專(zhuān)利名稱(chēng)：玻璃球的制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃球的制造方法和制造裝置，特別地涉及用加壓成型法制造光學(xué)鏡片時(shí)，作為預(yù)制型材的玻璃球的制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，不僅是光學(xué)儀器和數(shù)碼照像機(jī)，連移動(dòng)電話(huà)等也裝配照像機(jī)，這就需要小型、高性能并且成本低的鏡片。作為這種鏡片的制造方法，普遍采用模具熱壓成型法進(jìn)行加工預(yù)制型材，以取代歷來(lái)的研磨玻璃板的加工方法。這種方法是在具有與鏡片同樣的曲面形狀的金屬模具中置入預(yù)制型材、即玻璃球，然后，在加熱狀態(tài)加壓成型、制造鏡片。此時(shí)，為了提高最終形成的鏡片的形狀的精度，希望作為預(yù)制型材的玻璃球要盡量地是真球形，并且在玻璃球的內(nèi)部沒(méi)有氣泡等缺陷。這是因?yàn)椴Ａ虻膱A度越高，在把玻璃球置入金屬模具加壓時(shí)的初期狀態(tài)，玻璃球就不會(huì)發(fā)生荷重偏移，因此，就能夠提高用加壓成型法制成的鏡片的精度。
作為這種玻璃球預(yù)制型材的制造方法，有磨削及研磨玻璃形成真球形狀的方法。但是，用磨削和研磨玻璃的方法不僅玻璃材料的損耗大，而且需要較多的制造玻璃球的工時(shí)，不能提高生產(chǎn)效率。
為此，在特開(kāi)平2-14839號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了如下的制造玻璃球的方法在白金坩堝中熔化玻璃，將熔化的玻璃從連通坩堝的白金噴嘴滴至空氣中，通過(guò)空氣吹出口吹出的空氣流將滴下的熔化玻璃吹至設(shè)置在空氣吹出口底面的接收模具上，使熔化玻璃以懸浮狀態(tài)冷卻，制成玻璃球。再有，在特開(kāi)平10-291824號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了將玻璃液滴滴入清潔的液體中加以冷卻固化的方法。在該方法中，使用純酒精或者酒精的水溶液作為液體、縮短落下距離，能夠制造高圓度的玻璃球。
可是，在使玻璃液滴懸浮在空氣中冷卻，制造玻璃球的場(chǎng)合，通過(guò)空氣流使熔化狀態(tài)的玻璃液滴可靠地懸浮冷卻是比較困難的。因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)發(fā)生玻璃液滴直接接觸到接收模具內(nèi)面的情況。一旦發(fā)生這樣的接觸就會(huì)產(chǎn)生造成玻璃液滴變形、在變形狀態(tài)固化的問(wèn)題。再有，當(dāng)向同一個(gè)接收模具中滴入多個(gè)玻璃液滴時(shí)，因?yàn)椴Ａб旱伪舜藭?huì)互相接觸造成玻碎、斷裂、粘連固化，所以，必須在取出玻璃球之后才能再滴下玻璃液滴。因此，存在生產(chǎn)效率不良的問(wèn)題。
另外，采用將玻璃液滴投入酒精或者酒精的水溶液中冷卻、制造玻璃球的方法，容易發(fā)生玻璃球破裂和產(chǎn)生真空泡等缺陷，不能提高預(yù)制型材的材料利用率、低價(jià)格制作高精度的鏡片比較困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題，目的是提供圓度高地并且連續(xù)高效率地制造鏡片成型用的預(yù)制型材玻璃球制造方法和制造裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的玻璃球的制造方法和制造裝置由下述的工序和構(gòu)成組成。
本發(fā)明的玻璃球制造方法，包括滴下工藝，其通過(guò)由噴嘴滴下熔化狀態(tài)的玻璃，使玻璃液滴落入冷卻液體中；冷卻工藝，其是在該玻璃液滴在冷卻液體中冷卻到玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以下期間，由冷卻液體蒸汽化發(fā)生的汽泡層包圍玻璃液滴，在冷卻液體中的玻璃液滴慢慢冷卻的同時(shí)使其落下速度減低。
通過(guò)這樣的制造方法，在冷卻液體中，在玻璃液滴的全部周?chē)纬善輰樱⑶乙驗(yàn)樵撈輰釉谶_(dá)到玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下之前，一直不斷地形成，所以，在玻璃液滴慢慢冷卻期間，高溫度的玻璃液滴通過(guò)其表面張力而球形化，因而能夠制造圓度高的玻璃球。
再有，本發(fā)明的玻璃球的制造裝置具有熔化坩堝，其加熱熔化玻璃；噴嘴，其設(shè)置在該熔化坩堝的下方，使熔化坩堝中的熔化玻璃滴下；玻璃液滴接收部，其設(shè)置在該噴嘴的下方，內(nèi)部充填用于冷卻從噴嘴滴下的玻璃液滴的冷卻液體；該冷卻液體由在玻璃液滴滴入冷卻液中冷卻到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下的期間，通過(guò)玻璃液滴的熱量使冷卻液體汽化，在玻璃液滴的周?chē)纬善輰拥牟牧辖M成。
通過(guò)形成這樣的制造裝置，在冷卻液體中，在玻璃液滴的全部周?chē)纬善輰?，并且，因?yàn)樵撈輰釉谶_(dá)到玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以下之前，一直不斷地形成，所以，在玻璃液滴慢慢冷卻期間，高溫度的玻璃液滴通過(guò)其表面張力而球形化，因而能夠制造圓度高的玻璃球。
再有，該制造裝置還具有滴下機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造是在密封的熔化坩堝上連通空氣供給部，從該空氣供給部向熔化坩堝中可控制地導(dǎo)入高壓氣、從噴嘴滴下熔化玻璃；移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其能夠在水平方向二維地移動(dòng)玻璃液滴接收部，使其和滴下機(jī)構(gòu)同步地移動(dòng)；通過(guò)形成這樣的制造裝置，就能夠高效率批量制造玻璃球。


圖1是本發(fā)明的玻璃球制造裝置的概略結(jié)構(gòu)圖；圖2～圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的玻璃球形成過(guò)程的模擬圖；圖5～圖10是表示在本發(fā)明的實(shí)施例2中，使用第2實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體的場(chǎng)合的玻璃球形成過(guò)程的模擬圖；圖11～圖13是表示在本發(fā)明的實(shí)施例2中，使用第3實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體的場(chǎng)合的玻璃球形成過(guò)程的模擬圖；圖14～圖16是表示在本發(fā)明的實(shí)施例2中，使用第1比較實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體的場(chǎng)合的玻璃球形成過(guò)程的模擬圖；圖17～圖21是表示在本發(fā)明的實(shí)施例4中，使用第5實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體的場(chǎng)合的玻璃球形成過(guò)程的模擬圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式(實(shí)施例1)圖1是本發(fā)明的玻璃球制造裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。該制造裝置的整體大致在縱向配置。即，作為熔化坩堝2的白金坩堝和圍著該白金坩堝2配置的電爐1，配置在玻璃液滴接收部11的上部側(cè)。在白金坩堝2的底面部，設(shè)置著從該白金坩堝2延伸形成的滴下噴嘴2A。在白金坩堝2中有熔液狀態(tài)的熔化玻璃4，該熔化玻璃4用白金制的攪拌葉片5攪拌、長(zhǎng)時(shí)間保持著整體均勻性質(zhì)。再有，金屬蓋7通過(guò)密封環(huán)8緊密封蓋在白金坩堝2的上部。再有，金屬蓋7和攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)軸5A之間的間隙被軸封9密封，軸封9用橡膠等彈性材料制，是眾所周知的，以使得能從外部自由地轉(zhuǎn)動(dòng)攪拌葉片5。
