JP2020063182A - ガラス生産装置及びガラス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、ガラス生産装置及びガラス製造方法に関するものである。【解決手段】本発明はガラス生産装置を提供する。このガラス生産装置は、溶融装置、送り装置、結晶化装置、及び成型装置を備える。溶融装置は調合されたガラス原料を溶融してガラス溶融体を形成し、送り装置はガラス溶融体を成型装置に送り、成型装置は回転テーブル及び複数の成型モジュールを備え、複数の成型モジュールは回転テーブル上に設置され、並びに回転テーブルの連動の下、送り装置に近づくか、または、送り装置から離れ、各成型モジュールには成型孔が設けられており、成型孔の少なくとも一部は平面を有し、また、成型孔の少なくとも一部は曲面を有して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して曲面ガラス部材を製造し、結晶化装置は曲面ガラス部材を結晶化熱処理して、曲面結晶化ガラス部材を製造する。本発明はさらにガラスの製造方法も提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、ガラス生産装置に関し、特に曲面結晶化ガラスを連続して成型して製造するガラス生産装置及びガラス製造方法に関するものである。
結晶化ガラスはガラスセラミックスとも呼ばれており、低膨張で耐高温であり、耐熱衝撃性を有し、且つ透明度が高い等優れた性能を有しているため、３Ｃ（コンピュータ、通信、コンシューマエレクトロニクス）製品の電子材料、天文望遠鏡、食器、耐熱強化ガラス等に幅広く使用されている。
以前、３Ｃ電子製品に使用する曲面ガラスは、一般的にサイズが比較的小さく、厚さも薄いガラスが要求されていた。しかしながら、従来の結晶化ガラス製品は主に大型のフラットガラスまたは下方に向かって幅が小さくなっている略漏斗形状の塊であり、３Ｃ電子製品に使用する場合、この従来の結晶化ガラスを複数の小片に切断した後、再度この小片に対して熱成型して曲面ガラス部材を製造する。この製造過程ではガラスを繰り返し加熱する必要があるためエネルギーを消費すると共に過程が複雑になり、連続して安定した生産を行うことができない。したがって、生産効率及び生産量が低く、製造コストを上げてしまう。
以上の問題点に鑑みて、本発明は、ガラス生産装置に関し、特に曲面結晶化ガラスを連続して成型して製造するガラス生産装置及びガラス製造方法に関するものである。
本発明はガラス生産装置を提供する。このガラス生産装置は、曲面結晶化ガラスを連続して成型して製造することに用いられ、溶融装置、送り装置、結晶化装置、及び成型装置を備える。溶融装置は調合されたガラス原料を溶融してガラス溶融体を形成する。送り装置はガラス溶融体を成型装置に送り、成型装置は送り装置と結晶化装置との間に位置し、成型装置は回転テーブル及び複数の成型モジュールを備え、複数の成型モジュールは回転テーブル上に設置され、並びに回転テーブルの連動の下、送り装置に近づくか、または、送り装置から離れ、各成型モジュールには成型孔が設けられており、成型孔の少なくとも一部は平面を有し、また、成型孔の少なくとも一部は曲面を有して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して曲面ガラス部材を製造し、結晶化装置は曲面ガラス部材を結晶化熱処理して、曲面結晶化ガラス部材を製造する。
本発明はさらにガラス生産装置を使用したガラス製造方法も提供する。ガラス製造方法は、ガラス原料を調合するステップと、溶融装置が調合されたガラス原料を高温溶融処理してガラス溶融体を形成するステップと、送り装置が、形成されたガラス溶融体を成型装置の対応する成型モジュール内に送るステップと、成型装置の各成型モジュールがガラス溶融体を平面、曲面成型して曲面ガラス部材を製造するステップと、結晶化装置が曲面ガラス部材を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材を製造するステップと、を含む。
上述のガラス生産装置及びガラス製造方法は、成型装置により直接溶融装置によって製造されたガラス溶融体を曲面成型して曲面ガラス部材を製造し、再度結晶化装置を利用して曲面ガラス部材を結晶化処理して、直接必要とする曲面ガラス部材を製造する。即ち、曲面結晶化ガラス部材を再加工処理する必要がなく、製造過程が簡単であり、生産効率及び生産量を向上させる。
以下、図面で表示されている具体的な実施方法を合わせて、本発明に対して詳細に説明する。しかしながら、当該説明する実施形態は決して本発明を限定するものではない。当業者が当該実施形態に基づいて得た構造、方法、または機能の変更は何れも本発明の保護範囲内に含まれる。
