特開 2024-68628 ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024068628

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置

(51)【国際特許分類】

   C03B 19/00 20060101AFI20240513BHJP

【ＦＩ】

C03B19/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023155475

(22)【出願日】2023-09-21

(31)【優先権主張番号】P 2022178659

(32)【優先日】2022-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】榎本 朋子

(72)【発明者】

【氏名】古山 忠仁

(57)【要約】

【課題】無容器浮遊法において得られるガラス材の失透を抑制することができる、ガラス材の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱することにより、ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラスを得る工程と、溶融ガラスを冷却してガラス材を得る工程とを備え、ガラス原料塊を加熱する工程において、ガスを噴出させながらガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱し、溶融ガラスを冷却する工程において、振動付与手段により冷却中の溶融ガラスに振動を与える、ガラス材の製造方法。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱することにより、前記ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラスを得る工程と、
前記溶融ガラスを冷却してガラス材を得る工程と、
を備え、
前記ガラス原料塊を加熱する工程において、ガスを噴出させながら前記ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱し、
前記溶融ガラスを冷却する工程において、振動付与手段により冷却中の前記溶融ガラスに振動を与える、ガラス材の製造方法。

【請求項2】

前記振動付与手段の振動数が、１Ｈｚ以上、１００Ｈｚ未満である、請求項１に記載のガラス材の製造方法。

【請求項3】

前記振動付与手段が、ガスを間欠的に噴出させることにより冷却中の前記溶融ガラスに振動を与える手段である、請求項１又は２に記載のガラス材の製造方法。

【請求項4】

前記ガスを間欠的に噴出させるに際し、前記ガスを間欠的に通過させる電磁弁を通して、前記ガスを間欠的に噴出させる、請求項３に記載のガラス材の製造方法。

【請求項5】

前記ガラス原料塊を加熱するに際し、前記ガラス原料塊に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する、請求項１又は２に記載のガラス材の製造方法。

【請求項6】

ガラス原料塊をガスにより浮遊させた状態で加熱することにより、前記ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラスを得た後、当該溶融ガラスを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ガスにより浮遊させるための複数のガス噴出孔が形成された成形面を有する成形型と、
前記ガス噴出孔にガスを供給するガス供給機構と、
前記ガラス原料塊を加熱する加熱手段と、
冷却中の前記溶融ガラスに振動を与える振動付与手段と、
を備える、ガラス材の製造装置。

【請求項7】

前記振動付与手段が、電磁弁である、請求項６に記載のガラス材の製造装置。

【請求項8】

前記加熱手段が、レーザー光照射装置である、請求項６又は７に記載のガラス材の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無容器浮遊法によるガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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光を照射して加熱溶融した後に、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。このように、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－２４８８０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のような無容器浮遊法では、ガラス原料塊を加熱融解させて得られた溶融ガラスの冷却工程において、冷却中の溶融ガラスが製造装置の成形面に接触することがある。このように、冷却中の溶融ガラスが成形面に接触すると、その部分において結晶化が進行し、得られるガラス材が失透することがある。

【0005】

本発明の目的は、無容器浮遊法において得られるガラス材の失透を抑制することができる、ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置の各態様について説明する。

【0007】

本発明の態様１に係るガラス材の製造方法は、ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱することにより、前記ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラスを得る工程と、前記溶融ガラスを冷却してガラス材を得る工程とを備え、前記ガラス原料塊を加熱する工程において、ガスを噴出させながら前記ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱し、前記溶融ガラスを冷却する工程において、振動付与手段により冷却中の前記溶融ガラスに振動を与えることを特徴としている。

【0008】

態様２のガラス材の製造方法は、態様１において、前記振動付与手段の振動数が、１Ｈｚ以上、１００Ｈｚ未満であることが好ましい。

【0009】

態様３のガラス材の製造方法は、態様１又は態様２において、前記振動付与手段が、ガスを間欠的に噴出させることにより冷却中の前記溶融ガラスに振動を与える手段であることが好ましい。

【0010】

態様４のガラス材の製造方法は、態様３において、前記ガスを間欠的に噴出させるに際し、前記ガスを間欠的に通過させる電磁弁を通して、前記ガスを間欠的に噴出させることが好ましい。

