CN1303021C - 玻璃板、压力成形用坯料及光学部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

将熔融玻璃流连续地浇铸到铸模中，在铸模内成形为板状，将已成形的板状玻璃向铸模外引出而连续地制造玻璃板的方法。根据铸模内已浇铸的熔融玻璃表面的高度的变化来改变板状玻璃的引出速度，从而减小玻璃板厚度的变动。该方法是用于稳定地供给具有一定厚度的玻璃板的玻璃板的制造方法。将用该方法制作的玻璃板加工成具有所希望重量的压力成形用玻璃坯料的压力成形用坯料的制造方法。将用该方法制作的压力成形用坯料加热、软化、并经过压力成形，来制作玻璃制的光学部件的光学部件的制造方法。

Description

玻璃板、压力成形用坯料及光学部件的制造方法

技术领域

本发明涉及使从流出管流出的玻璃连续地流入槽型的固定铸模中、并从该铸模的一端引出成形玻璃的玻璃成形方法。此外，还涉及将用该方法得到的玻璃板切割、制造压力成形用坯料的方法，以及将该压力成形用坯料压力成形，从得到的成形品制造透镜等光学部件的方法。

背景技术

作为使从流出管流出的玻璃连续地流入固定铸模中，从该铸模的一端引出成形玻璃的玻璃的连续成形方法，在特许文献1(特公昭45-19987号公报)中所述的方法已被公知。为使玻璃厚度相对于成形玻璃的宽度成为目标厚度，此时玻璃的引出速度，通过随时手动地改变输送玻璃的带式输送机的驱动马达的无级变速机的变速比或变频器的频率来进行调整。此外，在认为可以将均匀厚度的玻璃板连续成形的、特许文献2(特开2002-265229号公报)中所述的方法中，也是以使连续敲打玻璃上表面的冷却板周围的熔融玻璃的液面水平达到合适的高度的方式，来调整使已浇注入铸模中的玻璃连续移动的机构的速度。

【特许文献1】特公昭45-19987号公报

【特许文献2】特开2002-265229号公报

用熔炉熔化后、从流出管连续流下的熔融玻璃的流量，在现有一般的熔化技术水平下即使想保持为一定值，也由于种种的原因，避免不了一定有几个百分点左右的变动。作为此变动的主要原因，在间歇熔化方式的熔炉中，有因液面水平降低而产生的压力降低、包括外界气温的周围温度的变动等原因，在连续熔化方式的熔炉中，有因原料批次不同而产生的粘度特性的变动、原料投入时前后炉内温度的变动、液面水平的变动、外界气温随时间的变动等原因。在流量降低且玻璃的引出速度过快时，在特许文献2中所述的方法中，由于冷却板变得不与玻璃接触，其功能就完全失效了。此时，当然会产生脱离制品的壁厚规格的问题。相反，在流量增加且玻璃的引出速度过慢时，用特许文献1中所述的方法只产生脱离制品壁厚规格的问题，用特许文献2中所述的方法却会造成玻璃从冷却板与铸模的侧壁之间的缝隙中溢出，发生“气泡”(カン)、“裂纹”等制品缺陷。

玻璃流量和引出速度不合适，即使不至于产生规格外制品或制品缺陷，也牵连到玻璃在任意剖面上的截面积而产生不稳定，在特许文献2中所述的方法中，出现宽度方向两侧上表面的R的大小变化。该变动由于会导致在等宽度切割玻璃板时两侧部分的重量变动，是造成后续工序“目标重量的压力成形用坯料的制造工序”中成品率降低的主要原因。

此外，即使从流出管流下的熔融玻璃的流量完全没有变动，通过以某一瞬间的成形玻璃的厚度或冷却板周围的熔融玻璃的液面水平为判断依据，来手动调整玻璃的引出速度，而使玻璃流量在长时间中完全“合拍”基本上是不可能的。(由于玻璃的引出装置的速度并不是完全没有变动)

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的，目的是提供一种用于稳定供给具有一定厚度的玻璃板的玻璃板的制造方法，玻璃制的压力成形用坯料的制造方法，以及光学部件的制造方法。

