JP2005053754A - Method of forming glass material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガラス材の成形方法に関し、より具体的にはガラス材を小さな断面に成形するガラス材の成形方法に関する。 The present invention relates to a glass material molding method, and more specifically to a glass material molding method for molding a glass material into a small cross section.
近年、液晶表示装置の普及には目覚ましいものがあるが、液晶表示装置の重要品質である輝度(明るさ)を向上する手段の一つとしてバックライトの高効率化があげられる。バックライトは、蛍光体材料を塗布したガラス管内にXe等を含有する放電ガスが封入されており、ガラス管内で放電を発生させ、この放電によって放電ガス中のXeと衝突して紫外線が放出し、放出した紫外線は蛍光体材料にて可視光に励起されて発光する照明装置である。バックライト用のガラス管には、バックライトを薄型にするために外径寸法の小さなガラス管が用いられる。 In recent years, there has been a remarkable spread of liquid crystal display devices, but as one means for improving luminance (brightness), which is an important quality of liquid crystal display devices, high efficiency of the backlight can be mentioned. In the backlight, a discharge gas containing Xe or the like is enclosed in a glass tube coated with a phosphor material. A discharge is generated in the glass tube, and this discharge collides with Xe in the discharge gas and emits ultraviolet rays. The emitted ultraviolet light is an illuminating device that emits light when excited by visible light by a phosphor material. As the glass tube for the backlight, a glass tube having a small outer diameter is used in order to make the backlight thin.
また、複数のガス放電管を並列に配置して、画像を表示する表示装置が知られている。この表示装置用のガス放電管には、直径0.5〜5.0mm程度のガラス管が用いられる(例えば、特許文献1参照。)。 There is also known a display device that displays an image by arranging a plurality of gas discharge tubes in parallel. As the gas discharge tube for the display device, a glass tube having a diameter of about 0.5 to 5.0 mm is used (for example, see Patent Document 1).
ところで、ガラス管を成形する方法の一つとしてリドロー成形法があり、断面が大きなガラス管(母材)から小さなガラス管に成形する方法として広く知られている(例えば、特許文献2参照。)。リドロー成形法は、標準管又は標準管を加工したものを母材にして、母材の一方の端部を母材ホルダに固定しておき、加熱ヒータにて他方の端部から順に加熱するとともに、引っ張りローラを利用して母材の長軸方向に延伸して、より断面の小さなガラス管に成形するというものである。
しかしながら、従来のリドロー成形法では、加熱温度が低すぎるとガラスが高粘度となり、連続した均一成形が困難となり、場合によってはガラス管が引きちぎられ、逆に加熱温度が高すぎると低粘度となり、加熱された領域においてガラス管の不規則変形が生じ、母材の表面状態及び形状が維持できず相似形状を有するガラス管が得られないという問題があった。 However, in the conventional redraw molding method, if the heating temperature is too low, the glass becomes highly viscous, making continuous uniform molding difficult, and in some cases, the glass tube is torn, and conversely if the heating temperature is too high, the viscosity becomes low, There is a problem that irregular deformation of the glass tube occurs in the heated region, the surface state and shape of the base material cannot be maintained, and a glass tube having a similar shape cannot be obtained.
また、ガラス管の断面形状を従来のような円形ではなく四角形、楕円形等に成形することにより、バックライトの輝度をさらに向上させることができるが、従来のリドロー成形法では、断面形状が四角形、楕円形等のガラス管を高精度かつ安価に成形することは困難であった。 Moreover, the brightness of the backlight can be further improved by forming the cross-sectional shape of the glass tube into a quadrangle, ellipse, etc. instead of the conventional circular shape. However, in the conventional redraw molding method, the cross-sectional shape is square. It has been difficult to form an elliptical glass tube with high accuracy and low cost.
