專利名稱：熔融玻璃、玻璃原料、半成品、光學元件制法和容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔融玻璃的制造方法和玻璃熔融容器以及壓制成形用玻璃原材料、光學元件半成品和光學元件的制造方法。
背景技術(shù)：
在以極怕混入異物的光學玻璃為代表的高品質(zhì)玻璃熔融時，一直以來可以使用白金合金制的熔融容器。作為白金合金，Pt-Au合金(特公昭63-21589號公報(專利文獻1)、特公昭64-8059號公報(專利文獻2))、以及將氧化鋯微粒子分散在白金或白金合金內(nèi)的被稱作強化白金的白金合金(特公平7-88222號公報(專利文獻3))等是公知的。對被加工成規(guī)定形狀的多個白金合金制板進行焊接而制造這種容器。因而，將廢碎玻璃原料和被稱作批料的粉狀原料投入這種熔融容器內(nèi)，通過加熱熔融而獲得熔融玻璃。
希望上述熔融容器在底部具有排出口，將熔融玻璃排出到流出管和后段容器內(nèi)且在洗凈熔融容器內(nèi)部時用于排出殘留的玻璃。在該排出口上連接引導玻璃的玻璃排出管。
在制造這種結(jié)構(gòu)的熔融容器時，從白金合金制板的加工容易性出發(fā)，通常，在熔融容器主體部分開出形成排出口的孔，將白金合金制的管焊接在該孔上。而且，對應于熔融容器主體部分的尺寸，焊接多個部件，制造熔融容器主體部分(特開平6-247719號公報(專利文獻4)、特公昭64-6854號公報(專利文獻5))。
如上所述制造熔融玻璃不泄漏的白金合金制熔融容器。
(專利文獻1)特公昭63-21589號公報(專利文獻2)特公昭64-8059號公報(專利文獻3)特公平7-88222號公報(專利文獻4)特公平6-247719號公報(專利文獻5)特公昭64-6854號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題經(jīng)過長期使用，上述那樣通過焊接多個白金合金制造的部件而制造的熔融容器會出現(xiàn)熔融容器的底部破損，熔融玻璃泄漏的問題。一旦出現(xiàn)這種情況，要對損壞部分再次進行焊接等或從外部用其它白金合金部件進行維修，然后繼續(xù)使用。但是，即使從外部用其它白金合金部件進行維修，如果長期使用，玻璃會再次泄漏。
因而，本發(fā)明人調(diào)查了損壞的容器，發(fā)現(xiàn)破損之處以容器底部的排出口和被裝配在此處的管的焊接部分為主，其它焊接部位不會出現(xiàn)由破損引起的熔融玻璃泄漏。
從熔融容器漏出的熔融玻璃如下文所述影響熔融玻璃的品質(zhì)，高熔融玻璃處于高溫，非常危險。而且，由于對泄露部位的修理占用時間，影響熔融玻璃的生產(chǎn)效率，通過焊接而進行修理本身由于以耐熱性高的白金合金為對象，因此不容易進行。
玻璃特別是光學玻璃要求高品質(zhì)和高精度的光學特性。因而，在制造這種玻璃時，在各個工序中，玻璃溫度和停留時間被精確地制定。在這種連續(xù)生產(chǎn)工序中，由于意料之外的玻璃泄漏沒被考慮到制造條件中，因此在實際制造條件偏離當初的設(shè)定條件的情況下，生產(chǎn)繼續(xù)進行。例如，因玻璃泄漏而不能獲得規(guī)定數(shù)量的玻璃時，繼續(xù)追加玻璃原料。因而玻璃原料不能完全熔化，玻璃中殘留未熔解物，在澄清工序中，因玻璃溫度和停留時間變化，成為玻璃不能充分地脫泡等的品質(zhì)低下的原因。
本發(fā)明致力于解決上述問題，本發(fā)明第一的目的是提供一種可長期穩(wěn)定地熔融和供應高品質(zhì)玻璃的玻璃制造方法和熔融裝置。
本發(fā)明第二的目的是提供一種高可靠性且可以大量生產(chǎn)用于壓制成形的高品質(zhì)玻璃坯料的壓制成形用玻璃坯料的制造方法。本發(fā)明第三的目的是提供一種高可靠性且可大量生產(chǎn)高品質(zhì)玻璃制光學元件的光學元件制造方法。
解決問題的措施本發(fā)明人鑒于上述問題努力研究，獲得下文所述見解。
