CN101421196A - 玻璃成形的方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种一面使熔融玻璃连续流下至成形模,一面连续地成形出具有均匀热历程的玻璃的方法以及装置。一面使熔融玻璃连续流下,一面使其流入具有规定的产品宽度的成形模20的一端部,且从另一端导出玻璃,由此将玻璃连续成形的方法是一面对所述玻璃的玻璃导出方向的至少一部分进行热交换一面进行成形的。该热交换在成形模20的底板部21的至少除去端部附近的部分进行,通过热交换来使玻璃底面冷却。而且,玻璃的成形装置1中的成形模20具有底板部21,在该底板部21中至少是玻璃导出方向上的一部分,配设有热交换单元24。
Description
技术领域
本发明涉及一种一面使熔融玻璃连续地流入成形模,一面成形出热历程均一化的、内应变、分相等少的玻璃成形的方法以及装置。
背景技术
为了连续地使熔融玻璃成形为板状或者棒状,通常所采用的是以下方法:使熔融玻璃流入成形辊之间,以与成形辊的圆周速度相同的速度送出成形玻璃的方法(多辊法),或者,向预先准备好的成形模中浇铸熔融玻璃,对应于玻璃的浇铸速度而导出成形玻璃的方法等。
使熔融玻璃流入固定成形模而进行浇铸、且从该成形模的末端部导出成形玻璃的方法,公知有专利文献1或者专利文献2中所揭示的方法。专利文献1所揭示的方法中具有以下步骤:利用导管将熔融玻璃导至成形模的附近,使熔融玻璃的流出口尽可能靠近浇铸面,使熔融玻璃流入所述成形模的一端,保持成形模固定,连续导出玻璃进行成形。而且,考虑到与玻璃的熔接、成形后玻璃表面的伸展、因冷却引起的龟裂等,对成形模的温度进行控制,但此温度控制是以对整个模具进行冷却的单方面的冷却操作而进行的。而且,专利文献2中所揭示的方法,如专利文献1中所揭示的方法,包括以下步骤:在成形模内的流出管的背部位置设置内浇口,且对该内浇口施以高频振动,从而连续地成形玻璃。
[专利文献1]日本专利特公昭45-19987号公报
[专利文献2]日本专利特开昭50-51516号公报
这些成形技术中,熔融玻璃经过流出管流入成形模内,按规定的产品宽度向左右扩展,从而连续性地成形出玻璃板。然而,成形模的底板部中熔融玻璃所流下的正下方区域,因一直受到连续流入的熔融玻璃的加热而达到最高温度,但随着向宽度方向的两端流动,温度会降低,从而由玻璃的中央区域到两侧产生温度倾斜(以下称作温度梯度(temperaturegradient))。因此,玻璃容易熔接在成形模的高温中央区域。而且,玻璃板是在宽度方向上具有温度梯度的状态下冷却成形,因此热历程不均匀,产生内应变及分相等。
而且,玻璃上表面侧暴露在外部大气中,因此,与玻璃底面侧相比,温度下降速度较快。因此,与宽度方向相同.板厚方向上的热历程也不均匀,产生内应变及分相等。该分相是导致失透等的原因,因此,之后的热处理等步骤中就会出现问题。这里所谓的玻璃底面是指与成形模的底板部及/或与背板部相接的玻璃面。
关于分相,尤其是在制造结晶化玻璃时,会导致其后的热处理等出现问题。例如,将已成形的玻璃作为母玻璃通过热处理而进行结晶化处理时,会产生分相,因此,玻璃相中无法析出均匀的结晶,所获得的结晶玻璃,以热膨胀系数为首、强度、研磨后的表面粗度(Ra)等各种物性不稳定,所以不适合用作热处理中所使用的玻璃的母玻璃。并且,所述的玻璃,因为会产生了内应变,所以进行加热处理时容易破损。
而且,在上表面侧也与玻璃底面侧及/或背板侧相同,宽度方向的中央区域一直受到连续流入的熔融玻璃的加热而达到高温,两侧通过放凉而较快降温。因此,宽度方向的中央区域与两侧产生较大的温度梯度,结果上表面侧的热历程也不均匀,玻璃的表面性也变差。
因此,业界寻求一种一面使熔融玻璃连续流入成形模一面成形出玻璃的方法,其使玻璃的热历程均匀化,由此减少内应变、分相等。
本发明是鉴于如上课题而研发的,其目的在于提供一种使熔融玻璃连续流入成形模,使玻璃的热历程均匀化,由此连续成形出内应变等较少、不易产生分相的玻璃的成形方法及其装置。
发明内容