再有，在金屬蓋7上成一體地設(shè)置空氣供給部7A。能夠通過(guò)該空氣供給部7A向白金坩堝2的空間部，由控制部6控制導(dǎo)入高壓空氣。由該空氣供給部7A和控制部6構(gòu)成滴下機(jī)構(gòu)。通過(guò)由空氣供給部7A導(dǎo)入白金坩堝2中的高壓空氣的壓力，能夠以任意的時(shí)間間隔使熔化玻璃4滴下，其滴量取決于滴下噴嘴2A的口徑。再有，在密封環(huán)8和軸封9是使用有機(jī)材料制的場(chǎng)合，冷卻其周?chē)抢硐氲?。再有，空氣供給部7A不和金屬蓋7構(gòu)成整體，而是單獨(dú)制作，然而，通過(guò)密封件緊固封接的構(gòu)成也可以。再有，使用白金坩堝作為熔化坩堝2，然而，只要是用不和熔化玻璃反應(yīng)的材料制的坩堝都能用，沒(méi)有特殊的限制。
在這樣結(jié)構(gòu)的裝置中，在從滴下噴嘴2A滴下熔化玻璃4的場(chǎng)合，從滴下噴嘴2A的尖端滴下的玻璃液滴1C的重量，由滴下噴嘴2A的外徑和熔化狀態(tài)玻璃的表面張力決定，其關(guān)系能用式(1)求出。
m·g＝π·D·r(1)這里，m是玻璃液滴10的重量、g是重力加速度、D是滴下噴嘴2A的外徑、r是熔化狀態(tài)的玻璃表面張力。
由式(1)可知，能夠滴下由滴下噴嘴2A的外徑D決定重量的玻璃液滴10。但是，如果不向熔化玻璃4的表面施加壓力而使其自然地滴下，則由于滴下的時(shí)間就長(zhǎng)，生產(chǎn)效率就不能提高。采用本實(shí)施例的制造裝置，通過(guò)從空氣供給部7A向白金坩堝2的空間部導(dǎo)入高壓空氣、通過(guò)向熔化玻璃4表面施加壓力就可能在任意時(shí)間間隔滴下，就能夠大幅度地提高玻璃球的生產(chǎn)效率。
在滴下噴嘴2A的下方，與該滴下噴嘴2A的尖端隔開(kāi)一定的空間，配置玻璃液滴接收部11。該玻璃液滴接收部11包括大徑管11A；在該大徑管11A的下部形成的縮徑部11B；連接在縮徑部11B的下部的旋塞11C；和該旋塞11C連通的小徑管11D。在小徑管11D上連通軟管12，交換軟管14通過(guò)旋塞13連通軟管12。再有，配置滴下噴嘴2A的開(kāi)口部，使滴下的玻璃液滴10向著冷卻液體150的表面垂直地落下。
玻璃液滴接收部11內(nèi)充滿(mǎn)由至少2種粘度不同的液體組成的冷卻液體150。即，在玻璃液滴接收部11的上部側(cè)，有低粘度的第1液體151，在其下部，充填粘度高于第1液體151的第2液體152。再有，要選擇能在第1液體151和第2液體152的交界形成比較明顯的界面153的材料。再有，在從玻璃液滴接收部11的旋塞11C到交換軟管14的軟管內(nèi)部充填水17。再有，在該交換軟管14的一方的端部安裝可以拆下的緊固件14A，防止在制造玻璃球101時(shí)漏水、在取出制成的玻璃球時(shí)，通過(guò)拆下緊固件14A容易地取出玻璃球101。
再有，在玻璃液滴接收部11設(shè)置液體溫度控制部18，其控制冷卻液體150為預(yù)先設(shè)定的溫度。該液體溫度控制部18不僅能控制全部冷卻液體150為同一均勻溫度，例如，也可以分別使第1液體151和第2液體152保持規(guī)定的溫度或者，使冷卻液體150具有連續(xù)的溫度梯度。
再有，在將熔化玻璃4連續(xù)滴入冷卻液體150內(nèi)時(shí)，要求玻璃液滴之間不能在該冷卻液150中互相接觸。為此，設(shè)置移動(dòng)機(jī)構(gòu)19，由滴下機(jī)構(gòu)的控制部6控制該移動(dòng)機(jī)構(gòu)19，其使玻璃液滴接收部11按照滴下的節(jié)拍在水平方向二維地移動(dòng)、變換著滴下位置。
從滴下噴嘴2A滴下的玻璃液滴10，在由第1液體151和第2液體152組成的冷卻液體150中冷卻成為玻璃球101。該玻璃球101通過(guò)開(kāi)放狀態(tài)的旋塞11C、軟管12以及開(kāi)放狀態(tài)的旋塞13，落入交換軟管14中，被該交換軟管14捕集。在本實(shí)施例的裝置中，該交換軟管14就是捕集部。當(dāng)玻璃球101到達(dá)一定的捕集量時(shí)，關(guān)閉旋塞13，拆下交換軟管14，取出交換軟管14中的玻璃球101。可以根據(jù)必要的捕集量確定該交換軟管14的長(zhǎng)度。在軟管12和交換軟管14中充填水17是因?yàn)樘岣卟Ａ?01在這些軟管中的流動(dòng)性、促進(jìn)流動(dòng)。捕集、取出玻璃球101之后，交換軟管14內(nèi)再充填水17，然后，安裝在旋塞13上，開(kāi)放旋塞13就可以再捕集玻璃球101。
用圖2～圖4說(shuō)明由這種裝置制造玻璃球101時(shí)的冷卻液體150的作用。圖2～圖4是模擬表示玻璃液滴10被滴入玻璃液滴接收部11的冷卻液體150中，形成玻璃球101的過(guò)程模擬圖。再有，在以下的說(shuō)明中，作為冷卻液體150的第1液體是水，其第2液體152使用在1000cc水中溶進(jìn)30g馬鈴薯淀粉、攪拌加熱到80℃成糊狀的淀粉液(以下，稱(chēng)為第1糊化淀粉液)，并且以控制由這些材料組成的冷卻液體150的溫度在60°的場(chǎng)合為例。再有以使用硼硅酸玻璃作為熔化玻璃4，在加熱到1150℃使其熔化的狀態(tài)滴下的場(chǎng)合進(jìn)行說(shuō)明。
從滴下噴嘴2A滴下玻璃液滴10，其具有取決于噴嘴口徑的一定的重量，最初與作為第1液體151的水接觸。此時(shí)，因?yàn)椴Ａб旱?0是高溫度，所以，玻璃液滴10周?chē)牡?液體151的水被汽化，如圖2所示，在玻璃液滴10的周?chē)纬善輰?0。盡管從汽泡層20產(chǎn)生微小汽泡21，但是該微小汽泡21上浮到第1液體151表面上而消失。在該狀態(tài)下，因?yàn)椴Ａб旱?0還是高溫狀態(tài)，所以會(huì)繼續(xù)發(fā)生第1液體151的汽化和微小汽泡21，并以在玻璃液滴10的周?chē)纬闪似輰?0這樣的狀態(tài)在第1液體151中落下。
當(dāng)玻璃液滴10繼續(xù)落下，通過(guò)界面153時(shí)，玻璃液滴10以在周?chē)纬善輰?0的狀態(tài)，突入作為第2液體152的第1糊化淀粉液中。因?yàn)榧词惯M(jìn)入第2液體152中，玻璃液滴10仍舊維持高溫狀態(tài)，所以，第2液體152的汽化也連續(xù)地發(fā)生、維持著周?chē)钠輰?0。此時(shí)，因?yàn)槠輰?0的周?chē)桓哒扯鹊牡?液體152包圍，所以，即使從汽泡層20產(chǎn)生微小汽泡21，其要穿過(guò)高粘度的第2液體就需費(fèi)時(shí)間。因此，如圖3所示，汽泡層20形成上部膨脹的形狀。即，作為第2液體152的第1糊化淀粉液成為封閉汽泡層20全部周?chē)谋荒?，起到防止汽泡?0消失的作用。因?yàn)?，即使在該狀態(tài)下，玻璃液滴10也是高溫，所以在其周?chē)B續(xù)地產(chǎn)生蒸汽、汽泡層20繼續(xù)成長(zhǎng)。其結(jié)果是，玻璃液滴10上受到浮力作用而停止下降。
