JP2011178576A - ガラス製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、ガラス製品をプレス加工によって大量生産することができ、また、気泡の生成による不良率を大幅に減らすことができるだけでなく、寸法の制御が容易となるガラス製品の製造方法を提供することにその目的がある。
【解決手段】本発明は、ガラスをプレス加工してガラス製品を製造する方法に関するものである。上記方法は、所望のガラス製品の形状を有した金型を準備するステップと、ガラスを、溶融される直前の温度まで加熱するステップと、前記加熱したガラスを、７５０乃至８５０℃まで冷却するステップと、前記冷却したガラスを、金型でプレス方式によって成形するステップと、前記成形したガラスを、空気中で冷却し、個別のガラス製品を生産するステップとを含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガラス製品の製造方法に関するものである。より詳しくは、ガラスをプレス加工してガラス製品を製造する方法に関するものである。

産業の発展および生活水準の向上に伴い、多様な形状と大きさを有するガラス製品への要望が増加しつつある。

図１は、従来、板ガラス（１）を裁断して個別部品（２）に成形する方法を示した図である。

全体の板ガラス（１）は、所望の個別部品（２）の大きさよりも大きく裁断された後、ＣＡＭによって１部品ずつ研削することにより、所望の形状に加工される。しかしながら、このような加工方法によっては、大量生産が困難であり、また、多様な形状を有するガラス製品を加工することは難しいという短所がある。

図２は、従来、プレス成形によってガラス製品を製造する過程を示すフローチャートである。

まず、必要とされるガラスの組成に合うように、粉末状または粒状の原料を配合する。

次いで、配合されたガラス原料の混合物を、加熱した溶融炉に投入して溶融する。このとき、燃焼ガス中に入っているか、原料の分解によって発生した二酸化炭素、二酸化硫黄のようなガスが溶融物の中に溶解されるが、溶解されたガスは、過飽和状態となって再び放出されながら、溶融ガラスの中に小さな気泡を形成する。このような気泡は、繰り返した気泡の除去過程を通じて除去され、ガラス素材の均質性を向上させる。

その後、上記溶融工程において生成されたガラス溶融物を、一定の金型内に注入して、一定の形状のガラス製品に成形する。

次いで、上記成形工程において焼成加工されたガラス製品を直ちに常温で冷却させる場合は、不均一な残留応力が生じて、全体的にクラックが入ってしまうため、徐冷炉にて成形したガラス製品を徐冷させる。

次いで、生成されたガラス製品を、研磨したり、あるいはポリッシングする工程が追加されていてもよい。

上記の従来の方法では、ガラスを溶融しながら気泡が生成されるため、これを除去する過程を繰り返して行わなければならなかった。このような過程によっても、ガラス製品の中には相当の気泡が残っていることとなり、ガラス製品の美感を害するようになるため、所望の用途のガラス製品として使用することができず、したがって、全体のガラス製品の不良率が増加する。

また、溶融したガラスが金型で成形された後、冷却されながら、大きく収縮してしまい、寸法の公差が大きくなるため、寸法を精度よく制御しにくい短所があった。

したがって、本発明は、上記の事情に鑑みて発明されたものであって、ガラス製品をプレス加工によって大量生産することができ、また、気泡の生成による不良率を大幅に減らすことができるだけでなく、寸法の制御が容易となるガラス製品の製造方法を提供することにその目的がある。

本発明の第１様態にかかるガラス製品の製造方法は、所望のガラス製品の形状を有した金型を準備するステップと、ガラスを、溶融される直前の温度まで加熱するステップと、前記加熱したガラスを、７５０乃至８５０℃まで冷却するステップと、前記冷却したガラスを、金型でプレス方式によって成形するステップと、前記成形したガラスを、空気中で冷却し、個別のガラス製品を生産するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の第２様態にかかるガラス製品の製造方法は、同一または異なる形状の、所望のガラス製品の形状が連続的に形成された金型を準備するステップと、ガラスを、溶融される直前の温度まで加熱するステップと、前記加熱したガラスを、７５０乃至８５０℃まで冷却するステップと、前記冷却したガラスを、前記金型で、同一または異なる形状を有した個別のガラス製品と、これらを連結する連結部とを有するようにプレス方式によって成形するステップと、前記成形したガラスを、空気中で冷却するステップと、前記連結部を研削で除去することにより、個別のガラス製品を生産するステップと、を含むことを特徴とする。