本発明者らは、様々な温度条件でガラス管をリドロー成形し、成形したガラス管の形状を調べた結果、ガラス管の粘度が106 ポアズ(Poise)より低い領域では不規則な変形が生じ、完全な相似形状を有するガラス管に成形することができず、ガラス管の粘度が108 ポアズより高い領域ではガラス管が硬すぎて延伸が困難となるが、ガラス管の粘度が106 〜108 ポアズを呈する領域まで加熱するとともに、引っ張り速度を制御すれば、表面状態を維持しつつ、完全な相似形状を有するガラス管に成形できることを見出した。 As a result of redraw molding a glass tube under various temperature conditions and examining the shape of the molded glass tube, the inventors have found that irregular deformation occurs in a region where the viscosity of the glass tube is lower than 10 6 poise. In a region where the glass tube cannot be formed into a completely similar shape and the viscosity of the glass tube is higher than 10 8 poise, the glass tube is too hard to be stretched, but the viscosity of the glass tube is 10 6 to It was found that by heating to a region exhibiting 10 8 poise and controlling the pulling speed, a glass tube having a completely similar shape can be formed while maintaining the surface state.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ガラス材を加熱して粘度が106 〜108 ポアズとなる領域にてリドロー成形することにより、ガラス材の表面状態を維持しつつ、ガラス材と相似形状を有する小さな断面に成形することができるガラス材の成形方法の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and while maintaining the surface state of the glass material by heating the glass material and performing redraw molding in a region where the viscosity is 10 6 to 10 8 poise, An object of the present invention is to provide a method for forming a glass material that can be formed into a small cross section having a shape similar to that of a glass material.
また本発明は、その断面が円形のみならず所望する形状と相似する形状にガラス材を予め成形し、成形したガラス材を加熱して粘度が106 〜108 ポアズとなる領域にてリドロー成形することにより、ガラス材の表面状態を維持しつつ、所望の形状に成形することができるガラス材の成形方法の提供を目的とする。 In addition, the present invention is not limited to a circular cross section, and a glass material is previously formed into a shape similar to a desired shape, and the formed glass material is heated to redraw in a region where the viscosity is 10 6 to 10 8 poise. Thus, an object of the present invention is to provide a method for forming a glass material that can be formed into a desired shape while maintaining the surface state of the glass material.
さらに本発明は、ガラス材を回転しながら、粘度が106 〜108 ポアズとなる領域にてリドロー形成することにより、カラス材にスパイラル加工を施すことができるガラス材の成形方法の提供を目的とする。 Another object of the present invention is to provide a glass material molding method capable of spiraling a crow material by redrawing it in a region where the viscosity is 10 6 to 10 8 poise while rotating the glass material. And
第1発明に係るガラス材の成形方法は、ガラス材をリドロー成形法により熱延するに際し、ガラス材を加熱して所定の粘度にするとともに、ガラス材の引っ張り速度を制御することにより、ガラス材を成形するガラス材の成形方法において、前記所定の粘度が、106 〜108 ポアズであることを特徴とする。 The glass material molding method according to the first aspect of the present invention is a method of heating a glass material by a redraw molding method, heating the glass material to a predetermined viscosity, and controlling the pulling speed of the glass material, In the method for forming a glass material, the predetermined viscosity is 10 6 to 10 8 poise.
第1発明に係るガラス材の成形方法にあっては、その粘度が106 〜108 ポアズを呈する領域までガラス材を加熱し、該領域にてガラス材を延伸する。この領域にてガラス材を延伸することにより、均一性に優れた小さな断面を有するガラス材が高精度かつ安価に成形される。 In the method for molding a glass material according to the first invention, the glass material is heated to a region where the viscosity exhibits 10 6 to 10 8 poise, and the glass material is stretched in the region. By stretching the glass material in this region, a glass material having a small cross section with excellent uniformity is formed with high accuracy and low cost.
第2発明に係るガラス材の成形方法は、第1発明において、ガラス材を所望の形状と相似する断面形状に予め成形し、成形したガラス材をリドロー成形法により、所望の形状に成形することを特徴とする。 A glass material molding method according to a second invention is the glass material according to the first invention, wherein the glass material is previously molded into a cross-sectional shape similar to a desired shape, and the molded glass material is molded into a desired shape by a redraw molding method. It is characterized by.
第2発明に係るガラス材の成形方法にあっては、まず、ガラス材を所望する形状と相似する断面形状に予め成形し、次に、成形したガラス材を、その粘度が106 〜108 ポアズとなる領域まで加熱し、該領域にてガラス材を延伸して表面状態を継承する相似形状に成形する。これにより、リドロー成形前のガラス材は断面が大きいために成形(加工)が容易であるため、リドロー成形前に、所望の形状と相似する形状にガラス材を加工すればよい。 In the method for molding a glass material according to the second invention, first, the glass material is previously molded into a cross-sectional shape similar to the desired shape, and then the viscosity of the molded glass material is 10 6 to 10 8. It heats to the area | region used as a poise, stretches a glass material in this area | region, and shape | molds it in the similar shape which inherits a surface state. Thereby, since the glass material before redraw molding has a large cross section, it is easy to form (process). Therefore, the glass material may be processed into a shape similar to a desired shape before redraw molding.