本发明提供以下的方法：

(1)一种玻璃板的制造方法，是将熔融玻璃流连续地浇铸到铸模中，在铸模内成形为板状，将已成形的板状玻璃向铸模外引出而连续地制造玻璃板的方法，其特征为，

根据浇铸入铸模内的熔融玻璃的表面的高度变化来改变板状玻璃的引出速度，以减小玻璃板的厚度变动。

(2)如(1)中所述的玻璃板的制造方法，其特征为，在比熔融玻璃流的浇铸位置及测量上述表面高度的位置更靠玻璃的引出方向一侧的位置上，将冷却板在软化状态的玻璃上表面上往复推压。

(3)如(1)或(2)所述的玻璃板的制造方法，其特征为，边进行玻璃原料的补充、熔化，边进行熔融玻璃流的浇铸。

(4)如(1)～(3)中任一项所述的玻璃板的制造方法，其特征为，使用水平配置的铸模及玻璃板输送装置，通过用上述输送装置将板状的玻璃沿水平方向输送来将板状玻璃向铸模外引出，并且通过前述输送装置的驱动速度来控制板状玻璃的引出速度。

(5)一种压力成形用坯料的制造方法，其特征为，将用如(1)～(4)中任一项所述的方法制作的玻璃板加工成予期重量的压力成形用的玻璃坯料。

(6)一种光学部件的制造方法，其特征为，在对压力成形用材料进行加热、软化、并经过压力成形而制作玻璃制的光学部件的制造方法中，使用通过(5)中所述的方法制成的压力成形用坯料。

如上所述，通过本发明，可以提供能稳定供给具有一定厚度的玻璃板的玻璃板的制造方法，玻璃制的压力成形用坯料的制造方法，以及光学部件的制造方法。

附图说明

图1为实施本发明的制造方法的制造装置的一例。

具体实施方式

下面就发明的实施方式加以说明。以下的方式是本发明的一个例子。

本发明是将熔融玻璃流连续地浇铸到铸模中，在铸模内成形为板状，将已成形的板状玻璃向铸模外引出而连续地制造玻璃板的方法。通过例如将从流出管连续地流下的熔融玻璃流入铸模中，来实施将熔融玻璃流向铸模中的连续浇铸。使用的铸模可以是槽型的固定铸模，例如其构成包括：用于限制玻璃板的宽度为所要求的宽度的一对对置的“侧壁”，在两个侧壁之间设置的用于阻止玻璃向玻璃的引出方向的相反一侧流动的“挡板”，以及使上述玻璃板的对置的两个主表面之一成形的“底面”。

浇铸到铸模中的熔融玻璃在铸模内成形为板状，板状玻璃向铸模外被引出。具体地讲，从铸模的“挡板”的相反一侧，使用与铸模一起水平配置的带式输送机等输送机构，一边将板状玻璃沿水平方向引出，一边进行冷却、成形，从而能够连续成形所需要的板厚的玻璃板。

在本发明中，根据浇铸入铸模内的熔融玻璃的表面的高度变化来改变板状玻璃的引出速度，以减小玻璃板的厚度变动。熔融玻璃表面的高度变化，对熔融玻璃的流出管周围，具体地讲是从流出管稍稍朝向玻璃的引出方向，刚刚流下的还在充分粘性流动的温度域中的熔融玻璃进行测量。具体地讲，在熔融玻璃的粘度小于10⁴dPa·s的范围中的位置上测量表面的高度变化是比较适宜的。这是因为，一旦粘度过高，玻璃表面的就难以保持水平，选定合适的检测熔融玻璃表面高度的位置就变得很困难。

测量熔融玻璃的表面的高度变化，可以用例如非接触式或接触式的传感器进行连续或间歇的测量。但是，即使隔有距离也可以对处于高温状态的熔融玻璃表面的高度以高测量精度进行测量，从这种观点出发，优选地使用非接触式传感器，如激光位移计等。

改变板状玻璃的引出速度，以使熔融玻璃表面的高度变化的测量结果成为该表面高度具有所需要的容许幅度的设定值。在本发明中，对于板状玻璃的引出速度，将表面的高度变化的测量结果一直或断续地自动反馈到板状玻璃的引出装置，据此来改变引出装置的引出速度。在本发明中，通过这样随时自动控制来调整板状玻璃的引出输送装置的驱动速度，从而能够减小玻璃板厚度的变动，制造处于公差内的一定板厚的玻璃板。此外，在测量表面的高度变化的位置，熔融玻璃的上表面成为自由表面。

