JPH08109028A - 溶融ガラス供給方法および装置 - Google Patents

溶融ガラス供給方法および装置

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JPH08109028A
JPH08109028A JP27583794A JP27583794A JPH08109028A JP H08109028 A JPH08109028 A JP H08109028A JP 27583794 A JP27583794 A JP 27583794A JP 27583794 A JP27583794 A JP 27583794A JP H08109028 A JPH08109028 A JP H08109028A
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JP
Japan
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glass
temperature
nozzle
heater
crystallization
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JP27583794A
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Toshiaki Hayashi
俊明 林
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B35/00Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03B7/08Feeder spouts, e.g. gob feeders
    • C03B7/094Means for heating, cooling or insulation
    • C03B7/096Means for heating, cooling or insulation for heating
    • C03B7/098Means for heating, cooling or insulation for heating electric

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結晶核または失透等の無い高品質かつ低粘度
のガラスを供給する。 【構成】 ルツボ1の外周部にはルツボヒーター2が配
置されている。ルツボ1の下部に設置された供給ノズル
3の外周部の上部にはノズルヒーター4が配置されてい
る。供給ノズル3の外周部の先端部には結晶化防止ヒー
ター5が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融ガラス供給方法お
よび装置に関し、特に加熱溶融したガラスを成形して光
学素子を得たり、成形するためのガラスゴブを得る溶融
ガラス供給方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、溶融ガラス供給方法および装置と
して、例えば特公平4−16414号公報および特公平
4−32772号公報記載の発明がある。特公平4−1
6414号公報記載の発明は、滴下ノズルと型との距離
を制御して溶融ガラスを滴下し、供給ガラスゴブの表面
温度を軟化点以下にするとともに、その内部温度をガラ
ス軟化点以上の状態で成形型に供給するものである。上
記発明は、従来問題であったガラス切断の際に生じるシ
ャーマークを防止し、かつガラス表面の温度を軟化点以
下の温度にすることにより成形型との融着を防止する。
【0003】また、特公平4−32772号公報記載の
発明は、ガラス供給ノズルの下部温度を上部温度より5
0〜200℃高くして溶融ガラスを液滴させ、かつ前記
特公平4−16414号公報の発明と同様に、滴下ノズ
ルと型との距離を制御し、供給ガラスゴブの表面温度を
軟化点以下にし、その内部温度をガラス軟化点以上の状
態で成形型に供給するものである。上記発明は、供給ノ
ズル温度を制御することにより従来問題であったガラス
切断の際に生じるシャーマークを防止し、かつガラス表
面の温度を軟化点以下の温度にすることにより成形型と
の融着を防止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記各従来
技術においては以下のような欠点がある。すなわち、前
記各従来技術である液滴による溶融ガラス供給方法で
は、滴下するためのガラス温度は、ガラス粘度で約10
2 〜10ポアズに相当する温度になる。しかしながら、
例えばランタン系のガラスではほぼ同粘度の102 〜1
0ポアズに相当する温度付近にガラスが結晶化する温度
が存在する。
【0005】ガラスの結晶化は、結晶化しやすいガラス
成分がその成分の結晶化温度付近にて結晶核を生成し、
成長することにより起こる問題である。その結晶核が成
長するとガラス内部で白濁したような失透が生じる。前
