JP6699293B2

JP6699293B2 - Glass material manufacturing method and manufacturing apparatus

Info

Publication number: JP6699293B2
Application number: JP2016067685A
Authority: JP
Inventors: 朋子山田; 佐藤　史雄; 史雄佐藤
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017178664A

Description

本発明は、無容器浮遊法によるガラス材の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method and a manufacturing apparatus for glass materials by a containerless floating method.

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。 In recent years, research on a containerless floating method has been conducted as a method for manufacturing a glass material. For example, in Patent Document 1, a barium titanium-based ferroelectric sample suspended in a gas levitation furnace is irradiated with a laser beam to be heated and melted, and then cooled to cool the barium titanium-based ferroelectric sample to a glass. The method of making it possible is described. As described above, in the containerless floating method, since the progress of crystallization due to contact with the wall surface of the container can be suppressed, even a material that cannot be vitrified by the conventional manufacturing method using a container is used. It may be vitrified. Therefore, the containerless floating method is a remarkable method as a method capable of producing a glass material having a novel composition.

引用文献１に開示された方法では、ガス浮遊炉の底部に設けた１つの孔からガスを噴出させることによりガラス原料塊を浮遊させた状態で、レーザービームをガラス原料塊の上下方向から照射して加熱溶融させている。したがって、下方向から照射するレーザービームは、ガス浮遊炉のガス噴出孔を通して出射されていると考えられる。 In the method disclosed in the cited document 1, a laser beam is irradiated from above and below the glass raw material in a state where the glass raw material is suspended by ejecting gas from one hole provided at the bottom of the gas levitation furnace. It is heated and melted. Therefore, it is considered that the laser beam irradiated from below is emitted through the gas ejection holes of the gas levitation furnace.

特開２００６−２４８８０１号公報JP, 2006-248801, A

しかしながら、１つのガス噴出孔を通してレーザービームを出射する場合、以下のような課題があることを本発明者らは見出した。すなわち、レーザービームが照射されたガラス原料塊の部分は、加熱溶融されて粘度が低くなっているため、この部分に噴出したガスが当たると変形しやすくなる。その結果、ガラス原料塊の外周面に沿ってガスが均等に分散されにくくなり、ガラス原料塊の浮遊状態が不安定になるという課題が存在する。 However, the present inventors have found that the following problems occur when the laser beam is emitted through one gas ejection hole. That is, since the portion of the glass raw material lump irradiated with the laser beam is melted by heating and has a low viscosity, when the gas ejected onto this portion is easily deformed. As a result, it becomes difficult for the gas to be uniformly dispersed along the outer peripheral surface of the glass raw material lump, and the floating state of the glass raw material lump becomes unstable.

本発明の目的は、ガス噴出孔を通してレーザービームを出射させても、ガラス原料塊を安定して浮遊させることができるガラス材の製造方法及び製造装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a glass material manufacturing method and manufacturing apparatus capable of stably suspending a glass raw material lump even when a laser beam is emitted through a gas ejection hole.

本発明の製造方法は、ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融した後に冷却してガラス材を製造する方法であって、下方から上方に向かってガスを噴出させてガラス原料塊を浮遊させる複数の第１の孔と、ガスを噴出させるとともに、下方からガラス原料塊に照射されるレーザービームを通過させる第２の孔とを有する成形部材を準備する工程と、ガラス原料塊を成形部材の上に配置し、第１の孔及び第２の孔からガスを噴出することにより、ガラス原料塊を浮遊させた状態で、レーザービームを第２の孔を通過させてガラス原料塊に照射し、ガラス原料塊を加熱溶融する工程とを備えることを特徴としている。 The manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a glass material by heating and melting the glass raw material lump in a suspended state, and then cooling the glass raw material lump, in which the glass raw material lump is floated by jetting gas upward from below. A step of preparing a molding member having a plurality of first holes and a second hole through which a gas is ejected and through which a laser beam irradiated to the glass raw material block from below is passed; The glass raw material lump is arranged above, and the laser beam is passed through the second hole to irradiate the glass raw material lump in a state where the glass raw material lump is suspended by ejecting gas from the first hole and the second hole, And a step of heating and melting the glass raw material lump.

本発明においては、第２の孔が成形部材の中央部に形成されており、第１の孔が第２の孔より外側に形成されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the second hole is formed in the central portion of the molding member and the first hole is formed outside the second hole.

本発明において、第２の孔の孔径は、第１の孔の孔径より大きいことが好ましい。この場合、例えば、第２の孔の孔径は、第１の孔の孔径の１．１〜１０倍であることが好ましい。 In the present invention, the hole diameter of the second hole is preferably larger than the hole diameter of the first hole. In this case, for example, the hole diameter of the second hole is preferably 1.1 to 10 times the hole diameter of the first hole.

本発明においては、成形部材が多孔質材料から構成されていてもよい。この場合、第１の孔は、多孔質材料の連通孔であることが好ましい。 In the present invention, the molding member may be made of a porous material. In this case, it is preferable that the first holes are communicating holes of the porous material.

本発明の製造装置は、ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融した後に冷却してガラス材を製造する装置であって、下方から上方に向かってガスを噴出させてガラス原料塊を浮遊させる複数の第１の孔と、ガスを噴出させるとともに、下方からガラス原料塊に照射されるレーザービームを通過させる第２の孔とを有する成形部材と、第１の孔及び第２の孔にガスを供給するガス供給手段と、レーザービームを出射するレーザー光源とを備え、成形部材の上に配置されたガラス原料塊に向かって、第１の孔及び第２の孔からガスを噴出することにより、ガラス原料塊を浮遊させ、レーザー光源からのレーザービームを第２の孔を通過させ、ガラス原料塊に照射して加熱溶融することを特徴としている。 The manufacturing apparatus of the present invention is an apparatus for manufacturing a glass material by heating and melting the glass raw material lump in a suspended state and then cooling the glass raw material lump, in which the glass raw material lump is floated by ejecting gas from below to above. A molding member having a plurality of first holes and a second hole through which a gas is ejected and through which a laser beam irradiated to the glass raw material lump from below passes, and a gas in the first hole and the second hole. By supplying gas from the first hole and the second hole toward the glass raw material lump placed on the molding member, the gas supply unit for supplying the gas and the laser light source for emitting the laser beam are provided. The glass raw material lump is floated, the laser beam from the laser light source is passed through the second hole, and the glass raw material lump is irradiated and heated and melted.