在本发明中，使用水平配置的铸模及玻璃板输送装置，通过用上述输送装置将板状玻璃沿水平方向输送来将板状玻璃向铸模外引出，并且根据输送装置的驱动速度来控制板状玻璃的引出速度是比较理想的。作为玻璃板的引出输送装置的驱动源，可以使用如伺服马达、变频调速马达等，将熔融玻璃表面的高度(液面)变化信息作为外部信号导入，进行速度控制以得到所设定的板厚的玻璃板。

在本发明的方法中，即使流出玻璃的流量发生变动，也能将成形玻璃的任意剖面的截面积变动控制在很小的幅度，有助于提高后续工序的成品率。

下面，参照表示实施本发明的制造方法的制造装置的一例图1，更详细地说明上述实施方式。

在将从流出管11流出的熔融玻璃12向槽型的固定铸模13中连续地流入，从该铸模的右方将成形玻璃引出的连续成形方法中，用非接触方式的传感器21或22对从流出管稍稍朝向行进方向、刚刚流下不久还在充分粘性流动的温度域中、并具有自由表面的熔融玻璃的液面的高度变化进行连续地或间歇地检测，通过随时自动控制来调整玻璃的引出输送装置14的驱动马达15的速度，以使该液面高度成为具有所需要的允许幅度的目标值，由此即使流出玻璃的流量发生变动，也能得到横截面的截面积变动极小的玻璃板坯料。优选为，在上述控制之外，还控制流出管的温度，以使熔融玻璃的浇铸速度一定。

本发明的特征为，不是以在已固化部位的玻璃厚度，而是以没有凝固的熔融状态下的玻璃液面的高度为基础，来自动控制玻璃的引出速度。通过这样的控制，引出速度的变更(调整)结果能够几乎没有时间延迟地反映到成形位置中的玻璃的厚度上。因此，可以降低不合格品(规格外制品)的发生量。与此相对，即使以在已经固化后的部位的厚度信息为基础来控制引出速度，也不能改变比测量厚度的位置靠上游的部分的、已经失去流动性、厚度已定的部分。因而，如果这部分的厚度在规格以外，这部分就会成为损失。

被浇铸的熔融玻璃的上表面，在玻璃的低粘度与重力的作用下成为水平。通过将铸模水平地固定，从而铸模的底面与熔融玻璃的上表面平行。控制玻璃的引出速度，以使铸模的底面与熔融玻璃上表面的距离总是一定。例如，熔融玻璃的浇铸速度增加时，铸模中的熔融玻璃的液面位置就会上升。此时，通过增大玻璃的引出速度使上述液面位置回到设定值，从而能够使玻璃板的厚度不变厚。反之，熔融玻璃的浇铸速度减小时，铸模中的熔融玻璃的液面位置就会下降。此时，通过减小玻璃的引出速度使上述液面位置回到设定值，从而能够使玻璃板的厚度不变薄。

例示中，传感器21为激光位移计，采用从玻璃上方检测液面的反射光的方法，传感器22采用从玻璃液面的横方向检测透射光的方法，但液面位置的检测方法并不限于此2种方法。

输送装置设置为将所成形的玻璃板输送经过未图示的退火炉内。玻璃板在退火炉内被缓缓冷却，消除应变。

另外，优选为，在比熔融玻璃流的浇铸位置以及测量熔融玻璃液面位置的位置更靠玻璃的引出方向一侧，以不妨碍玻璃引出的方式反复将冷却板33推压在玻璃处于软化状态部分的上表面上，从而修整玻璃板形状。通过这样，就能够生产出具有更加均一厚度的玻璃板。此外，即使进行冷却板的推压，由于进行了使熔融玻璃的液面位置为一定的控制，也能够防止上述的气泡、裂缝等缺陷的产生。

冷却板的推压，优选地在遍及被引出的玻璃的整个宽度上实施。

本发明适用于一边补充、熔化玻璃原料一边进行熔融玻璃流的浇铸的场合。在一边补充、熔化玻璃原料一边进行熔融玻璃流的浇铸，即所谓的连续熔化方式中，熔融玻璃的浇铸速度容易因原料的补充而变动。现有技术下，浇铸速度的变动使玻璃板的厚度发生变动，但通过本发明，即使一边补充玻璃原料一边将玻璃板成形，也能够成形具有一定厚度的玻璃板。不言而喻，本发明也适用于先熔化必要量的熔融玻璃之后再进行浇铸的方式。对任一种方式，都可期望使铸模中浇铸的熔融玻璃清澈、质地均匀。此外，在将成形玻璃板制作成透镜、棱镜、滤光片、光学基板等光学部件时，优选地使用光学玻璃。