本発明における実施例は主にガラス生産装置を提供する。このガラス生産装置は、溶融装置、送り装置、成型装置及び結晶化装置を備える。前記送り装置はガラス溶融体を前記成型装置まで送る。成型装置はガラス溶融体を平面、曲面成型して曲面ガラス部材を製造する。前記結晶化装置は前記ガラス部材を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材を製造する。本発明はさらに結晶化ガラスを連続して成型して製造する方法も提供する。当該方法は、ガラス原料を調合し、調合されたガラス原料を溶融処理してガラス溶融体を形成する。形成されたガラス溶融体は成型装置内に送られる。前記成型装置はガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材を製造する。前記曲面ガラス部材を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材を製造する。
前記ガラス生産装置と製造方法は、従来の曲面結晶化ガラス部材の生産効率及び生産量の低下を解決し、大幅に製造過程を簡略化する。
図１を参照すると、本発明の実施形態は、曲面結晶化ガラスを連続して成型して製造するガラス生産装置１００を提供する。このガラス生産装置１００は溶融装置１０、送り装置２０、成型装置３０、移動装置４０及び結晶化装置５０を備える。溶融装置１０はガラス原料を溶融してガラス溶融体（図示せず）を形成する。送り装置２０は溶融装置で製造されたガラス溶融体を成型装置３０まで送る。成型装置３０は前記ガラス溶融体を曲面成型して曲面ガラス部材２００（図２に示す）を製造する。移動装置４０は製造された曲面ガラス部材２００を結晶化装置５０に移動させる。結晶化装置５０は製造された曲面ガラス部材２００を結晶化処理して、曲面結晶化ガラス部材（図示せず）を製造する。本発明のガラス生産装置により生産された曲面結晶化ガラス部材は、携帯電話の保護ガラス、前後カバー、腕時計の保護ガラス、車のダッシュボード保護ガラス、装置に被せる保護ガラス、その他の電子装置、機構装置等の部品に適用することができる。
本実施例において、ガラスの原料は品質スコアが５０％〜６０％の二酸化ケイ素、品質スコアが１０％〜２０％の酸化アルミニウム、品質スコアが５％〜１０％の酸化マグネシウム、品質スコアが２％〜１０％の二酸化チタン、品質スコアが０〜２％の三酸化アンチモン及び品質スコアが５％〜１５％の添加剤を含む。前記二酸化チタンは核剤として製造される曲面結晶化ガラス部材の結晶度を向上する。前記三酸化アンチモンは清澄剤としてガラスの溶融体の清澄度を向上する。前記添加剤は、フッ化ナトリウム及びフッ化マグネシウムのうちの一種または多種から選択できる。前記添加剤は、製造される曲面結晶化ガラス部材の熱の安定性を向上する。
溶融装置１０は加熱、攪拌及びろ過清澄機能を有する。溶融装置１０は、１３００℃〜１６００℃の温度下でガラス原料を溶融して清澄したガラス溶融体を形成する。本実施例において、溶融装置１０は、ベース１１、溶融炉１２及び加熱部材１３を備える。溶融炉１２はベース１１上に設置されている。溶融炉１２内にはるつぼ（図示せず）が設置されている。このるつぼはガラス原料及びガラス溶融体を置くのに用いられる。るつぼは、コランダム質のるつぼである。加熱部材１３は溶融炉１２内に挿入設置されて、溶融炉１２を加熱する。
本実施例において、溶融炉１２内にはさらに攪拌機構（図示せず）が設置されている。この攪拌機構はるつぼ内のガラス溶融体を攪拌し、ガラス溶融体内の気泡を除去して、製造される曲面結晶化ガラスに気泡ができるのを防ぐ。
本実施例において、溶融炉１２内にはさらにろ過機構（図示せず）が設置されている。このろ過機構はるつぼ内のガラス溶融体をろ過して、ガラス溶融体内の溶融されていない不純物を取り除く。
本実施例において、溶融炉１２内にはさらにセンサー（図示せず）が設置されている。このセンサーがるつぼ内のガラス溶融体の体積または品質を感知するため、溶融炉１２はガラス溶融体を制御して、一定の量を送り装置２０に送る。
送り装置２０はさらに送りチューブ２１、温度センサー及び温度制御機構（図示せず）を備える。送りチューブ２１は溶融炉１２上に設置されており、且つ溶融炉１２の底部（図示せず）に近接している。送りチューブ２１と溶融炉１２は互いに連通しており、溶融炉１２内のガラス溶融体を成型装置３０まで送る。
送りチューブ２１の出口２１１の断面は、成型して製造された曲面ガラス部材２００の形状及びサイズに基づいて、所定の形状に設計される。したがって、ガラス溶融体を効果的に成型装置３０の成型モジュール内に充填することを保証する。本実施例において、送りチューブ２１の出口２１１の断面は楕円形である。これにより、ガラス溶融体を成型装置３０の成型モジュール内に充填する充填率は９５％以上である。その他の実施例において、送りチューブ２１の出口２１１の断面は矩形であってもよい。これにより、ガラス溶融体を成型装置３０の成型モジュール内に充填する充填率は９０％以上である。送りチューブ２１の出口２１１の断面は、成型して製造された曲面ガラス部材２００の形状及びサイズに基づいて、その他の多辺形であってもよい。
送りチューブ２１の出口２１１と成型装置３０のモジュールはモジュールに垂直な方向に所定の高さを有するため、ガラス溶融体が成型装置３０のモジュールに流れる過程において、同時に温度を下げることができる。ガラス溶融体がモジュールを流れる際の温度は７００℃〜８５０℃である。
本実施例において、送りチューブ２１はプラチナまたはプラチナ合金によって製造される。