本発明によれば、ガス噴出孔を通してレーザービームを出射させても、ガラス原料塊を安定して浮遊させることができる。 According to the present invention, even if a laser beam is emitted through the gas ejection holes, the glass raw material lump can be stably suspended.

本発明の第１の実施形態の製造方法（製造装置）を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the manufacturing method (manufacturing apparatus) of the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す第１の実施形態における第１の孔及び第２の孔を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st hole and 2nd hole in 1st Embodiment shown in FIG. 本発明の第２の実施形態の製造方法（製造装置）における成形部材を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing a forming member in a manufacturing method (manufacturing device) of a 2nd embodiment of the present invention. 図３に示す第２の実施形態における第１の孔及び第２の孔を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st hole and 2nd hole in 2nd Embodiment shown in FIG. 本発明の第３の実施形態の製造方法（製造装置）における成形部材を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing a forming member in a manufacturing method (manufacturing device) of a 3rd embodiment of the present invention. 図５に示す第３の実施形態における第１の孔及び第２の孔を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st hole and 2nd hole in 3rd Embodiment shown in FIG. 本発明の第４の実施形態の製造方法（製造装置）における成形部材を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing a forming member in a manufacturing method (manufacturing device) of a 4th embodiment of the present invention. 比較例の製造方法（製造装置）を示す模式的断面図である。It is a schematic cross section which shows the manufacturing method (manufacturing apparatus) of a comparative example.

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。 Hereinafter, preferred embodiments will be described. However, the following embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to the following embodiments. In each drawing, members having substantially the same function may be referred to by the same reference numeral.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の製造方法（製造装置）を示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施形態のガラス材製造装置１において、ガラス原料塊２は、成形部材１０の成形面１０ａの上方に浮遊した状態で配置されている。成形面１０ａは、凹球面状または凹非球面状に設けられていることが好ましい。成形面１０ａには、ガス４を下方から上方に向かって噴出する第１の孔１１及び第２の孔１２が形成されている。第１の孔１１及び第２の孔１２からガス４が噴出することにより、ガラス原料塊２が上方に浮遊している。第１の孔１１及び第２の孔１２に、ガスボンベなどのガス供給手段３からガス４が供給されることにより、第１の孔１１及び第２の孔１２からガス４が噴出する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing method (manufacturing apparatus) of the first embodiment. As shown in FIG. 1, in the glass material manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the glass raw material lump 2 is arranged above the molding surface 10 a of the molding member 10 in a floating state. The molding surface 10a is preferably provided in a concave spherical shape or a concave aspherical shape. The molding surface 10a is formed with a first hole 11 and a second hole 12 for ejecting the gas 4 from the lower side to the upper side. The gas 4 is blown out from the first hole 11 and the second hole 12, whereby the glass raw material lump 2 floats upward. By supplying the gas 4 to the first hole 11 and the second hole 12 from the gas supply means 3 such as a gas cylinder, the gas 4 is ejected from the first hole 11 and the second hole 12.

ガス４の種類は、特に限定されるものではなく、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し、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素を含有した還元性ガスであってもよい。 The type of gas 4 is not particularly limited, and may be, for example, air or oxygen, an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas, or carbon monoxide gas. It may be a reducing gas containing carbon dioxide gas or hydrogen.

図２は、図１に示す第１の実施形態における第１の孔１１及び第２の孔１２を示す平面図である。図２に示すように、第２の孔１２は成形部材１０の成形面１０ａの中央部に形成されており、第１の孔１１は第２の孔１２より外側に複数形成されている。本実施形態において、第２の孔１２は成形面１０ａ内に１つ形成されている。第１の孔１１は、二点鎖線で示す領域１３内で形成されている。直径Ｄ_１は、領域１３の直径を示しており、直径Ｄ_０は、成形面１０ａの直径を示している。本実施形態では、第１の孔１１の孔径と第２の孔１２の孔径とは、実質的に同じになるように形成されている。 FIG. 2 is a plan view showing the first hole 11 and the second hole 12 in the first embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 2, the second hole 12 is formed at the center of the molding surface 10 a of the molding member 10, and the plurality of first holes 11 are formed outside the second hole 12. In this embodiment, one second hole 12 is formed in the molding surface 10a. The first hole 11 is formed in a region 13 shown by a chain double-dashed line. The diameter D ₁ indicates the diameter of the region 13, and the diameter D ₀ indicates the diameter of the molding surface 10a. In the present embodiment, the hole diameter of the first hole 11 and the hole diameter of the second hole 12 are formed to be substantially the same.

成形部材１０は、例えば、炭化ケイ素、超鋼、ステンレス、ジュラルミン、カーボン等により構成することができる。 The molded member 10 can be made of, for example, silicon carbide, super steel, stainless steel, duralumin, carbon, or the like.

図１に示すように、第１の孔１１及び第２の孔１２からガス４を噴出させることによりガラス原料塊２を浮遊させた状態で、加熱手段であるレーザー光源５からのレーザービーム６を、第２の孔１２を通過させてガラス原料塊２に照射する。また、本実施形態では、加熱手段であるレーザー光源７をガラス原料塊２の上方にも設けており、レーザー光源７からのレーザービーム８もガラス原料塊２に照射する。レーザービーム６及び８を照射することによりガラス原料塊２を加熱溶融してガラス化し、その後、冷却することでガラス材を得ることができる。ガラス原料塊２を加熱溶融する工程と、ガラス材の温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程とにおいては、少なくともガス４の噴出を継続し、ガラス原料塊２またはガラス材が成形面１０ａに接触しないようにすることが好ましい。 As shown in FIG. 1, a laser beam 6 from a laser light source 5, which is a heating means, is fed while the glass raw material mass 2 is suspended by ejecting a gas 4 from the first hole 11 and the second hole 12. Then, the glass raw material lump 2 is irradiated through the second hole 12. Further, in the present embodiment, the laser light source 7 as a heating means is also provided above the glass raw material lump 2, and the laser beam 8 from the laser light source 7 is also applied to the glass raw material lump 2. By irradiating the laser beams 6 and 8, the glass raw material lump 2 is heated and melted to be vitrified, and then cooled, whereby a glass material can be obtained. In the step of heating and melting the glass raw material lump 2 and the step of cooling the glass material until the temperature of the glass material becomes at least the softening point or less, at least the gas 4 is continuously jetted, and the glass raw material lump 2 or the glass material is molded surface 10a. It is preferable not to come into contact with.

