고 있다. 이 방법은 프리폼(preform)이라고 불리는 유리제품의 예비 성형체를 제작하고, 프리폼을 가열하여 프레스(press) 성형하고, 광학 소자 전체의 형상을 만드는 동시에, 프레스 성형틀의 성형면을 유리에 정밀하게 전사(轉寫)하여 연삭이나 연마에 의하지 않고 렌즈면 등의 광학 기능면을 형성하는 것이다.
정밀 프레스 성형법에서는 정밀 프레스 성형 공정의 생산성을 향상시키는 것 이외에, 어떤 방법으로 프리폼을 고생산성 하에서 제작하는지가 과제가 된다. 이 과제를 해결하는 방법으로써, 특허문헌 1에 개시되어 있는 것과 같은 용융 유리로부터 직접 프리폼을 성형하는 방법(열간 성형법이라고 한다)이 알려져 있다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는, 유리와 유리를 성형하기 위한 프리폼 성형틀의 열 융착(融着)을 방지하면서, 프리폼 표면의 주름 발생이나 캔 균열 발생을 방지하기 위해, 유리에 윗 방향으로 풍압을 가해 부상시키면서 성형한다.
특허문헌 1 일본공개특허공보 제2003－40632호
정밀 프레스 성형에서는 고가의 프레스 성형틀의 질 저하를 방지해야 하는 프레스 성형시의 온도를 저하시키기 위해, 사용하는 유리의 전이 온도나 굴복점을 저하시키는 아이디어가 이루어지고 있다. 또한, 요즘 광학 소자용의 유리에는 고굴절률화가 요구되고 있다.
유리의 저온 연화성을 해치는 일 없이 고굴절률화를 꾀하려고 하면, 저온 연화성 부여 성분이나 고굴절률 부여 성분의 양을 상대적으로 증량해야 된다. 그 결과, 유리 네트워크 형성 성분의 양이 상대적으로 적어져, 유리의 고온 영역에 있어서의 내실투성(耐失透性)이 저하(실투 온도영역이 상승) 되어 버린다. 실투 온도영 역보다도 고온에서 용융 유리의 유출을 실시하지 않으면 유리가 실투하기 때문에, 이러한 내실투성이 저하된, 실투 온도영역이 높은 유리에서는 유출 온도를 높게 할 수밖에 없어 유출시 유리의 점성이 현저하게 저하되어 버린다. 그러나 이러한 유리로 열간 성형을 실시하면 저점성(低粘性) 상태의 유리가 접혀서 안으로 들어가거나 가스를 끌어들여서 내부에 기포를 포함하는 것이 되어 프리폼으로써는 사용 불가능하게 되어 버린다는 문제가 있었다.
렌즈를 정밀 프레스 성형에 의해 제조하는 경우, 프레스 성형틀을 구성하는 아랫틀의 성형면 중앙에 프리폼을 정확하게 도입할 필요가 있다. 디지털 카메라 등에 사용되는 렌즈의 상당수는 비교적 부피가 크고 표면의 굴곡률이 크기 때문에, 상기 아랫틀 성형면의 굴곡률도 크다. 이러한 아랫틀 상에 프리폼을 정확하게 도입하기 위해서는, 프리폼의 형상을 구상(球狀)으로 하여, 아랫틀 성형면의 중앙 상에 프리폼을 안정되게 배치시키는 방법이 유효하다. 그것을 위해, 유출시 점성이 낮은 유리로 되어 있고 비교적 부피가 큰 구상 프리폼을 용융 유리로부터 직접 안정되게 성형하는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 용융 유리로부터 고품질 프레스 성형용 프리폼을 고생산성 하에서 양산하기 위한 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법 및 상기 방법으로 제작한 프리폼을 정밀 프레스 성형하는 광학 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단은 이하와 같다.
[1]　파이프로부터 유출되는 용융 유리유(glass flow)로부터 용융 유리덩어리를 분리하고, 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
상기 파이프 하측에 배치된 지지체로 상기 용융 유리유의 선단(先端)을 받고, 상기 지지체를 강하시켜서 상기 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하여 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮기고,
상기 용융 유리유의 선단을 지지체로 받은 후 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮길 때까지의 사이에, 상기 지지체와 접촉한 상태로 용융 유리를 지지하고, 열전도에 의해 용융 유리의 열을 빼앗는 것으로 상기 용융 유리의 점성 상승을 촉진시키는 공정을 포함하며,
상기 공정 후에, 상기 용융 유리를 지지체 상에서 부상시키는 조작을 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[2]　[1]에 있어서, 상기 지지체 표면으로부터 가스를 분출하여 상기 용융 유리덩어리를 부상시키는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[3]　[1] 또는 [2]에 있어서, 상기 지지체는 폭 방향으로 상호 이간(離間), 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되며,
상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 지지체 표면에 지지하는 용융 유리를 접촉시킨 상태로 소정 시간 보관 유지하고,
이어서, 상기 지지체 표면의 적어도 일부로부터 가스를 분출하여 상기 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시키고 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시켜서 상기 성형틀 상으로 옮기는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[4]　파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 공정(이하, 「분리 공정」이라고 한다) 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 공정(이하, 「성형 공정」이라고 한다)을 포함하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
상기 분리 공정은 상기 용융 유리유 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 제1지지체에 의해 지지하고, 이어서, 제1지지체를 하측으로 강하시키거나 또는 제1지지체에 의한 지지를 제거하는 것에 의해 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것으로 실시되며,
상기 분리 공정에서 분리한 용융 유리덩어리를 제２지지체 상으로 옮겨 소정 시간 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키고(이하, 「점성 상승 공정」이라고 한다),
상기 점성 상승 공정 후, 상기 제２지지체 상으로부터 상기 유리덩어리를 상기 성형틀 상으로 옮기는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[5]　[4]에 있어서, 제２지지체 상에서 실시하는 상기 점성 상승 공정은 상기 용융 유리덩어리를 부상시키면서 실시되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[6]　[4] 또는 [5]에 있어서, 상기 제1지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되며,
상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 제1지지체 표면에 용융 유리덩어리를 소정 시간 보관 유지하고,
이어서, 상기 지지체 표면의 적어도 일부로부터 가스를 분출하여 상기 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시키고 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시켜서 상기 제２지지체 상으로 옮기는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[7]　[4]～[6] 중 어느 하나에 있어서, 상기 분리 공정은 상기 용융 유리유의 선단을 상기 제1지지체로 받고, 이어서, 상기 제1지지체를 하측으로 강하시키는 것에 의해, 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것으로 실시되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[8]　[4]～[6] 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되며,
상기 분리 공정은 상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 제1지지체 표면에 상기 용융 유리유의 선단을 받고, 이어서, 상기 분리부재를 상호 이간시켜 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[9]　파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 공정(이하, 「분리 공정」이라고 한다) 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 공정(이하, 「성형 공정」이라고 한다)을 포함하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
상기 분리 공정은 상기 용융 유리유 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 지지체에 의해 지지하고, 이어서, 상기 지지체를 하측으로 강하시키는 것에 의해 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것으로 실시되며,
상기 분리된 용융 유리덩어리를 상기 지지체 상에서 소정 시간 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키는(이하, 「점성 상승 공정」이라고 한다) 동시에,
복수의 지지체를 순차적으로 사용하여 상기 분리 공정 및 점성 상승 공정을 실시하고,
상기 점성 상승 공정 후, 상기 점성 상승 공정에 사용한 지지체 상의 유리덩어리를 상기 성형틀 상으로 옮겨 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[10]　[9]에 있어서, 상기 지지체 상에서의 용융 유리의 지지를 용융 유리를 부상시킨 상태에서 실시하거나, 또는 지지체에 접촉시킨 후 부상시켜 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[11]　[9] 또는 [10]에 있어서, 상기 지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되며,
상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 지지체 표면에 용융 유리덩어리를 접촉시킨 상태로 소정 시간 보관 유지하고,
이어서, 상기 지지체 표면의 적어도 일부로부터 가스를 분출하여 상기 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시키고 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시켜서 상기 성형틀 상으로 옮기는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[12]　[1]～[11] 중 어느 하나에 있어서, 상기 성형 공정에 있어서, 상기 용융 유리덩어리를 부상시키면서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[13]　[12]에 있어서, 상기 성형틀은 홈 부 바닥부(底部)에 가스 분출구를 가지고, 상기 가스 분출구에서부터 윗 방향으로 가스를 분출하며, 상기 홈 부에 상기 용융 유리덩어리를 낙하시키고 분출하는 가스에 의한 풍압에 의해 상기 용융 유리덩어리를 회전시켜 구상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[14]　[1]～[13] 중 어느 하나에 있어서, 상기 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 점도가 10dPaㆍs 이하인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[15]　[1]～[14] 중 어느 하나에 있어서, 상기 점성 상승 공정은 상기 용융 유리덩어리의 점도가 20～200dPaㆍs가 될 때까지 실시되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
[16]　유리제품의 광학 소자를 정밀 프레스 성형에 의해 제작하는 광학 소자의 제조 방법에 있어서,
[1]～[15] 중 어느 하나에 기재된 제조 방법에 의해 제작한 프리폼을 가열하여 정밀 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.