温度センサー及び温度制御機構は送りチューブ２１上に設置される。温度センサーは送りチューブ２１の温度を感知する。温度制御機構は送りチューブ２１の温度を所定の温度になるように調整して、ガラス溶融体が送りチューブ２１内でゆっくりと均一に冷却されるようにする。
成型装置３０は支持テーブル３１、回転テーブル３２、複数の成型モジュール３３及びロボットハンド３４を備える。支持テーブル３１は送り装置２０に近接している。回転テーブル３２は略円形を呈している。回転テーブル３２は支持テーブル３１上に設置されている。複数の成型モジュール３３は回転テーブル３２上に設置され、並びに回転テーブル３２の円周方向に沿って均一に配置されている。複数の成型モジュール３３は回転テーブル３２の連動の下、送りチューブ２１の出口２１１に近づくか、または、送りチューブ２１の出口２１１から離れる。各成型モジュール３３はガラス溶融体を曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造する。
本実施例において、図２及び図４に示すように、各成型モジュール３３はホットプレス成型モジュールまたはホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールである。各成型モジュール３３は雌型３３１及びこの雌型３３１に噛み合う雄型３３２を備える。雌型３３１と雌型３３１に噛み合う雄型３３２との間には、成型孔３３３が設けられている。成型孔３３３の少なくとも一部は平面を有する。また、成型孔３３３の少なくとも一部は曲面を有しており、ガラス溶融体を平面、曲面に(平面又は曲面に)成型して曲面ガラス部材２００を製造するのに用いられる。ロボットハンド３４は支持テーブル３１上に設置されて、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させるか、または、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置して、対応する成型モジュール３３を開閉する。
ホットプレス成型モジュールのための各成型モジュール３３の雄型３３２は、グラファイトまたは白金化された硬質合金から製造され、雄型３３２が雌型３３１上のガラス溶融体に圧力を加えることによって、曲面ガラス部材を形成する。
ホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールのための各成型モジュール３３の雌型３３１はグラファイトまたは多孔セラミック材料から製造される。ホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールのための各成型モジュール３３の雌型３３１と真空発生器とは互いに連接されており、雄型３３２が雌型３３１上のガラス溶融体に圧力を加え、雌型３３１がガラス溶融体を真空吸着して、ガラス溶融体を平面成型、曲面成型する。これにより、曲面ガラス部材が成型される。
その他の実施例において、図３に示すように、各成型モジュール３３は熱吸収成型モジュールであってもよい。各成型モジュール３３はグラファイトまたは多孔セラミック材料から製造される。各成型モジュール３３には成型孔３３３が設けられている。ガラス溶融体を収容するために、成型孔３３３の少なくとも一部には平面が設けられている。また、成型孔３３３の少なくとも一部には曲面が設けられている。各成型モジュール３３と真空発生器（図示せず）とは互いに連接されており、各成型モジュール３３がガラス溶融体を真空吸着して、ガラス溶融体を平面成型、曲面成型する。これにより、曲面ガラス部材２００が形成される。
本実施例において、成型装置３０はさらに温度制御機構、気体保護機構及び制御器（図示せず）を備える。温度制御機構は各成型モジュール３３を所定の温度７００℃〜８５０℃まで熱する。気体保護機構は各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。制御器は温度制御機構及び気体保護機構の実行を制御する。
移動装置４０は機械アーム４１及び吸い取り部材４２を備える。機械アーム４１は成型装置３０の支持テーブル３１に近接する。吸い取り部材４２は機械アーム４１の一端に設置され、並びに機械アーム４１の駆動の下に移動する。吸い取り部材４２は、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、並びに結晶化装置５０で開放する。
結晶化装置５０は送り機構５１及び結晶化炉５２を備える。送り機構５１は曲面ガラス部材２００を結晶化炉５２内に送る。結晶化炉５２は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理して、曲面結晶化ガラス部材（図示せず）を製造する。
図１〜図５を併せて参照すると、図５は本発明の前記ガラス生産装置１００を使用して、曲面結晶化ガラス部材（図示せず）を連続して成型して製造するガラス製造方法である。以下具体的な実施例を組み合わせてさらに説明する。
実施例１中のガラス製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ１０１において、ガラス原料を調合する。