本実施形態では、下方からのレーザービーム６とともに、上方からのレーザービーム８もガラス原料塊２に照射しているが、下方からのレーザービーム６のみをガラス原料塊２に照射してもよい。 In this embodiment, the glass raw material lump 2 is irradiated with the laser beam 6 from below as well as the laser beam 6 from below, but only the laser beam 6 from below may be irradiated to the glass raw material lump 2.

図８は、比較例の製造方法（製造装置）を示す模式的断面図である。図８に示すように、この比較例では、成形部材３０の中央部にガス噴出孔３１が１つだけ形成されている。つまりこの装置は、特許文献１と同様に、ガス噴出孔３１からガス４を噴出させてガラス原料塊２を浮遊させるとともに、ガス噴出孔３１を通過させてレーザービーム６をガラス原料塊２に照射するようになっている。このため、ガラス原料塊２のレーザー被照射部２ａは、レーザービーム６の照射により加熱溶融されて粘度が低下し、粘度が低下したレーザー被照射部２ａにガス噴出孔３１から噴出したガス４が当たる。レーザー被照射部２ａに噴出したガス４が当たると、粘度が低くなっているため変形しやすく、ガラス原料塊２の外周面に沿ってガス４が均等に分散されにくくなる。このため、ガラス原料塊２の浮遊状態が不安定になり、ガラス原料塊２が成形部材３０と接触してしまうおそれが生じる。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing method (manufacturing apparatus) of a comparative example. As shown in FIG. 8, in this comparative example, only one gas ejection hole 31 is formed in the central portion of the molding member 30. That is, this device, like Patent Document 1, ejects the gas 4 from the gas ejection hole 31 to suspend the glass raw material lump 2 and irradiates the glass raw material lump 2 with the laser beam 6 through the gas ejection hole 31. It is supposed to do. Therefore, the laser-irradiated portion 2a of the glass raw material lump 2 is heated and melted by the irradiation of the laser beam 6 and its viscosity is lowered. Hit When the gas 4 ejected onto the laser-irradiated portion 2a hits, the viscosity is low, so that the laser-irradiated portion 2a is easily deformed, and the gas 4 is less likely to be uniformly dispersed along the outer peripheral surface of the glass raw material lump 2. Therefore, the floating state of the glass raw material lump 2 becomes unstable, and the glass raw material lump 2 may come into contact with the molding member 30.

これに対し、本実施形態では、ガス４を噴出するためだけの第１の孔１１が複数設けられている。このため、第１の孔１１から噴出したガス４により、ガラス原料塊２の浮遊状態を安定に保つことができる。特に、本実施形態では、第２の孔１２の周囲に複数の第１の孔１１が設けられているので、ガラス原料塊２の浮遊状態をより安定に保つことができる。 On the other hand, in the present embodiment, the plurality of first holes 11 only for ejecting the gas 4 are provided. Therefore, the gas 4 ejected from the first holes 11 can stably maintain the floating state of the glass raw material lump 2. In particular, in the present embodiment, since the plurality of first holes 11 are provided around the second hole 12, the floating state of the glass raw material lump 2 can be kept more stable.

上述のように、本実施形態では、第１の孔１１の孔径と第２の孔１２の孔径とは、実質的に同じになるように形成されている。第１の孔１１及び第２の孔１２の孔径が大きすぎると、ガス噴出の流速が小さくなり、ガラス原料塊２を十分に浮遊させることができない場合がある。このため、第１の孔１１及び第２の孔１２の孔径は、２ｍｍ以下であることが好ましく、１．５ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以下であることがさらに好ましく、０．５ｍｍ以下であることが特に好ましい。但し、第１の孔１１及び第２の孔１２の孔径が小さすぎると、ガスが噴出しにくくなる場合がある。また、レーザービーム６が第２の孔１２を通過しにくくなる。従って、第１の孔１１及び第２の孔１２の孔径は、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましい。 As described above, in the present embodiment, the hole diameter of the first hole 11 and the hole diameter of the second hole 12 are formed to be substantially the same. If the diameters of the first holes 11 and the second holes 12 are too large, the flow velocity of the gas jet may be low, and the glass raw material lump 2 may not be sufficiently suspended. Therefore, the diameter of the first hole 11 and the second hole 12 is preferably 2 mm or less, more preferably 1.5 mm or less, further preferably 1 mm or less, and 0.5 mm or less. Is particularly preferable. However, if the diameters of the first holes 11 and the second holes 12 are too small, it may be difficult to eject gas. Further, it becomes difficult for the laser beam 6 to pass through the second hole 12. Therefore, the diameter of the first hole 11 and the second hole 12 is preferably 0.1 mm or more, and more preferably 0.3 mm or more.

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態の製造方法（製造装置）における成形部材を示す模式的断面図である。図３に示すように、本実施形態では、第２の孔１２の孔径を第１の孔１１の孔径よりも大きくしている。第１の実施形態と同様に、第２の孔１２は成形部材１０の成形面１０ａの中央部に形成されており、第１の孔１１は第２の孔１２より外側に複数形成されている。 (Second embodiment)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a molded member in the manufacturing method (manufacturing apparatus) of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the hole diameter of the second hole 12 is larger than the hole diameter of the first hole 11. Similar to the first embodiment, the second holes 12 are formed at the center of the molding surface 10a of the molding member 10, and the plurality of first holes 11 are formed outside the second holes 12. ..

図４は、図３に示す第２の実施形態における第１の孔１１及び第２の孔１２を示す平面図である。図４に示されるように、本実施形態において、第２の孔１２の孔径は第１の孔１１の孔径より大きく、第２の孔１２の周囲に複数の第１の孔１１が形成されている。また、本実施形態では、第２の孔１２に近い領域において第１の孔１１が密集して形成されている。なお、図４においては、直径Ｄ_１及び直径Ｄ_０を図示していないが、図２と同様に、直径Ｄ_１は領域１３の直径であり、直径Ｄ_０は成形面１０ａの直径である。 FIG. 4 is a plan view showing the first hole 11 and the second hole 12 in the second embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the hole diameter of the second hole 12 is larger than the hole diameter of the first hole 11, and the plurality of first holes 11 are formed around the second hole 12. There is. Further, in the present embodiment, the first holes 11 are densely formed in the region close to the second holes 12. In addition, although the diameter D ₁ and the diameter D ₀ are not shown in FIG. 4, the diameter D ₁ is the diameter of the region 13 and the diameter D ₀ is the diameter of the molding surface 10 a, as in FIG. 2.

