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JP6274042B2 - Glass material manufacturing method and glass material manufacturing apparatus - Google Patents

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JP6274042B2 JP2014149619A JP2014149619A JP6274042B2 JP 6274042 B2 JP6274042 B2 JP 6274042B2 JP 2014149619 A JP2014149619 A JP 2014149619A JP 2014149619 A JP2014149619 A JP 2014149619A JP 6274042 B2 JP6274042 B2 JP 6274042B2
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  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Description

本発明は、ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置に関する。   The present invention relates to a glass material manufacturing method and a glass material manufacturing apparatus.

近年、ガラス材の製造方法として、無容器浮遊法に関する研究がなされている。例えば、特許文献1には、ガス浮遊炉で浮遊させたバリウムチタン系強誘電体の試料にレーザービームを照射して加熱融解した後に、冷却することにより、バリウムチタン系強誘電体の試料をガラス化させる方法が記載されている。容器を用いてガラスを溶融する従来の方法では、溶融ガラスが容器の壁面に接触することによって、結晶が析出することがあるが、無容器浮遊法では、容器の壁面との接触に起因する結晶化の進行を抑制できる。そのため、従来の容器を用いた製造方法ではガラス化させることができなかった材料であっても、無容器浮遊法ではガラス化し得る場合がある。従って、無容器浮遊法は、新規な組成を有するガラス材を製造し得る方法として注目に値すべき方法である。   In recent years, research on a containerless floating method has been made as a method for producing a glass material. For example, in Patent Document 1, a barium titanium ferroelectric sample suspended in a gas floating furnace is irradiated with a laser beam, heated and melted, and then cooled, whereby the barium titanium ferroelectric sample is cooled to glass. Is described. In the conventional method of melting glass using a container, crystals may precipitate when the molten glass comes into contact with the wall surface of the container, but in the containerless floating method, crystals caused by contact with the wall surface of the container The progress of conversion can be suppressed. For this reason, even a material that could not be vitrified by a conventional manufacturing method using a container may be vitrified by a containerless floating method. Therefore, the containerless floating method is a method that should be noted as a method capable of producing a glass material having a novel composition.

特開2006−248801号公報JP 2006-248801 A

無容器浮遊法の課題は、ガラス材の均質性の向上である。そこで、特許文献1に記載の方法では、複数のレーザーを用いてガラス原料塊の広い範囲にレーザー光を照射することが行われている。   The problem of the containerless floating method is to improve the homogeneity of the glass material. Therefore, in the method described in Patent Document 1, laser light is radiated to a wide range of glass raw material blocks using a plurality of lasers.

しかしながら、レーザーの照射状態によっては、ガラス原料塊に温度むらが生じ、ガラス成分の揮発や、未溶解物が発生する場合がある。また、ガラス原料塊が融解して得られた、浮遊状態にある溶融ガラスが不所望に振動したり、揺動したりして、成形型と接触することにより、結晶が析出する場合がある。このように、特許文献1に記載の方法では、未溶物や結晶が析出したり、不所望な揮発が発生するおそれがあるため、十分に均質なガラスを得ることは難しい。   However, depending on the irradiation state of the laser, temperature unevenness may occur in the glass raw material lump, and the glass component may volatilize or undissolved material may be generated. Moreover, the molten glass in a floating state obtained by melting the glass raw material lump may be undesirably vibrated or swung, and crystals may be precipitated by contacting the mold. As described above, in the method described in Patent Document 1, it is difficult to obtain a sufficiently homogeneous glass because undissolved substances and crystals may be precipitated and undesired volatilization may occur.

本発明の主な目的は、無容器浮遊法により、優れた均質性を有するガラス材を製造し得る方法を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a method capable of producing a glass material having excellent homogeneity by a containerless floating method.