本发明包含压力成形用坯料的制造方法，该方法的特征为，将用上述方法制作的玻璃板加工成所希望重量的压力成形用的玻璃坯料。用上述方法制作的玻璃板在通过退火除去应变后，在纵、横方向被切割，被加工成称作切片的玻璃片。接着实施滚磨等机械加工，就能制成具有所要求重量的压力成形用玻璃坯料。

进而，本发明包含光学部件的制造方法，该方法是将压力成形用坯料加热、软化、并经过压力成形制成玻璃制的光学部件的制造方法，其特征为，使用用上述的方法制作的压力成形用坯料作为压力成形用坯料。

在由压力成形用坯料制作光学部件时，将上述压力成形用坯料加热、软化，使用压力成形模进行压力成形。上述压力成形用坯料的加热、软化条件及方法、压力成形模、压力成形的条件及方法，可以直接利用公知的技术。将压力成形后的压力成形品缓缓冷却，再根据需要，对已冷却的压力成形品进行磨削、研磨等加工，就能够精加工成透镜、棱镜、滤光片、光学基板等光学部件。

还可以根据需要，在得到的光学部件的表面上，形成防反射膜等光学薄膜。

实施例

下面通过实施例具体地说明本发明。

将从流出管以流量100ml/min流出的1050℃的光学玻璃，浇铸到保持在550℃、宽150mm的槽形的铸模中，从液面横方向用透过方式的激光位移计检测从流出管向后50mm的宽度方向中央部的液面高度，反馈控制玻璃的引出输送装置的驱动马达(变频调速马达)以使该液面高度维持在距离底面12mm±0.3mm，对得到的玻璃板的横截面积在输送装置上的同一处每10分钟测量10次，结果其变动幅度在5％以内。在本实施例中，如图1所示，以不妨碍玻璃的引出的方式将冷却板反复推压在如图1所示地浇铸的玻璃的上表面上。经确认没有发生由于冷却板的推压而产生气泡、裂缝等缺陷。

现有技术下，采用以一定的引出输送装置的驱动速度进行引出的方法，将玻璃截面积的变动控制在10％以内是极为困难的。

在通过输送装置输送期间，已成形的玻璃板利用通过退火炉缓缓冷却，将玻璃板切割成想要的长度。

将该玻璃板用作压力成形用坯料时，通过切割机切割成四角形小片，制成大约一定重量的多个切片。由于在本实施例中玻璃板的厚度为定值，只要等间隔地进行上述切割，就能使切片的重量一致。

将这些切片滚磨，以磨圆棱角，并达到压力成形用坯料的重量，从而制成压力成形用坯料。

接着，在上述坯料的表面上均质地涂布粉末状的脱模剂后，进行加热、软化、并用包含有上下模具的压力成形模具进行压力成形。将如此得到的透镜形状的压力成形品在退火炉内缓缓冷却、去除应变后，进行磨削、研磨，制作透镜。

Claims (6)

1.一种玻璃板的制造方法，是将熔融玻璃流连续地浇铸到铸模中，在铸模内成形为板状，将已成形的板状玻璃向铸模外引出，而连续地制造玻璃板的方法，其特征为，根据浇铸入铸模内的熔融玻璃的表面的高度变化来改变板状玻璃的引出速度，而减小玻璃板的厚度的变动。

2.如权利要求1中所述的玻璃板的制造方法，其特征为，在比熔融玻璃流的浇铸位置及测量上述表面高度的位置更靠玻璃引出方向一侧的位置上，将冷却板在软化状态的玻璃上表面上反复推压。

3.如权利要求1或2中所述的玻璃板的制造方法，其特征为，边补充、熔化玻璃原料，边进行熔融玻璃流的浇铸。

4.如权利要求1或2所述的玻璃板的制造方法，其特征为，使用水平配置的铸模及玻璃板输送装置，通过用上述输送装置将板状玻璃沿水平方向输送，从而将板状玻璃向铸模外引出，并且利用前述输送装置的驱动速度来控制板状玻璃的引出速度。

5.一种压力成形用坯料的制造方法，其特征为，将用权利要求1～4中任一项所述的方法制作的玻璃板加工成所希望重量的压力成形用的玻璃坯料。

6.一种光学部件的制造方法，将压力成形用坯料加热、软化，并经过压力成形来制作玻璃制的光学部件，其中，其特征为，使用通过权利要求5中所述的方法制作的压力成形用坯料。

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