本実施形態では、上述のように、第２の孔１２の孔径を第１の孔１１の孔径より大きくしている。これにより、第２の孔１２から噴出するガス４の流速を、第１の孔１１から噴出するガス４の流速より遅くすることができる。その結果、ガラス原料塊２の変形が抑制され、ガラス原料塊２の浮遊状態をより安定にすることができる。また、第２の孔１２の孔径を第１の孔１１の孔径より大きくすることにより、レーザービーム６の光路を調整しやすくなる。 In the present embodiment, as described above, the hole diameter of the second hole 12 is made larger than the hole diameter of the first hole 11. Thereby, the flow velocity of the gas 4 ejected from the second hole 12 can be made slower than the flow velocity of the gas 4 ejected from the first hole 11. As a result, the deformation of the glass raw material mass 2 is suppressed, and the floating state of the glass raw material mass 2 can be made more stable. Further, by making the hole diameter of the second hole 12 larger than the hole diameter of the first hole 11, it becomes easy to adjust the optical path of the laser beam 6.

第２の孔１２の孔径は、第１の孔１１の孔径の１．１〜１０倍であることが好ましく、１．５〜８倍であることがより好ましく、２〜５倍であることがさらに好ましい。第２の孔１２の孔径が大きくなりすぎると、ガラス原料塊２の浮遊状態が不安定になる傾向がある。 The hole diameter of the second hole 12 is preferably 1.1 to 10 times the hole diameter of the first hole 11, more preferably 1.5 to 8 times, and preferably 2 to 5 times. More preferable. If the diameter of the second holes 12 is too large, the floating state of the glass raw material lump 2 tends to be unstable.

第１の孔１１の孔径の実際的な寸法は、第１の実施形態に例示した寸法と同様であることが好ましい。本実施形態において、第２の孔１２の孔径は、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましく、１．８ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．５ｍｍ以下であることが特に好ましく、１．２ｍｍ以下であることが最も好ましい。第２の孔１２の孔径は、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましく、０．８ｍｍ以上であることがさらに好ましい。 The practical size of the hole diameter of the first hole 11 is preferably similar to the size illustrated in the first embodiment. In the present embodiment, the hole diameter of the second hole 12 is preferably 3 mm or less, more preferably 2 mm or less, further preferably 1.8 mm or less, and 1.5 mm or less. Particularly preferably, 1.2 mm or less is the most preferable. The hole diameter of the second hole 12 is preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, and further preferably 0.8 mm or more.

本実施形態においても、第１の孔１１が複数設けられているため、第１の孔１１から噴出したガス４により、ガラス原料塊２の浮遊状態を安定に保つことができる。また、第２の孔１２の周囲に複数の第１の孔１１が設けられているので、ガラス原料塊２の浮遊状態をより安定に保つことができる。 Also in the present embodiment, since the plurality of first holes 11 are provided, the floating state of the glass raw material lump 2 can be stably maintained by the gas 4 ejected from the first holes 11. Further, since the plurality of first holes 11 are provided around the second holes 12, the floating state of the glass raw material lump 2 can be kept more stable.

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の製造方法（製造装置）における成形部材を示す模式的断面図である。図６は、図５に示す第３の実施形態における第１の孔１１及び第２の孔１２を示す平面図である。図５及び図６に示すように、本実施形態では、成形面１０ａの中央部に１つの第１の孔１１を形成し、その周囲に４つの第２の孔１２を形成している。さらに第２の孔１２の周囲に複数の第１の孔１１を形成している。なお、図６においては、直径Ｄ_１及び直径Ｄ_０を図示していないが、図２と同様に、直径Ｄ_１は領域１３の直径であり、直径Ｄ_０は成形面１０ａの直径である。 (Third Embodiment)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a molded member in the manufacturing method (manufacturing apparatus) of the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view showing the first hole 11 and the second hole 12 in the third embodiment shown in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6, in the present embodiment, one first hole 11 is formed in the center of the molding surface 10a, and four second holes 12 are formed around it. Further, a plurality of first holes 11 are formed around the second holes 12. Note that, although the diameter D ₁ and the diameter D ₀ are not shown in FIG. 6, the diameter D ₁ is the diameter of the region 13 and the diameter D ₀ is the diameter of the molding surface 10 a as in FIG. 2.

本実施形態に示すように、本発明においては、第２の孔１２を複数形成してもよい。第２の孔１２を複数形成することにより、複数のレーザービーム６を下方から照射することができるので、ガラス原料塊２の加熱溶融状態をより制御しやすくなる。複数のレーザービーム６は、別々のレーザー光源から出射されたものであってもよいし、１つのレーザー光源から出射されたものをビームスプリッターなどで分割したものであってもよい。 As shown in this embodiment, a plurality of second holes 12 may be formed in the present invention. By forming a plurality of second holes 12, it is possible to irradiate a plurality of laser beams 6 from below, so that it becomes easier to control the heating and melting state of the glass raw material ingot 2. The plurality of laser beams 6 may be emitted from different laser light sources or may be emitted from one laser light source and divided by a beam splitter or the like.

本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、第２の孔１２の孔径を第１の孔１１の孔径より大きくしている。したがって、第２の孔１２から噴出するガス４の流速を、第１の孔１１から噴出するガス４の流速より遅くすることができ、ガラス原料塊２の浮遊状態をより安定にすることができる。また、第２の孔１２の孔径を第１の孔１１の孔径より大きくすることにより、第２の孔１２の孔径を相対的に大きくすることができるので、レーザービーム６の光路を調整しやすくなる。 Also in the present embodiment, the hole diameter of the second hole 12 is made larger than the hole diameter of the first hole 11 as in the second embodiment. Therefore, the flow velocity of the gas 4 ejected from the second hole 12 can be made slower than the flow velocity of the gas 4 ejected from the first hole 11, and the floating state of the glass raw material lump 2 can be made more stable. . Further, by making the hole diameter of the second hole 12 larger than the hole diameter of the first hole 11, the hole diameter of the second hole 12 can be made relatively large, so that the optical path of the laser beam 6 can be easily adjusted. Become.