本发明者发现:在通过一面使熔融玻璃连续流下一面使其流入成形模的一端部并从另一端导出玻璃而连续成形出玻璃的方法中,通过对玻璃的玻璃导出方向上的至少一部分进行热交换、优选对熔融玻璃流下的成形模的底板部及/或背板部的至少除去端部附近的一部分进行热交换,能够缩小与成形模接触的玻璃的中央区域与两侧区域的温度差、以及玻璃底面与上表面的温度差,从而成形出热历程均匀的玻璃,进而完成本发明。具体而言,本发明提供如下所述内容。
1、一种玻璃的成形方法,一面使熔融玻璃连续地流下,一面使其流入具有规定的产品宽度的成形模的一端部,且从另一端导出玻璃,由此连续地成形出玻璃,其中:
一面对所述玻璃的至少是玻璃导出方向上的一部分进行热交换,一面进行所述成形。
根据此方案,通过对玻璃的至少一部分进行冷却或加热而对玻璃进行热交换,可减小玻璃的温度梯度,且可缩小玻璃的宽度方向以及上下方法上的温度差,因此使所成形出的玻璃的热历程均匀化。也就是说,熔融玻璃流下的正下方区域一直受到连续流入的熔融玻璃加热而达到最高温度。而且玻璃的两侧区域的温度容易下降,因此进一步扩大与达到高温的中央区域之间的温度差,增大温度梯度,所以成形出的玻璃的热历程不均匀,容易产生内应变及分相等问题,但例如通过对高温的中央区域进行冷却(热交换)使其温度下降,而减小与两侧区域之间的温度梯度,或者通过对两侧部进行加温(热交换)使两侧区域的温度上升,而减小与中央区域之间的温度梯度,则可解决上述问题。而且,本发明中所谓的温度梯度是指从中央区域向侧部的温度的倾斜、或者玻璃底面侧与上表面侧的温度的倾斜。
关于热交换的方式,例如可在成形模的底板部或背板部设置热交换单元,利用空气、水、油等用于热交换的流体来使玻璃底面的一部分冷却,或利用燃气燃烧器等加热装置来对玻璃的两侧部进行加热,或者利用金属板等对玻璃上表面的一部分进行冷却等。
2、如1所述的玻璃成形方法,其中:
所述热交换至少是在所述成形模的底板部及/或背板部进行。
成形模的底板部及/或背板部直接与玻璃接触。因此根据该方案可有效地进行热交换。
3、如1并且2所述的玻璃成形方法,其中:
所述热交换是在所述玻璃的至少除去产品宽度方向上的端部附近的部分进行。
根据该方案,在温度容易降低的产品宽度方向上的两侧部附近未进行热交换,因此端部附近的温度不易产生快速下降,而且因为高温的中央区域经过热交换后被冷却,可缩小中央区域与两侧区域的温度差。因此,可减小从中央区域到两侧部的温度梯度,使玻璃的热历程均匀化。
4、如1至3中任一项所述的玻璃成形方法,其中:
进行所述热交换的宽度是所述产品宽度的10~80%。
5、如1至4中任一项所述的玻璃成形方法,其中:
在所述成形模的底板部及/或背板部设置热交换单元,且利用该热交换单元进行热交换。
6、如1至5中任一项所述的玻璃成形方法,其中:
利用所述热交换来使玻璃冷却。
根据该方案,因为玻璃底面侧及/或背面侧的温度较高的中央区域被快速冷却,有效地降低温度。所以玻璃底面及/或背面侧的温度梯度实现平坦化。
7、如1至6中任一项所述的玻璃成形方法,其中:
使流到所述成形模内的所述熔融玻璃扩散开,并且限制为规定的玻璃成形厚度。
根据该方案,因为流到成形模内的所述熔融玻璃在扩散开的同时被限制为规定的玻璃成形厚度,所以可高效成形出规定厚度的玻璃。
8、如1至7中任一项所述的玻璃成形方法,其中:
对所述成形模的上方区域进行保温。
根据该方案,由于对成形模的上方区域进行保温,所以可减小玻璃上表面的温度梯度。也就是说,因为利用保温部件等对成形模的上方区域进行保温可抑制热量由玻璃上表面放出,防止两侧区域温度的下降,所以进一步减少两侧区域与中央区域的温度差。
9、一种玻璃,其是利用1至8中任一项所述的玻璃成形方法成形的。
根据所述1至8中任一项所述的玻璃成形方法,如上所述,可获得热历程均匀、内应变较少的玻璃。因此适用于需要热处理的步骤的用途,尤其适用作结晶玻璃的母玻璃。
10、一种结晶玻璃用玻璃,其是利用1至8中任一项所述的玻璃成形方法而成形的。
11、一种玻璃连续成形装置,具有成形模和流出装置,其中:
所述成形模具有底板部及/或背板部,
在该底板部及/或背板部中的至少是玻璃导出方向上的一部分,配设着热交换单元。
12、如11中所述的玻璃连续成形装置,其中:
所述热交换单元配设在所述底板部及/或所述背板部中的至少除去产品宽度方向上的端部附近的部分。