【0011】

態様５のガラス材の製造方法は、態様１～態様４のいずれかにおいて、前記ガラス原料塊を加熱するに際し、前記ガラス原料塊に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することが好ましい。

【0012】

本発明の態様６に係るガラス材の製造装置は、ガラス原料塊をガスにより浮遊させた状態で加熱することにより、前記ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラスを得た後、当該溶融ガラスを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ガスにより浮遊させるための複数のガス噴出孔が形成された成形面を有する成形型と、前記ガス噴出孔にガスを供給するガス供給機構と、前記ガラス原料塊を加熱する加熱手段と、冷却中の前記溶融ガラスに振動を与える振動付与手段とを備えることを特徴としている。

【0013】

態様７のガラス材の製造装置は、態様６において、前記振動付与手段が、電磁弁であることが好ましい。

【0014】

態様８のガラス材の製造装置は、態様６又は態様７において、前記加熱手段が、レーザー光照射装置であることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、無容器浮遊法において得られるガラス材の失透を抑制することができる、ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るガラス材の製造方法で用いられるガラス材の製造装置を示す模式的断面図である。

【図2】図２は、図１のガラス材の製造装置における成形面の一部分の略図的平面図である。

【図3】図３（ａ）は、電磁弁が開かれている状態を示す模式的断面図であり、図３（ｂ）は、電磁弁が開閉されている状態を示す模式的断面図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガスの流量のタイムチャートの第１の例を示す図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガスの流量のタイムチャートの第２の例を示す図である。

【図6】図６は、本発明の一実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガスの流量のタイムチャートの第３の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、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場合がある。

【0018】

本発明に係るガラス材の製造方法は、無容器浮遊法によりガラス材を製造する方法である。無容器浮遊法では、例えば、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製造することができる。

【0019】

具体的には、無容器浮遊法では、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－タングステン複合酸化物系ガラス材、ランタン－チタン複合酸化物系ガラス材、ランタン－タンタル複合酸化物系ガラス材、ランタン－ガリウム複合酸化物系ガラス材、ランタン－アルミニウム複合酸化物系ガラス材、ランタン－ホウ素複合酸化物系ガラス材、テルビウム－ホウ素複合酸化物系ガラス材、ユーロピウム－ホウ素複合酸化物系ガラス材、アルミニウム－ケイ素複合酸化物系ガラス材、タンタル－アルミニウム複合酸化物系ガラス材等であっても好適に製造することができる。

【0020】

以下、まず、本発明のガラス材の製造方法で用いる製造装置の一例について説明する。

【0021】

（ガラス材の製造装置）
図１は、本発明の一実施形態に係るガラス材の製造方法で用いられるガラス材の製造装置を示す模式的断面図である。ガラス材の製造装置１は、ガラス原料塊をガスにより浮遊させた状態で加熱することにより、ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラスを得た後、当該溶融ガラスを冷却してガラス材を製造する装置であって、浮遊対象物４としてのガラス原料塊をガスにより浮遊させるための複数のガス噴出孔２ｂが形成された成形面２ａを有する成形型２と、ガス噴出孔２ｂにガスを供給するガス供給機構３と、ガラス原料塊を加熱する加熱手段と、冷却中の溶融ガラスに振動を与える振動付与手段とを備える。

【0022】

図１に示すように、ガラス材の製造装置１は、成形型２を有する。成形型２は、成形面２ａと、成形面２ａに開口している複数のガス噴出孔２ｂとを有する。成形面２ａは、曲面である。具体的には、成形面２ａは、球面状である。

【0023】

成形面２ａの曲率半径は、目標とするガラスのサイズに合わせて調整することが好ましい。具体的には、目標とするガラス材の直径をｘ（ｍｍ）とし、成形面２ａの曲率半径をｙ（ｍｍ）とするとき、ｘ＜ｙ＜５ｘであることが好ましく、１．５ｘ＜ｙ＜４ｘであることがより好ましい。言い換えると、成形面２ａの曲率半径ｙは、ガラス材の直径ｘの１倍以上であることが好ましく、１．５倍以上であることがより好ましく、５倍以下であることが好ましく、４倍以下であることがより好ましい。

【0024】

成形型２は、成形面２ａに開口しているガス噴出孔２ｂを有する。図２に示すように、ガラス材の製造装置１では、ガス噴出孔２ｂが複数設けられている。具体的には、複数のガス噴出孔２ｂは、成形面２ａの中心から放射状に配列されている。