第3発明に係るガラス材の成形方法は、第2発明において、前記ガラス材は管状のガラス管であり、該ガラス管の両端を加熱して内部に気体を封入する工程と、気体を封入したガラス管を、内面が所望の形状に加工された鋳型に配置する工程と、前記ガラス管の内部圧より低い圧力下にて、ガラスの軟化点まで加熱する工程とを備え、前記ガラス管を鋳型の内面の形状に予め成形することを特徴とする。 The glass material molding method according to a third aspect of the present invention is the glass material according to the second aspect, wherein the glass material is a tubular glass tube, the step of heating the both ends of the glass tube to enclose the gas, and enclosing the gas A step of disposing the glass tube in a mold whose inner surface is processed into a desired shape; and a step of heating to a glass softening point under a pressure lower than the internal pressure of the glass tube, the glass tube being a mold It shape | molds previously in the shape of the inner surface of this.
第3発明に係るガラス材の成形方法にあっては、ガラス材が管状のガラス管の場合に、ガラス管の両端を加熱して内部に気体を封入し、気体を封入したガラス管を、内面が所望の形状に加工された鋳型に配置し、ガラス管の内部圧より低い圧力下にて、ガラスの軟化点まで加熱する。これにより、ガラス管の温度が上昇するにしたがってガラス管を構成するガラスの管壁が軟化し、ガラス管内外の圧力差によって、管壁が鋳型の内面方向に膨張してガラス管は鋳型の内面の形状に成形される。 In the glass material molding method according to the third aspect of the invention, when the glass material is a tubular glass tube, both ends of the glass tube are heated to enclose the gas therein, Is placed in a mold processed into a desired shape and heated to the softening point of the glass under a pressure lower than the internal pressure of the glass tube. As a result, the glass tube wall constituting the glass tube softens as the temperature of the glass tube rises, and the glass wall expands toward the inner surface of the mold due to the pressure difference between the inside and outside of the glass tube. It is formed into a shape.
第4発明に係るガラス材の成形方法は、第2発明において、前記ガラス材は管状のガラス管であり、該ガラス管の内側に、外面が所望の形状に加工されたマンドレルを配置する工程と、マンドレルを配置したガラス管の両端を加熱して封止する工程と、封止したガラス管の内部圧より高い圧力下にて、ガラスの軟化点まで加熱する工程とを備え、前記ガラス管をマンドレルの外面の形状に予め成形することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a glass material forming method according to the second aspect, wherein the glass material is a tubular glass tube, and a mandrel whose outer surface is processed into a desired shape is disposed inside the glass tube. A step of heating and sealing both ends of the glass tube on which the mandrel is disposed, and a step of heating to a glass softening point under a pressure higher than the internal pressure of the sealed glass tube, It is characterized in that it is molded in advance into the shape of the outer surface of the mandrel.
第4発明に係るガラス材の成形方法にあっては、ガラス材が管状のガラス管の場合に、ガラス管の内側に、外面が所望の形状に加工されたマンドレルを配置し、マンドレルを配置したガラス管の両端を加熱して封止し、封止したガラス管の内部圧より高い圧力下にて、ガラスの軟化点まで加熱する。これにより、ガラス管の温度が上昇するにしたがってガラス管を構成するガラスの管壁が軟化し、ガラス管内外の圧力差によって、管壁がマンドレルの外面方向に収縮してガラス管はマンドレルの外面の形状に成形される。 In the glass material molding method according to the fourth aspect of the invention, when the glass material is a tubular glass tube, a mandrel whose outer surface is processed into a desired shape is disposed inside the glass tube, and the mandrel is disposed. Both ends of the glass tube are heated and sealed, and heated to a softening point of the glass under a pressure higher than the internal pressure of the sealed glass tube. As a result, the glass tube wall constituting the glass tube softens as the temperature of the glass tube rises, and due to the pressure difference between the inside and outside of the glass tube, the tube wall shrinks in the direction of the outer surface of the mandrel, and the glass tube becomes the outer surface of the mandrel. It is formed into a shape.