13、如11或者12所述的玻璃连续成形装置,其中:
所述热交换单元配设为其宽度尺寸在玻璃成形宽度的10~80%的范围内。
14、如11至13所述的玻璃连续成形装置,其中:
所述成形模具有所述底板部、所述背板部以及导引部。
15、如14所述的玻璃连续成形装置,其中:
所述热交换单元具备:位于所述背板部的下方的第一热交换单元、位于流出管的下方的第二热交换单元、比该第二热交换单元更靠近玻璃导出方向侧的第三热交换单元。
16、如11至15中任一项所述的玻璃连续成形装置,其中:
具有比所述流出装置更靠近玻璃导出方向侧且更靠近所述成形模的所述底板部的上方的辊子,该辊子沿着玻璃成形宽度方向而配设。
17、如11至16中任一项所述的玻璃连续成形装置,其中:
在所述成形模的上方,以覆盖从所述流出装置流到所述成形模上的熔融玻璃的方式,配设着保温板。
18、如14至17中任一项所述的玻璃连续成形装置,其中:
所述背板部形成着热交换室。
11~18中的玻璃连续成形装置,是将上述1~8的玻璃成形方法,作为玻璃连续成形装置发展出来的装置。通过该玻璃连续成形装置,可获得与所述的玻璃成形方法相同的效果。而且通过15的玻璃连续成形装置,可单独对玻璃底面进行冷却,因此可对各个部位设定最适合的冷却条件,从而可有效地使玻璃底面冷却。而且通过18的玻璃连续成形装置,可利用水等用于冷却的流体来冷却接触熔融玻璃的背板部,因此可使玻璃底面及/或背面侧的温度快速下降。而且当有多个形成在背板部的热交换室时,例如,因为背板部的两侧部分与熔融玻璃接触的比例较小,所以能够以放宽冷却条件等的方式设定背板部的各个部位的最合适的冷却条件,从而可有效地冷却玻璃底面,因此较佳。
19、一种玻璃,其是通过11至18中任一项所述的玻璃连续成形装置而成形的。
20、一种结晶玻璃用玻璃,其是通过11至18中任一项所述的玻璃连续成形装置而成形的。
21、一种玻璃连续成形方法,一面使熔融玻璃连续地流下,一面使其流入具有规定的产品宽度的成形模的一端部,且从另一端导出玻璃,由此连续地成形出玻璃,其中:
对底板部的所述产品宽度方向的冷却进行调整,以使所述成形模的所述玻璃的产品宽度方向上的温度梯度接近于平坦。
根据该方案,可减小玻璃的产品宽度方向上的温度梯度,因此减小中央区域与两侧区域的玻璃温度差。由此可在相同的条件下冷却并固化中央区域和两侧区域的玻璃,由此实现玻璃热历程的均匀化。
作为进行这种调整的方法,可列举以下的方法:预先实验性地一面测量成形模的底板部及/或背板部的与玻璃的接触面附近的宽度方向上的几个点的温度,一面改变宽度方向上的冷却程度来进行冷却,以发现使玻璃的温度梯度接近平坦的冷却条件,并进行调整以使实际制造过程符合该冷却条件;或者在实际制造过程中,一面测量宽度方向上的几个点的温度,一面改变宽度方向上的冷却程度来对冷却进行调整,以使玻璃的温度梯度接近于平坦。
根据本发明,可减小玻璃的宽度方向上的温度梯度。因此,玻璃被同样地冷却固化,实现了热历程的均匀化。
而且,因为玻璃上表面暴露在外部气体中,所以与玻璃底面相比玻璃上表面温度更容易下降,玻璃上表面与玻璃底面的温度差增大,但通过热交换可使玻璃底面与玻璃上表面的温度差变小。因此,玻璃底面与上表面都被同样地进行冷却固化,导出玻璃时底面与上表面的差异较小,不易产生分相。照此可成形出防止失透且使热历程得以均匀化的玻璃。
而且因为通过将保温部件覆盖在熔融玻璃上表面的上方区域而进行保温,可抑制玻璃上表面的两侧区域的温度下降,也将玻璃上表面侧的温度梯度减小,所以可进一步使热历程均匀化。
如上所述,本发明的玻璃,是热历程均匀且分相少的均质玻璃,适用于需要进行热处理的工序,尤其适用作用于结晶化玻璃的母玻璃。
附图说明
图1为本发明的一实施方式的玻璃成形装置的示意截面图。
图2为所述实施方式的成形装置的平面图。
图3为说明玻璃底面的产品宽度方向上的温度梯度曲线的模式图。
图4为说明玻璃上表面的产品宽度方向上的温度梯度曲线的模式图。
图5表示图2中成形模的底板部的温度测量位置的示意图。
1:玻璃成形装置 10:流出装置
11:流出管 20:成形模
21:底板部 22:背板部
22A:热交换室 23:导引部
24:热交换单元 24A:第一热交换单元
