[发明专利]玻璃、碎玻璃和光学元件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及澄清性优异的玻璃的制造方法、碎玻璃的制造方法和光学元件的制造方法。

背景技术

若大致进行划分，则生产玻璃的方法大致分为2种。第一种为对批次(batch)原料进行加热、熔融、成型从而得到玻璃的方法(批次直接熔融方式)；第二种为对批次原料进行粗熔解(以下称作粗熔)，制成碎玻璃，调制所得到的碎玻璃并进行再熔融(以下称作重熔)、成型从而得到玻璃的方法(粗熔-重熔方式)。

在通过上述任一种方法制造玻璃的情况下，在不搅拌的条件下进行长时间熔融时，存在因添加元素的比重不同等导致分离化(比重大的元素发生沉降等)之类的问题。这种分离化不仅会导致最终产品的不均质化，并且最终导致得不到在组成设计阶段所期望的特性等问题。特别是在要求精密的特性控制的光学玻璃等的制造中，这类问题较为严重。

因此，为了解决这种分离化的问题，提出了利用搅拌棒等搅拌熔融物的方法和向熔融物中投入气体通过鼓泡进行搅拌的技术。例如在专利文献1中提出了一种方法，在通过批次直接熔融方式制造玻璃时，将氧等气体在熔融物中进行鼓泡，使熔融物中构成元素的分散均质化。

然而，相比于批次直接熔融方式，在熔融工序的次数多的粗熔-重熔方式中，除了上述在熔融物中的各成分分离化的问题以外，如下所述的问题也较为显著。

第一个问题为试料污染(contamination)的问题。相比于批次直接熔融方式，在粗熔-重熔方式中与坩埚等熔融装置的接触次数增加。因此，若在鼓泡时使用氧等，则用作坩埚材料的铂或铂合金与氧发生反应，产生二氧化铂(PtO₂)，溶入熔融物中或者以铂离子(Pt⁴⁺)的形式从熔融物与铂或铂合金的界面溶入熔融物等问题较为显著。

这种溶入熔融物的Pt⁴⁺(包含PtO₂)作为杂质残留在玻璃中，容易导致玻璃的透过率劣化(曝晒作用，solarization)，除此以外会导致因玻璃中发生结晶化而以铂疙瘩(白金フシ)之类异物的形式残留的问题。

第二个问题是澄清性恶化的问题。在粗熔-重熔方式中，对批次原料进行熔融制作碎玻璃时，会放出来自原材料的溶解气体中的一部分。因此，再次对碎玻璃进行熔融并进入澄清工序时，来自原材料的溶解气体量相比于批次直接熔融方式降低。其结果是，在澄清工序中不能进行充分的脱泡，澄清性恶化的问题变得显著。

在专利文献2中针对上述第一个问题提出了一种技术，将Ar等惰性气体在熔融物中进行鼓泡，抑制铂离子溶入熔融物，从而防止透过率劣化和产生铂疙瘩的问题。

然而，对于专利文献2的方法来说，尽管透过率劣化等问题得到改善，但是需要使用比氧等昂贵的Ar气体等，因此在进行长时间鼓泡的情况下存在生产成本上升的问题。

另外，对于专利文献2的方法来说，Ar气体等物理性地微量残留在熔融物中，这种程度无法补充足以改善澄清性的溶解气体量，无法期望澄清性的改善效果。因此，在专利文献2中针对上述第二个问题以通过添加成分进行改善作为前提，使用具有强大澄清效果的亚砷酸作为玻璃的原材料。

然而，从近年来的降低环境负荷的观点出发，不优选使用As等，因而要求在不使用As这类环境负荷大的成分的条件下提高澄清性的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-252631号公报

专利文献2：日本特开2007-126296号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于这些情况而完成的，本发明的目的在于提供玻璃的制造方法以及碎玻璃和光学元件的制造方法，该玻璃的制造方法利用粗熔-重熔方式，澄清性优异，玻璃特性(均质性、透过率等)也良好，并且能够降低环境负荷和生产成本。

用于解决问题的手段

本发明人为了实现上述目的，反复进行了深入研究，结果发现，通过进行将含有二氧化碳的气体在熔融物内进行鼓泡的处理和向熔融气氛中加添二氧化碳的处理中的至少1种处理，能够实现该目的，从而基于该见解完成了本发明。

即，本发明的要点如下。

(1)一种玻璃的制造方法，其具有：

粗熔工序，对调制材料进行熔融从而得到碎玻璃；和

重熔工序，对上述碎玻璃进行再熔融从而得到玻璃，

其中，在上述粗熔工序和上述重熔工序之中的至少一种工序中，进行将含有二氧化碳的气体在熔融物内进行鼓泡的处理和向熔融气氛中加添二氧化碳的处理中的至少一种处理。