이하, 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
[프레스 성형용 프리폼의 제조 방법]
본 발명의 제1프레스 성형용 프리폼의 제조 방법(이하, 「방법 1」이라고도 한다)은, 파이프로부터 유출되는 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하고, 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
상기 파이프 하측에 배치된 지지체로 상기 용융 유리유의 선단을 받고, 상기 지지체를 강하시켜 상기 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하여 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮기고,
상기 용융 유리유의 선단을 지지체로 받은 후 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮길 때까지의 사이에, 상기 지지체와 접촉한 상태로 용융 유리를 지지하고, 열전도에 의해 용융 유리의 열을 빼앗는 것으로 상기 용융 유리의 점성 상승을 촉진시키는 공정을 포함하며,
상기 공정 후에, 상기 용융 유리를 지지체 상에서 부상시키는 조작을 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법이다.
본 발명의 제２프레스 성형용 프리폼의 제조 방법(이하, 「방법 2」라고 한다)은, 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 공정(분리 공정) 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 공정(성형 공정)을 포함하는 프레스 성형용 프 리폼의 제조 방법에 있어서,
상기 분리 공정은 상기 용융 유리유의 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 제1지지체로 지지하고, 이어서, 제1지지체를 하측으로 강하시키거나 또는 제1지지체에 의한 지지를 제거하는 것에 의해, 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것으로 실시되며,
상기 분리 공정에 있어서 분리된 용융 유리덩어리를 제２지지체 상으로 옮겨 소정 시간 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키고(점성 상승 공정),
상기 점성 상승 공정 후, 상기 제２지지체 상으로부터 상기 유리덩어리를 상기 성형틀 상으로 옮기는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법이다.
본 발명의 제３프레스 성형용 프리폼의 제조 방법(이하, 「방법 3」이라고도 한다)은, 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 공정(분리 공정) 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 공정(성형 공정)을 포함하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
상기 분리 공정은 상기 용융 유리유 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 지지체에 의해 지지하고, 이어서, 상기 지지체를 하측으로 강하시키는 것에 의해 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것으로 실시되며,
상기 분리된 용융 유리덩어리를 상기 지지체 상에 소정 시간 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키는(점성 상승 공정) 동시에,
복수의 지지체를 순차적으로 사용하여 상기 분리 공정 및 점성 상승 공정을 실시하고,
상기 점성 상승 공정 후, 상기 점성 상승 공정에 사용한 지지체 상의 유리덩어리를, 복수의 성형틀 상으로 순차적으로 옮겨 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법이다.
유리의 저온 연화성을 해치는 일 없이 고굴절률화를 꾀하기 위해 저온 연화성 부여 성분이나 고굴절률 부여 성분의 양을 상대적으로 증량시킨 용융 유리는, 유리 유출 온도를 높일 수밖에 없기 때문에 유출시의 유리 점도가 현저하게 저하된다. 이러한 유리로 열간 성형을 실시하면 저점성 상태의 유리가 접혀서 안으로 들어가거나 가스를 끌어들여 내부에 기포를 포함하는 것이 되고, 프리폼으로써는 사용할 수 없게 되어 버린다.
그래서 방법 1에서는, 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단 또는 분리된 용융 유리덩어리를 지지체와 접촉시킨 상태로 지지하고, 용융 유리덩어리로써 분리하는 용융 유리유 선단의 점성, 또는 분리된 용융 유리덩어리의 점성을 상승시킨다. 지지체의 온도를 용융 유리가 융착되지 않는 온도, 즉 용융 유리보다 충분히 낮은 온도로 유지하는 것에 의해, 지지체를 용융 유리에 직접 접촉시키는 것으로 열전도에 의해 용융 유리의 열이 지지체로 빼앗긴다. 용융 유리를 지지체 상으로 부상시킨 상태에서는, 부상에 필요한 풍압을 용융 유리에 가하기 위한 가스나 공기가 용융 유리와 지지체 사이에 있어 단열층의 역할을 하여, 단시간에 용융 유리의 점성을 상승시키는 것은 어렵다. 그와 달리, 지지체를 용융 유리에 직접 접촉시킨 상태를 만드는 것에 의해, 용융 유리의 점성을 단시간에 상승시킬 수 있다. 이어서, 분리되어 얻어진 용융 유리덩어리를 상기 지지체 상에서 부상시키고, 용융 유리덩어리 전체의 점도를 균등한 상태에 가깝도록 한다. 지지체에 접촉하는 부분은 용융 유리 표면의 일부이기 때문에, 용융 유리의 점성 상승은 국부적(局部的)인 것이다. 그래서 지지체 상에서 상기용융 유리를 부상시키는 것에 의해, 열전도에 의해 지지체로 열이 흩어져 없어지는 현상을 저감시켜 용융 유리를 균열화(均熱化)시키는 것으로, 용융 유리 덩어리 내에 있어서의 점도 차(점도 분포)를 작게 하고, 용융 유리덩어리 전체의 점성을 상승시킬 수 있다. 방법 1에서는, 상기와 같이 용융 유리덩어리 분리 후에 용융 유리의 부상을 개시해도 되고, 용융 유리덩어리 분리 전에 용융 유리의 부상을 개시해도 되며, 용융 유리덩어리 분리와 동시에 용융 유리의 부상을 개시해도 된다.
또한 방법 2, 3에서는, 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 분리 공정과 용융 유리덩어리를 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 성형 공정의 사이에, 용융 유리유로부터 분리된 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키기 위한 점성 상승 공정을 준비한다. 이 점성 상승 공정을 실시하는 것에 의해, 유출시의 점성이 극히 낮은 유리여도 유리가 접혀 안으로 들어가는 현상이나 기포 발생을 억제할 수 있어 고품질 프레스 성형용 프리폼을 제조할 수 있다.
이하, 방법 1～3에 대해서 상세하게 설명한다.
[방법 1]
방법 1에서는, 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 지지체에 의해 지지하고, 이어서, 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하고, 용융 유리덩어리를 지지체 상으로부터 유리덩어리 성형틀로 바꿔 옮길 때까지의 과정 중 적어도 어느 한 과정에 있어서, 지지체 상의 용융 유리를 상기 지지체와 접촉시킨 상태로 소정 시간 지지하는 것에 의해, 유리덩어리 또는 분리 후에 유리덩어리가 되는 용융 유리유 선단의 점성을 상승시킨다.
방법 1에서는, 우선 정화, 균질화시킨 용융 유리를 용기 내에 축적하고, 상부를 용기에 접속시킨, 예를 들면 백금제품 또는 백금 합금제품의 파이프 속에 상기용융 유리를 흐르게 하여 파이프 하단의 유리 유출구로부터, 바람직하게는 일정 유량으로 연속하여 유출시킨다. 방법 1에 있어서, 용융 유리덩어리의 분리는 용융 유리유의 선단을 파이프 하측에 설치된 지지체로 받고, 이어서, 이 지지체를 하측으로 강하시키는 것에 의해 실시된다(이하, 「강하 절단」이라고도 한다). 이것에 의해, 표면장력을 이용하여, 유출되는 용융 유리유로부터 프리폼 한 개분의 중량에 상당하는 용융 유리덩어리를 절단자국을 남기는 일 없이 분리할 수 있다. 여기서 강하 절단은, 용융 유리유의 선단을 지지체 표면과 접촉시킨 상태에서 실시하여도 되고, 지지체 상에서 용융 유리유를 부상시킨 채 실시해도 된다.