24B:第二热交换单元 24C:第三热交换单元
30:保温部件 40:辊子
A:熔融玻璃 B:浇铸玻璃
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的玻璃成形的方法以及装置其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效,详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解,然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。
本发明的玻璃成形方法中包括以下步骤:当一面使熔融玻璃连续地流下,一面使其流入具有设定的产品宽度的成形模的一端部,且从另一端导出玻璃,由此连续地成形出玻璃时,一面对所述玻璃的至少是玻璃导出方向上的一部分进行热交换,一面成形出玻璃。
优选在成形模的底板部及/或背板部进行热交换。其原因在于:底板部及/或背板部直接与玻璃接触,所以能够有效地进行热交换。而且,这里的热交换可通过使热交换用流体直接接触底板部及/或背板部、设置热交换单元、在底板部及/或背板部的背面安装冷却叶片等来进行。
优选在至少除去宽度方向上的端部的部位进行热交换。照此,因为温度容易降低的端部不实施热交换,而其以外的部分实施热交换,所以可使其以外的部分的温度接近容易冷却的端部的温度,使玻璃的热梯度实现均匀化。相对于玻璃产品宽度,进行该热交换的宽度的比例范围的上限优选为80%、更优选为65%、最优选为55%,进行该热交换的宽度的比例范围的下限优选为10%、更优选为15%、最优选为20%。通过以此范围进行热交换,可减小与经热交换而冷却的玻璃的中央区域的温度之差,且使温度梯度变小。
作为热交换,如上所述,可采用与用于热交换的流体直接接触的方法,但若利用热交换单元的话可更有效地进行热交换,且易指定热交换部位,所以优选。热交换单元的构造例如可以是在底板部及/或背板部上设置循环流动着热交换用流体的热交换室的构造。作为此热交换用流体,只要可对底板部及/或背板部进行冷却或者加热即可,并无特别限制,可为液体,也可为气体,但考虑到导热率的因素,优选液体。而且,该热交换单元可仅有一个也可有多个。另外,关于该热交换,因为相较于对温度下降的区域进行加热,对温度比周围高的区域进行冷却的方法效率更高,且不增加花费,所以优选。
下面,参照图式,对本发明的一实施方式进行说明。而且,在以下实施方式的说明中,对同一构成要件使用同一符号,且省略或简化其相关说明。
<玻璃成形装置的结构>
图1是本发明的一实施方式的玻璃成形装置1的示意截面图,图2是表示卸除图1中所示的玻璃成形装置1的保温部件的状态的平面图。玻璃成形装置1中包括:流出装置10,其使熔融玻璃向下方流下;成形模20,其设在该流出装置10的下方;保温部件30,其覆盖该成形模20的上方区域;以及辊子40,其一面使流下的熔融玻璃A在宽度方向扩展,一面控制厚度。而且,在玻璃面的上部用于冷却玻璃的送风装置50设置在成形模20的前方(玻璃的流动方向)端部附近。此外,图中虽未表示,但在成形模20的前方(玻璃的流动方向)设置着用于传送以及使成形玻璃缓冷的传送带及缓冷炉。
(流出装置)
流出装置10包括:收容熔融玻璃的未图示的玻璃溶融槽、以及从玻璃溶融槽向下方延伸而使熔融玻璃流出的流出管11。流出管11的形状并无特别限制,但优选其前端在宽度方向上呈折扇形展开且前端开口部具有中央部分比两端部分窄的形状。这样可使熔融玻璃顺利流下,且不会使玻璃滞留在前端部,不容易产生失透,并且可使玻璃沿宽度方向均匀地流入。而且,根据情况,也可设置加热装置,以加热从流出管11流下的熔融玻璃使其温度为软化点以上。
(成形模)
成形模20含有底板部21,该底板部21设在流出管11的下方,承接从流出装置10流下的熔融玻璃A。利用该底板部21可成形出玻璃,但成形模20还可以包括阻止该熔融玻璃A向后方(玻璃的逆流方向)流出的背板部22、以及形成玻璃侧面的一对导引部23、23'。而且,为了对玻璃的至少一部分以冷却等方式进行热交换,也可在底板部21的产品宽度方向的中央区域设置热交换单元24。该热交换单元24包括:第一热交换单元24A,其位于背板部22的下方,对背板部22的底面的产品宽度方向的中央区域进行冷却;第二热交换单元24B,其位于流出管11的下方,对流下的熔融玻璃A正下方的玻璃底面的产品宽度方向的中央区域进行冷却;以及第三热交换单元24C,其位于第二热交换单元24B的前方,对由辊子40将熔融玻璃A扩散开而成形的玻璃底面的所述中央区域进行冷却。