記結晶核は、結晶化温度またはそれ以上の温度に加熱
し、その後で除冷したり、結晶化温度付近で加熱保持す
ると結晶核が生成して生じるものである。
【0006】前記各従来技術の方法では、供給ノズルを
ガラス結晶化温度付近で加熱保持する状態となるため、
ガラスの種類によっては結晶核が発生したり、その結晶
核が成長して失透する問題が生じる。従って、供給され
たガラスは光学特性上問題が生じる。また、前記結晶核
や失透は再び結晶化温度以上に加熱しなければ消去でき
ないものである。
【0007】請求項1および2に係わる本発明の目的
は、溶融ガラスを供給して成形する際、結晶核や失透等
の欠陥が無い高品質かつ低粘度のガラスを供給するため
の方法および装置にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ガラ
スをルツボ内でガラス粘度の102 〜103 ポアズに相
当する温度にて溶融する工程と、該溶融ガラスを供給ノ
ズル上部にて10〜102 ポアズに相当する温度に加熱
する工程と、該溶融ガラスを供給ノズル先端部にてガラ
ス結晶温度以上でガラス結晶化温度よりも100℃高い
温度以下の範囲内に加熱する工程と、該溶融ガラス温度
で下型に供給する工程とから成ることを特徴とする溶融
ガラス供給方法である。
【0009】請求項2の発明は、ガラスを溶融する加熱
装置を有した溶融ルツボと、該溶融ルツボの下部に設置
されて上部に加熱装置を有する供給ノズルと、該供給ノ
ズル先端部に設けられたガラス結晶化防止の加熱装置と
を具備したことを特徴とする溶融ガラス供給装置であ
る。
【0010】
【作用】請求項1の作用を図1および図2を用いて説明
する。図1および図2はガラス溶融から供給までのガラ
ス温度変化を示し、図1は本発明を、図2は従来例を示
すグラフである。まず、図2を用いて従来例を説明す
る。従来例の方法は、ルツボで溶融されたガラスをガラ
ス溶融温度より高い温度のノズル内を通過させ、液滴可
能な粘度で成形型等に滴下する。この方法ではガラス温
度がガラス結晶化領域の範囲内で行われる。ガラス結晶
化は結晶化領域の温度で長時間加熱保持されると、結晶
核が生成しやすい成分の結晶核が生成する。さらに、時
間が経過すると結晶核が成長して失透する問題が生じ
る。
【0011】しかしながら、本発明では図1に示すよう
に、供給温度までは従来の方法と同様であるが、供給ノ
ズルへ降下した後、結晶核消滅のために急速に結晶化領
域以上の温度へ加熱保持する。これにより、生成してい
た結晶核は再びガラス内に溶融する。その後、滴下によ
り急速に結晶化領域以下の温度へ冷却されるため、結晶
核が生成する前に温度がさがり、結晶化や失透せずガラ
スが供給できる。
【0012】供給の時点で結晶化領域以上に温度を上げ
る方法も考えられるが、供給ノズル内で結晶化温度以上
にすると、ガラス粘度が低くなりすぎて液滴状態になら
ず、連続的に流出するようになる。因って、供給ノズル
先端部のみを結晶化温度以上に加熱する必要がある。ま
た、ノズル先端部の温度を結晶化温度以上かつ結晶化温
度よりも100℃高い温度以下の範囲に限定したのは、
結晶化温度よりも100℃以上高い温度ではガラス成分
の揮発が発生しやすく、脈理の原因になるためである。
【0013】請求項2の作用を図3の概念図を用いて説
明する。1はガラスを溶融するルツボで、このルツボ1
の外周部にはルツボヒーター2が配置されている。ルツ
ボ1の下部には供給ノズル3が設置されている。供給ノ
ズル3の外周部の上部にはノズルヒーター4が配置され
ている。さらに、供給ノズル3の外周部の先端部には結
晶核を消去するための結晶化防止ヒーター5が配置され
ている。
【0014】溶融ガラスを液滴状態にするにはガラス粘
度で10から102 ポアズに相当する温度にする必要が
有る。しかし、ルツボ1からノズル3の全体にかけて1
0から102 ポアズに相当する温度に設定すると、ガラ
ス全体の粘度が低くなるため連続的に流出してしまい、
水滴状にならない。そこで、ルツボ1内のガラス粘度を
高くしてガラス流動を抑え、ノズル粘度を低くして流動
しやすくすることにより、水滴状の液滴のガラスゴブ6
ができる。
【0015】従って、ルツボ1温度をガラス粘度で10
2 〜103 ポアズに相当する温度に設定し、ノズル3温
度をガラス粘度で10〜102 ポアズに設定する。上記
ガラス粘度に設定する理由は、ルツボ1温度をガラス粘
度で102 ポアズ以下にすると、ガラスが流動しやすく
水滴状にならない。逆に、ルツボ1温度をガラス粘度で
103 ポアズ以上にすると、ガラス粘度が高くてルツボ
1内のガラスが流動しない。因って、上記範囲に設定す
る。また、ノズル3においても同様であり、ノズル3温
度をガラス粘度で10ポアズ以下に設定すると、ノズル
3内のガラスが全て流出してしまう。逆に、ノズル3温
度をガラス粘度で102 ポアズ以上に設定すると、水滴
状にならず、糸ひき状態のガラスになる。因って、上記
範囲に設定する。
【0016】しかしながら、ノズル3温度をガラス粘度