白金合金材料特別是分散有氧化鋯等微粒子的白金合金材料與純白金材料不同，通過焊接，焊接部和其周邊組成變化，因而公知的是焊接部的強度下降。強度下降部分與其它部分相比，破損概率高。上述熔融容器的焊接部分中，當破損的原因僅是這種強度下降時，在比預想頻率更高頻率下發(fā)生破損，獲得很深的感觸。
一般來說，一旦將玻璃原料投入熔融容器內(nèi)，引起玻璃的熔融反應，發(fā)生熔融反應部分顯示極高的侵蝕性。玻璃的熔融方式具有將投入的玻璃原料熔融，將所獲得的熔融玻璃全部排出，然后再進行下一次熔融的間歇融入方式，以及一邊投入玻璃原料一邊熔融，排出熔融玻璃的連續(xù)熔融方式。在連續(xù)熔融方式中，當改變?nèi)廴诓ＡХN類時，暫時容器處于空的狀態(tài)，然后投入玻璃原料，進行熔融，采用任一種方式，由于熔融反應起始于熔融容器的底部，容器底部接近熔融玻璃最具有侵蝕性的部分，隨著熔融的進行，容器內(nèi)的熔融玻璃一旦蓄積到一定數(shù)量，由該熔融玻璃(熔融反應結(jié)束后的玻璃)，富有侵蝕性的熔融反應中的生成物難以直接接觸容器。
容器底部的焊接部頻繁接觸這種侵蝕性非常高的熔融反應部分，因而，非常容易引起破損，本發(fā)明人考慮了這一點。
然而，作為制作熔融容器的原料的白金合金材料的錠料重量的上限由于制造上的制約而事實上確定，因而，由于由錠料制造的白金合金板的尺寸受到限制，白金合金材料本身耐熱性和強度高，加工非常困難，至此為止，在制造由白金合金材料制成的焊接容器時的焊接部優(yōu)先考慮加工的容易性而確定。
針對此，本發(fā)明人推測，上述破損是由上述那樣的焊接部和玻璃熔融反應部分接觸引起的，雖然加工困難，將焊接部向引起侵蝕性豐富的玻璃原料的熔融反應部分難以直接接觸的部分移動，可以實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
此外，發(fā)明人考慮到，侵蝕性豐富的物質(zhì)是熔融反應中的生成物，一旦將玻璃原料投入空的熔融容器中，熔融反應生成物直接與容器內(nèi)壁接觸，成為熔融容器的壽命縮短，破損等的原因。因而，本發(fā)明人將預先玻璃化的原料倒入空的熔融容器內(nèi)，進行加熱，如果從熔融玻璃蓄積在容器內(nèi)開始玻璃原料的供應，容器內(nèi)壁由熔融玻璃保護，可以熔融反應生成物不接觸容器內(nèi)壁地制造玻璃。可以實現(xiàn)上述發(fā)明目的。
也就是本發(fā)明具有下述內(nèi)容。
(1)一種將玻璃原料投入白金合金制的熔融容器內(nèi)，進行熔融，而制造熔融玻璃的方法，上述熔融容器在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，包含上述排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。
(2)一種將玻璃原料投入包含將氧化鋯或氧化鈣分散到白金內(nèi)的材料的熔融容器內(nèi)，進行熔融，而制造熔融玻璃的方法，上述熔融容器在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，包含上述排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。
(3)一種玻璃制造方法，其特征在于，將預先玻璃化的原料投入空的熔融容器內(nèi)進行加熱、熔融后，將玻璃原料投入熔融容器內(nèi)，進行熔融。
(4)一種白金合金制的熔融容器，其具有玻璃原料投入部，在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，其特征在于，包含上述玻璃排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。
(5)一種壓制成形用玻璃材料的制造方法，其特征在于，使由(1)～(3)之一所記載的制造方法制造的熔融玻璃或使用(4)所述的包括玻璃熔融容器的裝置所制造的熔融玻璃流出，將所述熔融玻璃形成壓制成形用的玻璃坯料。
(6)一種對加熱、軟化的玻璃坯料進行壓制成形而形成近似于光學元件形狀的光學元件半成品的光學元件半成品的制造方法，所述玻璃坯料是由(5)所述制造方法制造的壓制成形用玻璃坯料。