关于各个热交换单元24A、24B、24C,其内部具有如下构造:形成在将与玻璃底面接触的面作为外壁的一部分的空洞中,使水或空气等用于冷却的流体从一方的导入口24a送入并从另一方的排出口24b排出来使流体循环的构造。虽未图示,但用于冷却的流体通过配管被传送给冷却机而被冷却到设定的温度,并以流量调节计调整流体流量,从而可使各个热交换单元24A、24B、24C按设定的冷却条件进行冷却。而且因为各个热交换单元24A、24B、24C中,导入口24a的前端部分位于内部空洞内的下方侧,排出口24b的前端部分位于所述空洞内的上方的顶面,当经冷却的用于冷却的流体从空洞内的下方导入后滞留在空洞内再由上方排出,所以经冷却的用于冷却的流体被充满到空洞内的顶面。此时,用于冷却的流体从空洞内的下方移动到上方,因为移动到上方的冷却用的流体吸收由玻璃底面传来的热后被排到外部,所以循环时吸热流体不会与未吸收玻璃底面热量的用于冷却的流体混合。而且,这仅是采用冷却用流体进行冷却的构造的一例,并不受限于此,只要能够有效地使成形模20的底板部21及/或背板部22的除产品宽度方向上的端部附近以外的部位、优选中央区域附近的部位冷却即可。而且,用于冷却的流体只要能够使底板部21及/或背板部22冷却即可,并无特别限制,无论液体还是气体均可,但考虑导热率的因素,优选为液体,因为水较安全、简便、容易处理且成本低,所以特别优选水。
相对于产品宽度,热交换单元24A、24B、24C的宽度的尺寸被形成在上限为80%、优选为65%、更优选55%、下限为10%、优选为15%、更优选20%的范围内。当小于产品宽度的10%时,无法使流下的熔融玻璃A的底面充分冷却,难以下降到设定的温度。另外当大于80%时,因为两侧区域也被过度冷却,难以减小两侧区域与中央区域的温度差。
背板部22具有向玻璃导出方向下降的倾斜面、且是截面大致呈三角形状的棱柱体,其内部形成有一个或者多个热交换室22A(本实施方式中分中央区域和两侧区域形成为三室)。而且,背板部22的截面形状并不限于此,例如也可大致为梯形。
而关于背板部22的与熔融玻璃A接触的面,考虑到能够使熔融玻璃A顺畅流下并防止玻璃滞留在特定部位、以及能够防止皱褶或者失透产生的因素,优选为倾斜面,但并不限于此,也可为非倾斜面。倾斜面的倾斜角度为5°~85°,优选在10°~70°的范围内适当选择,最优选为15°~60°。另外,关于倾斜面的形状,如图2所示,流下的熔融玻璃A的俯视形状被扩展成弧形,因此也可相应于此扩展形状,而将倾斜面的俯视形状形成为弧形。此时倾斜面可由背板部22与导引部23、23'形成为一体而构成。
关于热交换室22A,其内部具有如下构造:形成在将与熔融玻璃A底面接触的面作为内壁的一部分的空洞中,使水或者空气等用于冷却的流体从一方的导入口22a送入并从另一方的排出口22b排出来使流体循环的构造。虽未图示,但用于冷却的流体经过配管而被送至冷却机内冷却到设定的温度,并以流量调节计调整流体流量,从而可使各个热交换室能够在设定的冷却条件下进行冷却。导入口22a相较于排出口22b位于下方,经冷却的用于冷却的流体从导入口22a导入到热交换室22A的空洞内的下方,滞留在空洞内然后从上方的排出口22b排出,被冷却的冷却用的流体在空洞内循环。此时被循环的用于冷却的流体不会与未吸收玻璃底面热量的用于冷却的流体混合。而且热交换室22A的结构、以及利用冷却用的流体进行冷却的机构仅为一例,并不限于此,只要可将玻璃底面冷却到使与背板部22的倾斜面接触而流动的熔融玻璃A不会与背板部22的表面熔接的程度即可。而且,用于冷却的流体只要能够对背板部22进行冷却即可,并不特别限制,但如上所述,最优选为水。