で10〜102 ポアズに設定することは、前記結晶化の
問題が生じる。そこで、本発明ではノズル3の先端部に
結晶化防止ヒーター5を設置して結晶核の生成を防止す
る。ノズルヒーター4の温度と結晶化防止ヒーター5の
温度とを同温度にする方法も考えられるが、ノズル3温
度が高くなるためガラス流動量が多くなり水滴状になら
ない。しかしノズル3を液滴状態になる温度に設定し、
その先端部のみ高温にすることにより液滴と結晶化防止
とが両立できる。ゆえに、ガラス溶融温度を3分割にす
る。
【0017】
【実施例1】図4は本実施例で用いる装置の概略構成図
である。本実施例は、結晶化防止された溶融ガラスゴブ
を光学素子成形型に供給して成形する方法および装置の
実施例である。ガラス溶融ルツボ11の外周部にはルツ
ボヒーター12が配置されており、ガラスを所定の温度
に加熱溶融する。溶融ルツボ11は白金または白金との
合金がガラスとの反応が少なくて良い。ルツボヒーター
12は抵抗加熱ヒーター等を使用し、断熱材等で覆い保
温されている。
【0018】溶融ルツボ11の下部には溶融ガラスの供
給ノズル13が設置されている。供給ノズル13の外周
部の上部にはノズルヒーター14が配置され、供給ノズ
ル13を所定の温度に加熱する。ノズルヒーター14の
更に下部には結晶化防止ヒーター15が配置されてい
る。結晶化防止ヒーター15は加熱・冷却のレスポンス
を高めるため、高周波加熱にて供給ノズル13の先端部
を加熱する。この高周波加熱により瞬時に溶融ガラスを
結晶化温度以上まで加熱できるため結晶核の無いガラス
を液滴できる。
【0019】供給ノズル13の軸上かつ下方には下型1
6が配置されている。下型16の外周部には搬送治具1
7が設置され、成形後のレンズの取り出しを容易にす
る。下型16は下型ヒーター18上に固定されている。
下型ヒーター18は下型16を所定の温度に加熱保持す
る。下型16全体は下型駆動ガイド19の上に設置さ
れ、供給ノズル13と上型20軸上との間を移動する。
ガラスゴブ21が供給されると、下型駆動ガイド19に
より下型16は上型20の軸上の下方に移動する。
【0020】上型20は下型16と同様に上型ヒーター
22により所定の温度に加熱保持される。上型ヒーター
22は主軸23の下部に設置されている。主軸23は下
型16が上型20の軸上の下方に移動後、駆動して成形
する。主軸23はモーターにより駆動し、プレス圧力の
制御は空圧によって行う。成形後、搬送アーム24が駆
動し、搬送治具17内にあるレンズを下型16から取り
出す。取り出した後、別の搬送治具17を搬送アーム2
4の先端に設置し、下型16に配置する。
【0021】以上の構成から成る装置を用いての溶融ガ
ラス供給方法を説明する。本実施例は、結晶化温度が約
1100℃、水滴状態になる滴下温度1050℃のLa
SF03のガラスを成形した場合の実施例である。ルツ
ボヒーター12により、溶融ルツボ11内のガラスをガ
ラス粘度で102ポアズに相当する温度に加熱溶融す
る。加熱溶融後、溶融ガラスは供給ノズル13に流出す
る。溶融ガラスは、供給ノズルヒーター14にてガラス
粘度で101.5 ポアズに相当する温度に加熱される。
【0022】加熱されたガラスは供給ノズル13内を降
下し、供給ノズル13先端部で結晶化防止ヒーター15
にて1150℃に加熱される。この温度変化により水滴
状の溶融ガラスゴブ21が滴下でき、かつ結晶核が生成
した溶融ガラスが、結晶化防止ヒーター15により結晶
核が無いガラスゴブ21として下型16に滴下される。
下型16は下型ヒーター18によりガラス粘度で1015
ポアズに相当する温度に加熱保持されている。
【0023】下型16にガラスゴブ21を供給後、下型
駆動ガイド19により下型16を上型20の軸上の下方
に移動する。上型20は下型16と同様に上型ヒーター
22によりガラス粘度で1015ポアズに相当する温度に
加熱保持されている。移動後、主軸23により上型20
が降下し、ガラスゴブ21をプレス成形する。プレス成
形は初期圧力5kgf/cm2 で10秒間成形し、その
後50kgf/cm2で20秒間成形する。成形後、上
型20は上昇し、搬送アーム24により搬送治具17を
取り出す。
【0024】本実施例によれば、失透や結晶核の生成し
ていないガラスゴブを供給できる。さらに、供給される
ガラスが低粘度のため溶融ガラスから直接光学素子を成
形することが可能となり光学特性の高い光学素子が成形
可能になった。
【0025】尚、本実施例ではLaSF03のガラスに
ついての実施例であったが、本発明はこれに限定するも
のではなく、滴下粘度や結晶化温度が異なるガラスの特
性に合わせて供給ノズル温度およびノズル先端部温度を
変化させることにより、種々のガラスに対応可能であ
る。
【0026】
【実施例2】図5およひ図6は本実施例で用いる装置を
示し、図5は概略構成図、図6は受け部材の断面図であ
る。本実施例は、前記実施例1と同一な構成部分に同一
番号を付してその説明を省略し、異なる構成部分のみ説
明する。本実施例では、ガラスを溶融して供給ノズル1