具体的には、品質スコアが５０％の二酸化ケイ素、品質スコアが２０％の酸化アルミニウム、品質スコアが１０％の酸化マグネシウム、品質スコアが１０％の二酸化チタン、品質スコアが１％の三酸化アンチモン、及び品質スコアが９％の添加剤を混合して、ガラス原料を調合する。
ステップＳ１０２において、溶融装置１０は、調合されたガラス原料を高温溶融処理してガラス溶融体を形成する。
具体的には、調合されたガラス原料を溶融装置１０のガラス溶融炉１２のるつぼ内に配置して、加熱部材１３を利用して高温溶融処理を行う。高温溶融の過程において、攪拌機構及びろ過機構を利用してるつぼ内のガラス溶融体を攪拌及びろ過して、清澄のガラス溶融体を形成する。前記高温溶融処理の溶融温度は１３００℃である。
ステップＳ１０３において、送り装置２０は、形成されたガラス溶融体を成型装置３０の対応する成型モジュール３３内に送る。
具体的には、送り装置２０の温度制御機構は送りチューブ２１の温度が９００℃になるように調整して、ガラス溶融体を送りチューブ２１内でゆっくり均一に冷却する。成型装置３０の温度制御機構は各成型モジュール３３を予め７００℃まで熱する。送り装置２０は、形成されたガラス溶融体を成型装置３０の対応する成型モジュール３３内に送る。ガラス溶融体が、対応する成型モジュール３３に流れる際の温度は７００℃である。
ステップＳ１０４において、成型装置３０の各成型モジュール３３はガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造する。
具体的には、成型装置３０の気体保護機構はホットプレス成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置し、各成型モジュール３３の雄型３３２に対して、０．３気圧の標準大気圧をかけて、１０分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却する。最後に、ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させて、曲面ガラス部材２００を製造する。
成型装置３０の気体保護機構は熱吸収成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にし、真空発生器（図示せず）を利用して、各成型モジュールに１気圧の標準大気圧をかけて、１５分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造する。
成型装置３０の気体保護機構は、ホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置し、各成型モジュール３３の雄型３３２に対して、０．２気圧の標準大気圧をかけると共に、真空発生器（図示せず）を利用して各成型モジュール３３の雌型３３１に対して１気圧の標準大気圧をかけて、１０分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却する。最後に、ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させて、曲面ガラス部材２００を製造する。
ステップＳ１０５において、移動装置４０は、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、並びに結晶化装置５０上で開放する。
具体的には、移動装置４０の機械アーム４１は、吸い取り部材４２が、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、結晶化装置５０の送り機構５１上で解放するように、駆動する。
ステップＳ１０６において、結晶化装置５０は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材（図示せず）を製造する。
具体的には、結晶化装置５０の送り機構５１は曲面ガラス部材２００を結晶化装置５０の結晶化炉５２内に送り、結晶化炉５２は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理する。前記結晶化熱処理はステップ式の方法を用いて次のように温度を制御する。第一ステップにおいて、結晶化炉５２は１０℃／分の昇温速度で６８０℃まで昇温して、２時間保温する。第二ステップにおいて、結晶化炉５２は再度１０℃／分の昇温速度で８００℃まで昇温して、４時間保温する。最後に、結晶化炉５２を室温まで冷却すれば曲面結晶化ガラス部材（図示せず）が製造される。
実施例２のガラス製造方法は以下のステップを備える。
ステップＳ２０１において、ガラス原料を調合する。
具体的には、品質スコアが５５％の二酸化ケイ素、品質スコアが１５％の酸化アルミニウム、品質スコアが５％の酸化マグネシウム、品質スコアが８％の二酸化チタン、品質スコアが２％の三酸化アンチモン、及び品質スコアが１５％の添加剤を混合して、ガラス原料を調合する。
ステップＳ２０２において、溶融装置１０は調合されたガラス原料を高温溶融処理してガラス溶融体を形成する。
具体的には、調合されたガラス原料を溶融装置１０のガラス溶融炉１２のるつぼ内に配置して、加熱部材１３を利用して高温溶融処理を行う。高温溶融の過程において、攪拌機構及びろ過機構を利用してるつぼ内のガラス溶融体をそれぞれ攪拌及びろ過して、清澄のガラス溶融体を形成する。前記高温溶融処理の溶融温度は１５００℃である。