방법 1에서는, 용융 유리유의 선단을 지지체에 접촉시킨 상태로 받는 것에 의해, 분리 전부터 용융 유리덩어리가 되어야 할 유리유 선단의 점성을 상승시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 저점성의 유리를 갑자기 프리폼으로 성형하면, 유리가 접혀서 안으로 들어가거나 기포가 혼입되어 버린다. 성형시에는 유리를 고속으로 회전시키거나, 굴리거나, 후술하는 바와 같이 유리에 가스를 내뿜어서 윗 방향으로 풍압을 가해 부상시키거나 하는 등의 외력을 가하게 되는데, 저점성의 유리에 이러한 외력을 가하면 상기의 접혀서 안으로 들어가는 현상이 생기거나 유리가 공기를 끌어들여 기포가 발생되어 버린다. 또한, 상기 유리를 부상시키는 방법에서는 내뿜은 가스가 유리 속으로 들어가 기포가 생겨 버린다. 그에 반해, 상기와 같이 지지체에 접촉시킨 상태로 점성을 상승시킨 후의 유리는, 회전 등과 같은 외력을 가해도 상기 문제가 생기지 않을 정도로 점성이 상승되어 있기 때문에, 유리를 고속으로 회전시키면서 성형하여 고품질 프레스 성형용 프리폼을 얻을 수 있다. 특히, 방법 1에서는, 용융 유리덩어리가 되는 용융 유리유의 선단을 지지체와 접촉시킨 상태에서 점성을 상승시키는 것에 의해, 열전도에 의해 유리의 냉각을 효율적으로 촉진시킬 수 있다.
그 후, 충분히 점성을 증대시킨 용융 유리덩어리를, 지지체 상에서 부상시킨 후, 성형틀로 옮겨 성형 공정을 실시한다. 용융 유리덩어리의 부상은 지지체 표면으로부터 부상 가스를 분출하는 것에 의해 실시할 수 있다. 방법 1에서는, 용융 유리유의 선단을 지지체와 접촉시키는 것에 의해 비교적 단시간에 유리의 점성을 상승시킬 수 있다. 그 때문에, 용융 유리의 지지체와의 접촉면의 냉각이 촉진되어 용융 유리덩어리의 점성 분포에 치우침 현상(偏向)이 생기지만, 용융 유리덩어리를 지지체 상에서 부상시키는 것에 의해, 온도 분포(점성 분포)가 균일화된다. 이것에 의해, 유리덩어리의 점성 분포를 균일화시킨 후, 성형 공정으로 이송할 수가 있어 고품질 프리폼을 성형할 수 있다. 또한, 용융 유리를 지지체 상에서 일단 부상시킨 후에 성형틀로 옮기는 것은 성형틀로의 이송을 원활히 실시하기 위해서도 유효하다. 프리폼을 양산하는 경우, 용융 유리유의 선단을 지지체로 받고, 지지체를 강하시켜 용융 유리유를 분리하는 조작을 반복 실시하는 것에 의해, 연속하여 유출되는 용융 유리유로부터 프리폼으로 성형하는 용융 유리덩어리를 차례로 분리한다. 분리의 주기는, 프리폼 한 개분에 상당하는 유리 양의 유출에 필요한 시간과 같다. 용융 유리가 지지체 상을 점유할 수 있는 시간은 이 주기보다 짧다. 이 짧은 시간 내에 용융 유리덩어리의 점성을, 유리덩어리 성형틀로 옮겨 성형하기 위해 적합한 범위로까지 상승시켜야 하는데, 방법 1은 지지체를 직접 용융 유리에 접촉시키므로, 상기와 같이 단시간에 용융 유리덩어리의 점성을 충분히 상승시킬 수 있다.
방법 1에서 사용되는 지지체는, 단일 부재로 구성되는 것이어도 되고, 복수 부재로 구성되는 것이어도 된다. 바람직하게는, 상기 지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성된다. 이 경우, 점성 상승 공정은 상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서 상기 지지체 표면에 용융 유리유의 선단을 접촉시킨 상태로 소정 시간 보관 유지하는 것에 의해 실시할 수 있다. 이렇게 하여 유리의 점성을 상승시킨 후, 상기 지지체 표면 중 적어도 일부에서 가스를 분출시켜 용융 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시켜 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시키고, 성형틀 상으로 옮겨 성형 공정을 실시할 수 있다. 이와 같이 복수의 분리부재로 구성되는 지지체를 상호 이간시켜 유리덩어리를 연직 하측 으로 낙하시키고 성형틀 상으로 옮기는 것에 의해 낙하의 충격을 완화하고, 얻어지는 프리폼의 품질을 높일 수 있다. 여기서, 분리부재를 이간시킬 때에 유리덩어리가 어느 쪽인가의 분리부재에 융착되어 있으면, 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시키는 것이 어려워지는데, 방법 1에서는 분리부재로부터 가스를 분출하는 것에 의해, 유리의 융착을 방지할 수 있다. 또한, 용융 유리덩어리를 접촉 상태로 보관 유지하는 지지체 표면에, 분리부재 간을 밀착시킨 경계 부분이 포함되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것에 의해, 분리부재 이간시에 용융 유리덩어리를 확실히 낙하시킬 수 있다. 또한, 가능한 한 용융 유리덩어리의 중앙에 분리부재의 경계 부분이 위치하도록 하고, 분리부재를 서로 같은 속도로 이간시키는 것에 의해, 용융 유리덩어리가 분리부재의 어느 한쪽으로 끌려가는 것을 막는 것이 바람직하다.
[방법 2]
방법 2에서는, 제1지지체 상에서 분리 공정을 실시하고, 그 후, 제1지지체로부터 제２지지체 상으로 용융 유리덩어리를 옮겨 점성 상승 공정을 실시한다. 방법 2에서는, 분리 공정과 점성 상승 공정을 다른 지지체 상에서 실시하는 것에 의해, 분리 공정과 점성 상승 공정을 병행하여 실시할 수 있으므로, 성형 능률을 향상시킬 수 있다는 이점도 있다. 또한, 점성 상승 공정을 장시간 실시할 수 있어 유리덩어리의 점성을 충분히 증대시킬 수가 있다는 이점도 있다.
방법 2에 있어서의 분리 공정은, 용융 유리유 단을 파이프 하측에 배치된 제1지지체에 의해 지지하고, 이어서, 제1지지체를 하측으로 강하시키거나, 또는 제1 지지체에 의한 지지를 제거하는 것에 의해, 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것으로 실시된다. 제1지지체에 의한 지지를 제거하는 것에 의해 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 방법의 일례로서는, 제1지지체를 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성하고, 상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서 상기 지지체 표면에 상기 용융 유리유의 선단을 받고, 이어서 상기 분리부재를 상호 이간시키는 방법을 들 수 있다. 이것에 의해, 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리할 수 있다. 또한, 용융 유리유의 선단을 받는 지지체 표면에 분리부재 간을 밀착시킨 경계 부분이 포함되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것에 의해, 분리부재 이간시에 용융 유리덩어리를 확실히 낙하시킬 수 있다. 또한, 가능한 한 용융 유리덩어리의 중앙에 분리부재의 경계 부분이 위치하도록 하고, 분리부재를 서로 같은 속도로 이간시키는 것에 의해, 용융 유리덩어리가 분리부재의 어느 한쪽으로 끌려가는 것을 막는 것이 바람직하다. 지지체 표면에 용융 유리유의 선단을 접촉시킨 상태로 받아도 되고, 부상시킨 상태로 받아도 되지만, 용융 유리덩어리를 제２지지체 상으로 유리덩어리가 접혀서 안으로 들어가지 않도록 확실히 옮긴 후 접촉시킨 상태로 받는 것이 바람직하다.
그 밖의 용융 유리덩어리의 분리 방법으로써는, 상술한 강하 절단을 이용할 수도 있다.
이어서, 분리된 용융 유리덩어리를 제２지지체 상으로 옮겨 점성 상승 공정을 실시한다. 상술한 복수의 분리부재로 구성된 제1지지체를 이용하여 분리부재를 이간시키는 것에 의해 용융 유리덩어리의 분리를 실시하는 경우는, 용융 유리덩어 리 분리 전에 제1지지체의 하측에 제２지지체를 배치해 두는 것에 의해 용융 유리덩어리의 분리와 제２지지체 상으로의 이송을 동시에 실시할 수 있다. 또한, 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성된 제1지지체를 이용하여 제1지지체에 보관 유지된 용융 유리덩어리를 분리부재를 서로 이간시키는 것에 의해 하측으로 낙하시켜서 제２지지체 상으로 용융 유리덩어리를 옮길 수 있다. 이 경우, 용융 유리덩어리를 보관 유지하는 제1지지체 표면에, 분리부재 간을 밀착시킨 경계 부분이 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 제1지지체 표면 중 적어도 일부에서 가스를 분출시켜 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시켜 유리덩어리를 하측으로 낙하시키는 것이 바람직하다. 여기서, 제1지지체로의 부상 가스 유입의 타이밍은, 용융 유리덩어리 아랫면의 점성 증대를 꾀하기 위해, 낙하 삽입(분리부재의 이간)의 직전이 바람직하다. 단, 용융 유리의 점성에 따라서는 타이밍을 단축시킬 수 있다. 제２지지체 상으로 용융 유리덩어리를 옮길 때, 용융 유리덩어리가 접혀서 안으로 들어가는 현상이 생기지 않으면, 용융 유리의 지지 개시보다 부상 가스 유입을 실시해도 된다.
