JP4976802B2

JP4976802B2 - ガラスの製造方法およびガラス成形装置

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Application number: JP2006276120A
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Inventors: 直雪後藤; 直人佐藤; 孝之岸
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Filing date: 2006-10-10
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Description

本発明は、ガラスの熱間成形時からガラス化するまでの冷却過程において、熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内に抑えられるガラスの製造方法およびその製造方法に使用する成形装置に関する。

近年、液晶技術やプラズマディスプレイ技術等の進歩により、大型の液晶パネル等が開発されて各方面に多用されている。そのため、大型ガラスのニーズが急速に高まってきている。また、天体望遠鏡等のミラー基板では、画像品質や解像度を重要視するために、環境によって品質等が変動しない熱的安定性を備えた大型ガラスのニーズも急速に高まってきている。

しかし、このような大型ガラスを成形する際、成形型中の熔融ガラス中心部付近と側壁側付近等に位置する熔融ガラスの温度差が高くなり、成形中にガラスが割れてしまったり、ガラス化冷却過程における熱履歴の差により、異質相が生じてしまう等の問題があった。一般に、成形型の中心部付近と側壁側付近に位置する熔融ガラスの温度差（温度分布）を±１５０℃以内に抑えないと成形中にガラスが割れたりしてしまうといわれている。

このような問題を解決するために、例えば特許文献１では、セラミックスの絶縁物で内張りされた金属性モールド中へガラス融解物を少なくとも５０ｋｇ／分の速度でキャストする大型ガラスの成形方法について提案している。
特開２００６−１１７５２５号公報

特許文献１に記載の大型ガラスの成形方法では、所望する大型ガラスの形状を得ることができる。しかし、ガラス化するまでの冷却過程において、熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内に抑えることが困難であり、ガラス成形体に異質相が生じやすくなるという問題は解決するには至っていない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、成形型の中心部付近と底面側付近と側壁側付近等に位置する熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内に抑えて大型ガラスを製造するガラスの製造方法およびその製造方法に使用するガラス成形装置を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、保温部材を備えた流出部内に熔融ガラスを通して、成形面が低熱伝導性部材で覆われている成形型に熔融ガラスを流し込むことにより、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型の中心部付近と側壁側付近等に位置する熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内に抑えることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。

（１）熔融炉中の熔融ガラスを流出部内に通して成形型に流し込み、前記成形型中で前記熔融ガラスを成形する際、ガラス化するまでの冷却過程において、前記熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内とするガラスの製造方法。

（１）の発明におけるガラスの製造方法によれば、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの上表面の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（２）熔融炉中の熔融ガラスを、流出部内に通して、成形面が低熱伝導性部材で覆われている成形型に前記熔融ガラスを前記流出部と連動して可動し、または前記流出部に固定された保温部材の下部の間に流し込む工程と、前記保温部材の下部と、前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの液面との間隔を一定とさせる工程と、を備える（１）に記載のガラスの製造方法。

（２）の発明におけるガラスの製造方法によれば、保温部材により、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの温度分布をより均一化させることができる。また、成形型の成形面を低熱伝導性部材で覆うことにより、成形型中の熔融ガラスの温度分布をより減少させることができる。これにより、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの上表面の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（３）前記成形型を上下方向に昇降させて前記熔融ガラスの液面との間隔を一定にする（１）または（２）に記載のガラスの製造方法。

（３）の発明におけるガラスの製造方法によれば、保温部材と成形型内の熔融ガラスの液面との間隔を一定に保つことにより、熔融ガラスの放熱と蓄熱のバランスを保つことができ、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（４）前記成形型の下部を冷却しながら前記熔融ガラスを前記成形型に流し込む（１）から（４）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（４）の発明におけるガラスの製造方法によれば、成形型中の熔融ガラスを冷却することができる。これにより、成形型中の熔融ガラスの厚み方向に対して温度調節を行うことができる。

（５）前記保温部材の下部と前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの液面との間隔は、５０ｃｍ以下である（１）から（４）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（５）の発明におけるガラスの製造方法によれば、成形型に流し込まれた熔融ガラスの液面と保温部材との間隔が一定となる。このため、熔融ガラスの放熱を防止するとともに、蓄熱させることもでき、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。温度分布を±１５０℃以内にすることにより、成形時に相の異なる部分（脈理）が生じることを減少させることができる。

「成形型の中心部付近と側壁側付近の間の温度分布」とは、成形型により成形されている熔融ガラス上表面の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を意味する。

（６）前記低熱伝導性部材の厚さは、５ｍｍ未満である（１）から（５）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（６）の発明におけるガラスの製造方法によれば、ガラスを成形中または冷却中にガラスが失透することを防止することができる。

