精密挤压成形用预成形件的制造方法及光学元件的制造方法技术

本发明专利技术提供用于稳定地生产由高折射率、低分散性玻璃构成的高品质预成形件的精密挤压成形用预成形件的制造方法、以及使用了该预成形件的光学元件的制造方法。所述精密挤压成形用预成形件的制造方法通过对流出的熔融玻璃进行分离来获得熔融玻璃块，并在冷却的过程中将该熔融玻璃块成形为预成形件，其中，构成预成形件的玻璃使用折射率（ｎ↓［ｄ］）超过１．８３、阿贝数（ｖ↓［ｄ］）为４０以上、且实质上不含碱性金属氧化物的玻璃，一边对所述分离出的熔融玻璃块施加风压，使其上浮，一边将其成形为预成形件。所述光学元件的制造方法对通过上述预成形件的制造方法制作的精密挤压成形用预成形件进行加热，并使用挤压成形模具进行精密挤压成形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地说，本专利技术涉及从熔融玻璃直接成形出由高折射率低分散性玻璃构成的高品质的精密挤压成形用预成形件的方法，以及对所述预成形件进行精密挤压成形的光学元件的制造方法。
技术介绍
近年来，精密挤压成形法(也称为模铸光学成形法)作为以低成本大量且稳定地供应非球面透镜等光学元件的方法而备受关注。在精密挤压成形法中，为了降低对设置在挤压成形模具或所述模具的成形面上的脱模膜的损伤并延长昂贵的挤压成形模具的寿命，使用可在较低的挤压温度下成形的具有低温软化特性的光学玻璃。这样的玻璃如在专利文献1中公开的那样，为了降低玻璃转移温度或屈服点而在其中加入了Li2O，作为玻璃成分。另一方面，作为以低成本大量且稳定地供应精密挤压成形用玻璃素材、即预成形件的方法，如专利文献2中公开的那样，公知有从熔融玻璃直接成形预成形件的方法。该方法为了防止预成形件表面产生褶皱或防止被称为罐裂(カン割れ)的冷却时玻璃的破损，向玻璃施加风压来使其上浮，并在此状态下成形为预成形件。然而，虽然折射率(nd)超过1.83、阿贝数(vd)为40以上的高折射率低分散特性的玻璃是在光学设计上极其有用的光学材料，但也是在高温状态下特别难以获得高玻璃稳定性的玻璃。因而，为了防止失透，必须使玻璃在流出时的温度足够高，并降低玻璃在流出时的粘性。此外，为了获得高折射率低分散特性的玻璃，需要加入大量的La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3等稀土类氧化物成分。这些成分与TiO2、Nb2O5等相比虽具有将分散性抑制得很低并同时提高折射率的作用，但另一方面也增加了比重。其结果是，当成形由上述玻璃构成的预成形件时，会具有如下问题。(a)由于玻璃的流出温度高，从而随着玻璃表面的挥发而易在预成形件上产生波筋。(b)上述挥发物会堆积在成形预成形件的成形模具中，并且所堆积的挥发物粘接到预成形件上，从而导致预成形件无法使用。(c)由于比重高、粘性低，因而在向成形模具供应玻璃时，玻璃容易粘接到成形模具上。特别是在堆积了挥发物的成形模具中很容易发生上述粘接。专利文献1日本专利文献特开2002-362938号公报；专利文献2日本专利文献特开2003-20248号公报。
技术实现思路
基于这种事由，本专利技术的目的在于提供一种用于稳定生产由高折射率低分散特性的玻璃构成的高品质预成形件的精密挤压用预成形件的制造方法、以及使用所述预成形件的光学元件的制造方法。本申请的专利技术人为解决上述问题而进行专心研究的结果，得到了如下知识。通常，在精密挤压成形用的光学玻璃中，如专利文献1所述那样为降低玻璃转移温度而含有大量的Li2O。但是，在高温玻璃中，含有以Li2O为主的碱性金属氧化物的玻璃表现出了显著的挥发性，这成为产生波筋或挥发物附着到成形模具上的原因。如上所述，一旦挥发物堆积在成形模具上，使用该模具成形的预成形件上就会粘接挥发物，从而可能无法作为预成形件来使用。另外，对于高比重、低粘性的玻璃来说，当向成形模具供应玻璃时玻璃与模具容易发生粘接，但在堆积了挥发物的成形模具中尤其容易发生上述粘接。一旦玻璃与成形模具发生粘接，就可能会陷于不得不停止生产的境地。另外，当使用具有由很多小孔构成的气体喷出口的成形模具时，挥发物会堵塞小孔从而妨碍玻璃的稳定上浮。此外，在使玻璃一边上浮、旋转，一边成形为球形的方法中，如果玻璃与成形模具发生粘接，成形模具中的玻璃就会停止上浮、旋转，从而无法将玻璃充分地成形为球形。我们发现若要消除这样的情况，只要使用实质上不含作为挥发性的原因的碱性金属氧化物的玻璃来成形预成形件即可，并最终完成了本专利技术。