第5発明に係るガラス材の成形方法は、第1発明において、ガラス材を回転することにより、ガラス材にスパイラル加工を施すことを特徴とする。 A glass material forming method according to a fifth invention is characterized in that, in the first invention, the glass material is spirally processed by rotating the glass material.
第5発明に係るガラス材の成形方法にあっては、ガラス材を回転しながら、その粘度が106 〜108 ポアズとなる領域まで加熱し、該領域にてガラス材を延伸してガラス材に一様なスパイラル加工を施す。この領域では連続した均一成形が容易であり、スパイラル加工されたガラス材が高精度かつ安価に成形される。 In the glass material molding method according to the fifth aspect of the invention, while rotating the glass material, the glass material is heated to a region where the viscosity is 10 6 to 10 8 poises, and the glass material is stretched in the region. A uniform spiral process is applied. In this region, continuous uniform molding is easy, and a spiral-processed glass material is molded with high accuracy and at low cost.
本発明のガラス材の成形方法によれば、その粘度が106 〜108 ポアズを呈する領域までガラス材を加熱し、該領域にてガラス材を延伸することにより、均一性に優れた小さな断面を有するガラス材を高精度かつ安価に製造することができる。また、リドロー形成前のガラス材は断面が大きいために成形(加工)が容易であるため、リドロー成形前に、所望の形状と相似する形状にガラス材を予め加工し、加工したガラス材をリドロー形成法により熱延して、所望の形状を有するガラス材を製造することができる。または、ガラス材を回転しながらリドロー形成法により熱延すれば、スパイラル加工されたガラス材を製造することができる等、優れた効果を奏する。 According to the method for molding a glass material of the present invention, the glass material is heated to a region exhibiting a viscosity of 10 6 to 10 8 poise, and the glass material is stretched in the region, whereby a small cross section excellent in uniformity. It is possible to manufacture a glass material having a high accuracy and at a low cost. In addition, since the glass material before redrawing has a large cross section, it is easy to form (process). Therefore, before redraw molding, the glass material is pre-processed into a shape similar to the desired shape, and the processed glass material is redrawn. A glass material having a desired shape can be produced by hot rolling by a forming method. Alternatively, if the glass material is hot-rolled by the redraw forming method while rotating, the glass material processed in a spiral manner can be produced, and thus excellent effects can be obtained.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係るガラス材の成形方法を説明するための説明図である。図中10はリドロー成形前のガラス材(以下、母材という)であり、母材10の断面(母材径φ1)は、成形したい形状と相似する断面形状を有する。なお、母材10の加工方法の詳細については後述するが、母材径φ1が大きいために加工が容易であり、リドロー成形後での加工が困難な四角形状、楕円形状、半円形状等の形状に予め加工されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a glass material forming method according to
母材10の一方の端部は母材フォルダ20に固定され、母材フォルダ20は降下速度V1で鉛直方向に降下するように設定されている。つまり、母材10は、母材フォルダ20により降下速度V1で降下する。なお、本実施形態では縦置きタイプを示したが、横置きタイプであってもよいことはいうまでもない。
One end of the