本発明に係るガラス材の製造方法では、成形型の成形面に開口するガス噴出孔からガスを噴出させることにより、成形面の上方にガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で、ガラス原料塊にレーザー光線を照射することにより加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、溶融ガラスを冷却することによりガラス材を得る。ガラス原料塊又は溶融ガラスを浮遊させるための浮遊用ガスの噴出方向とは異なる方向に沿ってガラス原料塊に対して制御用ガスを噴出させる。このようにすることにより、ガラス原料塊又は溶融ガラスの位置及び姿勢の少なくとも一方を制御することができる。これにより、ガラス原料塊に対して、レーザー光を均一に照射することができる。また、溶融ガラスが、成形面に接触することを抑制することができる。その結果、優れた均質性を有するガラス材を製造することができる。   In the method for producing a glass material according to the present invention, a glass material lump is floated and held above the molding surface by ejecting gas from a gas ejection hole opened on the molding surface of the mold. A glass material is obtained by cooling the molten glass after the molten glass is heated and melted by irradiation with a laser beam to obtain the molten glass. A control gas is jetted onto the glass raw material lump along a direction different from the jetting direction of the floating gas for floating the glass raw material lump or molten glass. By doing in this way, at least one of the position and attitude | position of a glass raw material lump or a molten glass can be controlled. Thereby, a laser beam can be uniformly irradiated with respect to a glass raw material lump. Moreover, it can suppress that a molten glass contacts a shaping | molding surface. As a result, a glass material having excellent homogeneity can be produced.

ガラス原料塊の表面にレーザー光を均一に照射する観点からは、ガラス原料塊を融解させる工程において、制御用ガスを噴出させることが好ましい。   From the viewpoint of uniformly irradiating the surface of the glass raw material lump with laser light, it is preferable to eject control gas in the step of melting the glass raw material lump.

溶融ガラスと成形型とが接触することにより結晶が析出することを抑制する観点からは、溶融ガラスを冷却させる工程において、制御用ガスを噴出させることが好ましい。   From the viewpoint of suppressing the precipitation of crystals due to contact between the molten glass and the mold, it is preferable to eject control gas in the step of cooling the molten glass.

本発明に係るガラス材の製造方法では、ガラス原料塊に対して制御用ガスを噴出させることにより、ガラス原料塊を回転させてもよいし、振動又は揺動させてもよい。この場合、ガラス原料塊の表面にレーザー光を均一に照射することができる。   In the method for producing a glass material according to the present invention, the glass raw material block may be rotated, vibrated or oscillated by ejecting a control gas to the glass raw material block. In this case, the surface of the glass raw material lump can be uniformly irradiated with laser light.

本発明に係るガラス材の製造方法では、溶融ガラスに対して制御用ガスを噴出させることにより、溶融ガラスの変位を規制してもよい。この場合、溶融ガラスが成形型に接触することを効果的に抑制することができる。   In the method for producing a glass material according to the present invention, the displacement of the molten glass may be regulated by ejecting a control gas to the molten glass. In this case, it can suppress effectively that a molten glass contacts a shaping | molding die.

本発明に係るガラス材の製造方法では、ガラス原料塊又は溶融ガラスに対して水平方向に沿って又は斜め上方から制御用ガスを噴出させてもよい。   In the method for producing a glass material according to the present invention, the control gas may be ejected along the horizontal direction or obliquely upward from the glass raw material lump or the molten glass.

本発明に係るガラス材の製造装置は、成形型の成形面に開口するガス噴出孔からガスを噴出させることにより、成形面の上方にガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で、ガラス原料塊にレーザー光線を照射することにより加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、溶融ガラスを冷却することによりガラス材を製造する装置である。本発明に係るガラス材の製造装置は、ガラス原料塊を浮遊させるためのガスの噴出方向とは異なる方向に沿ってガラス原料塊に対して制御用ガスを噴出させる制御用ガス噴出部を備える。本発明に係るガラス材の製造装置では、ガラス原料塊又は溶融ガラスの位置及び姿勢の少なくとも一方を制御することができる。このため、ガラス原料塊に対して、レーザー光を均一に照射することができる。また、溶融ガラスが、成形面に接触することを抑制することができる。よって、優れた均質性を有するガラス材を製造することができる。   The apparatus for producing a glass material according to the present invention includes a glass raw material lump in a state where the glass raw material lump is suspended and held above the molding surface by ejecting gas from a gas ejection hole opened on the molding surface of the mold. It is an apparatus which manufactures a glass material by cooling molten glass after heat-melting by irradiating a laser beam to obtain molten glass. The apparatus for producing a glass material according to the present invention includes a control gas ejection unit that ejects a control gas to the glass raw material along a direction different from a gas ejection direction for suspending the glass raw material. In the glass material manufacturing apparatus according to the present invention, at least one of the position and posture of the glass raw material lump or molten glass can be controlled. For this reason, a laser beam can be uniformly irradiated with respect to a glass raw material lump. Moreover, it can suppress that a molten glass contacts a shaping | molding surface. Therefore, a glass material having excellent homogeneity can be produced.