3の先端から結晶核の無い液滴のガラスゴブ21を滴下
する構成までが前記実施例1と同一である。本実施例
は、結晶化防止された溶融ガラスゴブを受け部材に供給
し、遠心力により所望レンズ外径および形状と近似した
形状に成形し、本成形に使用するガラスゴブを製造する
方法および装置の実施例である。
【0027】以下、前記実施例1と異なる構成を説明す
る。供給ノズル13の中心軸上真下に受け部材31が配
置されている。受け部材31は図6に示すように、内部
に下型32と下型32を加熱する受け部材ヒーター33
とガラスゴブ21の外周部を規制する外周部材34とか
ら構成されている。下型32は凹凸のどちらの形状でも
可能であり、表面は粗さRmax0.1μm以下に加工
してある。
【0028】受け部材31は回転アーム35に設置さ
れ、回転アーム35は遠心モーター36に設置される。
遠心モーター36は供給ノズル13の中心軸と平行な回
転軸を有し、約1000rpmで回転する。遠心モータ
ー36の回転軸と直角方向に回転アーム35が設置さ
れ、同方向を中心として自由に回転できる。受け部材3
1は固定軸37により回転アーム35に保持され、固定
軸37を中心として自由に駆動する。遠心成形されたガ
ラスゴブは吸引チャック38により取り出される。
【0029】以上の構成から成る装置を用いての溶融ガ
ラス供給方法を説明する。本実施例は、前記実施例1と
同様に、結晶化温度が約1100℃、水滴状態になる滴
下温度1050℃のLaSF03のガラスを成形した場
合の実施例である。本実施例においては、ガラスを溶融
して供給ノズル13の先端から結晶核の無い液滴のガラ
スゴブ21を滴下するまでの作用が前記実施例1の作用
と同一であり、作用の説明を省略する。
【0030】ガラスゴブ21は受け部材31内部の下型
32に滴下される。下型32は受け部材ヒーター33に
よりガラス粘度で1012ポアズに相当する温度に加熱保
持されている。ガラスゴブ21が滴下された後、受け部
材31を遠心モーター36により約1000rpmの速
度で10秒間回転する。回転後、受け部材31は吸引チ
ャック38の軸上に停止し、遠心成形されたガラスゴブ
を取り出す。
【0031】本実施例によれば、結晶核および失透の無
い高品質のガラスゴブが成形できる。また、溶融ガラス
から1工程でガラスゴブが製造できるため短時間かつ大
量に製造できる。因って、低コストの光学素子が製造可
能となる。
【0032】
【発明の効果】請求項1および2に係わる発明の効果
は、光学素子成形用素材を製造するために必要な結晶核
または失透等の欠陥の無い高品質かつ低粘度のガラスを
供給できることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するグラフである。
【図2】本発明を説明するグラフである。
【図3】本発明を説明する概念図である。
【図4】実施例1を示す概略構成図である。
【図5】実施例2を示す概略構成図である。
【図6】実施例2を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ルツボ 2 ルツボヒーター 3 供給ノズル 4 ノズルヒーター 5 結晶化防止ヒーター 6 ガラスゴブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスをルツボ内でガラス粘度の102
    〜103 ポアズに相当する温度にて溶融する工程と、該
    溶融ガラスを供給ノズル上部にて10〜102 ポアズに
    相当する温度に加熱する工程と、該溶融ガラスを供給ノ
    ズル先端部にてガラス結晶化温度以上でガラス結晶化温
    度よりも100℃高い温度以下の範囲内に加熱する工程
    と、該溶融ガラス温度で下型に供給する工程とから成る
    ことを特徴とする溶融ガラス供給方法。
  2. 【請求項2】 ガラスを溶融する加熱装置を有した溶融
    ルツボと、該溶融ルツボの下部に設置されて上部に加熱
    装置を有する供給ノズルと、該供給ノズル先端部に設け
    られたガラス結晶化防止の加熱装置とを具備したことを
    特徴とする溶融ガラス供給装置。
JP27583794A 1994-10-13 1994-10-13 溶融ガラス供給方法および装置 Withdrawn JPH08109028A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355547B1 (ko) * 1998-12-30 2003-01-24 한국전기초자 주식회사 유리용융로
KR100355550B1 (ko) * 1998-12-09 2003-01-29 한국전기초자 주식회사 유리용융로
CN111620549A (zh) * 2020-05-12 2020-09-04 湖北新华光信息材料有限公司 一种二次压型坯料制备装置及坯料制备方法

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Effective date: 20020115