JP2017533876A - 精密な融合高品質ガラス管の製造プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
ガラス管は、様々な用途で利用法が見出されている。ガラス管は、例えば、照明機器、ソーラーコレクタ、化学蒸留システム、流量計、医薬包装、および建築設計において使用される。最も注目すべきことは、ガラス管が近年、消費者向け電子機器において用途を見出したことである。消費者向け電子機器のディスプレイに接続して使用される場合には、ガラスがディスプレイの画像を歪ませないことが重要である。従って少なくともこの用途では、ガラスの光学的透明度は極めて重要な特性である。
ガラス管母材を製造するための装置の一実施の形態が図4に示されており、概して全体を参照番号10で示す。装置10はマンドレル12を備え、マンドレルは、マンドレルの内側表面16で囲まれている中空内部14を備えている。マンドレル12は、外側表面18をさらに備えている。図4に示されている実施形態においてマンドレル12は、上流端部20と下流端部22との間に縦方向に広がった、円筒として成形されたものである。下流端部22は底部端としても知られている。
β=(1/2)×(送出位置での直径−底部の直径)/(送出位置と底部の間の長さ)
いくつかの実施形態において角度βは、約0.5から約5°の間、代わりに約0.5から約4°の間、代わりに約0.5から約3°の間とすることができる。
本発明の別の実施形態は、高い光学的透明度を有するガラス管を連続的に製造する方法である。上述したような装置を使用し、かつ種々のプロセスパラメータを注意深く制御することで、本発明の実施形態は清浄なままの内側表面を有するガラス管を提供することができる。さらに、上述したような装置を使用し、かつ種々のプロセスパラメータを注意深く制御することで、本発明の実施形態は清浄なままの内側表面と清浄なままの外側表面とを有するガラス管を提供することができる。
ガラス管を作製する方法において、
中空回転マンドレルの内側表面上に、溶融ガラスの流れを提供するステップ、
ガラス管母材を、前記中空回転マンドレルの下流部分から取り出すステップ、および、
前記母材を延伸して、ガラス管を得るステップ、
を含むことを特徴とする方法。
前記溶融ガラスの流れが、30kP未満の粘度で提供されることを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記溶融ガラスの流れが、10kP未満の粘度で提供されることを特徴とする実施形態2記載の方法。
前記マンドレルを通る前記溶融ガラスの流量が、約20kg/hから約800kg/hの間であることを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記マンドレルが縦軸を画成し、該縦軸が水平から、約5°から約90°の間で傾斜していることを特徴とする実施形態1記載の方法。
加圧ガスを、前記中空回転マンドレルの内部へと導入することを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記中空回転マンドレルの外側表面上に、溶融ガラスの流れを提供するステップ、
をさらに含み、前記ガラス管母材を前記マンドレルの下流部分から取り出すステップが、前記マンドレルの前記内側表面からのガラスの流れを、前記マンドレルの前記外側表面からのガラスの流れに結合させるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記マンドレルの前記外側表面上の前記ガラスが、前記マンドレルの前記内側表面上の前記ガラスとは異なる組成を有していることを特徴とする実施形態7記載の方法。
外側被覆層を提供するように構成された溶融ガラスの流れを、提供するステップをさらに含み、前記外側被覆層を提供するように構成された前記ガラスが、前記マンドレルの前記外側表面上の前記ガラスとは異なる組成を有していることを特徴とする実施形態7記載の方法。
ガラス管を作製する装置であって、
外側表面と、内側表面で囲まれた中空内部とを備え、かつ縦軸を画成する、マンドレル、
前記マンドレルの内側表面に溶融ガラスを送出するように構成された、送出機器、および、
前記マンドレルを回転させるように構成された、機器、
を備え、前記ガラスが前記マンドレルの下流端部に位置する出口点へと縦方向に流れるように、構成されていることを特徴とする装置。
前記マンドレルの前記中空内部に気体を送出するように構成された機器をさらに備えていることを特徴とする実施形態10記載の装置。