【0025】

なお、成形型２は、連続気孔を有する多孔質体により構成されていてもよい。この場合、ガス噴出孔２ｂは、連続気孔により構成される。

【0026】

ガス噴出孔２ｂは、ガスボンベなどのガス供給機構３に接続されている。このガス供給機構３からガス噴出孔２ｂを経由して、成形面２ａにガスが供給される。これにより、ガラス原料塊などの浮遊対象物４を浮遊させることができる。

【0027】

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・水素混合ガス等の還元性ガスや、窒素ガス、アルゴンガス、あるいはヘリウムガス等の不活性ガスであってもよい。

【0028】

冷却中の溶融ガラスに振動を与える振動付与手段は、電磁弁であることが好ましい。本実施形態のガラス材の製造装置１では、図１に示すように、ガス供給機構３とガス噴出孔２ｂとの間に、電磁弁１０が設けられている。また、電磁弁１０には、パルス信号を送るためのパルス発生装置６が接続されている。

【0029】

パルス発生装置６のスイッチがオフであるとき、電磁弁１０は開かれている。従って、この場合、ガス供給機構３から供給されたガスは、そのまま電磁弁１０を通過し、設定した流量でガス噴出孔２ｂから噴出される。

【0030】

一方、パルス発生装置６のスイッチがオンであるとき、電磁弁１０にパルス信号が送られ、電磁弁１０が開閉される。この電磁弁１０の開閉により、ガス供給機構３から供給されたガスは、電磁弁１０を間欠的に通過する。それによって、電磁弁１０を通過したガスを、ガス噴出孔２ｂから間欠的に噴出させることができる。

【0031】

次に、ガラス材の製造装置１を用いたガラス材の製造方法の一例について説明する。

【0032】

（ガラス材の製造方法）
まず、成形型２の成形面２ａに開口するガス噴出孔２ｂからガスを噴出させることにより、浮遊対象物４としてのガラス原料塊を成形面２ａ上で浮遊させる。すなわち、浮遊対象物４としてのガラス原料塊が成形面２ａに接触していない状態で、ガラス原料塊を保持する。なお、本明細書において、浮遊対象物４とは、ガラス原料塊以外に、ガラス原料塊を加熱融解させた溶融ガラス等のことをいう場合もあるものとする。

【0033】

ガラス原料塊としては、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、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、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体等が挙げられる。また、本実施形態において、ガラス原料塊の形状は、特に限定されず、例えば、レンズ状、球状、円柱状、多角柱状、直方体状、楕円体状等とすることができる。

【0034】

次に、浮遊対象物４としてのガラス原料塊を浮遊させた状態で、加熱手段を用いてガラス原料塊を加熱する。加熱手段は、レーザー光照射装置５であることが好ましい。すなわち、レーザー光照射装置５からレーザー光を照射することにより、ガラス原料塊を加熱することが好ましい。これにより、ガラス原料塊を加熱融解させて溶融ガラス（融液）を得る。

【0035】

なお、ガラス原料塊を浮上させてから溶融ガラスを得るまでの間は、パルス発生装置６をオフにして、電磁弁１０が開かれた状態にしておくものとする。すなわち、ガラス原料塊を浮上させてから溶融ガラスを得るまでの間は、ガスを連続的に噴出させながら浮遊させた状態でガラス原料塊を加熱するものとする。なお、後述するガスの流量のタイムチャートで説明するように、ガスを連続的に噴出させる際に、ガスの流量自体は変化させてもよいものとする。

【0036】

次に、溶融ガラスを浮遊させた状態で冷却することにより、ガラス材を得る。この溶融ガラスを冷却する工程においては、パルス発生装置６のスイッチをオンにして、電磁弁１０にパルス信号を送り、電磁弁１０を開閉させる。この電磁弁１０の開閉により、ガス供給機構３から供給されたガスは、電磁弁１０を間欠的に通過する。これにより、電磁弁１０を通過したガスを、ガス噴出孔２ｂから間欠的に噴出させることができ、冷却中の溶融ガラスに振動を与えることができる。なお、本明細書において、「冷却中の溶融ガラス」とは、結晶化温度よりも高いガラスもしくはガラス融液（融液ガラス）のことをいうものとする。