(7)對由(6)所述制造方法所制造的光學元件半成品進行機械加工而制造光學元件的光學元件制造方法。
(8)一種對加熱、軟化的玻璃坯料進行壓制成形而成形光學元件的制造方法，其特征在于，所述玻璃坯料是由(5)所述制造方法制造的壓制成形用玻璃坯料。
發(fā)明效果如果選用權(quán)利要求1～4所記載的發(fā)明，可以提供一種長期穩(wěn)定地能夠熔融和供應高品質(zhì)玻璃的熔融玻璃制造方法和熔融容器。
如果選用權(quán)利要求5所記載的發(fā)明，可以提供一種高可靠性可大量生產(chǎn)用于壓制成形的高品質(zhì)玻璃坯料的壓制成形用玻璃坯料的制造方法。如果選用權(quán)利要求6所記載的發(fā)明，可以提供一種高可靠性可以大量生產(chǎn)高品質(zhì)玻璃制光學元件的壓制成形用玻璃坯料也就是光學元件半成品的制造方法。
如果選用權(quán)利要求7和8所記載的發(fā)明，可以提供一種高可靠性可以大量生產(chǎn)高品質(zhì)玻璃制光學元件的光學元件制造方法。


圖1是一個示意性顯示本發(fā)明玻璃熔融裝置的一個示例的視圖；圖2是熔融容器1的示意性橫截面視圖。
具體實施例方式
首先對本發(fā)明的玻璃制造方法和包括玻璃熔融容器的裝置進行介紹。
圖1是一個示意性顯示本發(fā)明玻璃熔融裝置的一個示例的視圖；圖2是熔融容器1的示意性橫截面視圖。
該裝置大致具有熔融容器1、蓄積槽2、與熔融容器1底部相連且將熔融容器1內(nèi)的熔融玻璃向蓄積槽2引導的連接管3(連接機構(gòu))、包括使從蓄積槽流入的熔融玻璃更加均勻化的攪拌機的作業(yè)槽4、被安裝在作業(yè)槽4下部使熔融玻璃流出的流出管5。白金合金在熔融容器1內(nèi)被使用，在包含蓄積槽2、連接管3、作業(yè)槽4、流出管5的熔融玻璃流路以及蓄積部分內(nèi)也可以使用白金合金。
例如熔融容器1是碗形，在上部具有將玻璃原料投入的原料投入口(圖中未示出)，如圖2所示，在底部具有用于將熔融玻璃排出到容器外的玻璃排出口11以及與排出口11相連的排出管12。在本發(fā)明中，包含玻璃排出口11和排出管12的熔融容器1底部13例如使用一個白金合金板而被制造，以便排出管11和排出口12無接縫地將排出管引出地制造。
在本發(fā)明中，雖然玻璃熔融反應部分容易接觸的熔融容器底部13由整體材料被形成，最好，熔融容器整體由沒有焊接等接縫的整體材料形成。但是，如果包含玻璃排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料形成，在容器底部之外的玻璃熔融反應部分難以接觸的部分中，實施焊接的熔融容器也包含在本發(fā)明中。
如果熔融容器整體由加工一個白金合金板而獲得的整體材料制成，雖然從耐侵蝕性觀點出發(fā)很好，但是，大型熔融容器難以全部由整體材料制成。如上所述，這是由于供實際使用的白金合金板的尺寸存在一定限度。在此情況下，由加工一個白金合金板而獲得的整體材料制造包含玻璃排出口和排出管的熔融容器底部，將加工其它白金合金板而獲得熔融容器的上部焊接在容器底部上，可以獲得上述能夠耐侵蝕的熔融容器。
在熔融工序過程中，如果熔融玻璃蓄積在熔融容器內(nèi)，由于熔融容器內(nèi)面由熔融玻璃覆蓋，即使在比熔融容器底部更高的部位上存在焊接部分，侵蝕性生成物也難以接觸焊接部分。因而，熔融玻璃被蓄積，如果其液面比容器底部的上端還高，不引起熔融容器的耐用性顯著下降。
即使焊接部分是良好的，所謂的玻璃熔融反應部分難以接觸部分的具體標準是以熔融容器內(nèi)的熔融玻璃液位為基準，相當于從上述液位至熔融容器底部距離20～80％的深度的部分。
而且，雖然熔融容器的底部由整體材料形成，但是在離開排出口11某種程度的位置，與玻璃排出口11相連的排出管12通過焊接可以與連接管13相連。雖然所述焊接位置因排出口11和排出管12的直徑和熔融玻璃的種類和熔融條件等而變化，例如，如果在距排出口11大致2～10厘米以上的位置，實際上不受由玻璃熔融反應而引起的影響。具體地說，在保持正常的熔融玻璃液位時，所述焊接位置應該避開上述正常液位。