前記マンドレルの前記内側表面を冷却するように構成された冷却機器をさらに備えていることを特徴とする実施形態10記載の装置。
前記冷却機器が、前記マンドレルの壁の内部に位置している冷却要素を含むことを特徴とする実施形態12記載の装置。
前記マンドレルが円筒状であることを特徴とする実施形態10記載の装置。
前記マンドレルが円錐状であることを特徴とする実施形態10記載の装置。
前記縦軸が、水平から、約45°から約90°の間の角度を形成することを特徴とする実施形態10記載の装置。
前記マンドレルの前記内側表面が、第1の部分と第2の部分とを有し、さらに、
前記マンドレルの前記内側表面の前記第1の部分が、内側へと傾斜して、前記縦軸によって形成される水平からの角度よりも小さい水平からの角度を提供することを特徴とする実施形態16記載の装置。
前記中空マンドレルの外側表面に溶融ガラスを送出するように構成された、送出機器、
をさらに備え、該ガラスが前記マンドレルの前記下流端部で前記マンドレルの前記外側表面から離れて流れるように、さらに構成されていることを特徴とする実施形態10記載の装置。
前記中空マンドレルの内側表面に溶融ガラスを送出するように構成された、前記送出機器が、
前記マンドレルの前記外側表面に前記溶融ガラスを送出するように構成された前記送出機器と、
前記マンドレルの壁内の1以上の開口であって、前記マンドレルの前記外側表面から前記マンドレルの前記内側表面への前記溶融ガラスの流れを可能にするように構成されている、1以上の開口と、
を含むものであることを特徴とする実施形態18記載の装置。
前記縦軸が、水平から、約45°から約90°の間の角度を形成し、さらに前記マンドレルが、
前記マンドレルの前記外側表面が第1の部分と第2の部分とを有し、さらに、
前記マンドレルの前記外側表面の前記第1の部分が外側へと傾斜して、前記縦軸によって形成される水平からの角度よりも小さい水平からの角度を提供する、
ように構成されていることを特徴とする実施形態18記載の装置。
前記マンドレルを、1分当たり約2から約20回転の間の速度で回転させることを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記マンドレルを、1分当たり約2から約10回転の間の速度で回転させることを特徴とする実施形態21記載の方法。
前記マンドレルの前記下流部分から出て行く前記溶融ガラス管母材の前記粘度が、約80kPから約300kPの間であることを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記マンドレルの前記下流部分から出て行く前記溶融ガラス管母材の前記粘度が、約100kPから約200kPの間であることを特徴とする実施形態23記載の方法。
気体の流れを、前記中空マンドレルの内側に提供するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記中空マンドレルの内側の前記気体の流れの圧力が、約1Paから約1000Paの間であることを特徴とする実施形態25記載の方法。
前記中空マンドレルの内側の前記気体の流れの前記圧力が、約1Paから約500Paの間であることを特徴とする実施形態26記載の方法。
前記中空マンドレルの内側の前記気体の流れの前記圧力が、約1Paから約300Paの間であることを特徴とする実施形態27記載の方法。
前記ガラス管の内側表面が、パネリング欠陥を実質的に含んでいないことを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記ガラス管の内側表面が、清浄なままのものであることを特徴とする実施形態29記載の方法。
前記ガラス管の外側表面が、パネリング欠陥を実質的に含んでいないことを特徴とする実施形態7記載の方法。
前記ガラス管の外側表面が、清浄なままのものであることを特徴とする実施形態31記載の方法。
前記ガラス管の内側表面が、パネリング欠陥を実質的に含んでいないことを特徴とする実施形態31記載の方法。
前記ガラス管の内側表面が、清浄なままのものであることを特徴とする実施形態32記載の方法。
前記ガラス管の外径が、約10mmから約60mmの間であることを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記ガラス管の壁の厚さが、約0.5mmから約2mmの間であることを特徴とする実施形態35記載の方法。
前記ガラス管の厚さの変動が、5%未満であることを特徴とする実施形態1記載の方法。
前記ガラス管の厚さの変動が、2%未満であることを特徴とする実施形態1記載の方法。
12 マンドレル
14 中空内部
16 内側表面