【0037】

本実施形態のガラス材の製造方法では、冷却工程において、冷却中の溶融ガラスに振動を与えることができるので、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、すぐに取り外すことができる。従って、溶融ガラスの成形面２ａへの接触時間を短くすることができ、その部分において結晶化が進行することを抑制することができる。よって、本実施形態のガラス材の製造方法によれば、得られるガラス材の失透を抑制することができる。

【0038】

なお、本実施形態において、ガスの間欠的な噴出は、冷却工程のみで行うものとする。加熱工程においても、ガスを間欠的に噴出させながらガラス原料塊を加熱する場合、融液ガラスの浮遊が不安定になりやすく、ガラス材を安定して製造することが難しくなる。これに対して、本実施形態では、上述したように、ガスを連続的に噴出させながら浮遊させた状態でガラス原料塊を加熱するため、融液ガラスの浮遊を安定させることができ、ガラス材をより安定して製造することができる。

【0039】

次に、本実施形態で用いる電磁弁１０の詳細について説明する。

【0040】

図３（ａ）は、電磁弁が開かれている状態を示す模式的断面図であり、図３（ｂ）は、電磁弁が開閉されている状態を示す模式的断面図である。

【0041】

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、電磁弁１０は、ポペット型の弁である。電磁弁１０は、弁体１１と、弁座１２とを備える。この電磁弁１０では、弁体１１が弁座１２に対して直角方向に駆動することにより、ガス流路を開閉することができる。

【0042】

図３（ａ）に示すように、電磁弁１０が開かれた状態であるとき、ガス供給機構３から供給されたガスは、電磁弁１０を通過し、設定した流量でガス噴出孔２ｂから噴出される。一方、図３（ｂ）に示すように、電磁弁１０にパルスの信号が送られると、弁体１１が上下に作動し、電磁弁１０が開閉する。これにより、電磁弁１０を通過するガスを、ガス噴出孔２ｂから間欠的に噴出させることができる。

【0043】

このように、電磁弁１０の開閉によりガスを間欠的に噴出させる場合、電磁弁１０が閉じられていたときに溜まっていたガスが、電磁弁１０が開かれるときに強く噴出される。そのため、ガスを間欠的に通過させる電磁弁１０を通して、ガスを間欠的に噴出させる方法によれば、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、電磁弁１０が開かれるときに強く噴出されたガスにより確実に取り外すことができ、得られるガラス材の失透をより確実に抑制することができる。

【0044】

電磁弁１０を開閉するに際し、電磁弁１０が開かれている時間間隔と、電磁弁１０が閉じられている時間間隔とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。もっとも、より簡便に電磁弁１０を開閉させる観点からは、電磁弁１０が開かれている時間間隔と、電磁弁１０が閉じられている時間間隔とが、同じであることが望ましい。例えば、電磁弁１０が開かれている時間間隔を０．０５秒とし、電磁弁１０が閉じられている時間間隔を０．０５秒とすることが好ましい。

【0045】

また、電磁弁１０が閉じられている時間が短い場合（すなわち、パルスの振動数が大きい場合）、電磁弁１０とガス噴出孔２ｂとの接続部（例えば、ガスパイプ）内のすべてのガスがガス噴出孔２ｂから噴出する前に電磁弁１０が開き、次のガスがガス供給機構３から供給される。すなわち、ガス噴出孔２ｂから噴出するガス流量が０になる前に次のガスが供給されることになるため、ガス流量に強弱を有するガスがガス噴出孔２ｂから噴出することになる。よって、冷却中の溶融ガラスをより確実に浮遊させ続けることができる。あるいは、ガス流量が０にならないように、電磁弁１０が完全に閉まらない構造となるように設計してもよい。

【0046】

電磁弁１０を開閉させるに際し、パルスの振動数は、好ましくは１Ｈｚ以上、より好ましくは１０Ｈｚ以上、さらに好ましくは２５Ｈｚ以上、特に好ましくは４０Ｈｚ以上であり、好ましくは１００Ｈｚ未満、より好ましくは８０Ｈｚ以下、さらに好ましくは７０Ｈｚ以下、特に好ましくは６０Ｈｚ以下である。パルスの振動数が上記下限値以上である場合、冷却中の溶融ガラスの成形面２ａへの接触をより生じ難くすることができる。また、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、より確実に取り外すことができ、得られるガラス材の失透をより確実に抑制することができる。また、パルスの振動数が上記上限値以上又は上記上限値を超える場合、ガス流量の強弱が小さくなり過ぎて、冷却中の溶融ガラスに十分な振動を与えられない場合がある。従って、パルスの振動数を上記上限値以下又は上記上限値未満とすることにより、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、より確実に取り外すことができ、得られるガラス材の失透をより確実に抑制することができる。