熔融容器的上部(底部之外的部分)也可以由整體材料構(gòu)成，也可以將多個材料焊接而構(gòu)成熔融容器的上部。而且，可以在容器上部設(shè)置第2玻璃排出口和排出管。此時，第2玻璃排出口以及與第2玻璃排出口相連的排出管也可以由整體材料與容器上部一體制成。也可以采用在設(shè)置有第2玻璃排出口的容器上部焊接排出管的構(gòu)造。但是，基于提高熔融容器的耐久性，設(shè)置在熔融容器上部的排出管最好從熔融容器上部被引出且由整體材料制造。
考慮到耐熱性，構(gòu)成熔融容器的白金合金例如可以是被稱作將氧化鋯微粒子或氧化鈣微粒子分散到白金內(nèi)的強化白金的白金合金。例如以重量計算，氧化鋯微粒子或氧化鈣微粒子的分散數(shù)量是0.01～1％，從強度和耐熱性角度出發(fā)，最好是0.05～0.5％。
本發(fā)明中的白金合金中包括將氧化鋯分散導入到被稱作“強化白金”的白金或白金合金中的合金以及將氧化鈣分散導入到白金或白金合金中的合金。而且，被分散到白金或白金合金中的氧化鋯或氧化鈣最好是作為微粒子而被分散的。
而且，上述白金合金可以由下述方式制造，例如將在表面施加了氧化鋯或氧化鈣的白金胎子往復壓延，并進行折疊、熱處理。
縱向大致一致的細長微粒子分散在由此獲得的白金合金中，由這種細微結(jié)構(gòu)可以獲得高強度。
在熔融容器外側(cè)設(shè)置圖中未示的加熱裝置。在熔融容器內(nèi)進行玻璃的熔融和澄清時，投入規(guī)定數(shù)量的玻璃原料后，直至玻璃的熔融、澄清、熔融玻璃向蓄積槽轉(zhuǎn)移結(jié)束為止，不投入玻璃原料。因而，將熔融容器內(nèi)的內(nèi)容物加熱到1400℃的較高溫度，促進澄清。另一方面，在熔融容器中僅進行玻璃原料的熔融，在蓄積槽內(nèi)進行澄清時，將上述熔融容器的加熱溫度設(shè)定在1300℃。
在熔融容器1內(nèi)被熔融的玻璃原料可以是被混合的粉狀體原料，也可以是預先在熔融容器1外被熔融的玻璃狀原料也就是廢碎玻璃原料。這種玻璃原料例如從被設(shè)置在包括玻璃排出口、排出管的熔融容器底部正上方的原料投入口被投入熔融容器1內(nèi)，被投入的玻璃原料筆直向下地向熔融容器底部落入。熔融容器的內(nèi)容物可以由被設(shè)置在不阻礙投入位置的攪拌機6攪拌。但是，當使用空的熔融容器開始玻璃熔融時，將預先玻璃化的原料倒入熔融容器內(nèi)、加熱并熔融，通過將熔融玻璃蓄積在上述容器內(nèi)而倒入玻璃原料，可以避免熔融反應物直接接觸熔融容器內(nèi)壁而給熔融容器內(nèi)壁造成損害。
將連接管3的上端焊接在排出管4的下端。連接管3也可以是強化白金制的管，另一端向連接到蓄積槽2一端的熔融玻璃接收槽7排出玻璃地被設(shè)置。雖然可以使用公知的方法適合地進行連接管3內(nèi)的玻璃流動控制，最好使用下述方法。一旦向包括通電機構(gòu)的連接管3通電，連接管3發(fā)熱，對管內(nèi)的玻璃直接加熱。在使連接管3內(nèi)的熔融玻璃的流動停止時，關(guān)閉向連接管3的通電，一旦斷電，連接管3的溫度快速下降，連接管3內(nèi)的玻璃粘度上升，流動終止。當玻璃再次開始流動時，也可以再次向連接管通電。與將發(fā)熱體設(shè)置在連接管的周邊進行間接加熱相比，這種直接通電加熱具有功率效率高而且高反應地控制玻璃流動的優(yōu)點?？梢赃m合地將間接加熱與直接通電加熱組合。
當在熔融容器內(nèi)開始熔融時，未熔融物質(zhì)不從熔融容器向蓄積槽內(nèi)流入，由上述機構(gòu)遮斷連接管內(nèi)的流動，將玻璃原料投入空的熔融容器內(nèi)，進行加熱。此時，投入空的容器內(nèi)的原料最好是被預先玻璃化的原料。將被預先玻璃化的原料投入空的容器內(nèi)加熱、熔融后，如果將玻璃原料投入該容器內(nèi)，由于熔融容器內(nèi)壁由預先存在于容器內(nèi)的熔融玻璃保護，可以在熔融反應物不接觸容器內(nèi)壁的狀態(tài)下制造玻璃。這種玻璃原料最好與目標玻璃采用相同的組成成份。
