[發(fā)明專利]玻璃、碎玻璃和光學元件的制造方法

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• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN104045218A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 三上修平;小熊孫權
• 申請（專利權）人: HOYA株式會社
• 主分類號: C03B5/193
• 分類號: C03B5/193;C03C3/068
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術領域

本發(fā)明涉及澄清性優(yōu)異的玻璃的制造方法、碎玻璃的制造方法和光學元件的制造方法。

背景技術

若大致進行劃分，則生產(chǎn)玻璃的方法大致分為2種。第一種為對批次(batch)原料進行加熱、熔融、成型從而得到玻璃的方法(批次直接熔融方式)；第二種為對批次原料進行粗熔解(以下稱作粗熔)，制成碎玻璃，調(diào)制所得到的碎玻璃并進行再熔融(以下稱作重熔)、成型從而得到玻璃的方法(粗熔-重熔方式)。

在通過上述任一種方法制造玻璃的情況下，在不攪拌的條件下進行長時間熔融時，存在因添加元素的比重不同等導致分離化(比重大的元素發(fā)生沉降等)之類的問題。這種分離化不僅會導致最終產(chǎn)品的不均質(zhì)化，并且最終導致得不到在組成設計階段所期望的特性等問題。特別是在要求精密的特性控制的光學玻璃等的制造中，這類問題較為嚴重。

因此，為了解決這種分離化的問題，提出了利用攪拌棒等攪拌熔融物的方法和向熔融物中投入氣體通過鼓泡進行攪拌的技術。例如在專利文獻1中提出了一種方法，在通過批次直接熔融方式制造玻璃時，將氧等氣體在熔融物中進行鼓泡，使熔融物中構成元素的分散均質(zhì)化。

然而，相比于批次直接熔融方式，在熔融工序的次數(shù)多的粗熔-重熔方式中，除了上述在熔融物中的各成分分離化的問題以外，如下所述的問題也較為顯著。

第一個問題為試料污染(contamination)的問題。相比于批次直接熔融方式，在粗熔-重熔方式中與坩堝等熔融裝置的接觸次數(shù)增加。因此，若在鼓泡時使用氧等，則用作坩堝材料的鉑或鉑合金與氧發(fā)生反應，產(chǎn)生二氧化鉑(PtO₂)，溶入熔融物中或者以鉑離子(Pt⁴⁺)的形式從熔融物與鉑或鉑合金的界面溶入熔融物等問題較為顯著。

這種溶入熔融物的Pt⁴⁺(包含PtO₂)作為雜質(zhì)殘留在玻璃中，容易導致玻璃的透過率劣化(曝曬作用，solarization)，除此以外會導致因玻璃中發(fā)生結晶化而以鉑疙瘩(白金フシ)之類異物的形式殘留的問題。

第二個問題是澄清性惡化的問題。在粗熔-重熔方式中，對批次原料進行熔融制作碎玻璃時，會放出來自原材料的溶解氣體中的一部分。因此，再次對碎玻璃進行熔融并進入澄清工序時，來自原材料的溶解氣體量相比于批次直接熔融方式降低。其結果是，在澄清工序中不能進行充分的脫泡，澄清性惡化的問題變得顯著。

在專利文獻2中針對上述第一個問題提出了一種技術，將Ar等惰性氣體在熔融物中進行鼓泡，抑制鉑離子溶入熔融物，從而防止透過率劣化和產(chǎn)生鉑疙瘩的問題。

然而，對于專利文獻2的方法來說，盡管透過率劣化等問題得到改善，但是需要使用比氧等昂貴的Ar氣體等，因此在進行長時間鼓泡的情況下存在生產(chǎn)成本上升的問題。

另外，對于專利文獻2的方法來說，Ar氣體等物理性地微量殘留在熔融物中，這種程度無法補充足以改善澄清性的溶解氣體量，無法期望澄清性的改善效果。因此，在專利文獻2中針對上述第二個問題以通過添加成分進行改善作為前提，使用具有強大澄清效果的亞砷酸作為玻璃的原材料。

然而，從近年來的降低環(huán)境負荷的觀點出發(fā)，不優(yōu)選使用As等，因而要求在不使用As這類環(huán)境負荷大的成分的條件下提高澄清性的方法。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-252631號公報

專利文獻2：日本特開2007-126296號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

本發(fā)明是鑒于這些情況而完成的，本發(fā)明的目的在于提供玻璃的制造方法以及碎玻璃和光學元件的制造方法，該玻璃的制造方法利用粗熔-重熔方式，澄清性優(yōu)異，玻璃特性(均質(zhì)性、透過率等)也良好，并且能夠降低環(huán)境負荷和生產(chǎn)成本。

用于解決問題的手段

本發(fā)明人為了實現(xiàn)上述目的，反復進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)，通過進行將含有二氧化碳的氣體在熔融物內(nèi)進行鼓泡的處理和向熔融氣氛中加添二氧化碳的處理中的至少1種處理，能夠實現(xiàn)該目的，從而基于該見解完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的要點如下。

(1)一種玻璃的制造方法，其具有：

粗熔工序，對調(diào)制材料進行熔融從而得到碎玻璃；和

重熔工序，對上述碎玻璃進行再熔融從而得到玻璃，

其中，在上述粗熔工序和上述重熔工序之中的至少一種工序中，進行將含有二氧化碳的氣體在熔融物內(nèi)進行鼓泡的處理和向熔融氣氛中加添二氧化碳的處理中的至少一種處理。