そして、母材10は、降下に際してその経路に配置された加熱ヒータ30にて加熱される。加熱ヒータ30は複数のバーナ31,31,…を備えており、各バーナ31には図示しない温度センサが設けられている。温度センサは、バーナ31により加熱される母材10の当該位置における温度を検出する。また、加熱ヒータ30には、図示しない制御部が接続されており、制御部は前述した温度センサにて検出した温度に基づいて、後述する粘度(図3)となるように各バーナ31の出力を適宜調整する。より具体的には、燃焼ガスの量及び燃焼ガスに混合する酸素の割合を制御することにより、バーナ31から発生する炎の大きさ及び温度を調整することができ、例えば、酸素の割合を高めた燃焼ガスを用いることにより当該位置における母材10の温度を高めることができる。
The
このようにして、母材10は加熱されて母材温度が軟化点を超過し、さらに下方に設けた引っ張りローラ40により引っ張られることにより、断面が母材10より小さいガラス材(以下、細材という)11に成形される。引っ張りローラ40は、半径Rの一対のローラ40a,40bから構成されている。また、引っ張りローラ40には、図示しない制御部が接続されており、制御部は母材径φ1、細材径φ2、及び降下速度V1を用いて、引っ張り速度V2を、それ自体公知の計算式(V2=V1×(φ1/φ2)2 …(式1))により算出して、引っ張りローラ40の動作を制御する。より詳細には、各ローラ40a,40bは、その回転速度V3がV3=V2/(2πR)となるように制御部により適宜調整される。
In this way, the
ところで、ガラスにはグリフィスフローと呼ばれる微細なクラックが無数に存在し、そのクラックの内の一つに力が集中すると、そこからクラックが伸長してガラスが破壊されるため、各ローラ40a,40bの細材11との接触面が、細材11の形状と合致するようなものを用いて、引っ張りローラ40が細材11に及ぼす力を分散させることが望ましい。
By the way, there are innumerable fine cracks called Griffith Flow in the glass, and when the force concentrates on one of the cracks, the crack extends and the glass is broken, so that each of the
図2は引っ張りローラの上面図である。細材11の断面形状が円形状である場合(図2(a))には、ローラ40a,40bをともに半円状を有する凹形状にし、細材11の断面形状が半円形状である場合(図2(b))には、ローラ40aを半円状を有する凹形状に、40bを半円状を有する凸形状にすれば、引っ張りローラ40が細材11に及ぼす力を分散させることができる。もちろん、細材11の断面形状が四角形、楕円形等の場合には、その外形に合うローラ40a,40bを用いればよい。
FIG. 2 is a top view of the pulling roller. When the cross-sectional shape of the
図3は本発明に係るガラス材の粘度変化の一例を示すグラフである。図中横軸は加熱ヒータ30の入側を原点、母材の進行方向(本例では下方)を正方向と定義した場合のガラス材の位置を示し、縦軸は当該位置におけるガラス材の粘度を示す。なお、ガラス材の温度と粘度との関係は図4のグラフに示すように、その関係が一意性(ガラス材の粘度は温度が高くなるとともに減少する)を有するため、縦軸に温度ではなく粘度を示した。例えば、ホウケイ酸ガラス(SiO2 −B2 O3 −Na2 O系)では略800〜950℃の温度領域、ソーダ石灰ガラスでは略700〜850℃の温度領域のときにガラス材の粘度が106 〜108 ポアズを呈する。
FIG. 3 is a graph showing an example of a change in viscosity of the glass material according to the present invention. In the figure, the horizontal axis indicates the position of the glass material when the entrance side of the
図示したグラフは、加熱ヒータ30の炉長が300mmである場合の一例であり、加熱ヒータ30による加熱により、加熱ヒータ30の入側から110mm〜250mmの領域にて、ガラス材を本発明に係る106 〜108 ポアズを呈する温度領域にさせることを特徴とする。
The illustrated graph is an example when the furnace length of the
また、ガラス材を急激に加熱又は冷却すると、熱衝撃のためにガラス材が破壊する虞があるため、加熱ヒータ30の入側から0mm〜100mmの領域にて穏やかに加熱する予熱領域と、加熱ヒータ30の入側から250mm〜300mmの領域にて穏やかに冷却する徐冷領域とを設けている。
In addition, if the glass material is heated or cooled rapidly, the glass material may be destroyed due to thermal shock, and therefore, a preheating region that heats gently in the region of 0 mm to 100 mm from the entrance side of the
さらに、実際にガラスを軟化させる最高温度(最低粘度に相当する)のキープ温度領域Tを極力狭くするよう、急峻な温度分布を作ることが重要であり、本例では、キープ温度領域Tの幅を50mmにまで局在化させている。 Furthermore, it is important to create a steep temperature distribution so as to make the keep temperature region T of the highest temperature (corresponding to the lowest viscosity) that actually softens the glass as narrow as possible. In this example, the width of the keep temperature region T Is localized to 50 mm.