그 후, 용융 유리덩어리를 제２지지체 상에서 소정 시간 보관 유지하여 점성을 상승시킨다. 이 점성 상승 공정은, 용융 유리덩어리를 제２지지체에 접촉시킨 상태로 실시할 수도 있지만, 비접촉 상태로 실시하는 쪽이 용융 유리 내의 점성 분포를 균일하게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 점성 상승 공정을 비접촉 상태로 실시하는 경우에는, 용융 유리덩어리를 부상시키면서 원하는 점도까지 용융 유리의 점성을 상승시킬 수 있다. 구체적으로는, 제２지지체 표면으로부터 부상 가스를 분 출시켜 용융 유리덩어리를 부상시키면서 용융 유리덩어리의 점성을 증대시킬 수 있다. 방법 2에서는, 제２지지체로 항상 부상 가스를 흐르게 하는 것이 바람직하다. 용융 유리덩어리의 낙하시의 쇼크를 완화시키고, 용융 유리를 부상시키는 것으로, 용융 유리덩어리 내의 점성 분포를 균일화하기 위해서이다.
[방법 3]
방법 3에서는, 지지체 상에서의 분리 공정 및 점성 상승 공정을 복수의 지지체를 사용하여 순차적으로 실시한다. 구체적으로는, 유출 파이프 하측에 배치된 지지체 상에서 용융 유리덩어리의 분리를 실시하고, 분리된 용융 유리덩어리를 보관 유지하는 지지체를 유출 파이프 하측으로부터 치워서 점성 상승 공정을 실시하는 동시에, 유출 파이프 하측에 새로운 지지체를 배치하여 분리 공정 및 점성 상승 공정을 실시하는 프로세스(process)를 반복하는 것에 의해, 프리폼을 양산할 수 있다. 방법 3에서는, 상술한 점성 공정을 실시하는 이점뿐만 아니라, 복수의 지지체를 시간 경과를 따라 분리 공정과 점성 상승 공정으로 구분하여 사용할 수가 있기 때문에, 점성 상승 공정을 장시간 실시할 수 있어 유리덩어리의 점성을 충분히 증대시킬 수 있다는 이점도 있다. 방법 3에 있어서의 분리 공정, 점성 상승 공정, 점성 상승 공정으로부터 성형 공정으로의 이송은, 앞서 방법 2에 대해 말한 바와 같다.
이어서, 방법 1～3에서 공통되는 점에 대해 설명한다.
방법 1～3은, 점도가 10dPaㆍs 이하의 저점성 용융 유리를 파이프로부터 유 출하는 경우에 적합하다. 그 중에서도 상기 점도가 7dPaㆍs 이하인 경우가 보다 적합하고, 1～5dPaㆍs 인 경우가 한층 더 적합하다.
유출 점성은 다음과 같이 하여 구할 수 있다. 미리 각 온도에 있어서의 유리의 점성을 측정하여 온도와 점성의 그래프(점성 곡선)를 작성한다. 액상(液相) 온도는 별도 측정하고, 그 온도에 있어서의 점성을 상기 그래프로부터 읽어 액상 점성으로 한다. 마찬가지로 유출 온도에 있어서 유리가 나타내는 점성을 상기 그래프로부터 읽어 유출 점성으로 한다.
본 발명에서 사용되는 유리의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 프리폼은 프레스 성형에 제공하는 것이므로, 저온 연화성을 나타내는 유리가 바람직하고, 특히 유리 전이 온도(Glass Teansitions Temperature)(Tg)가 600℃이하인 유리가 바람직하다. 조성면으로부터 바람직한 유리를 예시하자면, B2O3 및 La2O3 함유 유리, 인산염 유리, 불인산염 유리, 알칼리 금속 산화물 함유 유리 등을 들 수 있다.
방법 1～3은, 질량이 0.5g이상인 구상(球狀)의 프리폼을 성형하는 경우에 적합하다. 보다 바람직한 프리폼 질량은 0.7g이상, 한층 더 바람직한 질량은 0.8～1.3g이다. 또한, 방법 1～3에 있어서는, 용융 유리덩어리는 점성이 충분히 상승한 후에 성형 공정으로 이송되기 때문에, 성형 공정에 있어서의 회전 등의 외력에 의해 접혀서 안으로 들어가는 현상과 같은 문제를 일으키는 일 없이 고품질 구상 프리폼을 제조할 수 있다.
프리폼의 질량 정밀도를 높이기 위해서는, 파이프로부터 일정 유량의 용융 유리를 연속하여 유출시켜, 일정 시간 간격으로 용융 유리덩어리의 분리를 실시하면 된다. 이 시간 간격을 커팅(cutting) 타임이라고 한다. 본 발명에 있어서, 한 개의 파이프에 대해서 한 개의 지지체, 한 개의 성형틀을 사용하여 프리폼을 양산하는 경우에는, 최장(最長)으로, 커팅 타임에 용융 유리덩어리 분리 공정과 점성 상승 공정을 함께 종료시켜야만 하여 시간적 제약을 받게 된다. 또한, 용융 유리의 용량이 커질수록, 용융 유리덩어리를 성형(구상화)할 때 접혀서 안으로 들어가는 현상이나 거품이 들어가는 현상이 발생하기 쉬우므로, 큰 질량의 프리폼의 제조 및 프리폼의 양산을 위해서는, 복수의 지지체를 사용하는 방법 2, 방법 3을 이용하는 것이 바람직하다.
지지체로써는, 지지체 본체가 내열성 재료(예를 들면 스테인레스(stainless) 등)로 구성되고, 접촉 또는 비접촉 상태로 유리를 받는 면이 내열성의 다공질(多孔質) 재료로 구성되는 것을 이용할 수 있다. 또한, 유리를 지지하는 면에 복수의 가스 분출구멍이 동심원(同心圓) 형상으로 배치된 지지체를 사용할 수도 있다.
본 발명에서는, 용융 유리덩어리와 지지체가 접촉 상태로 될 수 있지만, 지지체가 고온이 되면 용융 유리가 융착되어 유리덩어리를 다음 공정으로 이송하는 것이 어려워지는 경우가 있다. 그렇기 때문에, 본 발명에서 사용되는 지지체는, 냉각 기구를 가지는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 지지체 내부에 수로를 가지고, 냉각수를 흐르게 하여 수냉(water-cooled)시킬 수 있는 것을 이용할 수 있다. 냉각의 정도는, 융착을 확실히 방지할 수 있는 온도 범위로 지지체 온도가 유지되도록 적당히 설정하면 된다.
또한, 점성 상승 공정에서 사용되는 지지체의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 지지체로부터 성형틀로 유리덩어리를 낙하시킬 때, 지지체가 두꺼우면 낙하 거리가 증가한다. 낙하 거리가 증가하면, 낙하에 의한 충격으로 유리덩어리가 접혀서 안으로 들어가서 맥리가 생기거나, 충격으로 유리가 공기를 끌어들여 기포가 발생할 우려가 있다. 이와 같은 부작용을 해소하기 위해서는, 지지체에서부터 성형틀까지의 낙하 거리를 30㎜이하로 하는 것이 바람직하고, 15㎜이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 지지체의 두께는 20㎜이하인 것이 바람직하고, 10㎜이하인 것이 보다 바람직하다.
유리의 점성 상승은, 성형 공정으로의 이송시 및 성형 공정 중에 유리에 맥리나 기포가 생기지 않을 정도로 유리덩어리의 점성을 높이기 위해 실시된다. 점성의 상승에 필요한 시간, 즉, 방법 1에 있어서는 용융 유리유의 선단 또는 유리덩어리가 지지체에 접촉했을 때부터 지지체 상의 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮기기 직전까지의 시간, 방법 2 및 방법 3에 있어서는, 점성 상승 공정에 필요한 시간은 유리의 점성에 따라 적당히 결정할 수가 있는데, 예를 들면 3～20초, 바람직하게는 3～10초로 할 수 있다. 점성 상승 공정은, 유리덩어리의 점도가 20～200dPaㆍs가 될 때까지 실시할 수 있고, 50～200dPaㆍs가 될 때까지 실시하는 것이 바람직하고, 80～150dPaㆍs가 될 때까지 실시하는 것이 보다 바람직하다.