本発明によれば、無容器浮遊法により、優れた均質性を有するガラス材を製造できる方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method which can manufacture the glass material which has the outstanding homogeneity by the containerless floating method can be provided.

第1の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the manufacturing apparatus of the glass material which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態における成形面の一部分の略図的平面図である。It is a schematic plan view of a part of the molding surface in the first embodiment. 第1の実施形態に係るガラス材の製造装置の一部分を表す模式的平面図である。It is a schematic plan view showing a part of the glass material manufacturing apparatus according to the first embodiment. 第2の実施形態に係るガラス材の製造装置の一部分を表す模式的平面図である。It is a schematic plan view showing a part of the glass material manufacturing apparatus according to the second embodiment. 変形例に係るガラス材の製造装置の一部分を表す模式的平面図である。It is a schematic plan view showing a part of the manufacturing apparatus of the glass material which concerns on a modification. 第3の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the manufacturing apparatus of the glass material which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the manufacturing apparatus of the glass material which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係るガラス材の製造装置の一部分を表す模式的平面図である。It is a typical top view showing a part of glass material manufacturing apparatus concerning a 4th embodiment. 第5の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the manufacturing apparatus of the glass material which concerns on 5th Embodiment.

以下、本発明を実施した好ましい形態について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。   Hereinafter, the preferable form which implemented this invention is demonstrated. However, the following embodiment is merely an example. The present invention is not limited to the following embodiments.

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。   Moreover, in each drawing referred in embodiment etc., the member which has a substantially the same function shall be referred with the same code | symbol. The drawings referred to in the embodiments and the like are schematically described. A ratio of dimensions of an object drawn in a drawing may be different from a ratio of dimensions of an actual object. The dimensional ratio of the object may be different between the drawings. The specific dimensional ratio of the object should be determined in consideration of the following description.

以下の実施形態では、通常のガラス材をはじめ、例えば、網目形成酸化物を含まないような、容器を用いた溶融法によってはガラス化しない組成を有するガラス材であっても好適に製造することができる。具体的には、例えば、チタン酸バリウム系ガラス材、ランタン−ニオブ複合酸化物系ガラス材、ランタン−ニオブ−アルミニウム複合酸化物系ガラス材、ランタン−ニオブ−タンタル複合酸化物系ガラス材、ランタン−タングステン複合酸化物系ガラス材等を好適に製造することができる。   In the following embodiments, a normal glass material, for example, a glass material that does not contain a network-forming oxide, such as a glass material that does not vitrify by a melting method using a container, is preferably manufactured. Can do. Specifically, for example, barium titanate glass material, lanthanum-niobium composite oxide glass material, lanthanum-niobium-aluminum composite oxide glass material, lanthanum-niobium-tantalum composite oxide glass material, lanthanum- A tungsten composite oxide glass material or the like can be suitably produced.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るガラス材の製造装置1の模式的断面図である。図1に示すように、ガラス材の製造装置1は、成形型10を有する。成形型10は、曲面の成形面10aを備える。具体的には、成形面10aは、球面状である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a glass material manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the glass material manufacturing apparatus 1 includes a mold 10. The molding die 10 includes a curved molding surface 10a. Specifically, the molding surface 10a has a spherical shape.

成形型10は、成形面10aに開口している浮遊用ガス噴出孔10bを有する。図2に示すように、第1の実施形態では、浮遊用ガス噴出孔10bが複数設けられている。具体的には、複数の浮遊用ガス噴出孔10bは、成形面10aの中心から放射状に配列されている。   The molding die 10 has a floating gas ejection hole 10b opened in the molding surface 10a. As shown in FIG. 2, in the first embodiment, a plurality of floating gas ejection holes 10b are provided. Specifically, the plurality of floating gas ejection holes 10b are arranged radially from the center of the molding surface 10a.

なお、成形型10は、連続気泡を有する多孔質体により構成されていてもよい。その場合、浮遊用ガス噴出孔10bは、連続気泡により構成される。   In addition, the shaping | molding die 10 may be comprised with the porous body which has an open cell. In that case, the floating gas ejection hole 10b is constituted by continuous bubbles.