このような粘度変化となるようにガラス材を加熱し、式1を満足するように降下速度V1及び引っ張り速度V2を制御することにより、ガラス材の粘度が106 〜108 ポアズを呈する領域において、細材径φ2がφ1/10〜φ1(すなわち、相似比が1/10〜1)となる母材10と完全に相似形状を有するガラス材に成形することが可能であることを確認した。例えば、ホウケイ酸ガラス管(パイレックス管)の場合、35〜45mm/minの降下速度V1で母材10を降下させ、3500〜4500mm/minの引っ張り速度V2で細材11を引っ張り、略800〜950℃の加熱温度にて加熱すれば、粘度が106 〜108 ポアズを呈することになり、母材径φ1に対し略1/10の径を持つ任意形状の成形が可能であり、温度と引っ張り速度とを制御部により制御することにより極めて高い精度でリドロー成形を行うことができる。換言すれば、ガラス材の粘度が106 ポアズより低い場合には、ガラス材の不規則変形が生じ、リドロー成形された細材は、表面状態及び形状が維持できず相似形状とはならず、ガラス材の粘度が108 ポアズより高い場合には、ガラス材が硬すぎて延伸が困難となる。
In a region where the viscosity of the glass material exhibits 10 6 to 10 8 poises by heating the glass material so as to achieve such a viscosity change and controlling the descent speed V1 and the pulling speed V2 so as to satisfy
次に、母材10の加工方法について説明する。図5は本発明に係る母材の加工方法を説明するための説明図である。ここでは、一例として、パイレックス管(ガラス標準管)の断面を円形から四角形に加工する場合について説明することにする。
Next, a method for processing the
図5(a)は鋳型を用いて断面形状が四角形を有する母材を形成する方法である。まず、大気中にてガラス標準管50の両端をバーナで加熱することにより、その両端を封止して内部空間を完全な気密状態にする。そして、内面を所望の形状(本例では四角形)に加工したカーボン、SiC等の鋳型51の中に、両端を封止したガラス標準管50を配置し、真空炉内にてガラスが軟化する温度(軟化点)である650〜750℃まで加熱する。ガラス標準管50の管内には大気が充填され、管外は真空状態であるため、温度が上昇するにしたがって管内の圧力が上昇するとともに、ガラス標準管50を構成するガラスの管壁が軟化し、ガラス標準管50の内外の圧力差によって、管壁が鋳型51の内面方向(同図矢印)に膨張する。そして、ガラス標準管50は鋳型51の内面の形状に成形される。
FIG. 5A shows a method of forming a base material having a square cross-sectional shape using a mold. First, both ends of the glass
図5(b)はマンドレルを用いて断面形状が四角形を有する母材を形成する方法である。まず、外面を所望の形状(本例では四角形)に加工したカーボン、SiC等のマンドレル53をガラス標準管52の管内に配置し、内部空間を完全な真空状態にてガラス標準管52の両端を封止する。そして、真空状態にしたガラス標準管52を大気炉にてガラスが軟化する温度(軟化点)である650〜750℃まで加熱する。ガラス標準管52の管内は真空状態であり、管外には大気が充填されているため、温度が上昇するにしたがって管外の圧力が上昇するとともに、ガラス標準管52を構成するガラスの管壁が軟化し、ガラス標準管52の内外の圧力差によって、管壁がマンドレル53の外面方向(同図矢印)に収縮する。そして、ガラス標準管52はマンドレル53の外面の形状に成形される。
FIG. 5B shows a method of forming a base material having a quadrangular cross-section using a mandrel. First, a
このように、母材10は細材11より大きいために、成形用の鋳型51又はマンドレル53を用いた加工が容易であり、所望する形状を有する鋳型51又はマンドレル53を用いることにより、細材状態での加工が困難な四角形状、楕円形状、半円形状等の任意の形状に加工することができる。従って、このように任意の形状に加工した母材10を、前述したリドロー形成法により延伸すれば、目的の形状を有する細材11を高精度かつ安価に製造することができる。
Thus, since the
(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2に係るガラス材の成形方法を説明するための説明図である。図中60は棒状の母材であり、母材60の一方の端部は母材フォルダ70に固定され、母材フォルダ70は降下速度V1で鉛直方向に降下するように設定されている。さらに、母材フォルダ70は鉛直方向を軸に所定の回転速度で回転するように設定されている。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a glass material forming method according to
そして、母材60は、降下に際してその経路に配置された加熱ヒータ30にて加熱され、母材60の温度が軟化点を超過し、さらに下方に設けた引っ張りローラ40により引っ張られることにより細材61に成形される。加熱ヒータ30による加熱の際には、実施の形態1と同様に、その粘度が106 〜108 ポアズを呈する温度領域となるように各バーナ31の出力を適宜調整する。その他の構成は図1と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
The
このように、母材60を106 〜108 ポアズとなる温度領域にさせるとともに、母材フォルダ70を回転することにより、細材61に一様なスパイラル加工を施すことができる。特に、この温度領域では、連続した均一成形が容易であり、スパイラル加工された細材を高精度かつ安価に製造することができる。
As described above, the
なお、各実施の形態では、母材ホルダー20が降下速度V1で鉛直方向に降下して、母材10(60)が加熱ヒータ30により順次加熱される形態について説明したが、母材ホルダーが固定され、加熱ヒータが鉛直方向に上昇して母材を下端から順次加熱するような形態であってもよいことはいうまでもない。
In each embodiment, the
また、ガラス材としては、実施の形態で示したホウケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラスに限定されるものではなく、鉛ガラス、石英ガラス等のガラス材一般においても、その粘度が106 〜108 ポアズとなる温度領域にさせることにより、所望する形状のものを高精度かつ安価に製造することができる。 Further, the glass material is not limited to the borosilicate glass and soda lime glass shown in the embodiment, and in general glass materials such as lead glass and quartz glass, the viscosity is 10 6 to 10 8 poise. By making the temperature range to be, a desired shape can be manufactured with high accuracy and at low cost.