由玻璃原料的加熱，熔融玻璃被蓄積在熔融容器的底部，其數(shù)量逐漸增加達到規(guī)定的高度。在玻璃原料由熔融反應而變成熔融玻璃的過程中，生成侵蝕性非常高的物質(zhì)。侵蝕性生成物是由玻璃原料的熔融反應而生成的產(chǎn)物，在玻璃原料被投入的位置，濃度最高。在熔融工序開始時，由于沒有蓄積熔融玻璃，侵蝕性生成物直接接觸容器的底部。倘若象現(xiàn)有的熔融容器那樣在容器的底部存在焊接部分，即使使用象強化白金那樣耐久性、耐熱性優(yōu)良的材料，焊接部分也被侵蝕，破損，產(chǎn)生玻璃泄漏。然而，至少包含玻璃排出口和排出管的熔融容器底部是由加工一個白金合金板而獲得的整體材料組成的物品，避免了上述那樣的焊接部分破損問題。
而且，盡管侵蝕性生成物在混合沒有玻璃化的原料，例如粉體狀未玻璃化的原料，或在預先在熔融容器1外被熔融的玻璃狀原料(廢碎玻璃)中都能產(chǎn)生，但是使用沒有玻璃化的原料時，生成物的數(shù)量更多，侵蝕性更強。因而，上述熔融方法和熔融裝置當使用沒有玻璃化的原料時會發(fā)揮顯著效果。
下文對連接管3以后的部分進行介紹。例如，本裝置可以在連接管3下方包括一可動式排放斜槽溝8。排放斜槽溝8是在將熔融容器內(nèi)的熔融玻璃移動到蓄積槽2后用于將因洗凈而流出的由熔融容器和連接器內(nèi)熔融玻璃組成的殘留物排出的裝置。例如可以使用雨水槽狀金屬板作為排放斜槽溝8。在熔融玻璃轉(zhuǎn)移后，通過將排放斜槽溝8插入連接管3和熔融玻璃接收槽7(轉(zhuǎn)移路徑)之間，來自連接管的流出物不流入熔融玻璃接收槽7內(nèi)，可以被引導到裝置外部。在熔融玻璃轉(zhuǎn)移工序開始之前，排放斜槽溝8從上述轉(zhuǎn)移路徑上被拆除。
在熔融玻璃接收槽7被接收的熔融玻璃向蓄積槽2被引導。在熔融容器內(nèi)進行玻璃的澄清，不在蓄積槽2內(nèi)進行澄清，僅進行澄清后的熔融玻璃的蓄積，熔融玻璃接收槽7和蓄積槽2與連接部相同，可以由工業(yè)用白金材制造。被轉(zhuǎn)移到蓄積槽2內(nèi)的熔融玻璃粘度升高，在作業(yè)槽4內(nèi)進行攪拌，從流出管流出，為了無障礙地成形，通過調(diào)溫保持熔融狀態(tài)。蓄積槽2的容量可以蓄積在熔融容器1所獲得的所有熔融玻璃。因而，最好其容量比熔融容器的容量大。而且，熔融容器的容量最好是10～100升。在轉(zhuǎn)移工序中，熔融容器內(nèi)熔融玻璃通常被全部轉(zhuǎn)移到蓄積槽2內(nèi)。
在轉(zhuǎn)移工序中，從連接管3流出的熔融玻璃流入熔融玻璃接收槽7，但是，此時為了熔融玻璃不卷入氣泡，在熔融玻璃接收槽7內(nèi)設(shè)置雨水槽狀白金或白金制導向板9。通過該導向板，從連接管3流出的熔融玻璃流可以不起泡地被引導到熔融玻璃接收槽7內(nèi)。此時，從防止起泡出發(fā)，連接管3的流出口與導向板9之間的距離非常近。
由熔融玻璃的流出，蓄積槽2內(nèi)的熔融玻璃液面下降。在流出部溫度保持一定的情況下，熔融玻璃的流出速度與蓄積槽內(nèi)熔融玻璃液面高度成比例地減少。在流出熔融玻璃成形時，希望流出速度保持一定，希望減少熔融玻璃液面變化。為了滿足這樣要求。蓄積槽最好具有遏制高度的平形狀。例如蓄積槽最好具有高度(米)/容量(米3)比在1～5范圍內(nèi)的形狀。向成型裝置供給熔融玻璃的流出管5被安裝在作業(yè)槽4的底部。
如上所述，在熔融容器1內(nèi)進行熔融玻璃澄清時，在蓄積槽2內(nèi)可以沒有澄清功能。在澄清時，必須將熔融玻璃加熱到1350～1400℃。蓄積槽2包括將熔融玻璃保溫在1050～1150℃的加熱裝置。然而，連接管3、熔融玻璃接收槽7、蓄積槽2、連接蓄積槽和作業(yè)槽4的管、作業(yè)槽4、流出管5可以都用工業(yè)用白金制造，也可以不使用高價的強化白金。
另一方面，當在蓄積槽2內(nèi)進行澄清時，也使用強化白金構(gòu)成蓄積槽2，最好使加熱溫度為充分進行澄清的溫度。