ステップＳ２０３において、送り装置２０は、形成されたガラス溶融体を成型装置３０の対応する成型モジュール３３内に送る。
具体的には、送り装置２０の温度制御機構は送りチューブ２１の温度が９００℃になるよう調整して、ガラス溶融体を送りチューブ２１内でゆっくりと均一に冷却する。成型装置３０の温度制御機構は各成型モジュール３３を予め７５０℃まで熱し、送りチューブ２１は、形成されたガラス溶融体を成型装置３０の対応する成型モジュール３３内に送る。ガラス溶融体が、対応する成型モジュール３３に流れる際の温度は８００℃である。
ステップＳ２０４において、成型装置３０の各成型モジュール３３はガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造する。
具体的には、成型装置３０の気体保護機構はホットプレス成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置し、各成型モジュール３３の雄型３３２に対して、０．５気圧の標準大気圧をかけて、１５分間圧力を保持し、室温になるまで冷却する。最後に、ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させて、曲面ガラス部材２００を製造する。
成型装置３０の気体保護機構は熱吸収成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にし、真空発生器（図示せず）を利用して、各成型モジュールに１．５気圧の標準大気圧をかけて、２０分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造する。
成型装置３０の気体保護機構は、ホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置し、各成型モジュール３３の雄型３３２に対して、０．４気圧の標準大気圧をかけると共に、真空発生器（図示せず）を利用して各成型モジュール３３の雌型３３１に対して１．５気圧の標準大気圧をかけて、１５分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却する。最後に、ロボットハンド３４が、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させて、曲面ガラス部材２００を製造する。
ステップＳ２０５において、移動装置４０は、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、並びに結晶化装置５０上で開放する。
具体的には、移動装置４０の機械アーム４１は、吸い取り部材４２が、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、結晶化装置５０の送り機構５１上で解放するように、駆動する。
ステップＳ２０６において、結晶化装置５０は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材（図示せず）を製造する。
具体的には、結晶化装置５０の送り機構５１は曲面ガラス部材２００を結晶化装置５０の結晶化炉５２内に送り、結晶化炉５２は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理する。前記結晶化熱処理はステップ式の方法を用いて次のように温度を制御する。第一ステップにおいて、結晶化炉５２は１０℃／分の昇温速度で７３０℃まで昇温して、３．５時間保温する。第二ステップにおいて、結晶化炉５２は再度１０℃／分の昇温速度で８５０℃まで昇温して、７時間保温する。最後に、結晶化炉５２を室温まで冷却すれば曲面結晶化ガラス部材（図示せず）が製造される。
実施例３のガラス製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ３０１において、ガラス原料を調合する。
具体的には、品質スコアが６０％の二酸化ケイ素、品質スコアが１０％の酸化アルミニウム、品質スコアが１０％の酸化マグネシウム、品質スコアが１０％の二酸化チタン、及び品質スコアが１０％の添加剤を混合して、ガラス原料を調合する。
ステップＳ３０２において、溶融装置１０は調合されたガラス原料を高温溶融処理してガラス溶融体を形成する。
具体的には、調合されたガラス原料を溶融装置１０のガラス溶融炉１２のるつぼ内に配置して、加熱部材１３を利用して高温溶融処理する。高温溶融の過程において、攪拌機構及びろ過機構を利用して、るつぼ内のガラス溶融体をそれぞれ攪拌及びろ過して、清澄のガラス溶融体を形成する。前記高温溶融処理の溶融温度は１６００℃である。
ステップＳ３０３において、送り装置２０は、形成されたガラス溶融体を成型装置３０の対応する成型モジュール３３内まで送る。
具体的には、送り装置２０の温度制御機構は送りチューブ２１の温度が９００℃になるように調整して、ガラス溶融体を送りチューブ２１内でゆっくり均一に冷却する。成型装置３０の温度制御機構は各成型モジュール３３を予め８５０℃まで熱し、送りチューブ２１は、形成されたガラス溶融体を成型装置３０の対応する成型モジュール３３内まで送る。ガラス溶融体が、対応する成型モジュール３３に流れる際の温度は８５０℃である。