近年、ガラスチップの中にマイクロマシン技術により微細な流路を形成し、その流路における試薬の流れを利用してDNA分析及び血液分析を行ったり、様々な物質の反応及び合成を行うマイクロチップが盛んに研究されており、そのチップへの定速注液機構の実現が強く望まれている。本発明に係る成形方法によれば、任意の径を有する細材61(ガラス棒)の表面に一様なスパイラル加工を施すことができるため、図7に示すように、この細材61の表面にチューブ81を高精度で嵌合することにより、細材61とチューブ81とから生じるスパイラル状の孔82の断面を一様にでき、試薬を一様な速度で流せる注液ポンプ80を製造することができる。
In recent years, microchips that form fine flow paths in a glass chip by micromachine technology, perform DNA analysis and blood analysis using the flow of reagents in the flow paths, and perform reactions and synthesis of various substances have been developed. It has been actively researched, and there is a strong demand for the realization of a constant-rate injection mechanism for the chip. According to the forming method according to the present invention, since the surface of the fine material 61 (glass rod) having an arbitrary diameter can be subjected to uniform spiral processing, as shown in FIG. By fitting the
10,60 母材
11,61 細材
20,70 母材フォルダ
30 加熱ヒータ
31 バーナ
40 引っ張りローラ
40a,40b ローラ
51 鋳型
53 マンドレル
10, 60
Claims (5)
前記所定の粘度が、106 〜108 ポアズであることを特徴とするガラス材の成形方法。 In hot-rolling a glass material by a redraw molding method, the glass material is heated to a predetermined viscosity, and the glass material is molded by controlling the pulling speed of the glass material.
The method for molding a glass material, wherein the predetermined viscosity is 10 6 to 10 8 poise.
成形したガラス材をリドロー成形法により、所望の形状に成形することを特徴とする請求項1に記載のガラス材の成形方法。 Pre-form a glass material into a cross-sectional shape similar to the desired shape,
The method for molding a glass material according to claim 1, wherein the molded glass material is formed into a desired shape by a redraw molding method.
該ガラス管の両端を加熱して内部に気体を封入する工程と、
気体を封入したガラス管を、内面が所望の形状に加工された鋳型に配置する工程と、
前記ガラス管の内部圧より低い圧力下にて、ガラスの軟化点まで加熱する工程とを備え、
前記ガラス管を鋳型の内面の形状に予め成形することを特徴とする請求項2に記載のガラス材の成形方法。 The glass material is a tubular glass tube,
Heating both ends of the glass tube and enclosing a gas inside;
Placing the glass tube enclosing the gas in a mold whose inner surface is processed into a desired shape; and
Heating to the softening point of the glass under a pressure lower than the internal pressure of the glass tube,
3. The method for molding a glass material according to claim 2, wherein the glass tube is previously molded into the shape of the inner surface of the mold.
該ガラス管の内側に、外面が所望の形状に加工されたマンドレルを配置する工程と、
マンドレルを配置したガラス管の両端を加熱して封止する工程と、
封止したガラス管の内部圧より高い圧力下にて、ガラスの軟化点まで加熱する工程とを備え、
前記ガラス管をマンドレルの外面の形状に予め成形することを特徴とする請求項2に記載のガラス材の成形方法。 The glass material is a tubular glass tube,
Placing a mandrel whose outer surface is processed into a desired shape inside the glass tube;
Heating and sealing both ends of the glass tube on which the mandrel is disposed;
A step of heating to a softening point of the glass under a pressure higher than the internal pressure of the sealed glass tube,
The method for molding a glass material according to claim 2, wherein the glass tube is previously molded into a shape of an outer surface of a mandrel.
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