此外，當不設(shè)置熔融玻璃接收槽7時，蓄積槽2可以直接接收熔融玻璃，在熔融玻璃的出入部容易引起腐蝕，由于在出現(xiàn)腐蝕時，需要進行更新操作并產(chǎn)生更新費用，最好設(shè)置容量小的熔融玻璃接收槽7。
由上述方法和裝置所制造的玻璃沒有特別限制，但是最好使用由白金合金制造的熔融容器制造高品質(zhì)玻璃，特別是光學玻璃。雖然對光學玻璃的種類沒有特別限制，作為代表性的玻璃，可以制造包含B2O3和稀土類氧化物的光學玻璃，制造包含SiO2、TiO2和堿性金屬氧化物的光學玻璃，磷酸鹽玻璃等。
在本發(fā)明中，上述那樣調(diào)制熔融玻璃，然后使熔融玻璃流出，使流出的熔融玻璃成形，制造所希望的玻璃成形品。此時對于成形方法沒有特別限制，可以使用各種各樣的適合的方法。下文對代表性的方法也就是直接壓制成形、壓制成形用預型件的成形、板狀玻璃成形進行介紹。
(直接壓制成形)直接壓制成形是將適量的熔融玻璃在熔融玻璃處于軟化狀態(tài)下在壓制成形模內(nèi)進行壓制成形，制造玻璃成形品的方法。例如，在一定速度下刻度轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臺上，以轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)軸為中心，等間距設(shè)置數(shù)個模具(壓制成形模的下模)，在轉(zhuǎn)臺停留時，使金屬模位于流出管正下方地設(shè)置轉(zhuǎn)臺。向模具供應熔融玻璃(所謂的澆鑄)在規(guī)定數(shù)量的熔融玻璃落到模具上后，從流出管流出的熔融玻璃流由被稱作切斷機的切斷刃切斷。澆鑄后，模具由分度轉(zhuǎn)動被移送到壓制位置，在停留在所述壓制位置上時，上模和下模對正，由上模進行壓制成形。成形品向取出位置移送，從模具中被取出。成形品被取出后的模具再次返回澆鑄位置，往復進行上述一連串工程。
使用相同形狀的下模、上模(根據(jù)情況也使用殼體模等模具)，被澆鑄的熔融玻璃的重量如果一定，可以連續(xù)生產(chǎn)同一形狀的玻璃成形品。被取出的成形品被搬送到退火爐，在此一邊緩緩冷卻，一邊消除變形。
1批量(同一玻璃種類且相同形狀的多個成形品)的成形最好組合生產(chǎn)程序，由一次熔融而制造的熔融玻璃數(shù)量的整數(shù)倍被消耗，特別是消耗由一次熔融被制造的熔融玻璃。
下一批量是相同玻璃種類或不同玻璃種類且形狀不同的成形品時，壓制機的模具在完成一個批量的成形后，在進行下一個熔融之間交換、調(diào)整(方式1)?；蛞部紤]使用另一臺壓制機。將形狀不同的模具安裝在該壓制機上，改變設(shè)置在轉(zhuǎn)臺上的的模具個數(shù)，準備下一批量的成形，當上一個批量成形結(jié)束時，可以更換壓制機而成形不同形狀的成形品(方式2)。
但是在設(shè)置一臺壓制機時，最好是采用調(diào)整熔融、成形程序，由方式1生產(chǎn)成形品的方法。
在制造透鏡時，進行上述操作，考慮到加工余量，成形近以于透鏡形狀的透鏡半成品，對被退火的半成品進行磨削、研磨處理，制造透鏡。由此可以制造凸凹透鏡、雙凹透鏡、雙凸透鏡等各種透鏡。在由此獲得的光學元件上也可以根據(jù)需要形成反射防止膜等光學薄膜。
(壓制成形用預型件的成形)在上述直接壓制成形中，在轉(zhuǎn)臺上設(shè)置相當于壓制成形下模的模具進行壓制成形，但是，在該方法中，另一種下模是在底部配置設(shè)置有玻璃噴出口的承受模，由該承受模接收適量的流出的熔融玻璃，從玻璃噴出口使氮氣或空氣噴出，一邊使熔融玻璃轉(zhuǎn)動一邊成形玻璃球。
這種玻璃球可以作為在不對非球面透鏡等光學元件進行磨削、研磨地精密壓制成形(所謂的鑄模オプテイクス成形)時的壓制成形用預型件而被使用，因而，一個一個玻璃球的重量必須被精密地設(shè)定，熔融玻璃流出管(流出噴嘴)也被精密加工，噴嘴的溫度也被精密地調(diào)整。
這種預型件的成形與直接壓制成形相同，最好在一批量成形結(jié)束后，進行準備下一批量成形的作業(yè)。