第１の孔１１及び第２の孔１２の孔径の寸法は、第２の実施形態と同様であることが好ましい。 The hole diameters of the first hole 11 and the second hole 12 are preferably the same as those in the second embodiment.

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態の製造方法（製造装置）における成形部材を示す模式的断面図である。本実施形態において、成形部材１０は、連通孔を有する多孔質材料から構成されている。図７に示すように、成形部材１０は、その周囲に設けられた保持部材１４によって保持されている。また、保持部材１４を設けることによって、ガス４が成形部材１０の連通孔を通り成形部材１０の側方から漏れないように遮蔽している。成形面１０ａの中央部には、第２の孔１２が形成されている。 (Fourth Embodiment)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a molded member in the manufacturing method (manufacturing apparatus) of the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the molding member 10 is made of a porous material having communication holes. As shown in FIG. 7, the molding member 10 is held by a holding member 14 provided around the molding member 10. Further, by providing the holding member 14, the gas 4 is shielded so as not to leak from the side of the molding member 10 through the communication hole of the molding member 10. A second hole 12 is formed in the center of the molding surface 10a.

本実施形態においては、第２の孔１２の周囲に存在している成形部材１０の連通孔が、第１の孔１１を構成している。第１の孔１１を構成している連通孔は、成形部材１０の下方から上方に向かって連なっている孔である。成形部材１０の下方に供給されたガス４は、この連通孔を通り、成形面１０ａの上方に噴出する。また、成形部材１０の下方に供給されたガス４は、第２の孔１２を通ることによっても、成形面１０ａの上方に噴出する。 In the present embodiment, the communication holes existing around the second holes 12 of the molding member 10 form the first holes 11. The communication hole forming the first hole 11 is a hole that extends from the lower side to the upper side of the molding member 10. The gas 4 supplied below the molding member 10 passes through this communication hole and is ejected above the molding surface 10a. The gas 4 supplied below the molding member 10 is also jetted above the molding surface 10 a by passing through the second hole 12.

成形部材１０を構成する多孔質材料としては、炭化ケイ素などの炭化物、窒化物、酸化物などの多孔質セラミック材料を用いることができる。 As the porous material forming the molded member 10, a porous ceramic material such as a carbide such as silicon carbide, a nitride, or an oxide can be used.

第２の孔１２の孔径の寸法は、例えば、第２の実施形態と同様にすることができる。第１の孔１１を構成している連通孔の孔径は、１〜２００μｍであることが好ましく、５〜１００μｍであることがより好ましい。また、多孔質材料の気孔率は３０〜６０％であることが好ましく、３５〜５５％であることがより好ましい。連通孔の孔径が小さすぎる、あるいは多孔質材料の気孔率が低すぎると、ガスが噴出しにくくなる場合がある。一方、連通孔の孔径が大きすぎる、あるいは多孔質材料の気孔率が高すぎると、ガス噴出の流速が小さくなり、ガラス原料塊２を十分に浮遊させることができない場合がある。 The size of the hole diameter of the second hole 12 can be the same as that of the second embodiment, for example. The diameter of the communication hole forming the first hole 11 is preferably 1 to 200 μm, and more preferably 5 to 100 μm. The porosity of the porous material is preferably 30 to 60%, more preferably 35 to 55%. If the diameter of the communication holes is too small or the porosity of the porous material is too low, it may be difficult to eject gas. On the other hand, if the diameter of the communication holes is too large, or the porosity of the porous material is too high, the flow rate of the gas jet becomes low, and the glass raw material block 2 may not be able to be sufficiently suspended.

本実施形態においては、多孔質材料の連通孔を第１の孔１１としているので、第２の孔１２の孔径は第１の孔１１の孔径より大きくなっている。このため、第２の孔１２から噴出するガス４の流速を、第１の孔１１から噴出するガス４の流速より遅くすることができ、ガラス原料塊２の浮遊状態をより安定にすることができる。また、第２の孔１２の孔径を相対的に大きくすることができるので、レーザービーム６の光路を調整しやすくなる。 In this embodiment, since the communication hole of the porous material is the first hole 11, the diameter of the second hole 12 is larger than that of the first hole 11. Therefore, the flow velocity of the gas 4 ejected from the second hole 12 can be made slower than the flow velocity of the gas 4 ejected from the first hole 11, and the floating state of the glass raw material lump 2 can be made more stable. it can. Further, since the hole diameter of the second hole 12 can be made relatively large, it becomes easy to adjust the optical path of the laser beam 6.

本実施形態においては、多孔質材料の連通孔を第１の孔１１としているので、第１の孔１１が多数設けられている。このため、第１の孔１１から噴出したガス４により、ガラス原料塊２の浮遊状態を安定に保つことができる。また、第２の孔１２の周囲に多数の第１の孔１１が設けられているので、ガラス原料塊２の浮遊状態をより安定に保つことができる。 In the present embodiment, since the communication holes of the porous material are the first holes 11, a large number of the first holes 11 are provided. Therefore, the gas 4 ejected from the first hole 11 can stably maintain the floating state of the glass raw material lump 2. Moreover, since many first holes 11 are provided around the second holes 12, the floating state of the glass raw material lump 2 can be kept more stable.

なお、上記各実施形態において、複数形成されている第１の孔１１は、必ずしも互いに同じ孔径である必要はなく、互いに異なっていてもよい。 In addition, in each of the above-described embodiments, the plurality of formed first holes 11 do not necessarily have to have the same hole diameter and may be different from each other.

第２〜第４の実施形態では、下方からのレーザービーム６のみをガラス原料塊２に照射しているが、これらの実施形態においても、第１の実施形態と同様に、下方からのレーザービーム６とともに、上方からのレーザービーム８をガラス原料塊２に照射してもよい。 In the second to fourth embodiments, only the laser beam 6 from below is applied to the glass raw material ingot 2, but in these embodiments as well, the laser beam from below is irradiated as in the first embodiment. The glass raw material ingot 2 may be irradiated with the laser beam 8 from above together with 6.

