JP2002179432A - ガラス半製品の粘着温度以上での加熱方法及びそのための装置 - Google Patents

ガラス半製品の粘着温度以上での加熱方法及びそのための装置

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JP2002179432A JP2001280774A JP2001280774A JP2002179432A JP 2002179432 A JP2002179432 A JP 2002179432A JP 2001280774 A JP2001280774 A JP 2001280774A JP 2001280774 A JP2001280774 A JP 2001280774A JP 2002179432 A JP2002179432 A JP 2002179432A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、冷温状態の予備成形物を粘着危険
に曝すことなく、成形温度に加熱して成形機で仕上げる
ということを課題としている。 【解決手段】 本発明は、予備成形ガラス又は予備成形
ガラスセラミックスの加熱及び仕上加工のための方法に
関するものである。本発明に基づくそのような方法は次
の作業過程から成っている ：予備成形物を従来法で製
造する 予備成形物を第一加熱段階でガラスの粘着温度、臨界粘
度に達しない程度の温度に加熱する 第二加熱段階では浮揚型に浮揚ガスを給入して予備成形
物を浮揚状態とするマイクロ波加熱装置により、浮揚状
態にある予備成形物を変形可能な温度に加熱する 予備成形物を成形ステーションに移し替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス予備成形物又
はガラスセラミックス予備成形物の製造に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ガラス予備成形物を一定の温度、粘度領
域で仕上加工した場合、ガラスに粘着現象が現われるこ
とは公知になっている。そのような場合ではガラスは型
に粘着してしまう。その臨界粘度は約１０８ｄＰａｓで
ある。ＥＰ ０７０ ７６０ Ａ１には予備成形ガラス
の製造方法及び製造装置が紹介されており、その説明が
なされている。それによれば、バッチ量の熱い熔融物が
型に入れられる。型壁面は多孔質になっている。当多孔
材質はガス接続部とガス透過状態で連結している。ガス
を接続部に通せば、ガスはこの多孔材質を透過してガラ
スと型内壁面との接触を妨げる働きをする。
【０００３】上記の型、いわゆる浮揚型の温度は、一般
にはガラスの臨界粘着温度以下である。投入バッチのガ
ラスは熱を含むので、浮揚型と投入バッチガラス間にあ
る程度の温度差はあるが、許容可能範囲内である。
【０００４】熱い溶融物を直接浮揚型に入れるのは必ず
しも望まれてはいない。それよりも、まず最初に未加工
のガラス予備成形物を製造して、その後に最終仕上のた
め浮揚型に入れて加熱するというほうが好まれており、
しばしばその方法が採られている。この場合では予備成
形物自体を浮揚型の中で加熱しなければならなくなる
（例えば、ＪＰ６１／１４１４６参照）。つまり、予備
成形物は冷温状態で浮揚型に入れることになる。予備成
形物は型内で成形温度に加熱されるが、その際相当な熱
量と比較的長い時間が必要である。その加熱によって予
備成形物の温度が臨界ゾーンを越えてしまうため、予備
成形物をガスで浮揚状態に保っているにも拘わらず、ガ
ラスが成形容器壁面に粘着する危険がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明では、冷
温状態の予備成形物を粘着危険に曝すことなく、成形温
度に加熱して成形機で仕上げるということを課題として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス半製品の
粘着温度以上での加熱方法は、予備成形物（３）を従来
法で製造し、予備成形物（３）を第一加熱段階でガラス
の粘着温度、臨界粘度に達しない程度の温度に加熱し、
第二加熱段階では浮揚型（１）に浮揚ガスを給入して予
備成形物（３）を浮揚状態とし、マイクロ波加熱装置に
より、浮揚状態にある予備成形物（３）を変形可能な温
度に加熱し、予備成形物（３）を成形ステーション
（４）に移し替えることを特徴としている。
【０００７】なお、予備成形物が既に第一加熱段階から
浮揚型（１）の中で加熱されることが好ましい。
【０００８】本発明の予備成形物（３）の加熱及び仕上
加工のための装置は、予備成形物（３）収容のための第
一の型と、予備成形物を、粘着温度、臨界粘度に達しな
い程度の第一段階温度にまで加熱するための加熱装置Ａ