玻璃液滴10被慢慢地冷卻，當(dāng)達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)，玻璃液滴10就固化成為玻璃球101。當(dāng)玻璃球101達(dá)到這樣的溫度時(shí)，其周?chē)钠輰?0一點(diǎn)點(diǎn)地被周?chē)牡?液體152的第1糊化淀粉液吸收，汽泡層20變小。結(jié)果是，因?yàn)椴Ａ?01的重量大于浮力，所以，如圖4所示，玻璃球101開(kāi)始慢慢下降。此時(shí)，玻璃球101的溫度降到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下。因而，汽泡層20從玻璃球101的周?chē)?，即使玻璃?01直接接觸第1糊化淀粉液，作為淀粉成分的直鏈淀粉或膠淀粉等有機(jī)物也不會(huì)燒焦。
在玻璃液滴10的重量達(dá)到60mg左右時(shí)，玻璃液滴10的周?chē)黄輰?0包圍著加以懸浮，冷卻所需的時(shí)間大概是12秒到14秒。即，使用冷卻液體150的制造方法，能得到和在空氣中以12秒到14秒的自然落下、慢慢冷卻制造的場(chǎng)合相同的效果。結(jié)果是，能獲得圓度高并且斷裂和真空泡等缺陷少的玻璃球101。
再有，如上所述，在本發(fā)明的制造方法中，玻璃液滴10被汽泡層20包圍懸浮的時(shí)間大概是12秒到14秒。因而，如果從滴下噴嘴12A在冷卻液體150的同一點(diǎn)以12秒以下的節(jié)拍滴下玻璃液滴10，則玻璃液滴10之間就會(huì)發(fā)生接觸、互相粘連或者破裂的規(guī)象。發(fā)生粘連就不能形成球形，就不能作為預(yù)制型材使用。為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象，并且要縮短滴下的節(jié)拍，設(shè)置了移動(dòng)機(jī)構(gòu)19，其在每次滴下玻璃液滴10，就使冷卻液體150的位置在水平方向二維地移動(dòng)。能夠通過(guò)滴下機(jī)構(gòu)的控制部6使該移動(dòng)機(jī)構(gòu)19按照滴下節(jié)拍移動(dòng)。該移動(dòng)的方法，例如在每次滴下就作一定距離的直線(xiàn)移動(dòng)、一定距離的轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)或者這些移動(dòng)的組合移動(dòng)等，只要在玻璃液滴10固化前的期間，不使在同一點(diǎn)滴下玻璃液滴10即可，可以自由地選擇移動(dòng)方法。
再有，在本實(shí)施例中說(shuō)明了第2液體152是第1糊化淀粉液，玻璃液滴10成為玻璃球101前的在冷卻液體150中的變化狀態(tài)，然而，本制造裝置不特別地局限于該材料。作為淀粉，不僅有第1糊化淀粉液的馬鈴薯淀粉，還有玉米淀粉、紅薯淀粉、粘米淀粉等，同樣地可以使用。但是，馬鈴薯淀粉因糊化時(shí)即使同樣的量，其粘度大，所以，是理想的材料。
再有，作為冷卻液體也能夠使用玻璃液滴最初接觸的表面部分的粘度比其下部區(qū)域低的液體。再有，希望使玻璃液滴對(duì)于冷卻液體垂直落下。通過(guò)形成這樣的結(jié)構(gòu)，能夠防止玻璃液滴在落入冷卻液體中時(shí)受沖擊而變形，能夠獲得圓度更高的玻璃球。再有，由于在玻璃液滴最初接觸的冷卻液的表面部分使用難燃性液體，所以，即使1000℃左右的高溫狀態(tài)，玻璃液滴落入冷卻液體中也能夠防止發(fā)火。
再有，也可以使用合成漿糊作為冷卻液體，能夠得到和糊化淀粉液的場(chǎng)合相同的作用。再有，作為冷卻液體，玻璃液滴最初接觸的表面部分用粘度小的油，以及其下部區(qū)域部用比表面部分粘度大的油構(gòu)成，也能得到相同的效果。
再有，作為冷卻液也可以使用含有表面活性劑的液體。此時(shí)，作為冷卻液，玻璃液滴最初接觸的表面部分用含表面活性劑的水，在其下部用糊化淀粉液或者合成漿糊形成的二層結(jié)構(gòu)也行。此時(shí)，通過(guò)表面活性劑的作用，能使在包圍玻璃液滴的汽泡層周?chē)纬傻暮矸刍蛘吆铣蓾{糊的被膜穩(wěn)定化。因此，覆蓋整個(gè)玻璃液滴表面的汽泡層能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間保持。結(jié)果是，因?yàn)槟苄纬筛蟮钠輰?，所以，受到更大的浮力，并且玻璃液滴全體伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)力上浮。因此，玻璃液滴更慢慢地冷卻，并且由表面張力和轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力有效地發(fā)揮作用，能更可靠地防止真空泡或破裂的發(fā)生，同時(shí)能夠制造圓度高的玻璃球。
再有，作為玻璃液滴接收部的形狀，因?yàn)榈蜗虏Ａб旱涡纬刹Ａ虻膮^(qū)域部的面積大，越向下面積越小，所以能夠容易地向捕集部導(dǎo)入玻璃球。再有，因?yàn)樵摬都磕芨鼡Q，所以，只能拆下、安裝作為捕集部的交換軟管而不會(huì)使冷卻液外流，能高效率地進(jìn)行玻璃球的取出操作。
(實(shí)施例2)以下具體說(shuō)明使用上述制造裝置、用本發(fā)明的各種冷卻液制造玻璃球的方法。在本實(shí)施例中，充填在玻璃液滴接收部11的大徑管內(nèi)的冷卻液體150形成二層結(jié)構(gòu)，使其組成作各種變化，制成了玻璃球。冷卻液體150的下部側(cè)的第2液體152的液位為150mm；第1液體151在該第2液體152上，液位為50mm。再有，通過(guò)液體溫度控制部18將冷卻液體150的溫度控制為60℃。再有，滴下噴嘴2A到第1液體151表面的距離為20mm，滴下由1150℃熔化的硼硅酸玻璃形成的重量60mg的玻璃液滴10、制成了玻璃球。
第1實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150，按下述制作。使用馬鈴薯淀粉糊化的液體作為第2液體152。在水中溶入30g馬鈴薯淀粉，制成總量1000cc液體，然后邊攪拌該液體邊加熱到80℃糊化后使用。即，與實(shí)施例1的第1糊化淀粉液相同。再有，第1液體151，其使用粘度比第2液體152的第1糊化淀粉液低、難燃性的水。這樣制成的冷卻液體150，其上部側(cè)的第1液體151為水，而下部側(cè)的第2液體是第1糊化淀粉液，所以，幾小時(shí)乃至幾十小時(shí)也不會(huì)互相混合，能穩(wěn)定地保持二層狀態(tài)。即，該冷卻液體150與在實(shí)施例1例示的組成和條件相同。因而，玻璃液滴10滴入冷卻液體150中時(shí)，玻璃液滴10在冷卻液體150中成為玻璃球101前的變化狀態(tài)與在實(shí)施例1中說(shuō)明的變化狀態(tài)相同，因此，其說(shuō)明省略。
第2實(shí)施例的冷卻液體150如下述制作，在水中加入20g馬鈴薯淀粉制成總量1000cc液體，然后，邊攪拌邊加熱到80℃，形成糊化的液體(以下稱(chēng)為第2糊化淀粉液)，作為第2液體152使用。再有，第1液體151和第1實(shí)驗(yàn)例相同使用水。這樣制作的冷卻液體150也和第1實(shí)驗(yàn)例相同地經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)乃至幾十個(gè)小時(shí)也不會(huì)互相混合，能穩(wěn)定地保持二層狀態(tài)。