本発明によれば、無容器浮遊法によりガラス材を製造することができるので、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について、ガラス材を製造することができる。このようなガラスとしては、例えば、テルビウム−ホウ酸複合酸化物系ガラス材、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、ランタン−チタン複合酸化物ガラス材、ランタン−チタン−ジルコニア複合酸化物ガラス材等が挙げられる。 According to the present invention, since a glass material can be produced by a containerless floating method, a glass material having a composition that does not vitrify by a melting method using a container, such as not containing a network-forming oxide, is a glass material. Can be manufactured. Examples of such glass include terbium-boric acid composite oxide-based glass material, barium titanate-based glass material, lanthanum-niobium composite oxide-based glass material, lanthanum-niobium-aluminum composite oxide-based glass material, lanthanum. —Niobium-tantalum composite oxide glass material, lanthanum-tungsten composite oxide glass material, lanthanum-titanium composite oxide glass material, lanthanum-titanium-zirconia composite oxide glass material and the like.

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples, but the present invention is not limited to the following examples, and is appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention. It is possible to

（実施例１）
原料粉末を秤量、混合した後、１０００℃前後の温度で仮焼きすることで原料粉末を焼結させた。焼結体から所望の量を切り出し、ガラス原料塊２を作製した。ガラス原料塊２のガラス組成は、１８モル％Ｌａ_２Ｏ_３−８２モル％ＴｉＯ_２である。 (Example 1)
The raw material powders were weighed and mixed, and then calcined at a temperature of around 1000° C. to sinter the raw material powders. A desired amount of glass raw material 2 was produced by cutting out a desired amount from the sintered body. The glass composition of the glass raw material lump 2 is 18 mol% La ₂ O ₃ -82 mol% TiO ₂ .

次に、図１及び図２に示す第１の実施形態に準じたガラス材の製造装置を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。 Next, the glass material was manufactured by heating and melting the glass raw material ingot 2 under the following conditions using the glass material manufacturing apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2. The specific procedure is shown below.

まず、０．２５ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。次に、ガス供給手段３から第１の孔１１及び第２の孔１２にガス４を供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方のレーザー光源５から第２の孔１２を通過させてレーザービーム６をガラス原料塊２に照射するとともに、上方のレーザー光源７からのレーザービーム８をガラス原料塊２に照射して、ガラス原料塊２を加熱溶融させた。レーザービーム６及び８はそれぞれ、１Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力３０Ｗ（合計６０Ｗ）となった時点で１５秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。 First, 0.25 g of the glass raw material lump 2 was placed on the molding surface 10 a of the molding member 10. Next, the gas 4 was supplied from the gas supply means 3 to the first hole 11 and the second hole 12, and the glass raw material block 2 was floated above the molding surface 10a. In this state, the laser beam 6 passes through the second hole 12 from the lower laser light source 5 to irradiate the glass raw material lump 2 with the laser beam 6, and the laser beam 8 from the upper laser light source 7 irradiates the glass raw material lump 2. Then, the glass raw material lump 2 was heated and melted. Each of the laser beams 6 and 8 increased its output at 1 W/sec, and when the output reached 30 W (total 60 W), the output was held for 15 seconds, and then the laser irradiation was stopped.

その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、ガラス材を得た。得られたガラス材の直径は４．１ｍｍであった。 After that, the glass material was obtained by cooling the melt of the glass raw material lump 2. The diameter of the obtained glass material was 4.1 mm.

第１の孔１１及び第２の孔１２の位置及び寸法は、以下の通りである。 The positions and dimensions of the first hole 11 and the second hole 12 are as follows.

成形面１０ａの直径Ｄ_０：１４ｍｍ
第１の孔１１が形成される領域１３の直径Ｄ_１：１３ｍｍ
第１の孔１１の孔径：０．３ｍｍ
第１の孔１１の数：２５３
第２の孔１２が形成される位置：成形面１０ａの中央部
第２の孔１２の孔径：０．３ｍｍ
第２の孔１２の数：１
ガス４：窒素ガス Diameter D ₀ of molding surface 10a: 14 mm
Diameter D _{1 of} region 13 in which first hole 11 is formed: 13 mm
Hole diameter of the first hole 11: 0.3 mm
Number of first holes 11: 253
Position where the second hole 12 is formed: central part of the molding surface 10a Hole diameter of the second hole 12: 0.3 mm
Number of second holes 12: 1
Gas 4: Nitrogen gas

（実施例２）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２を用い、図３及び図４に示す第２の実施形態に準じたガラス材の製造装置を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。 (Example 2)
Using the glass raw material lump 2 prepared by the same method as in Example 1, and using the glass material manufacturing apparatus according to the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the glass raw material lump 2 was prepared under the following conditions. A glass material was produced by heating and melting. The specific procedure is shown below.

まず、０．２８ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。次に、ガス供給手段から第１の孔１１及び第２の孔１２にガス４を供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方のレーザー光源から第２の孔１２を通過させてレーザービーム６をガラス原料塊２に照射して、ガラス原料塊２を加熱溶融させた。レーザービーム６は、２Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力６５Ｗとなった時点で１５秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。 First, 0.28 g of the glass raw material lump 2 was placed on the molding surface 10 a of the molding member 10. Next, the gas 4 was supplied from the gas supply means to the first hole 11 and the second hole 12, and the glass raw material lump 2 was floated above the molding surface 10a. In this state, the glass raw material lump 2 was irradiated with the laser beam 6 from the lower laser light source through the second hole 12 to heat and melt the glass raw material lump 2. The output of the laser beam 6 was increased at 2 W/sec, and when the output reached 65 W, the output was maintained for 15 seconds, and then the laser irradiation was stopped.

その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、ガラス材を得た。得られたガラス材の直径は４．４ｍｍであった。 After that, the glass material was obtained by cooling the melt of the glass raw material lump 2. The diameter of the obtained glass material was 4.4 mm.