と、第一加熱段階で予備加熱した予備成形物（３）を収
容するための浮揚型（１）と、浮揚型（１）用に配置さ
れたマイクロ波加熱装置（Ｂ）と、マイクロ波加熱装置
（Ｂ）付属の浮揚型（１）に後続する成形装置（４）
と、を有することを特徴としている。
【０００９】なお、前記予備成形物収容のための第一の
型が浮揚型（１）であることが好ましい。また、前記予
備成形物（３）を収容する型（１）の壁面が凹型に形成
されていることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】発明者は簡単で且つ適切な解決策
を提案した。その提案は、まず従来法によって製造した
予備成形物を浮揚型に入れてガラスの粘着温度以下の温
度に加熱し、続いてガス送入によってそれを浮揚させる
と同時に、マイクロ波を作用させてその予備成形物に熱
ショックを与え、それにより予備成形物が臨界粘着温度
を越えて所期成形温度に達した時点で、それを最終的に
成形機に移すというものである。
【００１１】これによれば予備成形物の加熱は二段階で
行われる。第一加熱段階では予備成形物の加熱温度は臨
界粘着温度以下とされる。第二加熱段階では粘着温度を
越えて成形に必要な高い温度に到達する。
【００１２】本発明は次の長所を持っている ： ＊ 予備成形物の第一加熱段階では技術的問題は発生し
ない。第一加熱段階の作業内容及び時間は苛酷なもので
なく何ら問題はない。第一加熱段階ではガス浮揚策は必
要でない。 ＊ 第二加熱段階は加熱手段の選択により、即ちマイク
ロ波共振器を使用することによって極めて迅速に行え
る。この第二加熱段階はほんの数秒で済むので、予備成
形物をガス浮揚膜状物の上で長時間保持する必要はな
い。予備成形物と型壁面間で仮に接触があったとして
も、それは最小限であって、粘着が全く起きないか、あ
るいはごく僅かに起きる程度のものに過ぎない。 ＊ 浮揚に必要なガス量は、第二加熱段階の時間が短い
ことから僅かである。 ＊ 第二加熱段階の時間が短いので、非常に熱い予備成
形物から比較的温度の低い処理用具（膜状物）への熱移
行によるエネルギー損失も同様に僅かである。 ＊ 現状技術とは異なり、専ら予備成形物だけが加熱さ
れ、成形型の膜状物を含めて予備成形物周辺は加熱され
ないので、従来の方法及び装置に比べてより一層エネル
ギーの節約が得られる。 ＊ 浮揚型は粘着温度以下に維持できるので、型とガラ
スが短時間接触しても問題にならない。
【００１３】本発明では、基本となる二つの要素、つま
り浮揚手段とマイクロ波加熱の適用とを組み合わせるこ
とが重要な決め手になっている。通常の型を使って（浮
揚型不使用）、マイクロ波の熱で加熱するというだけで
あれば、粘着問題が生じよう。この場合では型が熱伝導
によって加熱対象物の温度を受け入れてしまうからであ
る。粘着粘度（１０８ ｄＰａｓ）が比較的大掛かりな
変形に要する加工粘度（１０４ ｄＰａｓ）より明らか
に高粘度レベルにあるので、加熱時の型接触問題は解消
されない。
【００１４】
【実施例】本発明を図面に基づいて説明する。図面に
は、本発明に基づく加熱工程の主要三過程が描かれてい
る ：三つの図面より浮揚型１の概要が認識できる。浮
揚型はガス接続部１．１のほかに膜状物１．２を有して
いる。本例では膜状物は凹型多孔壁の形態を取ってい
る。多孔壁１．２はガス接続部１．１と通気可能な状態
で連結している。ガス接続部１．１には、図には描かれ
ていないが、バルブが取り付けてある。
【００１５】浮揚型１はケーシング２に取り囲まれてい
る。
【００１６】膜状物１．２の上にガラス予備成形物３が
置かれる。予備成形物３は楕円回転体の形態である。
【００１７】図１の矢印Ａは熱の給入を表わしている。
その場合、予備成形物３（ガラス半製品）は従来法の何
れかの方法により約１０１０ ｄＰａｓの粘度に相当す
る温度に加熱される。この粘度は粘着温度に相当すると
ころまでには到っていない。
【００１８】図２でも予備成形物３はやはり浮揚型１の
膜状物１．２上にある。図１の浮揚型１と図２の浮揚型
１は同一物とすることができる。従って予備成形物３
は、図１に描かれたような第一加熱段階の後でもそのま
ま同一の浮揚型１に置いておくことができる。しかし第
二の浮揚型へ移し換えることも考えられる。この場合で
は第一の型１は浮揚可能性のない通常の型とすることも
できる。
【００１９】図２に描かれた過程は第二加熱の段階であ
る。予備成形物はマイクロ波の照射を受けている −
矢印Ｂ参照。
【００２０】第二加熱段階では対象物はマイクロ波で加
熱される。それには単一モード又は多重モードタイプの
共振器を使用することができる。最大部分の寸法が１０
ｃｍまでの小型構成物には、高い効率が得られること
から単一モード共振器のほうが好ましいようである。大
型のガラス半製品には、仕上り面の均一性が優ることか