浮遊用ガス噴出孔10bは、ガスボンベなどのガス供給機構11に接続されている。このガス供給機構11から浮遊用ガス噴出孔10bを経由して、成形面10aにガスが供給される。   The floating gas ejection hole 10b is connected to a gas supply mechanism 11 such as a gas cylinder. Gas is supplied from the gas supply mechanism 11 to the molding surface 10a through the floating gas ejection hole 10b.

ガスの種類は、特に限定されない。ガスは、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスであってもよい。   The type of gas is not particularly limited. The gas may be, for example, air or oxygen, or an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas.

製造装置1を用いて、ガラス材を製造するに際しては、まず、ガラス原料塊12を成形面10a上に配置する。ガラス原料塊12は、例えば、ガラス材の原料粉末をプレス成形等により一体化したものであってもよい。ガラス原料塊12は、ガラス材の原料粉末をプレス成形等により一体化した後に焼結させた焼結体であってもよい。また、ガラス原料塊12は、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体であってもよい。   When manufacturing a glass material using the manufacturing apparatus 1, first, the glass raw material lump 12 is arrange | positioned on the molding surface 10a. The glass raw material lump 12 may be, for example, a glass material raw material powder integrated by press molding or the like. The glass raw material lump 12 may be a sintered body that is sintered after integrating the raw material powder of the glass material by press molding or the like. Moreover, the glass raw material lump 12 may be an aggregate of crystals having a composition equivalent to the target glass composition.

ガラス原料塊12の形状は、特に限定されない。ガラス原料塊12は、例えば、レンズ状、球状、円柱状、多角柱状、直方体状、楕球状等であってもよい。   The shape of the glass raw material lump 12 is not particularly limited. The glass raw material block 12 may be, for example, a lens shape, a spherical shape, a cylindrical shape, a polygonal column shape, a rectangular parallelepiped shape, an elliptical shape, or the like.

次に、浮遊用ガス噴出孔10bからガスを噴出させることにより、ガラス原料塊12を成形面10a上で浮遊させる。すなわち、ガラス原料塊12が成形面10aに接触していない状態で、ガラス原料塊12を空中で保持する。その状態で、レーザー照射装置13からレーザー光をガラス原料塊12に照射する。これによりガラス原料塊12を加熱融解させ、溶融ガラスを得る。その後、溶融ガラスを冷却することにより、ガラス材を得ることができる。なお、浮遊用ガスの噴出は、ガラス材の温度が少なくとも軟化点以下、好ましくはガラス転移点以下となるまで継続し、ガラス原料塊12、溶融ガラス又はガラス材と成形面10aとが接触することを抑制することが好ましい。   Next, the glass raw material block 12 is floated on the molding surface 10a by ejecting gas from the floating gas ejection hole 10b. That is, the glass raw material block 12 is held in the air in a state where the glass raw material block 12 is not in contact with the molding surface 10a. In this state, the glass material block 12 is irradiated with laser light from the laser irradiation device 13. Thereby, the glass raw material lump 12 is heated and melted to obtain molten glass. Thereafter, the glass material can be obtained by cooling the molten glass. The ejection of the floating gas is continued until the temperature of the glass material is at least the softening point or less, preferably the glass transition point or less, and the glass raw material mass 12, molten glass or glass material and the molding surface 10a are in contact with each other. Is preferably suppressed.

図1及び図3に示すように、成形型10は、制御用ガス噴出部を構成している制御用ガス噴出孔10cを備えている。制御用ガス噴出孔10cは、浮遊用ガス噴出孔10bの延びる方向とは異なる方向に延びている。具体的には、浮遊用ガス噴出孔10bが鉛直方向に沿って延びているのに対して、制御用ガス噴出孔10cは、水平方向に沿って延びている。制御用ガス噴出孔10cは、成形面10aの上に浮遊したガラス原料塊12に向かって開口するように設けられている。   As shown in FIG.1 and FIG.3, the shaping | molding die 10 is equipped with the control gas ejection hole 10c which comprises the control gas ejection part. The control gas ejection hole 10c extends in a direction different from the direction in which the floating gas ejection hole 10b extends. Specifically, the floating gas ejection hole 10b extends along the vertical direction, while the control gas ejection hole 10c extends along the horizontal direction. The control gas ejection hole 10c is provided so as to open toward the glass raw material block 12 floating on the molding surface 10a.