成形面１０ａの直径Ｄ_０：１４ｍｍ
第１の孔１１が形成される領域１３の直径Ｄ_１：１２ｍｍ
第１の孔１１の孔径：０．３ｍｍ
第１の孔１１の数：３７４
第２の孔１２が形成される位置：成形面１０ａの中央部
第２の孔１２の孔径：１．５ｍｍ
第２の孔１２の数：１
ガス４：窒素ガス Diameter D ₀ of molding surface 10a: 14 mm
Diameter D _{1 of} region 13 in which first hole 11 is formed: 12 mm
Hole diameter of the first hole 11: 0.3 mm
Number of first holes 11: 374
Position where the second hole 12 is formed: central portion of the molding surface 10a Hole diameter of the second hole 12: 1.5 mm
Number of second holes 12: 1
Gas 4: Nitrogen gas

（実施例３）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２を用い、図５及び図６に示す第３の実施形態に準じたガラス材の製造装置を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。 (Example 3)
Using the glass raw material lump 2 prepared by the same method as in Example 1, and using the glass material manufacturing apparatus according to the third embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the glass raw material lump 2 was prepared under the following conditions. A glass material was produced by heating and melting. The specific procedure is shown below.

まず、０．２ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。次に、ガス供給手段から第１の孔１１及び第２の孔１２にガス４を供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方から４つのレーザービーム６をそれぞれ第２の孔１２を通過させてガラス原料塊２に照射して、ガラス原料塊２を加熱溶融させた。４つのレーザービーム６はそれぞれ、１Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力１４Ｗ（合計５６Ｗ）となった時点で１５秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。 First, 0.2 g of the glass raw material lump 2 was placed on the molding surface 10 a of the molding member 10. Next, the gas 4 was supplied from the gas supply means to the first hole 11 and the second hole 12, and the glass raw material lump 2 was floated above the molding surface 10a. In this state, the four laser beams 6 were passed through the second holes 12 from below to irradiate the glass raw material lump 2 to heat and melt the glass raw material lump 2. The output of each of the four laser beams 6 was increased at 1 W/sec, and when the output reached 14 W (total 56 W), the output was held for 15 seconds, and then the laser irradiation was stopped.

その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、ガラス材を得た。得られたガラス材の直径は３．５ｍｍであった。 After that, the glass material was obtained by cooling the melt of the glass raw material lump 2. The diameter of the obtained glass material was 3.5 mm.

成形面１０ａの直径Ｄ_０：１１ｍｍ
第１の孔１１が形成される領域１３の直径Ｄ_１：８ｍｍ
第１の孔１１の孔径：０．２ｍｍ
第１の孔１１の数：２４５
第２の孔１２が形成される位置：成形面１０ａの中心から０．９ｍｍ離れた位置であって、正方形の各頂点に該当する位置
第２の孔１２の孔径：０．８ｍｍ
第２の孔１２の数：４
ガス４：窒素ガス Diameter D ₀ of forming surface 10a: 11 mm
Diameter D _{1 of} region 13 in which first hole 11 is formed: 8 mm
Hole diameter of the first hole 11: 0.2 mm
Number of first holes 11: 245
Position where the second hole 12 is formed: Position that is 0.9 mm away from the center of the molding surface 10a and corresponds to each vertex of the square. Hole diameter of the second hole 12: 0.8 mm
Number of second holes 12: 4
Gas 4: Nitrogen gas

（実施例４）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２を用い、図７に示す第４の実施形態に準じたガラス材の製造装置を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。 (Example 4)
Using the glass raw material lump 2 prepared by the same method as in Example 1, and using the glass material manufacturing apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. 7, the glass raw material lump 2 is heated and melted under the following conditions. By doing so, a glass material was produced. The specific procedure is shown below.

まず、０．１５ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。成形部材１０としては、炭化ケイ素多孔質体（連通孔の孔径５〜５０μｍ、気孔率４０％）を用いた。次に、ガス供給手段から第２の孔１２が形成された成形部材１０にガス４を供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方のレーザー光源から第２の孔１２を通過させてレーザービーム６をガラス原料塊２に照射して、ガラス原料塊２を加熱溶融させた。レーザービーム６は、１Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力５０Ｗとなった時点で１５秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。 First, 0.15 g of the glass raw material lump 2 was placed on the molding surface 10 a of the molding member 10. As the molded member 10, a silicon carbide porous body (hole diameter of communicating holes: 5 to 50 μm, porosity: 40%) was used. Next, the gas 4 was supplied from the gas supply means to the molding member 10 in which the second hole 12 was formed, and the glass raw material lump 2 was floated above the molding surface 10a. In this state, the glass raw material lump 2 was irradiated with the laser beam 6 from the lower laser light source through the second hole 12 to heat and melt the glass raw material lump 2. The output of the laser beam 6 was increased at 1 W/sec, the output was maintained for 15 seconds when the output reached 50 W, and then the laser irradiation was stopped.

その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、ガラス材を得た。得られたガラス材の直径は２．８ｍｍであった。 After that, the glass material was obtained by cooling the melt of the glass raw material lump 2. The diameter of the obtained glass material was 2.8 mm.

第２の孔１２の位置及び寸法は、以下の通りである。 The position and size of the second hole 12 are as follows.

成形面１０ａの直径Ｄ_０：１０ｍｍ
第２の孔１２が形成される位置：成形面１０ａの中央部
第２の孔１２の孔径：１．２ｍｍ
第２の孔１２の数：１
ガス４：窒素ガス Diameter D ₀ of molding surface 10a: 10 mm
Position where the second hole 12 is formed: central part of the molding surface 10a Hole diameter of the second hole 12: 1.2 mm
Number of second holes 12: 1
Gas 4: Nitrogen gas

（比較例１）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２を用い、図８に示す比較例に準じたガラス材の製造装置を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。 (Comparative Example 1)
By using the glass raw material lump 2 prepared in the same manner as in Example 1 and using the glass material manufacturing apparatus according to the comparative example shown in FIG. 8 to heat and melt the glass raw material lump 2 under the following conditions. A glass material was produced. The specific procedure is shown below.

まず、０．１２ｇのガラス原料塊２を成形部材３０の上に配置した。次に、ガス供給手段からガス噴出孔３１にガス４を供給し、ガラス原料塊２を成形部材３０の上方に浮遊させた。この状態で、下方のレーザー光源からガス噴出孔３１を通過させてレーザービーム６をガラス原料塊２に照射して、ガラス原料塊２を加熱溶融させた。レーザービーム６は、２Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力５０Ｗとなった時点でその出力を保持した。しかしながら、ガラス原料塊２の溶融物の浮遊状態が不安定となり、成形部材３０と接触してしまい、所望のガラス材は得られなかった。 First, 0.12 g of the glass raw material lump 2 was placed on the molding member 30. Next, the gas 4 was supplied from the gas supply means to the gas ejection hole 31, and the glass raw material block 2 was floated above the molding member 30. In this state, the glass raw material lump 2 was irradiated with the laser beam 6 from the lower laser light source through the gas ejection holes 31 to heat and melt the glass raw material lump 2. The laser beam 6 increased its output at 2 W/sec and maintained the output when the output reached 50 W. However, the floating state of the molten material of the glass raw material lump 2 became unstable, and the molten glass came into contact with the molding member 30, and the desired glass material could not be obtained.