【0047】

なお、電磁弁１０としては、ポペット型の弁以外の弁を用いてもよく、特に限定はされない。

【0048】

以下、図４～図６を参照して、本発明のガラス材の製造方法におけるガスの流量のタイムチャートの第１～第３の例について説明する。第１～第３の例では、まず、パルス発生装置６のスイッチをオフにし、電磁弁１０が開かれた状態にしておく。この状態で、ガス供給機構３から供給されたガスを、ガス噴出孔２ｂから噴出させることにより、ガラス原料塊を成形面２ａ上で浮遊させる。次に、ガラス原料塊を浮遊させた状態で、レーザー光照射装置５からレーザー光を照射する。これにより、ガラス原料塊を加熱融解させて溶融ガラス（融液）を得る。次に、溶融ガラスを浮遊させた状態で、レーザー光の照射を停止して冷却することにより、ガラス材を得る。

【0049】

第１の例では、図４に示すように、レーザー光の照射を開始（レーザーＯＮ）してから溶融ガラスを得るまでの間、ガスの流量を一定にしながら連続的にガスを噴出させる。また、第１の例では、レーザー光の照射を停止（レーザーＯＦＦ）するとともに、パルス発生装置６のスイッチをオンにして、電磁弁１０にパルス信号を送り、電磁弁１０を開閉させる。このとき、図４に示すように、電磁弁１０の開閉により周期的にガスの流量を増減させる。例えば、ガスの設定流量を「１０」とすると、ガスの流量を、電磁弁１０が閉じているときに「８」となり、電磁弁１０が開いているときに「１２」となるように増減させ、これを周期的に繰り返すように増減させる。これにより、冷却中の溶融ガラスの成形面２ａへの接触をより生じ難くするとともに、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、より確実に取り外すことができる。従って、得られるガラス材の失透をより確実に抑制することができる。

【0050】

ガスの設定流量は、ガラス原料塊の種類や大きさにもよるが、例えば、５Ｌ／分以上、２０Ｌ／分以下とすることができる。また、電磁弁１０が閉じられているときのガスの流量の最小値は、例えば、設定流量の０．８倍～０．９５倍とすることができる。また、電磁弁１０が開かれているときのガスの流量の最大値は、例えば、設定流量の１．０５倍～１．２倍とすることができる。

【0051】

第２の例では、図５に示すように、レーザー光の照射を停止（レーザーＯＦＦ）して一定時間経過するまでの間、設定した流量でガスを供給した後、パルス発生装置６のスイッチをオンにし、ガスを間欠的に噴出させる。その他の点は、第１の例と同じである。第２の例のように、レーザー光の照射を停止することにより溶融ガラスを冷却させるに際し、ガラスの結晶化温度以上の温度であれば、溶融ガラスが冷却により固化し始めた後、ガスを間欠的に噴出させてもよい。

【0052】

第３の例では、図６に示すように、レーザー光の照射を開始（レーザーＯＮ）した後、ガラス原料塊の加熱融解が始まるまでの間、ガスの流量を徐々に大きくする。そして、ガラス原料塊の加熱融解が始まった後、ガラス原料塊が加熱融解された溶融ガラスを得るまでの間、ガスの流量を一定にしながら連続的にガスを噴出させる。その他の点は、第１の例と同様である。第３の例のように、ガラス原料塊を加熱する工程においては、ガスを連続的に噴出させながらガラス原料塊を浮遊させていればよく、ガスの流量自体は変化させてもよい。

【0053】

なお、上記実施形態では、電磁弁１０の開閉によりガスを間欠的に噴出させることによって、冷却中の溶融ガラスに振動を与えていたが、本発明においては、他の振動付与手段により、冷却中の溶融ガラスに振動を与えてもよく、特に限定はされない。