第1の実施形態では、ガラス原料塊12を浮遊させて保持した状態において、制御用ガス噴出孔10cから制御用ガスを噴出させる。上述の通り、制御用ガス噴出孔10cの延びる方向と、浮遊用ガス噴出孔10bの延びる方向とは、相互に異なる。このため、制御用ガス噴出孔10cから噴出する制御用ガスの噴出方向は、浮遊用ガス噴出孔10bから噴出する浮遊用ガスの噴出方向とは異なる。制御用ガス噴出孔10cから噴出する制御用ガスによって、浮遊しているガラス原料塊12又は溶融ガラスの位置及び姿勢の少なくとも一方を制御する。   In the first embodiment, the control gas is ejected from the control gas ejection hole 10c in a state where the glass raw material block 12 is suspended and held. As described above, the extending direction of the control gas ejection hole 10c and the extending direction of the floating gas ejection hole 10b are different from each other. For this reason, the ejection direction of the control gas ejected from the control gas ejection hole 10c is different from the ejection direction of the floating gas ejected from the floating gas ejection hole 10b. At least one of the position and posture of the floating glass raw material block 12 or molten glass is controlled by the control gas ejected from the control gas ejection hole 10c.

上記構成を採用することにより、レーザー光の照射状態を最適化することが可能となり、未溶解物や結晶が析出したり、不所望な揮発が発生したりすることを抑制することができる。従って、均質なガラス材を製造することができる。詳述すると、ガラス原料塊に対するレーザー光の照射状態によっては、ガラス原料塊に温度むらが生じることがある。ガラス原料塊の一部が過熱されると、不所望な揮発が生じ、脈理や組成ずれ等の問題が発生することがある。一方、ガラス原料塊の一部の温度が低すぎると、製造されるガラス材に未溶解物が発生する場合がある。また、浮遊状態にある溶融ガラスが不所望に振動したり、揺動したりして、成形型と接触すると、製造されるガラス材に結晶が析出する場合がある。そこで、上述のように、第1の実施形態では、ガラス原料塊12又は溶融ガラスに対して制御用ガスを噴出させる。これにより、浮遊状態にあるガラス原料塊12又は溶融ガラスの位置及び姿勢の少なくとも一方を制御することができる。   By adopting the above configuration, it becomes possible to optimize the irradiation state of the laser light, and it is possible to suppress the undissolved matter and crystals from being precipitated and the occurrence of undesired volatilization. Therefore, a homogeneous glass material can be manufactured. More specifically, depending on the irradiation state of the laser beam on the glass raw material lump, temperature unevenness may occur in the glass raw material lump. When a part of the glass raw material lump is overheated, undesired volatilization occurs, and problems such as striae and compositional deviation may occur. On the other hand, when the temperature of a part of the glass raw material lump is too low, undissolved material may be generated in the manufactured glass material. In addition, when the molten glass in a floating state vibrates undesirably or swings and comes into contact with the mold, crystals may precipitate on the glass material to be manufactured. Therefore, as described above, in the first embodiment, the control gas is ejected to the glass raw material block 12 or the molten glass. Thereby, at least one of the position and attitude | position of the glass raw material lump 12 or molten glass in a floating state is controllable.

具体的には、ガラス原料塊12を融解させる工程において、制御用ガスを噴出させることにより、ガラス原料塊12を回転させたり、成形型10に接触しない範囲で、振動させたり揺動させたりすることができる。これにより、ガラス原料塊12の表面において、レーザー光を均一に照射することができる。よって、ガラス原料塊12が均一に加熱されやすくなる。結果として、ガラス原料塊12の一部分が高温になりすぎることにより不所望な揮発が生じたり、ガラス原料塊12の一部分が低温になりすぎることにより未溶解物が発生したりすることを抑制できる。   Specifically, in the step of melting the glass raw material lump 12, the glass raw material lump 12 is rotated or oscillated or oscillated within the range not contacting the mold 10 by ejecting a control gas. be able to. Thereby, the laser beam can be uniformly irradiated on the surface of the glass raw material block 12. Therefore, the glass raw material lump 12 is easily heated uniformly. As a result, it is possible to suppress undesired volatilization due to part of the glass raw material mass 12 becoming too high, or generation of undissolved matter due to part of the glass raw material mass 12 becoming too low.