（７）前記低熱伝導性部材は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である（１）から（６）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（７）の発明におけるガラスの製造方法によれば、成形型中の熔融ガラスの放熱を抑制することができ、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内にすることができる。また、熔融ガラスの成形型に対する蓄熱により、成形型の破損等を防止することができる。

（８）前記低熱伝導性部材は、酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム複合体である（１）から（７）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（９）前記保温部材は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である（１）から（８）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（９）の発明におけるガラスの製造方法によれば、熔融ガラスの熱が、成形型の上部へ放熱することを抑制することができ、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（１０）前記保温部材は、酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム複合体である（１）から（９）のいずれかに記載のガラスの製造方法。

（１１）ガラスを熔融する熔融炉と、内側が低熱伝導性部材で覆われており、前記熔融炉から流し込まれた熔融ガラスを成形する成形型と、前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの放熱を防止する保温部材と、前記熔融炉から前記成形型へ熔融した前記ガラスを流し込む流出部と、を備えるガラス成形装置。

（１１）の発明におけるガラスの成形装置によれば、保温部材により、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの温度分布をより均一にすることができる。また、成形型の成形面（内側）を低熱伝導性部材で覆うことにより、成形型中の熔融ガラス内の温度分布を、より均一にすることができる。これにより、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（１２）前記成形型の下部に冷却器を備える（１１）に記載のガラスの成形装置。

（１２）の発明におけるガラスの成形装置によれば、成形型中の熔融ガラスを冷却することができる。これにより、成形型中の熔融ガラスの厚み方向に関する温度調節を行うことができる。

（１３）前記保温部材の下部と、前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの液面との間隔が一定となるように前記成形型を上下方向に昇降させる（１１）または（１２）に記載のガラスの成形装置。

（１３）の発明におけるガラスの成形装置によれば、成形型に流し込まれた熔融ガラスの液面と保温部材との間隔が一定となる。このため、熔融ガラスの放熱を防止するとともに、蓄熱させることもでき、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（１４）前記保温部材は、前記流出部に固定されている（１１）から（１３）のいずれかに記載のガラス成形装置。

（１４）の発明におけるガラスの成形装置によれば、成形型に流し込まれた熔融ガラスが成形型と一緒に昇降することにより、成形型に流し込まれた熔融ガラスの液面と保温部材との間隔を常に一定にすることができる。

（１５）前記保温部材の下部と前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの液面との間隔は、５０ｃｍ以下である（１１）から（１４）のいずれかに記載のガラス成形装置。

（１５）の発明におけるガラス成形装置によれば、成形型に流し込まれた熔融ガラスの液面と保温部材との間隔が一定となる。このため、熔融ガラスの放熱を防止するとともに、蓄熱させることもでき、ガラス化するまでの冷却過程における熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。また、温度分布を±１５０℃以内にすることにより、成形時に相の異なる部分（脈理）が生じることを減少させることができる。

（１６）前記低熱伝導性部材の厚さは、５ｍｍ未満である（１１）から（１５）のいずれかに記載のガラス成形装置。

（１６）の発明におけるガラスの製造方法によれば、ガラスを成形中または冷却中にガラスに失透が生じることを防止することができる。

（１７）前記低熱伝導性部材は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である（１１）から（１６）のいずれかに記載のガラス成形装置。

（１７）の発明におけるガラス成形装置によれば、成形型中の熔融ガラスが成形型の外側へ放熱することを抑制することができ、成形型中の熔融ガラス内の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内にすることができる。また、熔融ガラスの成形型に対する蓄熱により、成形体の破損等を防止することができる。

（１８）前記低熱伝導性部材は、酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム複合体である（１１）から（１７）のいずれかに記載のガラス成形装置。

（１９）前記保温部材は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である（１１）から（１８）のいずれかに記載のガラス成形装置。

（１９）の発明におけるガラス成形装置によれば、熔融ガラスの熱が、成形型の上部へ放熱することを抑制することができ、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。

（２０）前記保温部材は、酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム複合体である（１１）から（１９）のいずれかに記載のガラス成形装置。

本発明によれば、保温部材により成形型上部から熔融ガラスの放熱を防止するとともに蓄熱させることができ、ガラス化するまでの冷却過程における熔融ガラスの温度分布をより均一にすることができるようになった。また、成形型を低熱伝導性部材で覆うことにより、成形型中の熔融ガラスの放熱を防止することができ、成形型中の熔融ガラス内の温度分布を、より均一にさせることができる。そのため、ガラス化するまでの冷却過程における熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができるようになった。