ステップＳ３０４において、成型装置３０の各成型モジュール３３は、ガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材２００を成型する。
具体的には、成型装置３０の気体保護機構はホットプレス成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置し、各成型モジュール３３の雄型３３２に対して、０．６気圧の標準大気圧をかけて、２０分間圧力を保持し、室温になるまで冷却する。最後に、ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させて、曲面ガラス部材２００を製造する。
成型装置３０の気体保護機構は熱吸収成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にし、真空発生器（図示せず）を利用して、各成型モジュールに２気圧の標準大気圧をかけて、２５分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造する。
成型装置３０の気体保護機構は、ホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールの各成型モジュール３３を成型及び冷却過程において気密状態にする。ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１上に配置し、各成型モジュール３３の雄型３３２に対して、０．５気圧の標準大気圧をかけると共に、真空発生器（図示せず）を利用して各成型モジュール３３の雌型３３１に対して２気圧の標準大気圧をかけて、１０分間圧力を保持した後、室温になるまで冷却する。最後に、ロボットハンド３４は、雄型３３２を、対応する雌型３３１から離脱させて、曲面ガラス部材２００を製造する。
ステップＳ３０５において、移動装置４０は、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、結晶化装置５０上で開放する。
具体的には、移動装置４０の機械アーム４１は、吸い取り部材４２が、対応する成型モジュール３３内の曲面ガラス部材２００を吸い取り、結晶化装置５０の送り機構５１上で解放するように、駆動する。
ステップＳ３０６において、結晶化装置５０は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理して曲面ガラス部材（図示せず）を製造する。
具体的には、結晶化装置５０の送り機構５１は曲面ガラス部材２００を結晶化装置５０の結晶化炉５２内に送り、結晶化炉５２は曲面ガラス部材２００を結晶化熱処理する。前記結晶化熱処理はステップ式の方法を用いて次のように温度を制御する。第一ステップにおいて、結晶化炉５２は１０℃／分の昇温速度で７８０℃まで昇温して、５時間保温する。第二ステップにおいて、結晶化炉５２は再度１０℃／分の昇温速度で９００℃まで昇温して、１０時間保温する。最後に、結晶化炉５２を室温まで冷却すれば曲面結晶化ガラス部材（図示せず）が製造される。
上述の実施例１〜３におけるステップＳ１０５、ステップＳ２０５及びステップＳ３０５は省略してもよい。これらのステップの省略は、結晶化装置５０が曲面ガラス部材２００を結晶化処理するのに影響しない。
ガラス生産装置１００は、溶融装置１０、送り装置２０、成型装置３０、移動装置４０及び結晶化装置５０を備えるが、これらに限定されない。その他の実施例において、移動装置４０は省略できる。この際、成型装置３０が製造した曲面ガラス部材２００は、人力で直接結晶化装置５０まで運んでもよい。曲面ガラス部材２００を人力で運ぶことは、結晶化装置５０が曲面ガラス部材２００を結晶化処理することに影響しない。
成型装置３０は、支持テーブル３１、回転テーブル３２、複数の成型モジュール３３及びロボットハンド３４を含むが、これらに限定されない。その他の実施例において、支持テーブル３１及びロボットハンド３４は省略できる。この際、各成型モジュール３３は直接人力により開閉することができる。または、各成型モジュール３３は開閉する必要がない熱吸収成型モジュールであり、各成型モジュール３３がガラス溶融体を曲面成型し、及び各成型モジュール３３の移動に影響しない。
前記ガラス生産装置１００及びガラス製造方法は成型装置３０により直接ガラス溶融装置１０が製造したガラス溶融体を曲面成型して、曲面ガラス部材２００を製造し、再度結晶化装置５０を利用して前記曲面ガラス部材２００を結晶化処理して、直接必要とする曲面結晶化ガラス部材を製造する。即ち、曲面結晶化ガラス部材を再加工処理する必要がなく、製造過程が簡単であり、生産効率及び生産量を向上させる。
本明細書は実施形態に基づいて説明しているが、各実施形態は一つの独立した技術方案のみを含んでいるのではない。明細書中における上記で述べたような方法は明確にするためのものであり、当業者は明細書を全体として、各実施形態における技術方案は適当に組み合わせることにより、当業者が理解できるその他の実施形態を形成することができる。