また、ガラス原料塊12が融解して得られた溶融ガラスを冷却させる工程において、制御用ガスを噴出させることにより、溶融ガラスの変位を規制することができる。これにより、溶融ガラスと成形型10との接触を抑制することができる。その結果、製造されるガラス材に結晶が析出することを抑制することができる。   Moreover, in the process of cooling the molten glass obtained by melting the glass raw material block 12, the displacement of the molten glass can be regulated by ejecting the control gas. Thereby, a contact with molten glass and the shaping | molding die 10 can be suppressed. As a result, it can suppress that a crystal | crystallization precipitates on the glass material manufactured.

なお、溶融ガラスの変位をより効果的に抑制する観点からは、溶融ガラスが回転するように制御用ガスを噴出することが好ましく、溶融ガラスが、溶融ガラスを通過する軸心(例えば、鉛直方向の軸心)を中心として回転するように制御用ガスを噴出することがより好ましい。   In addition, from the viewpoint of more effectively suppressing the displacement of the molten glass, it is preferable to eject the control gas so that the molten glass rotates, and the axis of the molten glass passing through the molten glass (for example, the vertical direction) More preferably, the control gas is ejected so as to rotate about the axis).

以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第1の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。   Hereinafter, other examples of preferred embodiments of the present invention will be described. In the following description, members having substantially the same functions as those of the first embodiment are referred to by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係るガラス材の製造装置の一部分を表す模式的平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a schematic plan view showing a part of the glass material manufacturing apparatus according to the second embodiment.

図3に示すように、第1の実施形態では、制御用ガス噴出孔10cを一つのみ設ける例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。   As shown in FIG. 3, in the first embodiment, an example in which only one control gas ejection hole 10c is provided has been described. However, the present invention is not limited to this configuration.

図4に示すように、第2の実施形態では、複数の制御用ガス噴出孔10cが設けられている点で、第1の実施形態とは異なる。具体的には、複数の制御用ガス噴出孔10cは、平面視における成形面10aの中心から放射状に設けられている。複数の制御用ガス噴出孔10cは、周方向に沿って、略等間隔に設けられている。このように複数の制御用ガス噴出孔10cを設けることにより、溶融ガラスの変位をより効果的に規制することができる。よって、溶融ガラスと成形型10との接触をより効果的に規制することができる。   As shown in FIG. 4, the second embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of control gas ejection holes 10c are provided. Specifically, the plurality of control gas ejection holes 10c are provided radially from the center of the molding surface 10a in plan view. The plurality of control gas ejection holes 10c are provided at substantially equal intervals along the circumferential direction. By providing the plurality of control gas ejection holes 10c in this manner, the displacement of the molten glass can be more effectively regulated. Therefore, the contact between the molten glass and the mold 10 can be more effectively regulated.

また、周方向に沿って複数の制御用ガス噴出孔10cを設けることにより、ガラス原料塊12の回転や振動又は揺動を促進することもできる。これにより、ガラス原料塊12の表面にレーザー光をさらに均一に照射することができる。   Further, by providing a plurality of control gas ejection holes 10c along the circumferential direction, the rotation, vibration or swing of the glass raw material block 12 can be promoted. Thereby, the surface of the glass raw material lump 12 can be irradiated with laser light more uniformly.

ガラス原料塊12の回転をさらに促進する観点からは、図5に示すように、成形型10における成形面10aの半径方向とは異なる方向に沿って制御用ガス噴出孔10cが延びるように制御用ガス噴出孔10cを設けることが好ましい。   From the viewpoint of further promoting the rotation of the glass raw material mass 12, as shown in FIG. 5, the control gas ejection hole 10c extends in a direction different from the radial direction of the molding surface 10a in the molding die 10. It is preferable to provide the gas ejection hole 10c.

(第3の実施形態)
図6は、第3の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a glass material manufacturing apparatus according to the third embodiment.

第1及び第2の実施形態では、制御用ガスを水平方向に沿って噴出させる例について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。   In the first and second embodiments, the example in which the control gas is ejected along the horizontal direction has been described. However, the present invention is not limited to this.