성형 공정에서 사용되는 성형틀은, 원하는 프리폼의 형상에 따라 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 유리덩어리를 수용하는 홈 부를 가지는 성형틀을 이용하여, 이 홈 부 내에 점성 상승 공정 후의 유리덩어리를 도입하여 프리폼으로 성 형할 수 있다. 성형 공정에서는, 유리를 부상시키면서 프리폼으로 성형하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 프리폼 성형틀의 홈 부 바닥부에 복수의 가스 분출구멍을 설치하여 가스를 분출하고, 이 가스를 홈 부 내의 유리로 내뿜어 윗 방향으로 풍압을 가하는 것에 의해, 유리를 부상시키면서 프리폼으로 성형할 수 있다. 부상은, 유리가 홈 부 상에 뜬 상태를 유지하는 것이 아니어도 되고, 프리폼 표면에 주름이 생기거나 캔 균열이라고 불리는 파손이 발생하지 않도록, 유리와 프레스 성형틀의 접촉 시간을 저감시키는 것이면 된다. 왜냐하면, 유리덩어리가 성형틀에 접촉되면, 접촉 부분이 국소적으로 급냉되고 수축되어, 성형 초기에는 프리폼 표면의 주름 발생의 원인이 되거나, 성형 공정의 후반에서는 캔 균열 발생의 원인이 되기 때문이다. 그와 달리, 상술한 바와 같이 유리의 부상을 실시하면, 상기 부작용의 원인이 되는 틀과 유리의 접촉을 저감시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 성형 방법의 바람직한 태양(態樣) 중 한 개, 프리폼 성형틀의 홈 부 바닥부에 설치한 가스 분출구멍으로부터 윗 방향으로 가스를 분출하고, 상기 홈 부에 점성 상승 공정을 거친 유리를 도입하고, 분출되는 가스에 의한 풍압에 의해 유리를 회전시켜 구상의 프리폼으로 성형하는 방법이다. 이 방법에서는, 홈 부가 가스 분출구를 가지는 바닥부와 바닥부를 둘러싼 매끄러운 경사면으로 구성되며, 홈 부 안지름이 바닥부에서부터 상부로 갈수록 연속적으로 커지는 동시에, 경사면이 임의의 회전각에 대해 대칭인 성형틀을 이용할 수 있다. 그러한 성형틀로써는, 직원뿔(直圓錐)의 정점 근방을 바닥부로 하고, 원뿔의 경사면이 홈 부 경사면에 상당하는 성형틀, 나팔 형상의 홈 부를 구비한 성형틀, 벤투리관(venturi tube) 형상의 홈 부를 구비한 성형틀 등을 예시할 수 있다. 이와 같이 홈 부 바닥부에 가스 분출구가 있고, 홈 부 안지름은 바닥부에서부터 상부로 갈수록 커지는 형상의 경우, 홈 부 내에서는 바닥부에 가까워질수록 가스 분출구에서 분출하는 가스의 풍압을 강하게 받는다. 홈 부에 용융 유리를 도입하면, 어느 정도 하강한다 하더라도 분출 가스에 의한 윗 방향의 풍압을 강하게 받아 부상한다. 유리가 부상하면 유리가 받는 풍압이 약해져 유리가 경사면을 구른다. 이러한 움직임을 반복하고, 게다가 유리의 회전 방향이 일정하지 않기 때문에, 유리는 구상으로 성형된다. 이렇게 하여 구상 프리폼을 성형할 수 있다. 유리가 바닥부에 가까워졌을 때에 윗 방향의 강한 풍압을 가하기 위해서, 가스 분출구의 지름은 목적으로 하는 프리폼의 직경보다 작게 하는 것이 바람직하지만, 점성을 충분히 높이지 않은 유리를 홈 부에 도입하면, 유리가 가스 분출구를 막아 가스가 유리를 찢거나 유리 속으로 분출 가스가 들어가는 등의 부작용이 생겨 버린다. 본 발명은 이러한 부작용의 해소에 유효한 방법이다.
유리를 부상시켜 성형하는 방법으로써는, 상기 태양 이외에, 홈 부를 다공질체로 형성하고, 다공질체를 통해 가스를 홈 부 전면으로부터 분출시키는 것에 의해, 홈 부에 도입된 유리에 윗 방향으로 풍압을 가해 프리폼으로 성형하는 방법도 있다. 이 방법에 대해서도 본 발명은 적합하다.
이렇게 하여 홈 부 상에서 유리를 프리폼 형상으로 성형하고, 외력을 가해도 유리가 변형하지 않는 온도까지 냉각시킨 후 성형틀로부터 유리를 꺼내는 것에 의해, 프레스 성형용 프리폼을 얻을 수 있다.
[광학 소자의 제조 방법]
본 발명의 광학 소자의 제조 방법은, 유리제품의 광학 소자를 정밀 프레스 성형에 의해 제작하는 광학 소자의 제조 방법으로, 본 발명의 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 의해 제작한 프리폼을 가열하여 프레스 성형하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 의하면, 고품질 프리폼을 고생산성 하에서 제작할 수 있기 때문에, 이 방법에 의해 얻어진 프레스 성형용 프리폼을 이용하는 것에 의해 광학 소자를 고생산성 하에서 제조할 수 있다.
정밀 프레스 성형은 몰드 옵틱스(mold optics) 성형법이라고도 불리며, 프레스 성형에 의해 광학 기능면의 형상을 형성하는 방법으로, 이미 해당 발명이 속하는 기술 분야에 있어서는 잘 알려진 것이다. 광학 소자의 광선을 투과하거나, 굴절시키거나, 회절시키거나, 반사시키거나 하는 면을 광학 기능면이라고 한다. 예를 들어 렌즈를 예로 들면, 비구면 렌즈의 비구면이나 구면 렌즈의 구면 등과 같은 렌즈면이 광학 기능면에 해당한다. 정밀 프레스 성형법은, 프레스 성형틀의 성형면을 정밀하게 유리에 전사(轉寫)하는 것에 의해, 프레스 성형으로 광학 기능면을 형성하는 방법이다. 즉, 광학 기능면을 만들어 내기 위해 연삭이나 연마 등과 같은 기계 가공을 가할 필요가 없다.
정밀 프레스 성형법에서 사용하는 프레스 성형틀로써는, 공지된 것, 예를 들 면 탄화규소, 초경(超硬) 재료 등과 같은 틀 재(材)의 성형면에 이형막(離型膜)을 설치한 것을 사용할 수 있다. 그 가운데서도 탄화규소로 된 프레스 성형틀을 이용하는 것이 바람직하다. 이형막으로서는 탄소 함유막, 귀금속 합금막 등을 사용할 수 있는데, 내구성, 비용면 등에서 볼 때 탄소 함유막을 이용하는 것이 바람직하다.
정밀 프레스 성형법에서는, 프레스 성형틀의 성형면을 양호한 상태에 유지하기 위해, 성형시의 공기를 비산화성 가스 공기로 하는 것이 바람직하다. 비산화성 가스로써는 질소, 질소와 수소의 혼합 가스 등을 이용하는 것이 바람직하다.
이어서, 본 발명의 광학 소자의 제조방법에 특히 적합한 정밀 프레스 성형법에 대해서 설명한다.
(정밀 프레스 성형법 1)
이 방법은, 프레스 성형틀에 상기 프리폼을 도입하고, 상기 성형틀과 프리폼을 함께 가열하여 정밀 프레스 성형한다는 것이다(이하, 정밀 프레스 성형법 1이라고 한다).
정밀 프레스 성형법 1에 있어서, 프레스 성형틀과 상기 프리폼의 온도를 함께, 프리폼을 구성하는 유리가 106～1012dPaㆍS의 점도를 나타내는 온도로 가열하여 정밀 프레스 성형을 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유리가 1012dPaㆍs이상, 보다 바람직하게는 1014 dPaㆍs 이상, 한 층 더 바람직하게는 1016 dPaㆍs이상의 점도를 나타내는 온도로까지 냉각시킨 후, 정밀 프레스 성형 제품을 프레스 성형틀로부터 꺼내는 것이 바람직하다.
상기 조건에 의해, 프레스 성형틀 성형면의 형상을 유리에 의해 정밀하게 전사할 수 있는 동시에, 정밀 프레스 성형 제품을 변형시키는 일 없이 꺼낼 수도 있다.
