[发明专利]喷嘴及使用该喷嘴的光学玻璃块的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造规定量的光学玻璃块的技术。

背景技术

近年来，在数码相机、投影机等光学设备领域中，需要实现设备的小型化、轻量化，与此相伴，对于可以减少所使用的透镜数量的非球面透镜的需求正在增加。

通常，构成光学系统的透镜一般有球面透镜和非球面透镜。多数球面透镜是通过对玻璃成型品进行研磨抛光而制造的，其中玻璃成型品是对玻璃材料进行再加热压制成型而获得的。另一方面，非球面透镜的主流制造方法是通过精密压制成型进行制造的方法，在此方法中，利用具有高精度成型面的模具来对加热软化后的预成型件进行压制成型，将模具所具有的高精度成型面的形状转印在预成型材上。

精密压制成型用预成型件大多采用球形、椭圆球或者扁平状的玻璃成型体(玻璃料滴)，可以通过以下工序来制造这些玻璃成型体：使原料玻璃在坩埚等熔融装置中熔化后，从连接到熔融装置的喷嘴等流到成型模具上，形成板状玻璃或棒状玻璃等，接着，进一步对这些板状玻璃或棒状玻璃等进行冷加工。另外，近年来使用如下技术：使用剪切机切断从喷嘴等流出的熔融玻璃，或者利用表面张力使从喷嘴等流出的熔融玻璃分离，使此熔融玻璃流下(滴下)到例如喷出气体的多孔性模具上，通过悬浮成型将所述熔融玻璃调整成大小及形状适当的玻璃料滴。但是，当使用前一种技术时，用剪切机剪断的痕迹有时会残留在玻璃料滴上，因此近年来多使用后一种技术。

对于所述的任一种方法来说，当使玻璃从喷嘴流出时，为了控制玻璃流的温度和流出量，或者为了防止在成型过程中产生条纹、失透等缺陷，针对所述喷嘴的形状提出了多种方案。近年来，随着光学玻璃折射率的提高，要求提高液相温度及/或要求降低粘性，或者随着Tg的降低，要求降低粘性，为了应对这种情况，已经研究出了多种技术方案，但现状仍是未能充分满足上述要求。

在专利文献1中揭示了如下所述的喷嘴，对于此喷嘴来说，使流出口的直径大于喷嘴本体的直径，例如使喷嘴末端的熔融玻璃流出口张开成锥形，由此使熔融玻璃流长时间滞留在喷嘴流出口内，从而可以进行控制以推迟玻璃流下的时间。

在专利文献2中揭示了如下所述的方法：当熔融玻璃开始从熔融装置流出，经过管道并从流出口流出时，通过在内部设置限流器来使流速分布均一，以使成分已挥发的变质玻璃减少滞留，从而防止条纹产生。另外，在专利文献2中还揭示了如下所述的内容：为了防止因限流器而导致流量减少，控制限流器部分的温度，以使限流器部分的温度高于其它部位的温度。

在专利文献3中揭示了如下所述的方法：在喷嘴内部设置阻抗部件以降低流经喷嘴截面中央的玻璃流的流速，以增加可以获得的玻璃料滴的最大重量。

在专利文献4中揭示了如下所述的结构：在熔融玻璃容纳槽的连接部与流出前端部之间具有截面积大于所述流出前端部的扩展部，通过对各部分的温度进行控制而以小型装置来控制流量。

专利文献1：日本专利特开平10-36123号公报

专利文献2：日本专利特开2003-306334号公报

专利文献3：日本专利特开平8-26737号公报

专利文献4：日本专利特公平8-25750号公报

然而，所述现有的方法存在以下问题。

一般来说，当使熔融玻璃通过喷嘴从熔融槽流出，并在成型模具中成型时，在熔融玻璃从熔融槽流到流出口的过程中，必须对熔融玻璃的温度进行控制，使其温度暂时降低，降低到适合成型的温度。此时，例如当熔融玻璃流出之后，会因玻璃成分的挥发而产生条纹，此时必须通过降低喷嘴的温度来防止产生条纹。然而，熔融玻璃流就是从高温侧流向低温侧的高粘性流体，其在喷嘴内的内壁附近的温度低，在截面重心附近的温度高。而且，流速分布显示在内壁面附近低，在截面重心附近高。

当根据喷嘴的测量温度进行控制时，喷嘴的测量温度大致准确地表示内壁面附近的玻璃温度，但所示测量温度低于玻璃流中心温度(也就是通过喷嘴内的流路截面重心附近的玻璃流的温度)。因此，对于液相温度高的玻璃来说，在玻璃流中心的温度下降到不会发生挥发的温度之前，喷嘴温度(喷嘴内壁附近的玻璃温度)会下降到结晶成长温度，也就是会下降到失透温度，从而会导致失透的产生。

对于专利文献1中所揭示的喷嘴来说，因为流出口张开呈锥形，流出口的内径变大，所以内壁面与玻璃流中心之间的温度差以及流速差增大，导致上述趋势变得明显。