本発明のガラスの製造方法は、熔融炉中の熔融ガラスを、熔融ガラスの放熱を防止する保温部材を備えた流出部から流出して、低熱伝導性部材で覆われている成形型に熔融ガラスを保温部材の下部に流し込む工程と、保温部材の下部と、成形型内に流し込まれた熔融ガラスの液面との間隔を一定とさせる工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明のガラス成形装置は、ガラスを熔融する熔融炉と、内側が低熱伝導性部材で覆われており、熔融炉から流し込まれた熔融ガラスを成形する成形型と、成形型内に流し込まれた熔融ガラスの放熱を防止する保温部材と、熔融炉から成形型へ熔融したガラスを流し込む流出部とを備えることを特徴とする。

以下、本発明のガラスの製造方法およびガラス成形装置の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。

［ガラス成形装置］
図１は、本発明のガラス成形装置の断面図であり、図２は、成形型５周辺の様子を表した斜視図および図３は、成形型５周辺を上部から見た図である。ガラス成形装置１は、ガラス原料を熔融し、熔融ガラス３を製造、貯蔵する熔融炉２と、熔融炉２の下部に接続され、熔融ガラス３を成形する成形型５に熔融ガラス３を流し込む流出部４とを備える。さらに、成形型５の下部には、成形型５に流し込まれた熔融ガラスを冷却する冷却器８が設けられている。

熔融炉２は、通電により発熱し熔融炉２に熱を供給するための発熱体（図示せず）と熔融炉３の内部の熔融ガラス３を撹拌するための撹拌器具（図示せず）を含むものであってもよい。熔融炉２は、ガラス原料の投入、溶解、清澄および撹拌を行う耐火るつぼであることが好ましい。耐火るつぼとしては、例えば、金、白金、白金合金、これらの合金および複合材、石英るつぼ、電鋳レンガ等が好ましい。

流出部４は、熔融炉２の下部に接続されており、熔融炉２中の熔融ガラス３を成形型５に流し込む。熔融炉２と流出部４との接続箇所は特に限定されず、例えば、熔融炉２の底面、側壁等に流出部４を接続するようにしてもよい。また、流出部４は、直線状である必要はなく、必要に応じて適宜角度をつけてもよい。さらに、流出部４は、流出部４自体に通電することにより加熱する直接加熱または外部の加熱装置により外側から加熱する間接加熱のいずれか一方または両方を用いて、流出部４内を温度制御するようにしてもよい。

流出部４を直接加熱する場合は、流出部４に直接通電することにより加熱され、流出部４の内部を流れる熔融ガラスの粘度を温度調整により所定の値に調節することができる白金あるいは白金合金等で構成されている。なお、図１において流出部４は、細長い流出部で構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、熔融ガラスが流れる方向にわたって上部が開放している樋のような形状であってもよい。

また、流出部４には成形型５中の熔融ガラス３の放熱を抑制し、蓄熱させる保温部材７を備えている。保温部材７は、成形型５中の熔融ガラス３の中心部付近と側壁付近の温度分布を減少させることができる。保温部材７の面積は、図３に示すように成形型５の開口面積と略同一である。保温部材７の面積と成形型５の開口面積を略同一とすることにより、成形型５中の熔融ガラス３の放熱を抑制することができる。保温部材７の固定位置は、成形型５および流出部４の大きさ等に応じて適宜変化させることができる。なお、保温部材７は、流出部４に固定していてもよく、流出部と連動して可動するようにしてもよい。

保温部材７の室温熱伝導率は、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、成形型５中の熔融ガラス３の液面の放熱を十分に抑制することが困難となり、成形型５の液面付近に位置する熔融ガラス３と成形型５の中心部付近に位置する熔融ガラスとの温度差を減少させることが困難となる。すなわち、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができない。また、保温部材７の材質は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であれば特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム複合体からなることが好ましい。なお、これらは単独の材質からなっていてもよく、複数組み合わせて使用してもよい。

流出部４には保温部材７が固定されている場合、流出部４から成形型５へ流し込まれる熔融ガラス３は、保温部材７の下部と成形型５の底面の間に流し込まれる。

成形型５は、図１および図２に示すように、立方体または直方体の箱状等であってもよく、形状は特に限定されない。成形型５の内壁面および成形型５の内側の底面は、低熱伝導性部材６で覆われている。成形型５の内壁面および成形型５の内側の底面（以下、「成形型５の内側全体」という。）を低熱伝導性部材６で覆うことにより、成形型５の側壁側付近の熔融ガラス３が成形型５の外側へ放熱することを容易に抑制することができる。また、熔融ガラス３の蓄熱により、成形型５の破損等を容易に防止することができる。さらに、低熱伝導性部材６を用いることにより、成形型５の長寿命化や厚さを薄くすることができ、低コスト化が可能である。