(정밀 프레스 성형법 2)
이 방법은 상기 프리폼을 가열한 후, 프레스 성형틀에 도입하여 정밀 프레스 성형하는, 즉, 프레스 성형틀과 프리폼을 따로 예열하고, 예열한 프리폼을 프레스 성형틀에 도입하여 정밀 프레스 성형하는 것이다(이하, 정밀 프레스 성형법 2라고 한다).
이 방법에 의하면, 상기 프리폼을 프레스 성형틀에 도입하기 전에 미리 가열하므로, 사이클 타임을 단축화시키면서, 표면 결함이 없는 양호한 면정밀도(面精度)의 광학 소자를 제조할 수 있다.
또한, 프레스 성형틀의 예열 온도를 프리폼의 예열 온도보다 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 프레스 성형틀의 예열 온도를 낮게 하는 것에 의해, 상기 틀의 소모를 저감시킬 수 있다.
또한, 이 방법에 의하면, 프리폼 가열을 프레스 성형틀 내에서 실시할 필요가 없기 때문에, 사용하는 프레스 성형틀의 수를 줄일 수도 있다.
정밀 프레스 성형법 2에 있어서, 상기 프리폼을 구성하는 유리가 109dPaㆍs이하, 보다 바람직하게는 109dPaㆍs의 점도를 나타내는 온도로 예열하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 프리폼을 부상(浮上)시키면서 예열하는 것이 바람직하고, 또한, 상기 프리폼을 구성하는 유리가 105.5～109dPaㆍs, 보다 바람직하게는 105.5dPaㆍs이상, 109dPaㆍs미만의 점도를 나타내는 온도로 예열하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 프레스 개시와 동시 또는 프레스의 도중부터 유리의 냉각을 개시하는 것이 바람직하다.
또한, 프레스 성형틀의 온도는 상기 프리폼의 예열 온도보다 낮은 온도로 온도 조절하지만, 상기 유리가 109～1012dPaㆍs의 점도를 나타내는 온도를 기준으로 하면 된다.
이 방법에 있어서, 프레스 성형 후, 상기 유리의 점도가 1012dPaㆍs이상일 때까지 냉각시키고 나서 이형시키는 것이 바람직하다.
정밀 프레스 성형된 광학 소자는 프레스 성형틀에서 꺼내져 필요에 따라서 서냉된다. 또한, 렌즈를 성형했을 경우에는 외주(外周)를 깎는 가공을 실시해도 된다.
이와 같이 하여 본 발명에 의하면, 구면 렌즈, 비구면 렌즈, 마이크로 렌즈 등과 같은 각종 렌즈, 회절 격자, 회절 격자 렌즈, 렌즈 어레이, 프리즘 등의 각종 광학 소자, 용도로써는 디지털 카메라나 필름 내장 카메라의 촬상 광학계를 구성하는 렌즈, 카메라 기능을 가진 휴대전화에 탑재된 촬상 렌즈, CD나 DVD를 비롯한 광기록식 매체의 데이터 독해 및/또는 데이터 기록용으로 사용하는 광선을 도광(導光)하기 위한 렌즈 등의 각종 광학 소자를 제작할 수 있다. 또한, 동 함유 유리제품의 프리폼을 사용하면, 반도체 촬상 소자의 색 보정 기능을 가지는 광학 소자를 제작할 수도 있다. 그 중에서도 디지털 카메라에 탑재된 렌즈를 제조하는 방법으로써 적합하다.
또한, 이들 광학 소자에는 필요에 따라서 반사 방지막, 전(全)반사막, 부분 반사막, 분광 특성을 가지는 막 등의 광학 박막을 설치할 수도 있다.
실시예
이하에 본 발명을 실시예에 의해 한층 더 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1～6, 비교예 1～4(도 1)]
굴절률(nd): 1.8468, 아베수(υd): 23.5에서 P2O5, R2O(R:Li, Na, K), Nb2O5를 주성분으로 하는 유리의 유리 부스러기(cullet)를 백금 도가니 안에 투입하고, 1000℃에서 용해 후, 1100℃에서 탈포(脫泡) 정화, 교반(攪拌) 균질화시켜 용융 유 리를 얻었다. 이 용융 유리를 도가니 바닥부에 결합시키고 온도 제어된 백금 파이프를 통해 900℃의 백금 합금제 유출 노즐(안지름: φ 0.8㎜)로부터 0.55㎏/hr의 유출 속도로 연속 유출시켰다. 또한, 본 유리의 액상온도는 880℃에서 액상 점성이 5.3dPaㆍs이다. 따라서 액상 온도와 액상 점성으로부터 산출되는 용융 유리의 유출 점성은 4.1dPaㆍs가 된다.
본 유출조건으로 유출한 용융 유리를, 도 1에서 도시하는 장치를 사용하여, 146㎣(553㎎)의 구상 프리폼으로 성형했다. 우선, 다공질 분리부재를 맞댄 상태로 하고, 홈 부로 용융 유리유를 지지했다(도 1(a)). 다공질 분리 틀 부재 상에 소정 중량의 용융 유리가 고였을 때, 다공질 분리 틀 부재를 급강하시켜 용융 유리유를 절단하고, 다공질 분리부재 상에 용융 유리덩어리를 분리했다(도 1(b)). 이어서 다공질 분리 틀 부재를 급강하시킨 후, 소정 시간 동안 유출 노즐 직하에서 용융 유리덩어리의 점도가 30dPaㆍs가 될 때까지, 유리덩어리를 분리부재 상에서 보관 유지했다. 이어서, 다공질 분리부재를 70～100msec. 이간시키고, 용융 유리덩어리를 구상 프리폼을 성형하기 위한 유리덩어리 성형틀(이하, 구 성형틀이라고 한다)에 낙하시켜 삽입했다(도 1(c)). 성형틀 내의 용융 유리덩어리는, 구 성형틀 내로부터 내뿜는 부상 가스로 대략 부상 상태를 유지하면서 고속 회전하여 구상화되었다(도 1(d)). 상기 조작을 3.8초마다 반복하고, 차례 차례로 흘러내리는 용융 유리를 구상 프리폼으로 성형했다.
표 1과 표 2는 다공질 분리 틀 부재를 급강하시킨 후 이간할 때까지의 시간, 그리고 다공질 분리부재에 흐르게 하는 부상 가스(유량：0.8리터/분 )의 유출 타이 밍(주조(casting) 개시부터의 시간)을 변화시켜 구상 프리폼을 성형한 후, 구상 프리폼의 품질을 조사한 결과이다.
표 2에서 나타나듯이, 주조 개시시부터 다공질 분리부재에 부상 가스를 흐르게 하여 용융 유리덩어리를 부상 상태로 지지한 채 강하 절단, 낙하 삽입한 비교예 2～4의 프리폼은, 다공질 분리부재의 이간 타이밍에 상관없이 1㎜이상의 거품이 혼입되었다. 또한, 프리폼의 표면에서부터 내부를 향해 선 형상의 접혀서 안으로 들어가는 현상에 의한 맥리가 다수 들어가 있었다. 그에 비해, 다공질 분리부재에 부상 가스를 흐르게 하지 않고 용융 유리의 주조, 강하 절단, 낙하 삽입을 실시한 비교예 1에서는, 프리폼에서 거품이나 맥리가 발견되지 않았다. 그러나 용융 유리덩어리의 낙하 삽입시에 있어서, 5～15%정도의 빈도로 용융 유리덩어리가 구 성형틀에 들어가지 않는 경우가 있었다. 또한, 용융 유리를 다공질 분리 틀 부재로 지지하고 있던 위치에서 섬 형상으로 쑥 나와 있는 부분을 볼 수 있었다. 나와 있는 부분이 있는 구상 프리폼으로 렌즈를 성형한 결과, 대다수는 품질에 문제가 없었지만, 튀어나와 있는 부분에 의해 프레스 성형틀 상의 프리폼 위치가 불규칙하게 분포하기 때문에, 렌즈의 편심(偏芯) 불량이 가끔 발생했다. 또한, 다공질 분리 틀 부재를 이간시키기 전에 다공질 분리부재에 부상 가스를 흐르게 한 실시예 1～6에서는, 용융 유리덩어리의 낙하 삽입에서 실패하는 일이 없어지고, 프리폼의 튀어나온 부분이 경감되었으며, 맥리나 거품도 볼 수 없었다. 표 1로부터, 프리폼 표면의 튀어나온 부분은, 다공질 분리 틀 부재로의 부상 가스 유입의 타이밍을 앞당기는 것으로 개선 가능하다는 것을 알 수 있다. 또한, 부상 가스 유입의 타이밍이 비교 적 빠르기 때문에 거품이나 맥리가 저빈도로 발생하는 경우에도, 다공질 분리 틀 부재의 이간 타이밍을 의도적으로 늦추고 용융 유리덩어리의 점성을 조정하는 것으로, 거품이나 맥리가 없는 구상 프리폼을 얻을 수 있었다.