図6に示すように、第3の実施形態では、制御用ガス噴出孔10cを有する制御用ガス噴出ノズル10dが、成形型10における成形面10aの中心に向かって斜め下方に延びている点で、第1及び第2の実施形態とは異なる。このため、制御用ガスが斜め上方からガラス原料塊12に対して噴出される。この場合、ガラス原料塊12を、例えば、水平方向の軸心を中心として回転させることができる。   As shown in FIG. 6, in the third embodiment, the control gas ejection nozzle 10 d having the control gas ejection hole 10 c extends obliquely downward toward the center of the molding surface 10 a in the molding die 10. This is different from the first and second embodiments. For this reason, the control gas is ejected toward the glass raw material block 12 obliquely from above. In this case, the glass raw material lump 12 can be rotated around, for example, a horizontal axis.

ガラス原料塊12を回転させない場合は、ガラス原料塊12の上面が加熱される一方、浮遊用ガス噴出孔10bから噴出する浮遊用ガスにより下面が冷却されるため、ガラス原料塊12に温度むらが発生しやすい。よって、不所望な揮発や未溶解物が発生するおそれがある。それに対して、第3の実施形態では、水平方向の軸心を中心としてガラス原料塊12を回転させるため、ガラス原料塊12に温度むらが生じることを抑制することができる。   When the glass raw material lump 12 is not rotated, the upper surface of the glass raw material lump 12 is heated, while the lower surface is cooled by the floating gas ejected from the floating gas ejection hole 10b. Likely to happen. Therefore, there is a possibility that undesired volatilization and undissolved substances may occur. On the other hand, in 3rd Embodiment, since the glass raw material lump 12 is rotated centering on the axis of a horizontal direction, it can suppress that temperature nonuniformity arises in the glass raw material lump 12. FIG.

(第4の実施形態)
図7は、第4の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。図8は、第4の実施形態に係るガラス材の製造装置の一部分を表す模式的平面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a glass material manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 8 is a schematic plan view showing a part of the glass material manufacturing apparatus according to the fourth embodiment.

第4の実施形態では、制御用ガス噴出孔10cを有する複数の制御用ガス噴出ノズル10dが周方向に沿って略等間隔に配されている。それぞれの制御用ガス噴出ノズル10dは、鉛直方向に沿って延びている。このため、制御用ガスは、浮遊用ガスの噴出方向(上方向)とは逆方向(下方向)に沿って噴出される。複数の制御用ガス噴出ノズル10dは、それぞれの制御用ガス噴出ノズル10dから噴出する制御用ガスがガラス原料塊12の側面に接触するように配されているため、ガラス原料塊12が融解して得られる溶融ガラスの変位を効果的に規制することができる。   In the fourth embodiment, a plurality of control gas ejection nozzles 10d having control gas ejection holes 10c are arranged at substantially equal intervals along the circumferential direction. Each control gas ejection nozzle 10d extends along the vertical direction. For this reason, the control gas is ejected along a direction (downward) opposite to the ejection direction (upward) of the floating gas. The plurality of control gas ejection nozzles 10d are arranged so that the control gas ejected from each control gas ejection nozzle 10d is in contact with the side surface of the glass raw material mass 12, so that the glass raw material mass 12 is melted. The displacement of the obtained molten glass can be regulated effectively.

(第5の実施形態)
図9は、第5の実施形態に係るガラス材の製造装置の模式的断面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a glass material manufacturing apparatus according to the fifth embodiment.

第1〜第4の実施形態では、複数の浮遊用ガス噴出孔10bが成形面10aに開口している例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図9に示すガラス材の製造装置のように、成形面10aの中央に開口している一つの浮遊用ガス噴出孔10bが設けられていてもよい。一つの浮遊用ガス噴出孔10bであっても、ガス供給機構11に接続された浮遊用ガス噴出孔10bから噴出する浮遊用ガスにより、ガラス原料塊12または溶融ガラスを成形型10における成形面10aの上方で保持することが可能である。   In the first to fourth embodiments, the example in which the plurality of floating gas ejection holes 10b are opened in the molding surface 10a has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, one floating gas ejection hole 10b opened in the center of the molding surface 10a may be provided as in the glass material manufacturing apparatus shown in FIG. Even with one floating gas ejection hole 10 b, the glass raw material mass 12 or the molten glass is formed on the molding surface 10 a of the mold 10 by the floating gas ejected from the floating gas ejection hole 10 b connected to the gas supply mechanism 11. Can be held above.