低熱伝導性部材６の室温熱伝導率は、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、成形型５の側壁側付近に位置する熔融ガラス３が成形型５の外側へ放熱することを抑制することが困難となり、成形型５の中心部付近に位置する熔融ガラス３と成形型５の側壁側付近に位置する熔融ガラスとの温度差を減少させることが困難となる。すなわち、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラス３の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができない。また、低熱伝導性部材６の材質は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であれば特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム複合体からなることが好ましい。なお、これらは単独の材質からなっていてもよく、他の材料と組み合わせて使用してもよい。

また、低熱伝導性部材６の厚さは、５ｍｍ未満であることが好ましく、３ｍｍ未満であることがより好ましい。低熱伝導性部材６の厚さが５ｍｍを以上であると、成形型５中で熔融ガラス３を成形中にガラスに失透が生じる場合がある。

成形型５は、図１に示すように成形型５内に熔融ガラス３が流し込まれると、上下方向に昇降する構造となっている。このため、保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔を常に一定に保つことができる。保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔を一定に保つことにより、熔融ガラス３の放熱と蓄熱のバランスを保つことができ、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラスの３の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができ、かつ、成形脈理を少なく抑えることができる。なお、成形型５を上下方向に昇降させる方法は、成形するガラスの大きさ等に応じて適宜変更することができ、例えば、熔融ガラス３が流し込まれる流出量を計測し、成形型５が一定の速度で下方向へ下がるように成形型５の昇降を制御するようにしてもよい。また、レーザーを熔融ガラス３に当てることにより制御するようにしてもよい。

なお、保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔は、成形するガラスの大きさ等に応じて適宜変更することができるが、５０ｃｍ以下とすることが好ましい。保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔が５０ｃｍを超えると、成形型５内の熔融ガラス３の液面の放熱を抑制し難く、熱処理、加工工程によりガラスが割れてしまう場合がある。

成形型５の外側の底部には冷却器８が設けられている。成形型５の底面側付近に位置する熔融ガラス３は、上部に比べて放熱しにくく蓄熱しやすい。したがって、成形型５の底部を冷却することにより、成形型５の底面中心付近に位置する熔融ガラス３と成形型５の側壁側付近に位置する熔融ガラス３、および熔融ガラス３の中心部付近に位置する熔融ガラス３との温度分布を減少させることができる。すなわち、温度分布を±１５０℃以内に抑えることができる。なお、必要に応じて、成形型５の側壁側に冷却器８を設けるようにしてもよい。

なお、成形型中の熔融ガラスの３の中心部付近と側壁付近の間の温度分布は、±１５０℃以内であることが好ましく、±１００℃以内であることがより好ましく、±５０℃以内であることがより好ましい。

［ガラスの製造方法］
本発明のガラスの製造方法は、すでに上述した本発明のガラス成形装置を使用して製造することができる。

まず、熔融炉２中の熔融ガラス３を、熔融ガラス３の放熱を防止する保温部材７が固定されている流出部４内に通して、低熱伝導性部材６で覆われている成形型５に熔融ガラス３を保温部材７の下部に流し込む。

流出部４は、熔融炉２の下部に接続されており、熔融炉２中の熔融ガラス３を成形型５に流し込む。成形型５へ熔融ガラス３を流し込む速度は、製造するガラスの種類等によって適宜変更することができるが、５０ｋｇ／ｍｉｎ未満であることが好ましい。熔融ガラス３を流し込む速度が５０ｋｇ／ｍｉｎ以上であると、成形脈理が大きくなりやすく、熱処理、加工工程による割れの問題が生じる場合がある。

保温部材７の室温熱伝導率は、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、成形型５中の熔融ガラス３の液面の放熱を十分に抑制することが困難となり、成形型５の液面付近に位置する熔融ガラス３と成形型５の中心部付近に位置する熔融ガラスとの温度差を減少させることが困難となる。すなわち、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラス３の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができない。また、保温部材７の材質は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であれば特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム複合体であることが好ましい。

なお、流出部４には保温部材７が固定されているため、流出部４から成形型５へ流し込まれる熔融ガラス３は、保温部材７の下部と成形型５の底面の間に流し込まれる。

低熱伝導性部材６の室温熱伝導率は、２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましい。室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、成形型５の側壁側付近に位置する熔融ガラス３が成形型５の外側へ放熱することを抑制することが困難となり、成形型５の中心部付近に位置する熔融ガラス３と成形型５の側壁側付近に位置する熔融ガラスとの温度分布を均一に減少させることが困難となる。すなわち、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラス３の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることが困難となる。また、低熱伝導性部材６の材質は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であれば特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム複合体であることが好ましい。