また、生産された個別のガラス製品の表面を、高光沢処理するために研磨するステップと、前記研磨した個別のガラス製品を洗浄するステップと、前記洗浄したガラス製品を強化処理するステップと、前記強化処理したガラス製品に、指紋防止用コーティングを塗工するステップと、をさらに含むことを特徴とする。

また、前記金型面は、放電加工によって形成されることを特徴とする。

そして、前記金型面は、ＰＶＤ法による蒸着層を有することを特徴とする。

本発明によると、ガラス製品をプレス加工によって大量生産することができ、さらに、気泡の生成による不良率を大幅に減らすことができるだけでなく、寸法の制御が容易となる。

従来、板ガラスを裁断して個別部品に成形する方法を示した図である。 従来、プレス成形によってガラス製品を製造する過程を示すフローチャートである。 本発明のガラス製品の製造方法を順に示す図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例に関する構成及び作用を詳しく説明すると、以下のとおりである。ここで、それぞれの図の構成要素について参照符号を付けることに当たり、同一の構成要素であれば、たとえ違う図面上に表示されていても、できるだけ同一の符号で表記したことに留意されたい。

本発明は、プレス加工によってガラス製品を大量生産することができる方法を提供する。本発明の方法は、例えば、携帯電話などに用いられる、小さなサイズのガラス製品を大量に生産するために、効率的に使用することができる。

図３ａ乃至図３ｅは、本発明のガラス製品の製造方法を順に示す図である。

まず、図３ａに示されているように、生産しようとするガラス製品の形状に合わせて作製された金型（１０）を準備する。上記金型には、大量生産が可能となるように、同様のガラス製品の形状が連続的に形成されている。或いは、様々な異なる形状のガラス製品が生産可能となるように、それぞれ異なる形状が連続的に形成されていてもよい。

上記金型（１０）は、金型面（１０ａ）の照度を向上するために、好ましくは、放電加工される。放電加工は、金型の孔に電極線（例えば、銅）を挿入貫通させ、この電極線を挿入貫通方向に走行しながら、電極線と金型面との間に高周波電圧を印加して、その間でアークが発生するようにして、金型面を溶融し、所定の形状に加工する方法である。このような放電加工によって、金型面（１０ａ）は高光沢処理がなされ、金型にプレス加工されるガラス製品も、加工後に光沢を示すようになる。また、放電加工された上記金型面に、ＰＶＤ法（Physical Vapor Deposition）による蒸着を行うこともできる。このようなＰＶＤ蒸着層によって、金型の寿命も増加することができ、金型面の照度の向上や、光沢維持等の効果も奏される。

次に、図３ｂに示されているように、成形のためのガラス（２０）を、溶融される直前の温度、例えば、１２００℃まで加熱する（ガラスの溶融温度は、大体、１３００乃至１６００℃）。ガラス（２０）を溶融温度まで加熱すると、周りの空気または原料の中に含まれていたガスが、溶融ガラスの中に溶解されて、後で冷却した時、気泡を生成するようになる。ガラスの中の気泡は、視覚的にも確認することができるため、ガラス製品の美観を損傷することから、気泡の生成されたガラスは、不良として処理される。ガラスに気泡が生成することを防止するためには、必ず溶融される直前の温度まで加熱した後、冷却しなければならない。また、ガラス（２０）は、溶融される直前の温度まで加熱される間に、表面の微細なスケール等のようなガラス表面の欠陥が除去されることがある。

次いで、加熱したガラス（２０）を、７５０乃至８５０℃に冷却する。この温度は、加熱したガラスをプレス加工してガラス製品に成形するためにもっとも適した温度の範囲であることが、実験によって確認されていた。