上文で説明している一系列の詳細な説明は本発明の実行可能な実施形態の具体的な説明でしかなく、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の精神から逸脱していないことから得られる同等の実施形態或いは変更は何れも本発明の保護範囲内に含まれる。
１０ 溶融装置
１１ ベース
１２ 溶融炉
１３ 加熱部材
２０ 送り装置
２１ 送りチューブ
３０ 成型装置
３１ 支持テーブル
３２ 回転テーブル
３３ 複数の成型モジュール
３４ ロボットハンド
４０ 移動装置
４１ 機械アーム
４２ 吸い取り部材
５０ 結晶化装置
５１ 送り機構
５２ 結晶化炉
１００ ガラス生産装置
２００ 曲面ガラス部材
２１１ 出口
３３１ 雌型
３３２ 雄型
３３３ 成型孔
１１ ベース
１２ 溶融炉
１３ 加熱部材
２０ 送り装置
２１ 送りチューブ
３０ 成型装置
３１ 支持テーブル
３２ 回転テーブル
３３ 複数の成型モジュール
３４ ロボットハンド
４０ 移動装置
４１ 機械アーム
４２ 吸い取り部材
５０ 結晶化装置
５１ 送り機構
５２ 結晶化炉
１００ ガラス生産装置
２００ 曲面ガラス部材
２１１ 出口
３３１ 雌型
３３２ 雄型
３３３ 成型孔
Claims (15)
- 曲面結晶化ガラスを連続して成型して製造することに用いられ、溶融装置、送り装置、結晶化装置、及び成型装置を備え、前記溶融装置は調合されたガラス原料を溶融してガラス溶融体を形成するガラス生産装置であって、前記送り装置はガラス溶融体を前記成型装置に送り、前記成型装置は前記送り装置と前記結晶化装置との間に位置し、前記成型装置は回転テーブル及び複数の成型モジュールを備え、複数の前記成型モジュールは前記回転テーブル上に設置され、並びに前記回転テーブルの連動の下、前記送り装置に近づくか、または、前記送り装置から離れ、各前記成型モジュールには成型孔が設けられており、前記成型孔の少なくとも一部は平面を有し、また、前記成型孔の少なくとも一部は曲面を有して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して曲面ガラス部材を製造し、前記結晶化装置は曲面ガラス部材を結晶化熱処理して、曲面結晶化ガラス部材を製造することを特徴とするガラス生産装置。
- 前記成型装置はさらに支持テーブル及びロボットハンドを備え、前記回転テーブルは前記支持テーブル上に設置され、各前記成型モジュールはホットプレスモジュールであり、各前記成型モジュールは雌型及び前記雌型に噛み合う雄型を備え、前記雌型と前記雄型との間には成型孔が設けられており、前記雄型は前記成型孔内のガラス溶融体に圧力を加えて、前記曲面ガラス部材を形成し、前記ロボットハンドは前記支持テーブル上に設置され、前記ロボットハンドは、前記雄型を、対応する前記雌型から離脱させるか、または、前記雄型を、対応する前記雌型上に配置して、対応する前記成型モジュールを開閉することを特徴とする請求項１に記載のガラス生産装置。
- 前記成型装置はさらにロボットハンドを備え、各成型モジュールはホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールであり、各前記成型モジュールは雌型及び前記雌型に噛み合う雄型を備え、前記雌型と前記雄型との間には成型孔が設けられており、前記雌型と真空発生器とは互いに連通されており、前記雄型は前記成型孔内のガラス溶融体に圧力を加え、且つ前記雌型は前記ガラス溶融体を真空吸着して、ガラス溶融体を平面、曲面成型して前記曲面ガラス部材を形成し、前記ロボットハンドは、前記雄型を、対応する前記雌型から離脱させるか、または、前記雄型を、対応する前記雌型上に配置して、対応する前記成型モジュールを開閉することを特徴とする請求項１に記載のガラス生産装置。
- 各前記成型モジュールは熱吸収成型モジュールであり、各前記成型モジュールには、ガラス溶融体を収容する成型孔が設けられており、各前記成型モジュールと真空発生器とは互いに連通されており、各前記成型モジュールはガラス溶融体を真空吸着して、前記ガラス溶融体を平面、曲面成型して前記曲面ガラス部材を形成することを特徴とする請求項１に記載のガラス生産装置。
- 前記溶融装置は溶融炉を備え、前記送り装置は送りチューブを備え、前記送りチューブは溶融炉上に設置され、前記送りチューブと前記溶融炉とは互いに連通しており、前記送りチューブには出口が設けられており、前記送りチューブは前記溶融炉内のガラス溶融体を送り、並びに前記出口によりガラス溶融体を前記成型装置の対応する成型モジュール内に導き、前記送りチューブの出口の断面は、成型して製造される曲面ガラス部材の形状及びサイズに基づいて、所定の形状に設計されることを特徴とする請求項１に記載のガラス生産装置。
- 前記送りチューブの出口の断面の形状は楕円形または矩形であることを特徴とする請求項５に記載のガラス生産装置。
- 前記ガラス生産装置はさらに移動装置を備え、前記移動装置は機械アーム及び吸い取り部材を備え、前記機械アームは前記成型装置に近接し、前記吸い取り部材は前記機械アームの一端に設置され、並びに前記機械アームの駆動の下に移動し、前記吸い取り部材は、対応する前記成型モジュール内の曲面ガラス部材を吸い取り、並びに前記結晶化装置上で開放することを特徴とする請求項１に記載のガラス生産装置。