18 外側表面
22 下流部分
24 回転機器
26、38、56 送出機器
28 縦軸
30、40、58 送出地点
44 先端
46 開口
48、52 第1の部分
50、54 第2の部分
Claims (15)
- ガラス管を作製する方法において、
中空回転マンドレルの内側表面上に、溶融ガラスの流れを提供するステップ、
ガラス管母材を、前記中空回転マンドレルの下流部分から取り出すステップ、および、
前記母材を延伸して、ガラス管を得るステップ、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記溶融ガラスの流れが、30kP未満の粘度で提供されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記マンドレルを通る前記溶融ガラスの流量が、約20kg/hから約800kg/hの間であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記マンドレルが縦軸を画成し、該縦軸が水平から、約5°から約90°の間で傾斜していることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記中空回転マンドレルの外側表面上に、溶融ガラスの流れを提供するステップ、
をさらに含み、前記ガラス管母材を前記マンドレルの下流部分から取り出すステップが、前記マンドレルの前記内側表面からのガラスの流れを、前記マンドレルの前記外側表面からのガラスの流れに結合させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記マンドレルの前記外側表面上の前記ガラスが、前記マンドレルの前記内側表面上の前記ガラスとは異なる組成を有していることを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の方法。
- 外側被覆層を提供するように構成された溶融ガラスの流れを、提供するステップをさらに含み、前記外側被覆層を提供するように構成された前記ガラスが、前記マンドレルの前記外側表面上の前記ガラスとは異なる組成を有していることを特徴とする請求項6記載の方法。
- ガラス管を作製する装置であって、
外側表面と、内側表面で囲まれた中空内部とを備え、かつ縦軸を画成する、マンドレル、
前記マンドレルの内側表面に溶融ガラスを送出するように構成された、送出機器、および、
前記マンドレルを回転させるように構成された、機器、
を備え、前記ガラスが前記マンドレルの下流端部に位置する出口点へと縦方向に流れるように、構成されていることを特徴とする装置。 - 前記マンドレルの前記中空内部に気体を送出するように構成された機器をさらに備えていることを特徴とする請求項8記載の装置。
- 前記マンドレルの前記内側表面を冷却するように構成された冷却機器をさらに備えていることを特徴とする請求項8記載の装置。
- 前記中空マンドレルの外側表面に溶融ガラスを送出するように構成された、送出機器、
をさらに備え、該ガラスが前記マンドレルの前記下流端部で前記マンドレルの前記外側表面から離れて流れるように、さらに構成されていることを特徴とする請求項8記載の装置。 - 前記中空マンドレルの内側表面に溶融ガラスを送出するように構成された、前記送出機器が、
前記マンドレルの前記外側表面に前記溶融ガラスを送出するように構成された前記送出機器と、
前記マンドレルの壁内の1以上の開口であって、前記マンドレルの前記外側表面から前記マンドレルの前記内側表面への前記溶融ガラスの流れを可能にするように構成されている、1以上の開口と、
を含むものであることを特徴とする請求項11記載の装置。 - 前記縦軸が、水平から、約45°から約90°の間の角度を形成し、さらに前記マンドレルが、
前記マンドレルの前記外側表面が第1の部分と第2の部分とを有し、さらに、
前記マンドレルの前記外側表面の前記第1の部分が外側へと傾斜して、前記縦軸によって形成される水平からの角度よりも小さい水平からの角度を提供する、
ように構成されていることを特徴とする請求項11または12記載の装置。 - 前記マンドレルの前記下流部分から出て行く前記溶融ガラス管母材の粘度が、約80kPから約300kPの間であることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記中空マンドレルの内側の気体の流れの圧力が、約1Paから約300Paの間であることを特徴とする請求項14記載の方法。
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