JP5042033B2 - 成形品の製造方法、保持部材および成形装置 - Google Patents
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Description
そこで、例えばリング状の保持部材を用いて成形型上の成形素材を保持し、位置決めを行うことが考えられる。しかし、保持部材がガラス等の成形素材と接触したまま加熱軟化されると、保持部材と成形素材の熱膨張係数の違いにより、接触部に圧力や変形が生じ、成形精度を低下させる要因となる。また、保持部材が成形素材と接触したまま加熱軟化されると、成形素材と保持部材の間に融着が発生するという問題もある。
熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面全面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形することを含む成形品の製造方法であって、
前記成形素材の配置は、前記成形素材を保持部材によって保持し、かつ成形素材下面周縁部の少なくとも一部が成形面と密着し、成形素材下面中心部が成形面と離間した状態になるように行われ、
前記保持部材による保持は、成形素材側面下方部は保持部材と離間した状態で、成形素材側面上端部の少なくとも一部を前記保持部材によって保持することで行われる、前記方法
に関する。
成形型成形面上に配置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形法において、前記成形面上に配置された成形素材を保持するために使用される保持部材であって、
環状部を有し、かつ、
環状部内周に、前記加熱前の成形面上に配置された成形素材の側面上端部の少なくとも一部と当接する保持領域と、該成形素材と非接触状態にある非保持領域とを有する、前記保持部材
に関する。
熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面全面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形することを含む成形品の製造方法に使用される成形装置であって、
成形面を有する成形型と前記保持部材とを含み、
前記成形面は、前記加熱前に成形素材下面周縁部の少なくとも一部と密着する周縁密着部と成形素材下面中心部と離間する中心離間部を含む、前記成形装置
に関する。
本発明は、熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面全面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形品の製造方法に関する。前記成形素材の配置は、前記成形素材を保持部材によって保持し、かつ成形素材下面周縁部の少なくとも一部が成形面と密着し、成形素材下面中心部が成形面と離間した状態になるように行われ、前記保持部材による保持は、成形素材側面下方部は保持部材と離間した状態で、成形素材側面上端部の少なくとも一部を前記保持部材によって保持することで行われる。本発明では、上記のように成形素材の配置および保持部材による保持を行うことにより、成形素材と保持部材の融着を起こすことなく、保持部材によって成形型上の成形素材の位置決め、保持を行うことができる。以下、この点について図1および図2に基づき説明する。
本発明では、成形開始にあたり、成形素材を保持部材によって保持した状態で成形型成形面上に配置する。図2(a)に示すように、保持部材による保持は、成形素材側面下方部は保持部材と離間した状態で、成形素材側面上端部の少なくとも一部を前記保持部材によって保持することにより行われる。ここで、成形素材側面上端部は、例えば、成形素材側面の上側4/5の範囲であり、好ましくは、上側1/2の範囲であり、成形素材側面下方部とは、上記のように保持部材によって保持される部分より下に位置する部分をいう。
更に、本発明では、成形開始にあたり、図1(a)に示すように、成形素材を、成形素材下面周縁部が成形面と密着し、成形素材下面中心部が成形面と離間した状態となるように、成形型成形面上に配置する。ここで、成形素材下面中心部とは、例えば、成形面中心から半径1/2までの位置をいい、好ましくは、成形面中心から半径50mmまでの位置をいう。また、成形面と密着する成形素材下面周縁部は、上記成形素材下面中心部より外側に位置する部分である。成形開始時には、成形型成形面との接触部は成形素材下面周縁部のみであり、周縁部より内側の成形素材幾何中心へ向かうすべての範囲で、載置された成形素材下面と成形面とは離間した状態にあり、空間を形成する。
前述のように、本発明において使用される保持部材は、成形素材側面下方部との非接触状態を維持しつつ、成形素材側面上端部の少なくとも一部を保持することが可能な形状を有する。そのような保持部材の一例としては、図1に断面図を示すように、成形素材外周端面に沿って円形状をなし、成形素材を載置する部分が空間となる環状部材を挙げることができる。図1に示す環状部材の上面図を図3(a)に、図3(a)のI−I線断面図を図3(b)に示す。
本発明では、熱軟化性物質からなる成形素材を用いる。前記熱軟化性物質としては、ガラスを用いることができる。中でも、クラウン系、フリント系、バリウム系、リン酸塩系、フッ素含有系、フツリン酸系等のガラスが適している。ガラス材料素材の構成成分として、第一には、例えばSiO2、B2O3、Al2O3を含み、ガラス材料組成はモル百分率でSiO2が45〜85%、Al2O3が4〜32%、Na2O+Li2Oが8〜30%(但しLi2OはNa2O+Li2Oの70%以下)、ZnOおよび/またはF2の合計量が2〜13%(但しF2<8%)、Li2O+Na2O/Al2O3が2/3〜4/1、SiO2+Al2O3+Na2O+Li2O+ZnO+F2>90%なるガラスが適している。