使用圖5～圖10說(shuō)明在該第2實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合滴下玻璃液滴10，形成玻璃球101時(shí)的變化狀態(tài)。如圖5所示，當(dāng)玻璃液滴10被滴入作為第1液體151的水中時(shí)，在玻璃液滴10的周?chē)纬善輰?0。從汽泡層20產(chǎn)生微小汽泡21，其在作為第1液體151的水中上升到達(dá)表面消失。這與第1實(shí)驗(yàn)例的狀態(tài)完全相同。持續(xù)著這樣的現(xiàn)象，玻璃液滴10落入作為第2液體152的第2糊化淀粉液中。當(dāng)落入第2糊化淀粉液中時(shí)，因?yàn)?，?糊化淀粉液的粘度比作為第1液體151的水高，所如圖6所示，從汽泡層20發(fā)生的微小汽泡21被封閉住，汽泡層20的上部膨脹變大。結(jié)果是玻璃液滴10停止落下。
該第2實(shí)驗(yàn)例的第2糊化淀粉液比第1實(shí)驗(yàn)例的第1糊化淀粉液濃度低，因此，粘度也低。于是，玻璃液滴10與汽泡層20以及在其外周部區(qū)域形成的第2糊化淀粉液的構(gòu)成成分所得到的被膜23一起受浮力作用，上浮到第1液體151的水中。該狀態(tài)示于圖7。該上浮產(chǎn)生數(shù)秒后，如圖8所示，被膜23破碎，同時(shí)汽泡層20的厚度也減少。結(jié)果是，浮力減少，玻璃液滴10又向著第2糊化淀粉液落下。
如圖9所示，再一次落入作為第2液體152的第2糊化淀粉液中的玻璃液滴10的周?chē)?，又形成上部?cè)膨脹增大的汽泡層20，因而玻璃液滴10停止落下。然后，當(dāng)玻璃液滴10冷卻到玻璃轉(zhuǎn)移溫度以下時(shí)，其周?chē)钠輰?0減少。如圖10所示，在汽泡層20減少的同時(shí)形成玻璃球101并開(kāi)始落下。如上所述，在該第2實(shí)施例，玻璃液滴10落入第2液體152中之后，再上浮到第1液體151中，這是與第1實(shí)驗(yàn)不大相同的一點(diǎn)。
第3實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150，如下述制作。在水中加入30g馬鈴薯淀粉制成總量1000cc液體之后，邊攪拌邊加熱到80℃制成糊化液體，即，使用第1實(shí)驗(yàn)例的第1糊化淀粉液，作為第2液體152，。再有，在水中加入10g馬鈴薯淀粉制成總量1000cc液體之后，加熱該液體至80℃，形成糊化液體(以下稱(chēng)為第3糊化淀粉液)，作為第1液體151來(lái)使用。該第3糊化淀粉液的粘度比作為第2液體152的第1糊化淀粉液小、比水大。關(guān)于這樣制作的冷卻液體150也可分別進(jìn)行糊化，因此，和上述的實(shí)驗(yàn)例大體相同地經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)乃至幾十小時(shí)也不會(huì)互相混合，能穩(wěn)定保持二層狀態(tài)。
用圖11～圖13說(shuō)明在該第3實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合滴下玻璃液滴，形成玻璃球時(shí)的變化狀態(tài)。當(dāng)玻璃液滴10被滴入作為第1液體151的第3糊化淀粉液中時(shí)，如圖11所示，在玻璃液滴10的周?chē)纬缮戏蕉嗌倥蛎浺恍┑钠輰?0。但是，和第1實(shí)驗(yàn)例或第2實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合不同，從汽泡層20不產(chǎn)生微小汽泡，以形成汽泡層20的狀態(tài)慢慢地下降著通過(guò)界面153，進(jìn)入作為第2液體152的第1糊化淀粉液中。在該第1糊化淀粉液中，如圖12所示，汽泡層20向上方膨脹增大，受浮力作用，玻璃液滴10的下降停止。然后，如圖13所示，玻璃液滴冷卻到玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以下，成為玻璃球101，同時(shí)汽泡層20也減少。結(jié)果是，玻璃球101開(kāi)始慢慢落下。圖12以后的變化狀態(tài)與第1實(shí)驗(yàn)例相同。
第4實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150如下述制作。使用市場(chǎng)銷(xiāo)售的聚乙烯醇合成漿糊作為第2液體152。再有，使用比該合成漿糊粘度低、難燃性的液體水作為第1液體。在該構(gòu)成，也是經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)乃至幾十個(gè)小時(shí)不會(huì)混合，能穩(wěn)定保持二層狀態(tài)。在該實(shí)驗(yàn)例中，玻璃液滴10滴入冷卻液體150中，形成玻璃球時(shí)的變化狀態(tài)，大體與第1實(shí)驗(yàn)例相同，故省略其說(shuō)明。
再有，制作了第1比較實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150。在水中加入10g馬鈴薯淀粉，制成總量1000cc的液體，然后邊攪拌邊加熱到80℃形成糊化液體，即，使用在第3實(shí)驗(yàn)例作為第1液體151的第3糊化淀粉液作為第2液體152，。再有，用水作為第1液體151。在該構(gòu)成中經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)乃至幾十個(gè)小時(shí)也不會(huì)混合，能夠穩(wěn)定保持二層狀態(tài)。
用圖14～圖16說(shuō)明在該第1比較實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合，滴下玻璃液滴10，形成玻璃球101時(shí)的變化狀態(tài)。當(dāng)玻璃液滴10滴入作為第1液體151的水中時(shí)，如圖14所示，在玻璃液滴10的周?chē)纬善輰?0。同時(shí)，從汽泡層20產(chǎn)生微小汽泡21，其到達(dá)作為第1液體151的水的表面便消失。玻璃液滴10在形成該汽泡層20的狀態(tài)下通過(guò)界面153，落入作為第2液體152的第3糊化淀粉液中。到此的變化狀態(tài)和第1實(shí)驗(yàn)例以及第2實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合相同。在第3糊化淀粉液中，玻璃液滴10周?chē)钠輰?0多少向上方膨脹一些，不像第1實(shí)驗(yàn)例和第2實(shí)驗(yàn)例膨脹得那樣大，這是因?yàn)楹矸鄣臐舛鹊汀Ｈ欢?，玻璃液?0受不到使其停止程度的浮力，只是其下降速度略慢一些，但是仍舊在下降。玻璃液滴10邊下降邊被冷卻，當(dāng)達(dá)到玻璃的轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，就成為玻璃球101，同時(shí)，幾乎沒(méi)生成汽泡層20，如圖16所示。
關(guān)于從上述的第1實(shí)驗(yàn)例到第4實(shí)驗(yàn)例以及第1比較實(shí)驗(yàn)例，分別在相同的條件下制造280個(gè)玻璃球101，進(jìn)行圓度和表面狀態(tài)的觀(guān)察。圓度是測(cè)量玻璃球101的最短徑和最長(zhǎng)徑，求出最短徑和最長(zhǎng)徑之比，用百分比表示。即，越接近100％就意味著圓度越好。再有，關(guān)于表面狀態(tài)，進(jìn)行目視觀(guān)察和通過(guò)顯微鏡觀(guān)察玻璃球101是否有破碎、表面觀(guān)察的裂痕以及內(nèi)部是否形成真空泡。再有，此前的實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，在玻璃球101急驟冷卻時(shí)容易產(chǎn)生真空泡，一旦發(fā)生這樣的缺陷就難以制作精度高的鏡片。
評(píng)價(jià)結(jié)果表示于表1表1