ら多重モード共振器のほうが好ましいようである。
【００２１】第二加熱段階では予備成形物３は要求粘度
１０４ ｄＰａｓまで加熱される。予備成形物はガスに
よりクッション効果を受けるため型とは接触しない。２
００ｇの量の半製品に対して単一モード共振器を使用し
た場合、マイクロ波出力が２〜３ｋＷとして、要求温度
は２０秒以内で達成できる。
【００２２】図に見られる通り、ケーシング２には高温
計５が配備されている。
【００２３】図３は工程の最終段階を示している。ここ
では、最終温度に加熱された予備成形物３が浮揚型１か
ら最終形態への仕上げを行う成形機４へ移し替えられ
る。
【００２４】浮揚型１の多孔質を構成している素材は、
主としてＳｉＣ（炭化珪素）かＣ（炭素）である。両素
材とも、適用対象の温度領域ではガラスよりもマイクロ
波の吸収が弱く、むしろマイクロ波の電場を均一化又は
集束化させる作用があり、そのため好ましくも予備成形
物の加熱を促進させて温度均一性や電場強度を高めると
いう特長を持っている。 マイクロ波放射線の吸収がガ
ラスよりも弱い多孔質素材も本発明の思想に合致するも
のである。
【００２５】既述のように、膜状物１．２が凹型又は窪
み形状であることから、殆ど液状又はペースト状のガラ
スを滴形態で得ることができ、流れ落ちが防止できる。
【００２６】膜状物が上記のように窪み形態であるにも
拘わらず、図２に示したマイクロ波が予備成形物に対し
て完全にその作用を及ぼしていることを認識したのは発
明者の功績である。その事実から、窪み領域でマイクロ
波エネルギーが強度不足になるという問題は起こらな
い。
【００２７】浮揚ガスとしては、ガラスや浮揚型の素材
に対して、特に膜状物の素材に対して特別な反応を起さ
ない不活性ガスが使用の対象になる。
【００２８】マイクロ波加熱装置の形態可能性について
は次の文献が参考になる ： ＥＰ ７６１ ６１２ Ａ１、ＥＰ ７６１ ６１３
Ａ１、ＥＰ ７６１ ６１４ Ａ１、ＵＳ ５ ６５６
０５３
【図面の簡単な説明】
【図１】浮揚型に接触した状態でのガラス予備成形物の
第一加熱段階を示す図である。
【図２】ガス供給及びマイクロ波照射による予備成形物
の第二加熱段階を示す図である。
【図３】高温加熱した予備成形物の浮揚型から成形機へ
の移し替える最終段階を示す図である。
【符号の説明】
１ 浮揚型、 １．１ ガス接続部、 １．２ 膜状物、 ２ ケーシング、 ３ 予備成形物 ４ 成形機、 ５ 高温計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒルデガルト レーマー ドイツ連邦共和国， ディ−61184， カ ーベン， ハイデグラッセ ９ Ｆターム(参考） 3K090 PA03 4G015 EA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１．１ 予備成形物（３）を従来法で製造
    する、 １．２ 予備成形物（３）を第一加熱段階でガラスの粘
    着温度、臨界粘度に達しない程度の温度に加熱する、 １．３ 第二加熱段階では浮揚型（１）に浮揚ガスを給
    入して予備成形物（３）を浮揚状態とする、 １．４ マイクロ波加熱装置により、浮揚状態にある予
    備成形物（３）を変形可能な温度に加熱する、 １．５ 予備成形物（３）を成形ステーション（４）に
    移し替える、というガラス予備成形物（３）の加熱及び
    仕上加工のための方法。
  2. 【請求項２】前記予備成形物が既に第一加熱段階から浮
    揚型（１）の中で加熱されることを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  3. 【請求項３】３．１ 予備成形物（３）収容のための第
    一の型と、 ３．２ 予備成形物を、粘着温度、臨界粘度に達しない
    程度の第一段階温度にまで加熱するための加熱装置Ａ
    と、 ３．３ 第一加熱段階で予備加熱した予備成形物（３）
    を収容するための浮揚型（１）と、 ３．４ 浮揚型（１）用に配置されたマイクロ波加熱装
    置（Ｂ）と、 ３．５ マイクロ波加熱装置（Ｂ）付属の浮揚型（１）
    に後続する成形装置（４）と、を有する、予備成形物
    （３）の加熱及び仕上加工のための装置。
  4. 【請求項４】 前記予備成形物収容のための第一の型が
    浮揚型（１）であることを特徴とする請求項３に記載の
    装置。
  5. 【請求項５】 前記予備成形物（３）を収容する型
    （１）の壁面が凹型に形成されていることを特徴とする
    請求項３または４に記載の装置。
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