1 製造装置
10 成形型
10a 成形面
10b 浮遊用ガス噴出孔
10c 制御用ガス噴出孔
10d 制御用ガス噴出ノズル
11 ガス供給機構
12 ガラス原料塊
13 レーザー照射装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus 10 Mold 10a Molding surface 10b Floating gas ejection hole 10c Control gas ejection hole 10d Control gas ejection nozzle 11 Gas supply mechanism 12 Glass raw material lump 13 Laser irradiation apparatus

Claims (9)

成形型の成形面に開口するガス噴出孔からガスを噴出させることにより、前記成形面の上方にガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で、前記ガラス原料塊にレーザー光線を照射することにより加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却することによりガラス材を得る工程を含み、
前記ガラス原料塊又は前記溶融ガラスを浮遊させるための浮遊用ガスの噴出方向とは異なる方向に沿って前記ガラス原料塊又は前記溶融ガラスに対して制御用ガスを噴出させる、ガラス材の製造方法。
The glass raw material lump is heated and melted by irradiating the glass raw material lump with a laser beam in a state where the glass raw material lump is suspended and held above the forming surface by jetting gas from the gas ejection hole opened on the molding surface of the mold. After obtaining molten glass, including a step of obtaining a glass material by cooling the molten glass,
A method for producing a glass material, wherein a control gas is ejected to the glass raw material lump or the molten glass along a direction different from a blowing direction of a floating gas for floating the glass raw material lump or the molten glass.
前記ガラス原料塊を融解させる工程において、前記制御用ガスを噴出させる、請求項1に記載のガラス材の製造方法。   The method for producing a glass material according to claim 1, wherein the control gas is ejected in the step of melting the glass raw material block. 前記溶融ガラスを冷却させる工程において、前記制御用ガスを噴出させる、請求項1又は2に記載のガラス材の製造方法。   The method for producing a glass material according to claim 1, wherein the control gas is ejected in the step of cooling the molten glass. 前記ガラス原料塊又は前記溶融ガラスに対して前記制御用ガスを噴出させることにより、前記ガラス原料塊又は溶融ガラスの位置及び姿勢の少なくとも一方を制御する、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。   The at least one of the position and attitude | position of the said glass raw material lump or molten glass is controlled by injecting the said control gas with respect to the said glass raw material lump or the said molten glass. The manufacturing method of the glass material of description. 前記ガラス原料塊に対して前記制御用ガスを噴出させることにより、前記ガラス原料塊を回転させる、請求項4に記載のガラス材の製造方法。   The manufacturing method of the glass material of Claim 4 which rotates the said glass raw material lump by ejecting the said control gas with respect to the said glass raw material lump. 前記ガラス原料塊に対して前記制御用ガスを噴出させることにより、前記ガラス原料塊を振動又は揺動させる、請求項4に記載のガラス材の製造方法。   The manufacturing method of the glass material of Claim 4 which vibrates or rocks the said glass raw material lump by ejecting the said control gas with respect to the said glass raw material lump. 前記溶融ガラスに対して前記制御用ガスを噴出させることにより、前記溶融ガラスの変位を規制する、請求項4に記載のガラス材の製造方法。   The manufacturing method of the glass material of Claim 4 which regulates the displacement of the said molten glass by ejecting the said control gas with respect to the said molten glass. 前記ガラス原料塊又は前記溶融ガラスに対して水平方向に沿って又は斜め上方から前記制御用ガスを噴出させる、請求項1〜7のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。   The method for producing a glass material according to any one of claims 1 to 7, wherein the control gas is ejected along the horizontal direction or obliquely from above the glass raw material lump or the molten glass. 成形型の成形面に開口するガス噴出孔からガスを噴出させることにより、前記成形面の上方にガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で、前記ガラス原料塊にレーザー光線を照射することにより加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却することによりガラス材を製造する装置であって、
前記ガラス原料塊又は前記溶融ガラスを浮遊させるための浮遊用ガスの噴出方向とは異なる方向に沿って前記ガラス原料塊に対して制御用ガスを噴出させる制御用ガス噴出部を備える、ガラス材の製造装置。
The glass raw material lump is heated and melted by irradiating the glass raw material lump with a laser beam in a state where the glass raw material lump is suspended and held above the forming surface by jetting gas from the gas ejection hole opened on the molding surface of the mold. After the molten glass is obtained, an apparatus for producing a glass material by cooling the molten glass,
A glass material comprising a control gas jetting part for jetting a control gas to the glass raw material lump along a direction different from a jetting direction of a floating gas for floating the glass raw material lump or the molten glass. manufacturing device.
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