從表1可知，在第1比較實(shí)驗(yàn)例中圓度是96～98％，并且破碎、裂痕以及真空泡(以下，包括這些稱(chēng)作缺陷)的發(fā)生率是100％。通過(guò)該結(jié)果和第1實(shí)驗(yàn)例、第2實(shí)驗(yàn)例以及第4實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行比較，可以看出其圓度惡化并且缺陷發(fā)生率非常高。因而，可知在第1比較實(shí)驗(yàn)例中，玻璃球101的可利用率非常低，沒(méi)有生產(chǎn)效率。另外，從第1實(shí)驗(yàn)例到第4實(shí)驗(yàn)例，隨著第2液體152的馬鈴薯淀粉的濃度減少，可見(jiàn)到圓度稍微惡化的傾向。但是，缺陷發(fā)生率都小于容許界限值，仍可得到良好的結(jié)果。再有，用于制作鏡片的預(yù)制型材的玻璃球101的圓度在95％以上就合格，因此，包括第1比較實(shí)驗(yàn)例在內(nèi)，圓度全部都是合格值。
比較第1實(shí)驗(yàn)例、第2實(shí)驗(yàn)例、第3實(shí)驗(yàn)例以及第1比較實(shí)驗(yàn)例的結(jié)果，可知玻璃球101的缺陷發(fā)生與糊化淀粉濃度相關(guān)。即，從第1實(shí)驗(yàn)例、第2實(shí)驗(yàn)例和第3實(shí)驗(yàn)例可知，作為第2液體152的糊化淀粉液的馬鈴薯淀粉對(duì)于1000cc水含20g以上的場(chǎng)合，可以得到比容許缺陷發(fā)生率的界限值5％小的值。但是，從第1比較實(shí)驗(yàn)例可知，在馬鈴薯淀粉對(duì)于1000cc水為10g/1000cc的場(chǎng)合，缺陷發(fā)生率是100％。這是因?yàn)榈?液體152的糊化淀粉濃度低，玻璃液滴10進(jìn)入該第2液體152中，即使在其周?chē)a(chǎn)生汽泡層20，也不會(huì)充分形成封閉住從該汽泡層20產(chǎn)生的微小汽泡21的被膜的緣故。因?yàn)?，從玻璃液?0周?chē)钠輰?0發(fā)生的微小汽泡21容易穿過(guò)該薄的被膜飛散，玻璃液滴10就不會(huì)被汽泡層20充分包圍。結(jié)果認(rèn)為，玻璃液滴10只在表面部被急驟冷卻，這是容易發(fā)生缺陷的原因。從這方面考慮，使用水作為第1液體的場(chǎng)合，應(yīng)盡量縮短玻璃液滴10在水中滯留的時(shí)間，使其進(jìn)入第2液體152中，在第2液體中，在汽泡層20的周?chē)浞中纬杀荒な抢硐氲摹?br> 另外，若馬鈴薯淀粉量超過(guò)40g，作為第2液體152的糊化淀粉液的濃度增高，則玻璃球101的落下就非常遲緩。因此，批量的生產(chǎn)效率就很低。因而，圓度良好又不妨礙批量生產(chǎn)的濃度在20g以上、40g以下是理想的。
再有，圓度也受玻璃液滴10進(jìn)入冷卻液體150中時(shí)的沖擊影響，這一點(diǎn)能從改變第1液體151的粘度的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。這是因?yàn)檎扯雀哌M(jìn)入時(shí)的沖擊力就大，借此就造成玻璃液滴10變形。第3實(shí)驗(yàn)例的圓度之所以比第1實(shí)驗(yàn)例及第2實(shí)驗(yàn)例低，就是因?yàn)橛米鞯?實(shí)驗(yàn)例的第1液體151的第3糊化淀粉液的粘度比其他實(shí)驗(yàn)中用的水的粘度高。因而，作為第1液體151，盡量是低粘度的液體是理想的。再有，在滴下玻璃液滴時(shí)，相對(duì)于冷卻液體垂直滴下能受到較小的沖擊力，因此是理想的。但是，在制造橢圓形的玻璃球101時(shí)，如果根據(jù)玻璃液滴10的重量和到達(dá)冷卻液表面的距離設(shè)定第1液體151的粘度，就能對(duì)進(jìn)入該第1液體151時(shí)的變形產(chǎn)生有效作用，就能獲得目標(biāo)扁平率的玻璃球101。
再有，第4實(shí)驗(yàn)例使用聚乙烯醇合成漿糊作為第2液體152，玻璃球的圓度和第1實(shí)驗(yàn)例相同，缺陷發(fā)生率也比容許界限值5％小。然而，作為冷卻液體150，第1液體151是水，第2液體152是合成漿糊也可以。再有，在使用比第2液體152的合成漿糊粘度低的合成漿糊作為第1液體151時(shí)，得到和第3實(shí)驗(yàn)例幾乎相同的結(jié)果。
再有，本實(shí)施例中使用的淀粉是馬鈴薯淀粉，然而，淀粉不僅是馬鈴薯淀粉，還有玉米淀粉、紅薯淀粉、粘米淀粉，分別以合適的比例和水混合并糊化都能夠同樣地使用。但是糊化時(shí)，馬鈴薯淀粉用量少但粘度大是最理想的。
(實(shí)施例3)在本實(shí)施例中，研究了冷卻液體150的溫度產(chǎn)生的影響。作為條件，使用和實(shí)施例2中說(shuō)明的第1實(shí)驗(yàn)例相同的冷卻液體150，制造條件相同。然而，冷卻液體150的溫度為55℃、60℃、70℃。在各個(gè)溫度條件各制作280玻璃球并進(jìn)行圓度和表面觀(guān)察。再有，圓度和表面觀(guān)察的方法與實(shí)施例2中說(shuō)明的方法相同。
在冷卻液體150的溫度為55℃的條件下，當(dāng)玻璃液滴10落入作為第1液體151的水中時(shí)，同時(shí)發(fā)生突然沸騰音，并以這種狀態(tài)落入作為第2液體152的第1糊化淀粉液中。但是，落入第1糊化淀粉液中之后，就顯示出和實(shí)施例2的第1實(shí)驗(yàn)例相同的變化狀態(tài)。另一方面，在冷卻液體150溫度為70℃的條件下，玻璃液滴10在冷卻液體中的變化狀態(tài)和實(shí)施例2的第1實(shí)驗(yàn)例完全相同。再有，冷卻液體150的溫度為60℃的條件，和實(shí)施例2的第1實(shí)驗(yàn)例相同。在這些條件下制作的玻璃球的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2表2

由表2可知，在冷卻液體150的溫度是55℃時(shí)，圓度是97～99％，然而缺陷率是100％，與其相比，液溫是60℃時(shí)，圓度是98～99.5％，70℃時(shí)圓度是98.5～99.5％，可見(jiàn)液溫高的場(chǎng)合圓度變好，并且玻璃球101的缺陷發(fā)生率比容許界限值5％小，獲得良好的結(jié)果。
可知，在液溫為55℃時(shí)，因?yàn)橹皇遣Ａб旱?0的表面被急驟冷卻，所以容易發(fā)生真空泡，因此，缺陷發(fā)生率大增。從這些結(jié)果可知，要制作具有良好的圓度并且缺陷發(fā)生率小的玻璃球101，要求冷卻液體150的溫度為60℃以上。再有，至于溫度的上限，只要能穩(wěn)定地保持冷卻液體150的溫度就行，例如，在用水作為第1液體的場(chǎng)合，在沸點(diǎn)溫度100℃以下就行。另外，在最初接觸的表面部也含有玻璃液滴，在采用油或淀粉液等作為冷卻液體時(shí)，只要在各自的沸點(diǎn)以下即可。
(實(shí)施例4)在本實(shí)施例中，說(shuō)明往二層結(jié)構(gòu)的冷卻液體的第1液體中添加表面活性劑的狀況。在本實(shí)施例中研究了向第1液體中添加的界面添性劑的濃度的影響。為此，涉及以下相同的材料、條件。即，使用和實(shí)施例2的第1實(shí)驗(yàn)例相同的第1糊化淀粉液作為第2液體152。并且，在玻璃液滴接收部11的大徑管11A中充填作為第2液體152的第1糊化淀粉液，液位要達(dá)到150mm，其上注入第1液體151，液位為50mm。再有，由這些液體組成的冷卻液150的溫度為50℃，滴下噴嘴2A和第1液體151的距離為20mm，再有使用加熱到1150℃熔化的硼硅酸玻璃作為熔化玻璃4，滴下60mg。