ガス噴出孔３１の位置及び寸法は、以下の通りである。 The positions and dimensions of the gas ejection holes 31 are as follows.

ガス噴出孔３１が形成される位置：成形部材３０の中央部
ガス噴出孔３１の孔径：１ｍｍ
ガス噴出孔３１の数：１
ガス４：窒素ガス Position where the gas ejection hole 31 is formed: central portion of the molding member 30 Hole diameter of the gas ejection hole 31: 1 mm
Number of gas ejection holes 31: 1
Gas 4: Nitrogen gas

１…ガラス材製造装置
２…ガラス原料塊
２ａ…レーザー被照射部
３…ガス供給手段
４…ガス
５…レーザー光源
６…レーザービーム
７…レーザー光源
８…レーザービーム
１０…成形部材
１０ａ…成形面
１１…第１の孔
１２…第２の孔
１３…領域
１４…保持部材
３０…成形部材
３１…ガス噴出孔
Ｄ_０…成形面１０ａの直径
Ｄ_１…領域１３の直径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Glass material manufacturing apparatus 2... Glass raw material block 2a... Laser irradiation part 3... Gas supply means 4... Gas 5... Laser light source 6... Laser beam 7... Laser light source 8... Laser beam 10... Molding member 10a... Molding surface 11 ... diameter of the first hole 12 ... second hole 13 ... area 14 ... holding member 30 ... molding member 31 ... gas ejection hole _{D 0} ... forming surface 10a with a diameter _{D 1} ... region 13

Claims

ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融した後に冷却してガラス材を製造する方法であって、
下方から上方に向かってガスを噴出させて前記ガラス原料塊を浮遊させる複数の第１の孔と、前記ガスを噴出させるとともに、下方から前記ガラス原料塊に照射されるレーザービームを通過させる第２の孔とを有する成形部材を準備する工程と、
前記ガラス原料塊を前記成形部材の上に配置し、前記第１の孔及び前記第２の孔からガスを噴出することにより、前記ガラス原料塊を浮遊させた状態で、前記レーザービームを前記第２の孔を通過させて前記ガラス原料塊に照射し、前記ガラス原料塊を加熱溶融する工程とを備え、
前記第２の孔の孔径は、前記第１の孔の孔径より大きい、ガラス材の製造方法。 A method for producing a glass material by cooling after heating and melting a glass raw material lump in a suspended state,
A plurality of first holes for ejecting gas upward from below to suspend the glass raw material mass; and second for ejecting the gas and passing a laser beam irradiated to the glass raw material mass from below. A step of preparing a molded member having a hole of
The glass raw material lump is placed on the forming member, and gas is ejected from the first hole and the second hole to suspend the glass raw material lump in the state where the glass raw material lump is suspended. Irradiating the glass raw material lump through two holes to heat and melt the glass raw material lump ,
The glass material manufacturing method, wherein the second hole has a larger diameter than the first hole .

前記第２の孔が前記成形部材の中央部に形成されており、前記第１の孔が前記第２の孔より外側に形成されている、請求項１に記載のガラス材の製造方法。 The method for manufacturing a glass material according to claim 1, wherein the second hole is formed in a central portion of the molded member, and the first hole is formed outside the second hole.

前記第２の孔が複数形成されている、請求項１または２に記載のガラス材の製造方法。 The method for manufacturing a glass material according to claim 1, wherein a plurality of the second holes are formed .

前記第２の孔の孔径は、前記第１の孔の孔径の１．１〜１０倍である、請求項３に記載のガラス材の製造方法。 The method for manufacturing a glass material according to claim 3, wherein the hole diameter of the second hole is 1.1 to 10 times the hole diameter of the first hole.

前記成形部材が多孔質材料から構成されており、前記第１の孔が前記多孔質材料の連通孔である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。 The method for manufacturing a glass material according to any one of claims 1 to 4, wherein the molding member is made of a porous material, and the first hole is a communication hole of the porous material.

ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融した後に冷却してガラス材を製造する装置であって、
下方から上方に向かってガスを噴出させて前記ガラス原料塊を浮遊させる複数の第１の孔と、前記ガスを噴出させるとともに、下方から前記ガラス原料塊に照射されるレーザービームを通過させる第２の孔とを有し、前記第２の孔の孔径は、前記第１の孔の孔径より大きい成形部材と、
前記第１の孔及び前記第２の孔に前記ガスを供給するガス供給手段と、
前記レーザービームを出射するレーザー光源とを備え、
前記成形部材の上に配置された前記ガラス原料塊に向かって、前記第１の孔及び前記第２の孔からガスを噴出することにより、前記ガラス原料塊を浮遊させ、前記レーザー光源からの前記レーザービームを前記第２の孔を通過させ、前記ガラス原料塊に照射して加熱溶融する、ガラス材の製造装置。 An apparatus for manufacturing a glass material by cooling after melting a glass raw material in a suspended state by heating and melting,
A plurality of first holes for ejecting gas upward from below to suspend the glass raw material mass; and second for ejecting the gas and passing a laser beam irradiated to the glass raw material mass from below. pore size of the pores possess, the second hole, said first hole of pore size greater than the molding member,
Gas supply means for supplying the gas to the first hole and the second hole,
A laser light source for emitting the laser beam,
By ejecting gas from the first hole and the second hole toward the glass raw material lump disposed on the forming member, the glass raw material lump is floated, and the glass from the laser light source is discharged. An apparatus for producing a glass material, which comprises passing a laser beam through the second hole and irradiating the glass raw material block to heat and melt the glass material.

前記第２の孔が複数形成されている、請求項６に記載のガラス材の製造装置。The glass material manufacturing apparatus according to claim 6, wherein a plurality of the second holes are formed.