- ガラス生産装置に使用されるガラス製造方法であって、
ガラス原料を調合するステップと、
溶融装置が調合されたガラス原料を高温溶融処理してガラス溶融体を形成するステップと、
送り装置が、形成されたガラス溶融体を成型装置の対応する成型モジュール内に送るステップと、
前記成型装置の各前記成型モジュールはガラス溶融体を平面、曲面成型して曲面ガラス部材を製造するステップと、
結晶化装置が前記曲面ガラス部材を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材を製造するステップと、を含むことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のガラス生産装置に使用されるガラス製造方法。 - 前記ガラス原料を調合するステップは、品質スコアが５０％〜６０％の二酸化ケイ素、品質スコアが１０％〜２０％の酸化アルミニウム、品質スコアが５％〜１０％の酸化マグネシウム、品質スコアが２％〜１０％の二酸化チタン、品質スコアが０〜２％の三酸化アンチモン、及び品質スコアが５％〜１５％の添加剤を混合して、ガラス原料を調合し、前記添加剤は、フッ化ナトリウム及びフッ化マグネシウムのうちの一種または多種から選択されることを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
- 移動装置が、対応する成型モジュール内の曲面ガラス部材を吸い取り、前記結晶化装置上で開放するステップを含むことを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
- 前記結晶化装置が前記曲面ガラス部材を結晶化熱処理して曲面結晶化ガラス部材を製造するステップは、前記結晶化装置の送り機構が前記曲面ガラス部材を前記結晶化装置の結晶化炉内に送り、前記結晶化炉が前記曲面ガラス部材を結晶化熱処理し、前記結晶化熱処理はステップ式の方法を用いて温度を制御するものであり、当該ステップ式の方法は、前記結晶化炉が１０℃／分の昇温速度で６８０℃〜７８０℃まで昇温して、２時間〜５時間保温する第一ステップと、前記結晶化炉が再度１０℃／分の昇温速度で８００℃〜９００℃まで昇温して、４時間〜１０時間保温し、前記結晶化炉を室温まで冷却して曲面結晶化ガラス部材を製造する第二ステップとを含むことを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
- 前記成型装置はさらに支持テーブル及びロボットハンドを備え、前記回転テーブルは前記支持テーブル上に設置され、各前記成型モジュールはホットプレス成型モジュールであり、各前記成型モジュールは雌型及び前記雌型に噛み合う雄型を備え、前記雌型と前記雄型との間には成型孔が設けられており、前記成型孔の少なくとも一部は平面を有し、また、前記成型孔の少なくとも一部は曲面を有し、ガラス溶融体を平面、曲面成型し、前記ロボットハンドは前記支持テーブル上に設置され、前記ロボットハンドは、各前記成型モジュールの雄型を、対応する前記雌型上に配置して、各成型モジュールの雄型に対して０．３〜０．６気圧の標準大気圧をかけて、１０分〜２０分圧力を保持した後、室温になるまで冷却し、最後に、前記ロボットハンドは、前記雄型を、対応する前記雌型から離脱させて、曲面ガラス部材を製造することを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
- 前記成型装置はさらにロボットハンドを備え、各前記成型モジュールはホットプレス及び熱吸収複合成型モジュールであり、各前記成型モジュールは雌型及び前記雌型に噛み合う雄型を備え、前記雌型と雄型との間には成型孔が設けられており、前記成型孔の少なくとも一部は平面を有し、また、前記成型孔の少なくとも一部は曲面を有して、ガラス溶融体を平面、曲面成型し、前記ロボットハンドは、前記雄型を、対応する前記雌型上に配置し、各前記成型モジュールの雄型に対して０．２〜０．５気圧の標準大気圧をかけ、並びに真空発生器を利用して各成型モジュールの雌型に対して１〜２気圧の標準大気圧をかけて、１０分〜２０分圧力を保持した後、室温になるまで冷却し、前記ロボットハンドは、前記雄型を、対応する前記雌型から離脱して、曲面ガラス部材を製造することを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
- 各前記成型モジュールは熱吸収成型モジュールであり、真空発生器を利用して各成型モジュールに対して１〜２気圧の標準大気圧をかけて、１５分〜２５分圧力を保持した後、室温になるまで冷却して、前記ガラス溶融体を平面、曲面成型して、曲面ガラス部材を製造することを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
- 前記ガラス溶融体が成型モジュールを流れる際の温度は７００℃〜８５０℃であることを特徴とする請求項８に記載のガラス製造方法。
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