由此獲得的預型件被再加熱，在氮氣環(huán)境下進行精密壓制成形，可以加工非球面透鏡等成形品。
(板形玻璃的成形)將從流出管以一定速度連續(xù)流出的熔融玻璃澆鑄到鑄模內(nèi)，從鑄模的開放端將冷卻后的玻璃慢慢地以一定速度引出，形成具有一定厚度、寬度的板狀玻璃。板狀玻璃原封不動地通過退火爐，消除變形。然后，板狀玻璃被切斷、分割為四邊形，被加工成被稱作カツトピ-ス的玻璃片的，對カツトピ-ス實施滾光，可以制造一定重量的被粗面化的玻璃塊。該玻璃塊被再加熱、壓制成形，形成透鏡半成品等光學元件半成品。對該半成品實施磨削、研磨加工，完成各種透鏡。
在本發(fā)明的玻璃半成品的制造方法中，對由上述本發(fā)明的玻璃熔融方法而流出的熔融玻璃由各種成形方法進行成形，制造玻璃成形品，在使用成形模制造玻璃成形品時，流出工序所需時間比熔融工序所需時間短，有利于在結(jié)束流出工序后，進行上述的成形模的更換，制造異狀玻璃成形品。
此外，在本發(fā)明中，所謂的玻璃成形用玻璃坯料意味著供給壓制成形用的坯料，或由機械加工而供給壓制成形用的玻璃成形體，包含上述預型件和板形玻璃。
下文通過本發(fā)明實施例進行詳細介紹，但是本發(fā)明并不限于這些實施例。
(實施例1)由圖1所示玻璃熔融裝置熔融玻璃。本實施例中的熔融容器整體，包括排出管由被稱作強化白金的一種含有氧化鋯微粒子的白金合金制的板加工，由整體材料制成，容量0.006m3(60升)。
首先關(guān)閉連接管，將與目標玻璃具有相同的組成成分且被預先熔融、玻璃化的原料倒入空的熔融容器內(nèi)，進行加熱，將熔融玻璃存儲在該容器內(nèi)。然后，將粉體狀的氧化物原料、硼酸、碳酸鹽原料等混合，將仔細混合所獲得的成批原料從設(shè)置在熔融容器底部正上方的玻璃原料投入口投入容器底部。投入后的原料在熔融容器內(nèi)被加熱到1400℃，一邊引起熔融反應一邊變成熔融玻璃，被蓄積在該容器內(nèi)。熔融玻璃液面上升到規(guī)定高度。然后，停止投入玻璃原料，熔融玻璃由攪拌機攪拌，被充分均勻，被澄清。處于此狀態(tài)的熔融玻璃不包含未熔融物和氣泡。
被澄清、均勻化的熔融玻璃通過由加熱而打開的連接管，被轉(zhuǎn)移到蓄積槽。當熔融容器變空時，將排出單元插入熔融玻璃流路內(nèi)。因而遮斷連接管。然后將玻璃原料投入熔融容器內(nèi)，從蓄積少量熔融玻璃開始，在此打開連接管，將熔融容器內(nèi)的熔融玻璃從連接管流到排出單元，進行清洗。一旦結(jié)束清洗，遮斷連接管，在熔融容器內(nèi)，開始下一輪熔融工序。
在進行熔融容器清洗時，轉(zhuǎn)移到蓄積槽的熔融玻璃向攪拌機作動的作業(yè)槽緩緩送去，從溫度被調(diào)整的流出管以一定速度流出。
從流出管流出的熔融玻璃由上述直接壓制成形被成形為光學元件的半成品。然后，對該光學元件半成品進行退火，減少變形，實施磨削、研磨加工，完成具有規(guī)定形狀、規(guī)定光學恒數(shù)的光學玻璃制透鏡。
然后，將直接壓制成形用裝置替換成上述壓縮成形用預型件成形裝置，從熔融玻璃成形球狀壓制成形用預型件。這樣成形后的預型件被緩緩冷卻，根據(jù)需要，進行再加熱、軟化、精密壓制成形，成形非球面透鏡。對成形后的透鏡進行取芯加工，進行完成品。
然后將成形機更換為上述板狀玻璃成形機，將熔融玻璃倒入鑄模內(nèi)，形成具有規(guī)定厚度和寬度的板狀玻璃。然后對所述板狀玻璃進行退火，減少變形，在固定尺寸切斷，制造多個カツトピ-ス。然后，對所述カツトピ-ス進行研磨，制造規(guī)定重量的玻璃粘塊(ゴブ)。
然后，在玻璃粘塊的表面上均勻地涂布粉末狀的脫模劑，在大氣中再次加熱，軟化，實施壓制成形、退火，獲得光學元件半成品。然后，對光學元件半成品實施磨削、研磨，制造具有規(guī)定光學恒數(shù)的透鏡。
在一連串的從玻璃熔融至直接壓制成形、預型件成形、板狀玻璃成形的過程中，熔融容器不破損，向成形裝置連續(xù)供應光學玻璃。而且長期經(jīng)過上述形態(tài)的操作，檢查熔融容器是否破損，至少在一年內(nèi)，沒有發(fā)現(xiàn)熔融容器的破損。