使用添加了0.01wt％的非離子表面活性劑的水(以下稱(chēng)為第1添加水)作為第5實(shí)驗(yàn)例的冷卻液150的第1液體151。用圖17～圖21說(shuō)明在使用該組成的冷卻液體150的場(chǎng)合，在冷卻液體150中滴下玻璃液滴10，直到形成玻璃球101的變化狀態(tài)。如圖17所示，當(dāng)玻璃液滴10落入作為第1液體151的第1添加水中時(shí)，在玻璃液滴10的周?chē)纬善輰?0。從該氣泡層20產(chǎn)生微小汽泡21，到達(dá)第1添加水表面消失。玻璃液滴10以其周?chē)纬善輰?0的狀態(tài)通過(guò)界面153，落入作為第2液體152的第1糊化淀粉液中。如圖18所示，在該第1糊化淀粉液中，汽泡層20在上部側(cè)很大地膨脹而產(chǎn)生浮力，玻璃液滴10停止落下。
然后，如圖19所示，當(dāng)玻璃液滴10在其周?chē)纬善輰?0時(shí)，與汽泡層20的外周部形成的由第1糊化淀粉液的構(gòu)成成分構(gòu)成的被膜23一起上浮到第1添加水中。到此的變化狀態(tài)，與實(shí)施例2的第2實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合大體相同。第1添加水中含有非離子表面活性劑，由于該表面活性劑的作用，被膜23不會(huì)破碎。玻璃液滴10在第1添加水中反復(fù)進(jìn)行10秒鐘上下浮動(dòng)而懸浮。隨著玻璃液滴10的溫度下降，汽泡層20的厚度減少，浮力下降，如圖20所示，又重新突入第1糊化淀粉液中。然后，當(dāng)達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)固化成為玻璃球101，同時(shí)，汽泡層20的厚度更加減少并開(kāi)始落下。如圖21中所示。圖20～圖21表示的變化狀態(tài)與第2實(shí)驗(yàn)例幾乎相同。
使用含0.001wt％的非離子表面活性劑的水(以下稱(chēng)為第2添加水)作為第6實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150的第1液體151。在由該構(gòu)成組成的冷卻液體150中，玻璃液滴10被冷卻成為玻璃球101的變化狀態(tài)與第5實(shí)驗(yàn)例幾乎相同，因而省略說(shuō)明。
使用含0.02wt％的非離子表面活性劑的水(以下稱(chēng)為第3添加水)作為第2比較實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150的第1液體。使用該冷卻液體150冷卻玻璃液滴10直到形成玻璃球10時(shí)的變化狀態(tài)與實(shí)施例2的第1比較實(shí)驗(yàn)例幾乎相同，因而，省略其說(shuō)明。
使用不含非離子表面活性劑的水作為第3比較實(shí)驗(yàn)例的冷卻液體150的第1液體151。即，和實(shí)施例2的第1實(shí)驗(yàn)例的場(chǎng)合組成相同，但不同點(diǎn)是液體的溫度是50℃。
關(guān)于上述第5實(shí)驗(yàn)例、第6實(shí)驗(yàn)例、第2比較實(shí)驗(yàn)例及第3比較實(shí)驗(yàn)例，制作280個(gè)玻璃球進(jìn)行圓度和表面狀態(tài)的觀(guān)察。圓度的觀(guān)察方法及表面狀態(tài)的觀(guān)察方法與實(shí)施例2相同，其結(jié)果示于表3。
表3

從表3可知，玻璃球101的表面觀(guān)察結(jié)果表明，缺陷發(fā)生率與第1液體151中添加的非離子表面活性劑的濃度有關(guān)。以使用非離子表面活性劑的濃度是0.01wt％的第1添加水的第5實(shí)驗(yàn)例為中心，濃度低的場(chǎng)合或濃度高的場(chǎng)合都出現(xiàn)缺陷發(fā)生率增加的傾向。在使用不添加表面活性劑的水作為第1液體151的第3比較實(shí)施例的場(chǎng)合，與冷卻液體150溫度為55℃的結(jié)果(參照表2)幾乎相同，真空泡多發(fā)，缺陷發(fā)生率為100％。從該結(jié)果可知，添加濃度在0.001wt％以上是必要的。
再有，添加濃度為0.02wt的場(chǎng)合，缺陷發(fā)生率為約10％，形成超過(guò)容許界限值5％的結(jié)果。這是因?yàn)楫?dāng)表面活性劑濃度為0.02％wt％以上時(shí)，糊化淀粉和表面活性劑的反應(yīng)增加，因而糊化淀粉分子間的結(jié)合容易被切斷。結(jié)果是，即使玻璃液滴10以保持汽泡層20和被膜23的狀態(tài)上浮到第1液體中，被膜23會(huì)和表面活性劑反應(yīng)而降低淀粉強(qiáng)度，被膜23就會(huì)容易破碎。結(jié)果是，從汽泡層20產(chǎn)生的微小汽泡就會(huì)容易穿過(guò)被膜23，汽泡20縮小。因?yàn)楫a(chǎn)生這種現(xiàn)象，就可以推斷玻璃液滴10的表面層被急驟冷卻而發(fā)生以真空泡為主的缺陷。
另一方面，因?yàn)楸砻婊钚詣舛仍?.001wt％～0.01wt％的范圍是適宜的濃度，起有效地穩(wěn)定被膜23的作用。即，即使周?chē)黄輰?0和被膜23包圍的玻璃液滴10再浮入第1液體151中，通過(guò)表面活性劑的作用，被膜23也難以破碎，穩(wěn)定地保持著汽泡層。結(jié)果是，浮力作用在玻璃液滴10上，使其能在第1液體151中返復(fù)上下浮動(dòng)十幾秒。因?yàn)椴Ａб旱?0在這種懸浮狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力和玻璃液滴10的表面張力可促使玻璃液滴10球形化，提高了圓度。從這些結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表面活性劑的添加濃度為0.001wt％～0.01wt％是理想的范圍。
(實(shí)施例5)在和實(shí)施例4的第5實(shí)驗(yàn)例相同的冷卻液體150組成中，研究改變其溫度時(shí)的影響。冷卻液體150的溫度條件為45℃、50℃及60℃3種，制作280個(gè)玻璃球，進(jìn)行與實(shí)施例4相同的評(píng)價(jià)。
在冷卻液體150的溫度為45℃時(shí)，玻璃液滴10落入作為第1液體151的第1添加水中，同時(shí)發(fā)生突然的沸騰音以及玻璃液滴10從作為第2液體152的第1糊化淀粉液中再浮入第1添加水中，被膜23破碎時(shí)發(fā)生的突然沸騰音的狀態(tài)都被觀(guān)察到了。因此，玻璃液滴10的狀態(tài)凌亂，不穩(wěn)定。確認(rèn)了在該條件下制作的玻璃球101的圓度是97.1％～98.2％，從表面狀態(tài)觀(guān)察的缺陷發(fā)生率是58％。
這是因?yàn)槔鋮s液體150的溫度過(guò)低，只是45℃，即使玻璃液滴10和第1添加水接觸，汽泡層的發(fā)生量也不充分，使得玻璃液滴10容易直接接觸第1添加水。結(jié)果是，僅是玻璃液滴10的表面區(qū)域被急驟冷卻而發(fā)生暴沸聲，在玻璃液滴10的內(nèi)部發(fā)生真空泡。
在冷卻液體150的溫度為60℃時(shí)，玻璃液滴10在冷卻液體150中的變化狀態(tài)與實(shí)施例4的第5實(shí)驗(yàn)例幾乎相同。在該條件下制作的玻璃球101的圓度是98.5％～99.6％。再有，缺陷率不到1％。從這些結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在水中添加表面活性劑的液體作為第1液體151時(shí)，至少冷卻液體150的第1液體151必須達(dá)到50℃以上。再有，至于溫度的上限，只要是能穩(wěn)定地保持冷卻液體150的溫度就行，例如，在使用添加了表面活性劑的水作為第1液體151的場(chǎng)合，達(dá)到水的沸點(diǎn)100℃以下就行。