即，本专利技术提供如下的方法(1)一种精密挤压成形用预成形件的制造方法，通过对流出的熔融玻璃进行分离来获得熔融玻璃块，并在冷却的过程中将该熔融玻璃块成形为预成形件，其特征在于，构成预成形件的玻璃使用折射率(nd)超过1.83、阿贝数(vd)为40以上、且实质上不含碱性金属氧化物的玻璃，一边对所述分离出的熔融玻璃块施加风压，使其上浮，一边将其成形为预成形件。(2)如上述(1)项所述的方法，其特征在于，使用具有由多孔质材料构成的玻璃支承面或气体喷出口的成形模具，从所述玻璃支承面或气体喷出口喷出气体来施加风压，从而使玻璃块上浮。(3)如上述(1)或(2)项所述的方法，其特征在于，构成预成形件的玻璃在室温(23℃)下的比重为4.80以上。(4)如上述(1)至(3)项中任一项所述的方法，其特征在于，构成预成形件的玻璃的液相温度为950～1100℃。(5)如上述(1)至(4)项中任一项所述的方法，其特征在于，以摩尔％进行表示时，所述玻璃包括20～60％的B2O3、0～20％的SiO2、22～42％的ZnO、以及共计10～25％的La2O3和Gd2O3。(6)如上述(5)项所述的方法，其特征在于，以摩尔％进行表示时，所述玻璃还包括0～10％的ZrO2、0～10％的Ta2O5、0～10％的WO3、0～10％的Nb2O5、0～10％的TiO2、0～10％的Bi2O3、0～10％的GeO2、0～10％的Ga2O3、0～10％的Al2O3、0～10％的BaO、0～10％的Y2O3以及0～10％的Yb2O3，并且，其中La2O3的含量为5～24％、Gd2O3的含量为0～20％。(7)如上述(1)至(6)项中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃的玻璃转移温度为630℃以下。(8)一种光学元件的制造方法，其特征在于，对通过上述(1)至(7)项中任一项所述的方法制作的精密挤压成形用预成形件进行加热，并使用挤压成形模具进行精密挤压成形。(9)如上述(8)项所述的光学元件的制造方法，其特征在于，将预成形件导入挤压成形模具中，并对预成形件和挤压成形模具一并进行加热。(10)如上述(8)项所述的光学元件的制造方法，其特征在于，对预成形件进行加热，并将其导入预热后的挤压成形模具中来进行精密挤压成形。专利技术效果根据本专利技术，可提供用于稳定生产由高折射率低分散性玻璃构成的高品质预成形件的精密挤压成形用预成形件的制造方法、以及使用了所述预成形件的光学元件的制造方法。附图说明图1是在实施例以及比较例中使用的精密挤压成形装置的一个例子的截面示意图。标号说明1上模具2下模具3导向模具(体模具)4预成形件9支承棒10支承台11石英管12加热器13按压棒14热点偶 具体实施例方式首先，对本专利技术的精密挤压成形用预成形件的制造方法进行说明。(精密挤压成形用预成形件的制造方法)本专利技术的精密挤压成形用预成形件的制造方法是分离所流出的熔融玻璃分离来获得熔融玻璃块，并在冷却的过程中将该熔融玻璃块成形为预成形件的玻璃制精密挤压成形用预成形件的制造方法，其特征在于，构成预成形件的玻璃使用折射率(nd)超过1.83、阿贝数(vd)为40以上、且实质上不含碱性金属氧化物的玻璃，并且一边对所述分离出的熔融玻璃块施加风压以使其上浮，一边将其成形为预成形件。在该方法中，从流出喷嘴或者流出管流出融化、澄清、均匀的熔融玻璃，并相继分离出熔融玻璃块。使用多个成形模具，在各个成形模具上将相继分离出的熔融玻璃块成形为预成形件。使用取出成形的预成形件后的成形模具，再次将熔融玻璃块成形为预成形件。如此，通过循环使用(轮回使用)多个成形模具，从连续流出的熔融玻璃相继生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密挤压成形用预成形件的制造方法，通过对流出的熔融玻璃进行分离来获得熔融玻璃块，并在冷却的过程中将该熔融玻璃块成形为预成形件，其特征在于，构成预成形件的玻璃使用折射率（ｎ↓［ｄ］）超过１．８３、阿贝数（ｖ↓［ｄ］）为４０以上、且实质上不含碱性金属氧化物的玻璃，一边对所述分离出的熔融玻璃块施加风压，使其上浮，一边将其成形为预成形件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林和孝，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]