분리부재로의
부상 가스의 유입 타이밍
(주조 개시부터의 시간: msec.)
1900
*
2500
**
2200
1600
2000
1400

분리부재의 이간 타이밍
(분리부재의 급강하부터의 시간: msec.)
800
800
600
800
600
800

맥리
없음
없음
없음
없음
없음
없음

거품의 발생률(%)
0
0
0
0
0
0

튀어나온 부분의 정도(구 형상)
없음
한도 내
경도
없음
없음
없음

실시예와 비교예의 표시
실시예
1
실시예
2
실시예
3
실시예
4
실시예
5
실시예
6
*: 틀의 급강하(강하 절단)과 거의 동시, **: 분리 틀의 이간 직전

분리부재로의 부상 가스의 유입 타이밍
(주조 개시부터의 시간: msec.)
∞
흐르게
하지 않음
0
상시
0
상시
0
상시

분리부재의 이간 타이밍
(분리부재의 급강하부터의 시간: msec.)
800
0
500
800

맥리
없음
있음
있음
있음

거품의 발생률(％)
없음
85
33
8

튀어나온 부분의 유무(구 형상)
중도
없음
없음
없음

실시예와 비교예의 표시
비교예
1
비교예
2
비교예
3
비교예
4
실시예 7(도 2)
도 2에서 도시하는 장치를 이용하여 프레스 성형용 프리폼을 제조했다.
상기 실시예 1～6과 유출구의 지름만을 0.8㎜에서 0.9㎜로 변경하고, 같은 유출 조건으로 같은 종류의 용융 유리를 유출시켰다. 또한, 유출구의 지름을 변경한 것으로, 유리 유량은 0.72㎏/hr까지 증가했다. 도 2에서 도시하는 바와 같이, 유출구의 직하에 두 세트의 분리부재를 수직 방향으로 배치했다. 제1지지체를 노즐에 접근시켜 용융 유리유의 선단을 지지하고(도 2(a)), 소정 용량의 용융 유리가 고인 단계에서 지지체를 급강하시켜 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 강하 절단했다(도 2(b)). 그 후, 제1지지체(분리부재)를 70～100msec. 이간시켜 용융 유리를 제２지지체 상에 낙하 삽입했다(도 2(c)). 또한, 제1지지체의 이간 직전에 제1지지체 표면으로부터 부상 가스를 분출시켜 용융 유리덩어리를 부상시켰다. 이어서, 제1지지체를 급상승시켜 다시 용융 유리유의 선단을 지지했다(도 2(e)). 동시 진행으로 제２지지체 상에서 용융 유리를 비접촉 상태로 보관 유지하면서 냉각시켜 점성을 증대시켰다. 본 공정 중에, 제２지지체의 하부에 구 성형틀을 배치했다(도 2(d)).이어서, 용융 유리덩어리의 점도를 50dPaㆍs이상까지 증대시킨 후, 제２지지체(분리부재)를 이간시켜 용융 유리덩어리를 구 성형틀에 낙하 삽입했다(도 2(f)).
또한, 제２지지체 상에서 용융 유리덩어리를 지지체에 접촉시킨 상태로 보관 유지한 후, 제２지지체로부터 가스를 분출하여 용융 유리덩어리를 부상시켜서 비접촉 상태에서의 보관 유지로 바꾸어도 된다.
낙하 삽입 후에는 노즐 직하로부터 구 성형틀을 치우고, 용융 유리덩어리를 구상으로 성형하면서 냉각하여 구상의 프리폼을 얻었다(도 2(g)). 상기 조작을 2.9초마다 반복하고, 차례 차례로 흘러내리는 용융 유리를 146㎣(553㎎)의 구상 프리폼으로 성형했다. 또한, 성형한 구상 프리폼에는 거품이나 맥리가 없고, 형상도 양호했다.
이 방법에서는, 점성 증대를 목적으로 한 제２지지체를 설치하였기 때문에, 성형 주기(cycle)가 짧은 경우에도 점성 상승 공정의 시간을 길게 할 수 있다. 따라서 실시예 1～6에 비해 성형 능률을 높이고, 거품이나 맥리를 억제하는 것이 가능하다.
실시예 8(도 3)
실시예 7에서 성형 장치만을 도 3에서 도시하는 장치로 변경하여, 이하와 같이 146㎣(553㎎)의 구상 프리폼으로 성형했다. 우선, 네 세트의 분리부재(지지체)를 90°씩 인덱스(index) 회전하는 테이블의 원주(圓周) 형상으로 균등 배치했다(이후, 분리부재 테이블이라고 한다). 또한, 각 분리부재에는 상시 부상 가스를 흘려 두어 용융 유리를 부상 지지 가능한 상태로 했다. 또한, B위치의 분리 틀 하부에 배치한 도시하지 않은 분리 틀 상하 기구에 의해, B위치의 분리 틀 부재만을 독립적으로 상승시킬 수 있다.
한편, 상술한 테이블보다 크고 인덱스 회전이 가능한 회전 테이블(이후, 성형 테이블이라고 한다)을 준비하고, 테이블의 원주 상에 열두 개의 구 성형틀을 균등 배치했다. 또한, 열두 개 중 한 개의 틀은 A위치로 배치하여, 분리부재를 이간시키고 용융 유리덩어리를 낙하시켰을 때에 구 성형틀 중앙에서 용융 유리를 받을 수 있도록 배치했다. 또한, 성형 테이블의 인덱스 회전은 30°씩 실시하고, 테이블의 회전은 용융 유리의 낙하 삽입에 연동(連動)시켰다.
우선 B방향에서 본 단면도와 같이, B위치에서 지지체(분리부재)를 상승시켜 용융 유리유의 선단을 지지했다. 지지체 상에 소정 용량의 용융 유리가 고인 시점에서 지지체를 급하강시켜 용융 유리유를 강하 절단하고, 회전 테이블을 90° 인덱스 회전시켰다. 본 조작을 반복하면서 용융 유리유로부터 차례 차례로 용융 유리덩어리를 얻었다. 용융 유리덩어리를 지지체 상에서 부상 보관 유지하면서 냉각시켜 점성을 증대시켰다. 용융 유리의 점성에 따라, 부상 보관 유지 중의 용융 유리의 표면으로부터 냉각 가스를 내뿜어 냉각을 촉진하는 방법도 사용할 수 있다. 이어서, A위치에서 분리 틀 부재를 열고 구 성형틀에 용융 유리를 낙하 삽입하여 용융 유리덩어리의 구상화(球狀化)를 개시했다. 이어서, 성형 테이블을 30° 인덱스 회전시켜 빈 구 성형틀을 A위치로 이송했다.
상기 조작을 2.9초마다 반복하고, 차례 차례로 흘러내리는 용융 유리를 146㎣(553㎎)의 구상 프리폼으로 성형했다. 또한, 성형한 구상 프리폼에는 거품이나 맥리가 없고, 형상도 양호했다.
또한, 장치의 구성은 상기의 실시예로 한정되지 않는다. 예를 들면 용융 유리의 점성에 따라 A위치로부터 90°회전한 위치나 270°회전한 위치를 용융 유리의 낙하 삽입 위치로 해도 된다. 또한, 분리부재의 수도 성형 능률이나 용융 유리의 점성에 따라서 변경할 수 있다.
실시예 9(도 4)
도 4에서 도시하는 장치를 이용하여 프레스 성형용 프리폼을 제조했다.
유출 노즐의 직하에 제1지지체(분리부재)를 배치했다. 또한, 도 3에서 도시하는 바와 같은 성형 테이블의 원주 상에 열두 개의 구 성형틀을 배치하고, 그 바로 위에 제２지지체(분리부재)를 접근시켜 한 개씩 배치했다. 제1지지체는 용융 유리를 상시 강하 절단하기 위해 사용하기 때문에, 온도 상승에 의한 융착(融着)을 막기 위해서 수냉(water-cooled) 기구를 내장시켰다. 한편, 제２지지체는 용융 유리덩어리를 구 성형틀 상에서 단시간 부상 보관 유지하고, 점성 상승용으로 사용하기 때문에, 용융 유리를 지지하는 시간이 짧으므로 수냉 기구를 내장시키지 않았다. 단, 도시하고 있지는 않지만, 제２지지체에는 표면으로부터 부상 가스가 뿜어져 나오는 가스 유로를 내장시켰다.