また、低熱伝導性部材６の厚さは、５ｍｍ未満であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましい。低熱伝導性部材６の厚さが５ｍｍ以上であると、成形型５中で熔融ガラス３を成形中にガラスに失透が生じやすくなる。

成形型５の外側の底部には冷却器８が設けられている。成形型５の底部付近に位置する熔融ガラス３は、放熱しにくく蓄熱しやすい。したがって、成形型５の底部を冷却することにより、成形型５の底面部付近に位置する熔融ガラス３と成形型５の側壁側付近の熔融ガラス３、および中心部付近の熔融ガラス３との温度分布をより均一にさせることができる。なお、必要に応じて、成形型５の側壁に冷却器８を設けるようにしてもよい。

冷却器８による冷却方法は、製造するガラスの大きさ等に応じて適宜変更することができ、例えば、ミスト冷却、空冷、水冷等公知の種々の冷却方法を用いることができる。なお、これら冷却方法は、単独で使用してもよく、複数組み合わせて用いてもよい。

次に、保温部材７の下部と、成形型５内に流し込まれた熔融ガラス３の液面との間隔を一定となるように成形型５を下方向へ下降させる。

成形型５は、図１に示すように成形型５内に熔融ガラス３が流し込まれると、上下方向に昇降する構造となっている。このため、保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔を一定に保つことができる。保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔を一定に保つことにより、熔融ガラス３の放熱と蓄熱のバランスを保つことが容易となり、ガラス化するまでの冷却過程において、成形型中の熔融ガラス３の中心部付近と側壁付近の間の温度分布を±１５０℃以内に抑えることができ、かつ、成形脈理を少なく抑えることができる。なお、成形型５を上下方向に昇降させる方法は、成形するガラスの大きさ等に応じて適宜変更することができ、熔融ガラス３が流し込まれる流出量を計測し、成形型５が一定の速度で下方向へ下がるように成形型５の昇降を制御してもよい。また、レーザーを熔融ガラス３に当てることにより制御するようにしてもよい。

なお、保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔は、成形するガラスの大きさ等に応じて適宜変更することができるが、５０ｃｍ以下とすることが好ましい。保温部材７と成形型５内の熔融ガラス３の液面との間隔が５０ｃｍを超えると、成形型５内の熔融ガラス３の液面の放熱を抑制することが困難となり、放熱と蓄熱のバランスを保つことが困難となる。また、成形脈理が大きくなりやすく、熱処理、加工工程でガラスが割れてしまう場合もある。

保温部材７の下部と、成形型５内に流し込まれた熔融ガラス３の液面との間隔を一定となるように成形型５を下方向へ下降させながら、所望の量の熔融ガラス３を成形型５に流し込んだ後、成形型５の下降を停止し、熔融ガラス３を成形する。

本発明のガラス成形装置の断面図である。本発明のガラス成形装置の成形型付近の斜視図である。本発明のガラス成形装置の成形型付近を上部から見た図である。

符号の説明

１ガラス成形装置
２熔融炉
３熔融ガラス
４流出部
５成形型
６低熱伝導性部材
７保温部材
８冷却器

Claims

ガラスを熔融する熔融炉と、
内側が低熱伝導性部材で覆われており、前記熔融炉から流し込まれた熔融ガラスを成形する成形型と、
前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの放熱を防止する保温部材と、
前記熔融炉から前記成形型へ熔融した前記ガラスを流し込む流出部と、
前記成形型の底部に備えられた冷却器と、
前記保温部材の下部と、前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの液面との間隔が一定となるように前記成形型を上下方向に昇降させる昇降手段と、
を備えるガラス成形装置。
前記保温部材は、前記流出部に固定されている請求項１に記載のガラス成形装置。
前記保温部材の下部と前記成形型内に流し込まれた前記熔融ガラスの液面との間隔は、５０ｃｍ以下である請求項１又は２に記載のガラス成形装置。
前記低熱伝導性部材の厚さは、５ｍｍ未満である請求項１から３のいずれかに記載のガラス成形装置。
前記低熱伝導性部材は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である請求項１から４のいずれかに記載のガラス成形装置。
前記低熱伝導性部材は、酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム複合体である請求項１から５のいずれかに記載のガラス成形装置。
前記保温部材は、室温熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である請求項１から６のいずれかに記載のガラス成形装置。
前記保温部材は、酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム複合体である請求項１から７のいずれかに記載のガラス成形装置。