导引部23、23'是防止流下的熔融玻璃A沿宽度方向流出、形成玻璃的侧面、且与辊子一同限制玻璃的厚度的部件,而且,可与底板部21分开形成或者形成为一体。另外,导引部23、23',优选由未图示的加热器等加热,以使流下的熔融玻璃A接触到导引部23、23'后不被迅速冷却。而且有时可通过适当调整玻璃的流出量、导出速度而不需要导引部23、23'以及背板部22。
所述成形模20的构成材质,可使用通常的玻璃成形中所采用的材料,例如,易延展的材质等,并不特别限制,但从温度控制性、玻璃的熔接性等方面考虑,优选碳材、SiC、SiC与碳的复合材。
(保温部件)
保温部件30,是对流到成形模20的熔融玻璃A的上方区域进行保温的部件,保持在铁板等保持材料31中,设置为覆盖熔融玻璃A的方式。由此因为能够抑制两侧区域的熔融玻璃A冷却,所以熔融玻璃A的上表面的温度梯度减小,中央区域与两侧区域的温度差变少。结果因为玻璃被均匀地冷却固化,所以实现了玻璃热历程的均匀化。再有,作为保温部件30的材质,可列举由耐火纤维构成的隔热垫等。
<玻璃的成形方法>
下面参照图1、图2对使用玻璃成形装置1的玻璃成形方法进行说明。
将水或者空气等用于冷却的流体经过未图示的冷却机、流量调节计,按规定的温度以及流量从导入口24a导入到各个热交换单元24A、24B、24C中,使其在空洞内滞留后从排出口24b导出。由此循环用于冷却的流体以使底板部21的产品宽度方向的中央区域冷却。而且热交换室22A中也有水或者空气等用于冷却的流体经过未图示的冷却机、流量调节计,并且按设定的温度以及流量而从导入口22a导入,流体滞留在空洞内之后从排出口22b导出,以此方式循环流体以冷却背板部22。
在此状态下,使熔融玻璃从流出装置10的流出管11流下,且流到成形模20的底板部21上。流入的熔融玻璃A在流入面上产生一定的表面流、也就是朝向导出方向以及宽度方向的表面流,同时也产生与导出方向相反的表面倒退流。该倒退流与成形模20的背板部22的倾斜面接触后受到冷却而成为高粘度倒退流后,依次落下,进而流到底板部21,从而形成成形玻璃的底面。而且,导出方向上的表面流受到辊子40的作用而被推展向宽度方向,当成形玻璃被规整为一定厚度后被向前方导出,然后由送风装置50利用空气使浇铸玻璃B的上表面充分冷却硬化后,浇铸玻璃B被放在未图示的传送带上并被传送到缓冷炉。
此处,底板部21及/或背板部22中的熔融玻璃流下的正下方区域内,因一直受到连续流入的熔融玻璃加热而达到最高温度。因此,如图3中的虚线所示的温度梯度曲线所示,玻璃底面上从中央区域到两侧区域产生大的温度梯度。但因为本发明中利用第二热交换单元24B、进而利用第一热交换单元24A、以及第三热交换单元24C冷却玻璃底面的中央区域,由此冷却玻璃底面的中央区域而使温度下降,所以如图3中的实线所示,玻璃底面的中央区域与两侧区域之间的温度差较小,也就是说,形成温度梯度较小的温度梯度曲线,实现了玻璃热历程的均匀化。而且冷却该底板部21除了具有使玻璃底面的中央区域的温度下降的效果以外,还能够使熔融玻璃A的上表面的中央区域的温度下降。另外,图3是用来说明玻璃底面的产品宽度方向上的温度梯度曲线的模式图,实线曲线是冷却玻璃底面的中央区域时的温度梯度曲线,虚线曲线是未冷却玻璃底面的中央区域时的温度梯度曲线。
另外如图2所示,熔融玻璃A的倒退流一面与背板部22的倾斜面的中央区域接触,一面向两侧扩散。因此背板部22优选构成为中央部分的热交换室22A的冷却温度低于两侧部的热交换室22A的冷却温度。
而且因为在成形模20的上方保温部件30被设置为覆盖流入的熔融玻璃A的方式,所以可抑制从玻璃上表面散热。因此,对于玻璃上表面的两侧区域而言,因散热而产生的温度下降受到抑制,与未设置保温部件30时相比温度变高,玻璃上表面的温度梯度变小。也就是说,与图4中虚线所示的未设置保温部件时的温度梯度曲线相比,形成两侧区域的温度变高的图4中的点划线所示的温度梯度曲线,温度梯度减小。进而关于玻璃底面的产品宽度方向上的中央区域内,如上所述利用热交换单元24进行冷却,温度下降,但是上表面的中央区域的温度也随之下降,因此所述温度梯度曲线上表现出中央区域的温度进一步下降。也就是说,所述点划线所示的温度梯度曲线上两侧的温度大致相同,且形成中央区域的温度有所下降的图4中的实线所示的温度梯度曲线,温度梯度更加趋于平坦,因此玻璃的热历程趋于均匀化。而且图4是用来说明玻璃上表面的产品宽度方向上的温度梯度曲线的模式图,实线曲线是表示对玻璃底面的产品宽度方向上的中央区域进行冷却,且利用保温部件覆盖玻璃上表面上方时的温度梯度曲线;虚线曲线是表示不仅没有对玻璃底面的所述中央区域进行冷却、而且没有利用保温部件覆盖玻璃上表面的上方时的温度梯度曲线;点划线曲线表示没有对玻璃底面的所述中央区域进行冷却、但利用保温部件覆盖玻璃上表面的上方时的温度梯度曲线。