우선, 제1지지체로 용융 유리유의 선단을 지지하고, 이어서, 제1지지체를 강하시켜 차례 차례로 용융 유리덩어리를 분리한 후(도 4(a)～(b)), 제1지지체(분리부재)를 이간시켜 용융 유리덩어리를 제２지지체 상으로 낙하시켰다(도 4(c)). 유리의 종류와 유출 조건은 실시예 7와 동일하게 했다. 용융 유리덩어리를 부상 보관 유지한 제２지지체를 노즐 직하로부터 치운 뒤, 용융 유리유의 바로 위에서부터 풍랭(風冷) 가스를 내뿜어 용융 유리의 점성을 상승시켰다(도 4(d)). 이어서 제２지지체(분리부재)를 이간시켜 용융 유리덩어리를 구 성형틀에 낙하 삽입하고(도 4(e)), 용융 유리의 구상화를 개시했다(도 4(f)). 제２지지체는 항상 성형틀 상에 있으므로, 제２지지체(분리부재)의 이간 타이밍은 자유롭게 설정할 수 있다. 따라서, 성형한 프리폼에 맥리나 거품이 발견된 경우에는, 이간 타이밍을 늦추거나 상부로부터의 풍랭 가스 유량을 늘리는 것으로 억제할 수 있다(풍랭 유량은 3～10리터/분, 본 실시예의 이간 타이밍은 2초). 단, 이간 타이밍이 너무 늦는 경우에는, 구상화가 어려워져 프리폼이 찌그러지므로, 적당한 최적화가 필요하다. 또한, 제1지지체로의 부상 가스 유입 타이밍도 상황에 따라 최적화해야 한다. 본 실시예의 용융 유리와 같이 유출 점성이 4dPaㆍs정도인 경우는, 제1지지체(분리부재)를 이간시키기 직전까지 부상 가스 유입 타이밍을 늦추는 것으로 제２지지체 상에 낙하 삽입할 때의 거품이나 맥리의 발생을 방지할 수 있다.
상기 조작을 2.6초마다 반복하고, 차례 차례로 흘러내리는 용융 유리를 146㎣(553㎎)의 구상 프리폼으로 성형했다. 또한, 성형한 구상 프리폼에는 거품이나 맥리가 없고, 형상도 양호했다.
본 발명에 의하면, 용융 유리로부터 고품질 프레스 성형용 프리폼을 고생산성 하에서 양산할 수 있다. 또한, 상기 프레스 성형용 프리폼으로부터 고품질 광학 소자를 제조할 수 있다.
또한, 유출 점도가 낮은 유리로부터 고품질 프리폼을 성형하는 것이 가능해지고, 유리를 회전시키면서 성형하여 고품질 구상 프리폼을 성형할 수도 있다. 특히 유출 점도가 낮은 유리로 이루어진 중량이 큰 구상 프리폼을 제조하는 방법으로써 적합하다.

Claims (16)

  1. 파이프로부터 유출되는 용융 유리유(glass flow)로부터 용융 유리덩어리를 분리하고, 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
    상기 파이프 하측에 배치된 지지체로 상기 용융 유리유의 선단(先端)을 받고, 상기 지지체를 강하시켜 상기 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하여 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮기고,
    상기 용융 유리유의 선단을 지지체로 받은 후 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀로 옮길 때까지의 사이에, 상기 지지체와 접촉한 상태로 용융 유리를 지지하고, 열전도에 의해 용융 유리의 열을 빼앗는 것에 의해 상기 용융 유리의 점성 상승을 촉진시키는 공정을 포함하며,
    상기 공정 후에, 상기 용융 유리를 지지체 상에서 부상시키는 조작을 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지체 표면으로부터 가스를 분출하여 상기 용융 유리덩어리를 부상시키는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지체는 폭 방향으로 상호 이간(離間), 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되고,
    상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 지지체 표면에 지지하는 용융 유리를 접촉시킨 상태로 보관 유지하고,
    이어서, 상기 지지체 표면의 적어도 일부로부터 가스를 분출하여 상기 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시키고 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시켜 상기 성형틀 상으로 옮기는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  4. 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 공정(이하, 「분리 공정」이라고 한다) 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 공정(이하, 「성형 공정」이라고 한다)을 포함하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
    상기 분리 공정은 상기 용융 유리유 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 제1지지체에 의해 지지하고, 이어서, 제1지지체를 하측으로 강하시키거나 또는 제1지지체에 의한 지지를 제거하는 것에 의해 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하도록 하며,
    상기 분리 공정에서 분리한 용융 유리덩어리를 제２지지체 상으로 옮겨 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키고(이하, 「점성 상승 공정」이라고 한다),
    상기 점성 상승 공정 후, 상기 제2지지체 상으로부터 상기 유리덩어리를 상기 성형틀 상으로 옮기는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제２지지체 상에서 실시하는 상기 점성 상승 공정은 상기 용융 유리덩어리를 부상시키면서 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되고,
    상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 제1지지체 표면에 용융 유리덩어리를 보관 유지하고,
    이어서, 상기 지지체 표면의 적어도 일부로부터 가스를 분출하여 상기 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시키고 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시켜서 상기 제２지지체 상으로 옮기는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 분리 공정은 상기 용융 유리유의 선단을 상기 제1지지체로 받고, 이어서, 상기 제1지지체를 하측으로 강하시키는 것에 의해, 용융 유리유로부터 용융 유 리덩어리를 분리하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되며,
    상기 분리 공정은 상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 제1지지체 표면에 상기 용융 유리유의 선단을 받고, 이어서, 상기 분리부재를 상호 이간시켜 상기 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  9. 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 선단으로부터 용융 유리덩어리를 분리하는 공정(이하, 「분리 공정」이라고 한다) 및 상기 용융 유리덩어리를 유리덩어리 성형틀 상에서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 공정(이하, 「성형 공정」이라고 한다)을 포함하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법에 있어서,
    상기 분리 공정은 상기 용융 유리유 선단을 상기 파이프 하측에 배치된 지지체에 의해 지지하고, 이어서, 상기 지지체를 하측으로 강하시키는 것에 의해 상기 용융 유리유로부터 용융 유리덩어리를 분리하며,
    상기 분리된 용융 유리덩어리를 상기 지지체 상에서 보관 유지하는 것에 의해, 상기 용융 유리덩어리의 점성을 상승시키는(이하, 「점성 상승 공정」이라고 한다) 동시에,
    복수의 지지체를 순차적으로 사용하여 상기 분리 공정 및 점성 상승 공정을 실시하고,
    상기 점성 상승 공정 후, 상기 점성 상승 공정에 사용한 지지체 상의 유리덩어리를 상기 성형틀 상으로 옮겨 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지체 상에서의 용융 유리의 지지를 용융 유리를 부상시킨 상태에서 실시하거나, 또는 지지체에 접촉시킨 후 부상시켜 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 지지체는 폭 방향으로 상호 이간, 밀착 가능한 복수의 분리부재로 구성되며,
    상기 분리부재를 밀착시킨 상태에서, 상기 지지체 표면에 용융 유리덩어리를 접촉시킨 상태로 보관 유지하고,
    이어서, 상기 지지체 표면의 적어도 일부로부터 가스를 분출하여 상기 유리덩어리를 부상시킨 후, 상기 분리부재를 상호 이간시키고 상기 유리덩어리를 연직 하측으로 낙하시켜 상기 성형틀 상으로 옮기는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  12. 제1항, 제4항, 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    성형 공정에 있어서, 상기 용융 유리덩어리를 부상시키면서 프레스 성형용 프리폼으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 성형틀은 홈 부 바닥부(底部)에 가스 분출구를 가지고, 상기 가스 분출구에서부터 상부 방향으로 가스를 분출하며, 상기 홈 부에 상기 용융 유리덩어리를 낙하시키고 분출하는 가스에 의한 풍압에 의해 상기 용융 유리덩어리를 회전시켜 구상(球狀)으로 성형하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  14. 제1항, 제4항, 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파이프로부터 유출되는 용융 유리유의 점도가 10dPaㆍs이하인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  15. 제1항, 제4항, 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점성 상승 공정은 상기 용융 유리덩어리의 점도가 20～200dPaㆍs가 될 때까지 실시하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 프리폼의 제조 방법.
  16. 유리제품의 광학 소자를 정밀 프레스 성형에 의해 제작하는 광학 소자의 제 조 방법에 있어서,
    제1항, 제4항, 제9항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 제작한 프리폼을 가열하여 정밀 프레스 성형하는 것을 특징으로 하는 광학 소자의 제조 방법.
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