再有，盡管在實(shí)施例4和實(shí)施例5中，說(shuō)明了使用糊化淀粉液作為第2液體152、使用含表面活性劑的水作為第1液體151的場(chǎng)合，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，也可以使用以聚乙烯醇為主要成分的合成漿糊作為第2液體152，以含表面活性劑的水為第1液體151的冷卻液體150。使用該冷卻液體150的場(chǎng)合也能夠得到圓度高、缺陷發(fā)生率少的玻璃球。再有，至于在用作第1液體的水中添加的表面活性劑，非離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或者兩性表面活性劑等都可以使用。但是，非離子表面活性劑穩(wěn)定性高，是批量生產(chǎn)玻璃球的最理想的材料。
再有，本發(fā)明并不局限于在實(shí)施例2～實(shí)施例5中說(shuō)明的內(nèi)容。例如，可以使用油作為冷卻液體，只要使玻璃液滴最初接觸的區(qū)域的粘度減小，其下方的油的粘度增大就行。
再有，根據(jù)玻璃液滴的滴下量設(shè)定第1液體的液位，因?yàn)樵诓Ａб旱谓佑|第1液體而發(fā)生的汽泡層消失前，如果玻璃液滴落入第2液體中，則由于用第2液體中的構(gòu)成成分形成的被膜覆蓋玻璃液滴周?chē)l(fā)生的汽泡層，所以能穩(wěn)定地維持汽泡層。例如，當(dāng)玻璃液滴的量為60mg時(shí)，玻璃球的直徑是約3mm，所以，在用水作為第1液體的場(chǎng)合，使液位為玻璃球直徑的3倍～20倍就行。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，與現(xiàn)有的玻璃球的制造方法和制造裝置相比，本發(fā)明的制造裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方法簡(jiǎn)單，能夠制造圓度良好，并且裂痕或真空泡等缺陷的發(fā)生率非常少的玻璃球。使用該玻璃球不需要研磨，可以用模具熱壓成型、低價(jià)格地制作形狀精度優(yōu)良的鏡片。
權(quán)利要求
1.一種玻璃球的制造方法，其特征在于包括滴下工序，其通過(guò)由噴嘴滴下熔化狀態(tài)的玻璃，使玻璃液滴落入冷卻液體中；冷卻工序，其在把上述玻璃液滴在上述冷卻液體中冷卻到上述玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下期間，由上述冷卻液體汽化而產(chǎn)生的汽泡層覆蓋上述汽泡層周?chē)?，在上述冷卻液體中的上述玻璃液滴慢慢冷卻的同時(shí)，使其落下速度減低。
2.一種玻璃球的制造方法，其特征在于包括滴下工序，其通過(guò)由噴嘴滴下熔化狀態(tài)的玻璃，使玻璃液滴落入冷卻液體中；冷卻工序，其在把上述玻璃液滴在上述冷卻液體中冷卻到上述玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下期間，由上述冷卻液體汽化而產(chǎn)生的汽泡層和上述冷卻液體的構(gòu)成成分形成的被膜覆蓋，在上述冷卻液體中的上述玻璃液滴慢慢冷卻的同時(shí)，使其落下速度減低。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液體中，其最初接觸所述玻璃液滴表面部分的粘度比其下部區(qū)域的粘度低。
4.如權(quán)利要求1或者2所述的玻璃球制造方法，其特征在于，在上述冷卻液體和上述玻璃液滴最初接觸的表面部分，至少要使用難燃性液體。
5.如權(quán)利要求1或者2所述的玻璃球制造方法，其特征在于，使用糊化淀粉液或者合成漿糊液作為上述冷卻液體。
6.如權(quán)利要求3所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液體為糊化淀粉液時(shí)，上述冷卻液體的下部區(qū)域的濃度為，對(duì)于1000cc水，上述糊化淀粉量為20g以上、40g以下，上述冷卻液體的表面部分的濃度為，對(duì)于1000cc水，上述糊化淀粉量為少于20g。
7.如權(quán)利要求6所述的玻璃球制造方法，其特征在于，使用在水中溶入馬鈴薯淀粉制成的糊化液作為上述糊化淀粉液。
8.如權(quán)利要求1所述的玻璃球制造方法，其特征在于，使用油作為上述冷卻液體，上述玻璃液滴最初與上述油的接觸表面部分的粘度比其下部區(qū)域的粘度低。
9.如權(quán)利要求1或者2所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液體由二層組成，其中，上述玻璃液滴最初接觸的表面部分為第1液體，在上述第1液體的下部區(qū)域有第2液體。
10.如權(quán)利要求9所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液體中，上述第1液體為水，上述第2液體為糊化淀粉液或者合成漿糊液。
11.如權(quán)利要求10所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液體的上述第2液體為上述糊化淀粉液時(shí)，上述糊化淀粉液的濃度為，對(duì)于1000cc水，上述糊化淀粉量為20g以上、40g以下。
12.如權(quán)利要求11所述的玻璃球制造方法，其特征在于，使用在水中溶入馬鈴薯淀粉制成的糊化液作為上述的糊化淀粉液。
13.如權(quán)利要求1或者2所述的玻璃球的制造方法，其特征在于，上述冷卻液中，上述玻璃液滴最初接觸的上述冷卻液體的表面部的溫度為60℃以上、上述冷卻液體的沸點(diǎn)以下。
14.如權(quán)利要求1所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液含有表面活性劑。
15.如權(quán)利要求2所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液含有表面活性劑。
16.如權(quán)利要求9所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液中，上述第1液體為含表面活性劑的水，上述第2液體為糊化淀粉液或者合成漿糊液。
17.如權(quán)利要求14～16中之任意一項(xiàng)所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述冷卻液中，上述玻璃液滴最初接觸的上述冷卻液體的表面部的溫度為50℃以上、上述冷卻液體的沸點(diǎn)以下。
18.如權(quán)利要求14～16中之任意一項(xiàng)所述的玻璃球制造方法，其特征在于，上述表面活性劑的濃度范圍為0.001wt％～0.01wt％。
19.如權(quán)利要求14～16中之任意一項(xiàng)所述的玻璃球制造方法，其特征在于，使用非離子表面活性劑作為上述表面活性劑。
20.如權(quán)利要求1或者2所述的玻璃球制造方法，其特征在于，使上述玻璃液滴對(duì)著上述冷卻液體的表面垂直地滴下。
21.如權(quán)利要求9所述的玻璃球制造方法，其特征在于，根據(jù)上述玻璃液滴的滴下量設(shè)定上述第1液體的液位，要使上述玻璃液滴在上述玻璃液滴接觸上述第1液體發(fā)生的上述汽泡層消失前，落入上述第2液體中。
22.一種玻璃球制造裝置，其特征在于，具有熔化坩堝，其加熱熔化玻璃；噴嘴，其設(shè)置在上述熔化坩堝的下方、使上述熔化坩堝中的熔化玻璃滴下；玻璃液滴接收部，其設(shè)置在上述噴嘴的下方，內(nèi)部充填用于冷卻從上述噴嘴滴下的玻璃液滴的冷卻液體；上述冷卻液體由上述玻璃液滴在上述冷卻液體中冷卻到上述玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下期間，上述玻璃液滴的熱量使上述冷卻液體汽化而在上述玻璃液滴周?chē)纬善輰拥牟牧辖M成。