次に、図３ｃに示されているように、冷却したガラス（２０）を金型（１０）の中に投入して、プレス方式によって成形する。

次いで、図３ｄに示されているように、プレス加工されたガラス（２０）を空気中（常温）で冷却した後、金型から分離する。冷却されたガラスは、多数の個別のガラス製品（２２）を含み、これらの個別のガラス製品（２２）は、連結部（２１）によって連結されている。

次いで、図３ｅに示されているように、研削によって上記連結部（２１）を除去し、個別のガラス製品（２２）として分離する。このような方法によって、ガラス製品の大量生産が可能となる。

次いで、生産された個別のガラス製品の表面は、必要に応じて、高光沢処理のために研磨されてもよい。上記研磨されたガラス製品は、洗浄される。

また、ガラス製品の強度を強化するために、洗浄したガラス製品は、強化処理されてもよい。強化処理は、ガラスを軟化温度に近い５００乃至６００℃に加熱して、圧縮した冷却空気によって急冷させてガラスの表面部を圧縮変形し、内部を引張変形することにより、強化させることを言う。このような強化ガラスは、一般のガラスと透過率は同等であるが、強度および耐熱性において非常に優れている。さらに、衝撃によって破損されても、ガラスの先端が鋭くないため、小さなパーティクルに壊れても人に怪我をほとんどさせず、安全であるのが特徴である。上記の強化処理されたガラス製品は、洗浄される。

次いで、強化処理されたガラス製品に、指紋防止のためのコーティングを塗工することもできる。

上述したように、本発明のガラス製品の製造方法は、ガラスが溶融される直前の温度である１２００℃まで加熱しながらガラス表面の微細な欠陥が除去されて、さらにプレス加工のための最適の温度である７５０乃至８５０℃に冷却してプレス加工することにより、ガラスの中に気泡が生成されることを効果的に防止し、ガラス製品の不良率を顕著に下げることができる。生成されたガラス製品は、それぞれのガラス製品を連結する連結部が研削によって除去されるため、同一または異なる形状のガラス製品を大量で生産することができる。

本発明は、上記実施例に限定されることなく、本発明の技術的な要旨から逸脱しない範囲内で多様に修正または変形されて実施をすることができるのは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有した者にとっては、明白なことである。

１・・・板ガラス
２・・・個別部品
１０・・・金型
２０・・・ガラス
２１・・・連結部
２２・・・ガラス製品

Claims (5)

1. ガラス製品の製造方法において、
   所望のガラス製品の形状を有した金型を準備するステップと、
   ガラスを、溶融される直前の温度まで加熱するステップと、
   前記加熱したガラスを、７５０乃至８５０℃まで冷却するステップと、
   前記冷却したガラスを、金型でプレス方式によって成形するステップと、
   前記成形したガラスを、空気中で冷却し、個別のガラス製品を生産するステップと、を含むことを特徴とするガラス製品の製造方法。
2. ガラス製品の製造方法において、
   同一または異なる形状の、所望のガラス製品の形状が連続的に形成された金型を準備するステップと、
   ガラスを、溶融される直前の温度まで加熱するステップと、
   前記加熱したガラスを、７５０乃至８５０℃まで冷却するステップと、
   前記冷却したガラスを、前記金型で、同一または異なる形状を有した個別のガラス製品と、
   これらを連結する連結部とを有するようにプレス方式によって成形するステップと、
   前記成形したガラスを、空気中で冷却するステップと、
   前記連結部を研削で除去することにより、個別のガラス製品を生産するステップと、を含むことを特徴とするガラス製品の製造方法。
3. 生産された個別のガラス製品の表面を、高光沢処理するために研磨するステップと、
   前記研磨した個別のガラス製品を洗浄するステップと、
   前記洗浄したガラス製品を強化処理するステップと、
   前記強化処理したガラス製品に、指紋防止用コーティングを塗工するステップと、
   をさらに含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のガラス製品の製造方法。
4. 前記金型面は、放電加工によって形成されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のガラス製品の製造方法。
5. 前記金型面は、ＰＶＤ法による蒸着層を有することを特徴とする、請求項４に記載のガラス製品の製造方法。