SiO2(47.8%)、Al2O3(14.0%)、Na2O(12.1%)、B2O3(%)、ZnO(6.0%)、F2(2%)、MgO(2%)、Li2O(16.1%)、As2O3(0.3%)よりなるガラス組成:
さらに第4には例えば、
SiO2(63.6%)、Al2O3(12.8%)、Na2O(10.5%)、B2O3(1.5%)、ZnO(6.3%)、Li2O(4.8%)、As2O3(0.3%)、Sb2O3(0.2%)よりなるガラス組成はさらに好適である。
そして10%を越えない範囲で他の金属酸化物、例えばMgO、PbO、CdO、B2O3、TiO2、ZrO2や着色金属酸化物等をガラスの安定化、溶融の容易、着色等のために加えることができる。
但し、本発明は、上記ガラス以外にも適用可能であり、上記態様に限定されるものではない。
成形型素材として好適な耐熱性材料は、例えばSiO2、Al2O3、MgOを99%以上、その他にK2O等を含むセラミックである。
まず、好ましくはクリーンルーム内で、成型面を上にして成形型を設置する。その後、成型面周縁部および側面の段付け部に保持部材を嵌合させる。そして保持部材に沿って成形素材を成型面の所定の位置に載置する。水平方向には成形素材側面上端部が保持部材によって支持固定され、一方垂直方向には成形素材下面の周縁部が、成形型の成型面と接触して保持固定される。そして成形素材の成形型との接触面側の中央部は、型成型面より離間している。
連続投入型電気炉は入り口と出口を有しており、設定された温度分布の電気炉内部を、コンベアー等の搬送装置によって被加工物を一定時間で通過させて熱処理を行う装置である。連続投入型電気炉では、発熱と放熱を考慮した複数のヒーターと炉内空気循環の制御構造によって、炉内部の温度分布を均一化することができる。
PID制御を用いることにより、投入された処理物形状および数量による熱量分布の変化に対する炉内温度の温度制御精度を高くすることができる。また電気炉内における搬送は、無摺動方式(例えばウォ―キングビーム)を採用することができる。
以下に、成形素材としてガラス材料を用いて17時間を1サイクルとする温度制御の一例を説明する。但し、本発明は以下に示す態様に限定されるものではない。
Claims (12)
- 熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面全面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形することを含む成形品の製造方法であって、
前記成形素材の配置は、前記成形素材を保持部材によって保持し、かつ成形素材下面周縁部の少なくとも一部が成形面と密着し、成形素材下面中心部が成形面と離間した状態になるように行われ、
前記保持部材による保持は、成形素材側面下方部は保持部材と離間した状態で、成形素材側面上端部の少なくとも一部を前記保持部材によって保持することで行われる、前記方法。 - 少なくとも前記成形素材下面密着時以降、前記成形素材側面上端部と保持部材が離間する、請求項1に記載の成形品の製造方法。
- 前記加熱により成形素材上面が収縮することにより、成形素材側面上端部と保持部材が離間する、請求項2に記載の成形品の製造方法。
- 少なくとも成形素材側面上端部と保持部材が離間するまでの間、前記保持部材の固定状態を維持する、請求項2または3に記載の成形品の製造方法。
- 前記保持部材は、前記保持において成形素材側面上端部の少なくとも3点と当接する請求項1〜4のいずれか1項に記載の成形品の製造方法。
- 前記保持部材は、前記保持において成形素材側面上端部全周と当接する請求項5に記載の成形品の製造方法。
- 前記保持部材は、内周に突起部を有する環状部材であり、該突起部が成形素材側面上端部と当接することにより、前記成形素材を保持する請求項1〜6のいずれか1項に記載の成形品の製造方法。
- 成形型成形面上に配置した熱軟化性物質からなる成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形する成形法において、前記成形面上に配置された成形素材を保持するために使用される保持部材であって、
環状部を有し、かつ、
環状部内周に、前記加熱前の成形面上に配置された成形素材の側面上端部の少なくとも一部と当接する保持領域と、該成形素材と非接触状態にある非保持領域とを有する、前記保持部材。 - 前記保持領域は、前記加熱前の成形面に配置された成形素材の側面上端部の少なくとも3点と当接する請求項8に記載の保持部材。
- 前記保持領域は、前記加熱前の成形面に配置された成形素材の側面上端部の全周と当接する請求項9に記載の保持部材。
- 前記保持領域は、前記環状部の内周に形成された突起部である請求項8〜10のいずれか1項に記載の保持部材。
- 熱軟化性物質からなる成形素材を成形型成形面上に配置し、前記成形素材を変形可能な温度まで加熱し、該成形素材の下面全面を前記成形面に密着させることにより、前記成形素材の上面を所望の形状に成形することを含む成形品の製造方法に使用される成形装置であって、
成形面を有する成形型と請求項8〜11のいずれか1項に記載の保持部材とを含み、
前記成形面は、前記加熱前に成形素材下面周縁部の少なくとも一部と密着する周縁密着部と成形素材下面中心部と離間する中心離間部を含む、前記成形装置。
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