23.一種玻璃球制造裝置，其特征在于，具有熔化坩堝，其加熱熔化玻璃；噴嘴，其設(shè)置在上述熔化坩堝的下方、使上述熔化坩堝中的熔化玻璃滴下；玻璃液滴接收部，其設(shè)置在上述噴嘴的下方，內(nèi)部充填用于冷卻從上述噴嘴滴下的玻璃液滴的冷卻液體；上述冷卻液體由上述玻璃液滴在上述冷卻液體中冷卻到上述玻璃的玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下期間，上述玻璃液滴的熱量使上述冷卻液體汽化而在上述玻璃液滴周?chē)纬善輰右约霸谏鲜銎輰又車(chē)缮鲜隼鋮s液體的構(gòu)成成分形成被膜的材料組成。
24.如權(quán)利要求22或23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體中，最初接觸上述玻璃液滴的表面部分粘度比其下部區(qū)域的粘度低。
25.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，至少要在上述冷卻液體最初接觸上述玻璃液滴的表面部分使用難燃性液體。
26.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，使用糊化淀粉液或者合成漿糊液作為上述冷卻液體。
27.如權(quán)利要求24所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體為糊化淀粉液時(shí)，上述冷卻液體的下部區(qū)域的濃度為，對(duì)于1000cc水，上述糊化淀粉量為20g以上、40g以下，上述冷卻液體表面部分的濃度為，對(duì)于1000cc水，上述糊化淀粉量為少于20g。
28.如權(quán)利要求26所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，使用在水中溶入馬鈴薯淀粉制成的糊化液作為上述糊化淀粉液。
29.如權(quán)利要求22所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，使用油作為上述冷卻液體，上述玻璃液滴最初接觸上述油的表面部分的粘度比其下部區(qū)域的粘度低。
30.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體由二層組成，其中，最初接觸上述玻璃液滴的表面部分為第1液體，在上述第1液體的下部區(qū)域有第2液體。
31.如權(quán)利要求30所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體中，上述第1液體為水，上述第2液體為糊化淀粉液或者合成漿糊液。
32.如權(quán)利要求31所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體的上述第2液體為上述糊化淀粉液時(shí)，上述糊化淀粉液的濃度為，對(duì)于1000cc水，上述糊化淀粉量為20g以上、40g以下。
33.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液中，上述玻璃液滴最初接觸上述冷卻液體的表面部的溫度為60℃以上、上述冷卻液體的沸點(diǎn)以下。
34.如權(quán)利要求30所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，根據(jù)上述玻璃液滴的滴下量設(shè)定上述第1液體的液位，在上述玻璃液滴接觸上述第1液體而產(chǎn)生的上述汽泡層消失前，使上述玻璃液滴落入上述第2液體中。
35.如權(quán)利要求22所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體含有表面活性劑。
36.如權(quán)利要求23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體含有表面活性劑。
37.如權(quán)利要求30所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體中，上述第1液體為含表面活性劑的水，上述第2液體為糊化淀粉液或者合成漿糊液。
38.如權(quán)利要求34～37中之任意一項(xiàng)所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述冷卻液體中，最初接觸上述玻璃液滴的上述冷卻液體的表面部的溫度為50℃以上、上述冷卻液體的沸點(diǎn)以下。
39.如權(quán)利要求34～37中之任意一項(xiàng)所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述表面活性劑的濃度范圍為0.001wt％～0.01wt％。
40.如權(quán)利要求34～37中之任意一項(xiàng)所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，使用非離子表面活性劑作為上述表面活性劑。
41.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，上述玻璃液滴接收部中，上述玻璃液滴落下、冷卻形成玻璃球的區(qū)域部的上述液滴接收部的面積大，從上述區(qū)域部越向下部面積越小。
42.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，還設(shè)置滴下機(jī)構(gòu)，其密封上述熔化坩堝的上方，并且有空氣供給部，從該空氣供給部向上述熔化坩堝中可控制地導(dǎo)入高壓氣，從上述噴嘴滴下上述熔化玻璃。
43.如權(quán)利要求42所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，還具有移動(dòng)機(jī)構(gòu)，其能夠在水平方向二維地移動(dòng)，使上述玻璃液滴接收部與上述滴下機(jī)構(gòu)同步移動(dòng)。
44.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，設(shè)置捕集部，該捕集部與上述玻璃液滴接收部的下部連通，捕集并且取出上述玻璃球。
45.如權(quán)利要求44所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，具有在保持上述玻璃液滴接收部的上述冷卻液體的狀態(tài)下，能夠更換上述捕集部的結(jié)構(gòu)。
46.如權(quán)利要求22或者23所述的玻璃球制造裝置，其特征在于，在垂直方向上設(shè)立上述玻璃液滴接收部，從上述噴嘴滴下的上述玻璃液滴對(duì)著上述冷卻液體表面垂直地落下。
全文摘要
本發(fā)明是玻璃球制造裝置，該裝置具有熔化坩堝2，其加熱、熔化玻璃；噴嘴2A，其設(shè)置在該熔化坩堝2的下方、使熔化坩堝2中的熔化玻璃4滴下；玻璃液滴接收部11，其設(shè)在該噴嘴2A的下方，充填了用于冷卻從噴嘴2A滴下的玻璃液滴10的冷卻液體150；該冷卻液體150由玻璃液滴10于冷卻液體150中冷卻到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下期間，玻璃液滴10)的熱量使冷卻液體150汽化而在玻璃液滴10周?chē)纬善輰拥牟牧辖M成；本發(fā)明是使用該裝置的制造方法，能連續(xù)、高效、低價(jià)制造圓度良好的玻璃球。
文檔編號(hào)C03B19/10GK1531509SQ0280925
公開(kāi)日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月26日
發(fā)明者平賀將浩, 古川成男, 藤田光宏, 宏, 男 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社