由于容易增加上述熔融容器的容量，將加工強化白金所獲得的產(chǎn)品焊接在沒有焊接部的容器(容量0.004m3(40升))的上部，制造大容量的熔融容器(總?cè)萘?.012m3(120升))，蓄積槽的容量也變大，進行熔融玻璃制造的操作，在熔融容器的焊接部分沒有發(fā)現(xiàn)損傷，可以穩(wěn)定地進行玻璃熔融。
(比較例)除了直接將連接管焊接在設(shè)置在熔融容器底部的玻璃排出口上之外，使用具有與上述實施例相同結(jié)構(gòu)的熔融裝置，執(zhí)行與上述實施例相同的操作，在2～3個月，熔融玻璃從玻璃排出口和連接管焊接部分泄漏。
權(quán)利要求
1.一種將玻璃原料投入白金合金制的熔融容器內(nèi)，進行熔融，而制造熔融玻璃的方法，其特征在于，上述熔融容器在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，包含上述排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。
2.一種將玻璃原料投入包含將氧化鋯或氧化鈣分散到白金內(nèi)的材料的熔融容器內(nèi)，進行熔融，而制造熔融玻璃的方法，其特征在于上述熔融容器在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，包含上述排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。
3.一種玻璃制造方法，其特征在于，將預先玻璃化的原料投入空的熔融容器內(nèi)進行加熱、熔融后，將玻璃原料投入熔融容器內(nèi)，進行熔融。
4.一種白金合金制的熔融容器，具有玻璃原料投入部，在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，其特征在于，包含上述玻璃排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。
5.一種壓制成形用玻璃材料的制造方法，其特征在于，使由權(quán)利要求1～3之一所記載的制造方法制造的熔融玻璃或使用權(quán)利要求4所述的包括玻璃熔融容器的熔融裝置所制造的熔融玻璃流出，成形壓制成形用的玻璃坯料。
6.一種對加熱、軟化的玻璃坯料進行壓制成形而形成近似于光學元件形狀的光學元件半成品的光學元件半成品的制造方法，其特征在于，所述玻璃坯料是由權(quán)利要求5所述制造方法制造的壓制成形用玻璃坯料。
7.對由權(quán)利要求6所述制造方法所制造的光學元件半成品進行機械加工而制造光學元件的光學元件制造方法。
8.一種對加熱、軟化的玻璃坯料進行壓制成形而成形光學元件的制造方法，其特征在于，所述玻璃坯料是由權(quán)利要求5所述制造方法制造的壓制成形用玻璃坯料。
全文摘要
提供一種可以長期穩(wěn)定地熔融和供給高品質(zhì)玻璃的玻璃制造方法和熔融裝置，提供一種高可靠性可以大量生產(chǎn)用于壓制成形的高品質(zhì)玻璃坯料的壓制成形用玻璃坯料的制造方法，提供一種高可靠性可以大量生產(chǎn)高品質(zhì)玻璃制光學元件的光學元件制造方法。一種將玻璃原料投入白金合金制的熔融容器內(nèi)或投入將氧化鋯或氧化鈣分散到白金內(nèi)的材料制成的熔融容器內(nèi)，進行熔融，而制造熔融玻璃的方法。上述熔融容器在底部具有玻璃排出口和與該排出口相連的排出管，包含上述排出口和排出管的熔融容器底部由整體材料制成。將預先玻璃化的原料投入空的熔融容器內(nèi)進行加熱、熔融后將玻璃原料投入熔融容器內(nèi)，進行熔融的玻璃制造方法。白金合金制的熔融容器、壓制成形用玻璃坯料、光學元件半成品和光學元件的制造方法。
文檔編號C03B11/00GK1629090SQ20041008997
公開日2005年6月22日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者宮崎敏幸, 林智成, 下西司 申請人:Hoya株式會社