【0054】

振動付与手段は、例えば、回転ドラムを用いてガスを間欠的に噴出させることにより、冷却中の溶融ガラスに振動を与える方法であってもよい。回転ドラムとしては、例えば、複数のガス流路が形成されており、回転ドラムが回転するときに、複数のガス流路のうち１つのガス流路と、ガス流入孔及びガス流出孔が連結される状態と、連結されない状態とが繰り返されるように、複数のガス流路、ガス流入孔及びガス流出孔が配置されているものを使用することができる。回転ドラムをこのような構造とすることにより、ガスを間欠的に噴出させることができる。

【0055】

また、振動付与手段は、ガスを噴出させる成形型に超音波を印加させることにより、冷却中の溶融ガラスに振動を与える方法であってもよく、エアーまたはモータによるバイブレータで成形型自体に振動を与える方法であってもよい。

【0056】

振動付与手段の振動数は、好ましくは１Ｈｚ以上、より好ましくは１０Ｈｚ以上、さらに好ましくは２５Ｈｚ以上、特に好ましくは４０Ｈｚ以上であり、好ましくは１００Ｈｚ未満、より好ましくは８０Ｈｚ以下、さらに好ましくは７０Ｈｚ以下、特に好ましくは６０Ｈｚ以下である。振動付与手段の振動数が上記下限値以上である場合、冷却中の溶融ガラスの成形面２ａへの接触をより生じ難くすることができる。また、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、より確実に取り外すことができ、得られるガラス材の失透をより確実に抑制することができる。また、振動付与手段の振動数が上記上限値以上又は上記上限値を超える場合、連続波に近い状態となり、冷却中の溶融ガラスに十分な振動を与えられない場合がある。従って、振動付与手段の振動数を上記上限値以下又は上記上限値未満とすることにより、冷却中の溶融ガラスが成形面２ａに接触したとしても、より確実に取り外すことができ、得られるガラス材の失透をより確実に抑制することができる。

【実施例0057】

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0058】

表１は本発明の実施例１～３及び比較例１～３を示している。

【0059】

【表1】

【0060】

実施例１～３は以下のように作製した。はじめに、表１に示すガラス組成となるよう原料を調合した。次に、調合した原料０．３ｇ～０．６ｇをプレス成形して、９００℃～１１００℃で３時間～１２時間焼結することによりガラス原料塊を作製した。

【0061】

次に、得られたガラス原料塊を用いて、図１に準じたガラス材の製造装置１を用いた無容器浮遊法によって直径約５ｍｍ～７ｍｍの略球形状のガラス材を作製した。熱源には１００Ｗ ＣＯ_２レーザー発振器を１台～４台用いた。ガス流量は１Ｌ／分～１５Ｌ／分の範囲とした。具体的には、図４に示すように、レーザー光の照射を開始してから溶融ガラスを得るまでの間は、ガスの流量を８Ｌ／分～１２Ｌ／分で一定にしながら連続的にガスを噴出させた。次に、レーザー光の照射を停止して冷却を行い、ガラス材を得た。このとき、レーザー光の照射を停止するとともにパルス発生装置６のスイッチをオンにして、電磁弁１０に５０Ｈｚのパルス信号を送り、電磁弁１０を開閉させた。このように、実施例１～３では、ガスを間欠的に噴出させる振動付与手段により冷却中の溶融ガラスに振動を与えた。

【0062】

上記製造方法において、同一組成で１０ロットのガラス材を作製し、ガラス化率を確認した。１０ロット中、ガラス化率が９０％以上であった場合をＡ、ガラス化率が７０％以上～９０％未満であった場合をＢ、ガラス化率が７０％未満であった場合をＣとした。

【0063】

比較例１～３は、振動付与手段を用いなかったこと以外は実施例１～３と同様にガラス材を作製した。

【0064】

表１に示すように、実施例１～３のガラス材はガラス化率が９０％以上であった。一方、比較例１～３のガラス材はガラス化率が９０％未満となった。

【符号の説明】

【0065】

１…ガラス材の製造装置
２…成形型
２ａ…成形面
２ｂ…ガス噴出孔
３…ガス供給機構
４…浮遊対象物
５…レーザー光照射装置
６…パルス発生装置
１０…電磁弁
１１…弁体
１２…弁座

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】