另外,针对两侧的温度下降,通常是利用燃气燃烧器等加温装置对两侧进行加热,来使其温度上升,但此状态下,因燃气的供给量、压力等不同,容易导致加热不均。对此,通过配设保温部件30的方法,因为对熔融玻璃A的整个上表面进行保温,所以能够抑制两侧区域温度的下降。
[实施例]
以下,对于本发明的玻璃成形方法的相关实施例进行说明。作为玻璃成形装置,采用基本上与所述实施方式中说明的类型相同的装置。而且,本实施例仅为一例,并不限制本发明的技术范围。
所采用的玻璃是结晶玻璃〔小原股份有限公司制造,WMS-15〕。而且,成形模20的尺寸是,底板部21为25mm×500mm×500mm,三角锥状的背板部22的底面为160mm×330mm,高度为50mm(倾斜面的角度约为17.5°),导引部23、23'的高度为19mm,各部件的材质为不锈钢。
底板部21的玻璃产品宽度方向的中央区域内,设有内容积为15mm×40mm×100mm的三个热交换单元24A、24B、24C(这些热交换单元24A、24B、24C的宽度大约相当于产品宽度的30%)。而且,背板部22上以宽度尺寸100mm形成三个分开的热交换室22A。而且,将其倾斜面的下方前端部配置在距离底板部21的玻璃导出方向侧的端部200mm的位置上。而且,一对导引部23、23'分别配置在距离玻璃导出方向的中心轴165mm的位置处,以成形出宽度为330mm的玻璃。
而且,保温部件30是尺寸为400mm(h)×150mm(w)×25mm(t)的Toshiba Monofrax Co.,Ltd.(日本公司的英文名称)制造的“MONOFRAX纤维(FIBER)[以公司名命名的纤维名称]”,以保持材料31保持此保温部件30,且设置在成形模20的底板部21的上方约50mm的位置上。而且辊子40的尺寸为直径20mm,材质为铁,设置为使浇铸玻璃B的厚度为19mm的方式。
使用的是内部容量为200升的石英坩埚熔融玻璃。将玻璃原料熔融后,将经过脱泡、均质化处理的熔融玻璃的温度下降到1290℃,且使其从内径25mm的白金制造的流出管11中流出。而且流出管11的前端开口部呈8mm×80mm的矩形。
关于从流出管11流出的熔融玻璃A,其底面的产品宽度方向的中央区域与循环在形成在成形模20的底板部21上的各热交换单元24A、24B、24C中的温度为30℃的水进行热交换后得到冷却,且由辊子40压宽形成规定的玻璃厚度,且相应于流出的玻璃量而从成形模20的末端导出浇铸玻璃B,以使浇铸玻璃B的厚度达到19mm,且将此浇铸玻璃B放在缓冷炉中以固定速度移动的传送带上,一面调整传送带的速度一面连续的导出并成形出玻璃。
在成形模20的底板部21上,测量图5中的标记●所示的位置的温度,测量结果如表1所示。温度测量时,在底板部21的所述标记●的位置,从背面进行开孔,孔深达玻璃所接触的表面以下2.5mm,且将热电偶(thermocouple)的前端部插入孔内进行测量。
[表1]
单位:℃
根据表1可知,成形模中,底板部的设有热交换单元的部分(相当于图5的近前/中、中/中部分),与未设热交换单元的部分相比,温度大幅下降,所述设置部分经热交换后使玻璃冷却。由此冷却玻璃的产品宽度方向的中央区域,宽度方向的温度梯度实现了平坦化。
Claims (21)
1.一种玻璃成形方法,一面使熔融玻璃连续地流下,一面使其流入具有规定的产品宽度的成形模的一端部,且从另一端导出玻璃,由此连续地成形出玻璃,其特征在于:
一面对所述玻璃的至少是玻璃导出方向上的一部分进行热交换,一面进行所述成形。
2.根据权利要求1所述的玻璃成形方法,其特征在于:
所述热交换至少是在所述成形模的底板部及/或背板部进行。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃成形方法,其特征在于:所述热交换是在所述玻璃的至少除去产品宽度方向上的端部附近的部分进行。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的玻璃成形方法,其特征在于:进行所述热交换的宽度是所述产品宽度的10~80%。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的玻璃成形方法,其特征在于:在所述成形模的底板部及/或背板部设置热交换单元,且利用该热交换单元进行热交换。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的玻璃成形方法,其特征在于:利用所述热交换来使玻璃冷却。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的玻璃成形方法,其特征在于:使流到所述成形模内的所述熔融玻璃扩散开,并且限制为规定的玻璃成形厚度。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的玻璃成形方法,其特征在于:对所述成形模的上方区域进行保温。
9.一种玻璃,其特征在于:是利用如权利要求1至8中任一权利要求所述的玻璃成形方法成形的。
10.一种结晶玻璃用玻璃,其特征在于:是利用如权利要求1至8中任一权利要求所述的玻璃成形方法成形的。
11.一种玻璃连续成形装置,具有成形模和流出装置,其特征在于:
所述成形模具有底板部及/或背板部,
在所述底板部及/或背板部中的至少是玻璃导出方向上的一部分,配设着热交换单元。
12.根据权利要求11所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:所述热交换单元配设在所述底板部及/或所述背板部中的至少除去产品宽度方向上的端部附近的部分。
13.根据权利要求11或12所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:所述热交换单元的宽度尺寸在玻璃成形宽度的10~80%的范围内。
14.根据权利要求11至13中任一权利要求所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:所述成形模具有所述底板部、所述背板部和导引部。
15.根据权利要求14所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:
所述热交换单元具备:位于所述背板部的下方的第一热交换单元,位于流出管的下方的第二热交换单元,和比所述第二热交换单元更靠近玻璃导出方向侧的第三热交换单元。
16.根据权利要求11至15中任一权利要求所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:具有比所述流出装置更靠近玻璃导出方向侧且更靠近所述成形模的所述底板部的上方的辊子,所述辊子沿着玻璃成形宽度方向而配设。
17.根据权利要求11至16中任一权利要求所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:
在所述成形模的上方,以覆盖从所述流出装置流到所述成形模上的熔融玻璃的方式,配设有保温板。
18.根据权利要求14至17中任一权利要求所述的玻璃连续成形装置,其特征在于:所述背板部形成有热交换室。
19.一种玻璃,其特征在于:
是利用如权利要求11至18中的任一权利要求所述的玻璃连续成形装置而成形的。
20.一种结晶玻璃用玻璃,其特征在于:
是利用如权利要求11至18中的任一权利要求所述的玻璃连续成形装置而成形的。
21.一种玻璃连续成形方法,一面使熔融玻璃连续地流下,一面使其流入具有规定的产品宽度的成形模的一端部,且从另一端导出玻璃,由此连续地成形出玻璃,其特征在于:
对底板部的所述产品宽度方向的冷却进行调整,以使所述成形模的所述玻璃的产品宽度方向上的温度梯度接近于平坦。
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