JP5075228B2 - ガラス板、プレス成形用素材、光学素子、薄板ガラスそれぞれの製造方法 - Google Patents
ガラス板、プレス成形用素材、光学素子、薄板ガラスそれぞれの製造方法 Download PDFInfo
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[1]
ガラス板の幅を規定する一対の対向する側壁と、前記ガラス板の対向する2つの主表面の一方を成形する面(以下、上面という)を有する底部を備えた鋳型内に、オリフィスより流出する熔融ガラスを連続して鋳込み、前記両側壁に沿って鋳込まれたガラスを上流側から下流側へ一方向(以下、成形方向という)に移動させながら、平板状のガラス板を連続して成形するガラス板の製造方法であって、
前記熔融ガラスの鋳込みと板状への成形は、前記上面を平面視したときに、前記上面の前記オリフィス直下の位置および前記オリフィス直下の位置から成形方向に延在する、下流に向かって幅が断続的または連続的に増大する領域(以下、冷却促進領域と呼ぶ)を局所的に冷却しながら行うことを特徴とするガラス板の製造方法。
[2]
前記平板状のガラス板は、厚みに対する幅の比が3〜80の範囲である[1]に記載の製造方法。
[3]
前記冷却促進領域のオリフィス直下の位置での幅は、前記上面の幅の30〜70%の範囲であり、最下流の位置での幅は、前記上面の幅の60〜90%の範囲である[1]または[2]に記載の製造方法。
[4]
前記冷却促進領域は、オリフィス直下の位置を通り、成形方向へと延びる仮想的な直線に対し、対称に設ける[1]〜[3]のいずれかに記載のガラス板の製造方法。
[5]
前記冷却促進領域は、オリフィス直下の位置から、成形方向に向かってガラスの温度が、ガラス転移温度Tg−100℃〜Tg+100℃の範囲になる位置までの間に設けられる[1]〜[4]のいずれかに記載のガラス板の製造方法。
[6]
前記鋳型の底部は、内部に、前記側壁と略直交し、上面に略平行する少なくとも2つの貫通孔を有し、
前記貫通孔の1つはオリフィス直下の位置に配設され、残りの少なくとも1つはオリフィス直下より下流側の位置に配設され、
前記貫通孔は、前記側壁の外側面と繋がる底部の側面に開口を有し、
前記各貫通孔内に、側面に冷却媒体を吐出するための少なくとも1つの吐出口を有し、かつ前記吐出口から吐出した冷却媒体が、前記開口から貫通孔外に流出可能な寸法及び/又は形状を有する、冷却媒体供給管が、前記吐出口の少なくとも1つが貫通孔内に位置するように配置され、
前記領域の冷却を、
前記貫通孔内に配置された前記冷却媒体供給管内部に冷却媒体を導入し、前記吐出口から冷却媒体を吐出して、前記吐出口近傍の上面を冷却することで行う、
[1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法。
[7]
前記貫通孔および前記冷却媒体供給管の本数は2〜10本の範囲である[5]に記載の製造方法。
[8]
加熱、軟化してプレス成形するためのプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
[1]〜[7]のいずれかに記載の方法によりガラス板を作製し、前記ガラス板を分割して複数個のガラスカットピースを作製し、前記カットピースを加工するプレス成形用ガラス素材の製造方法。
[9]
ガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形する工程を経てガラス製の光学素子を作製する光学素子の製造方法において、
[8]に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、前記ガラス素材を加熱、軟化、プレス成形する光学素子の製造方法。
[10]
[1]〜[7]のいずれかに記載の方法によりガラス板を作製し、前記ガラス板から、スライス加工を含む工程を経て薄板ガラスを作製する薄板ガラスの製造方法。
本発明のガラス板の製造方法は、ガラス板の幅を規定する一対の対向する側壁と、前記ガラス板の対向する2つの主表面の一方を成形する面(上面)を有する底部を備えた鋳型内に、オリフィスより流出する熔融ガラスを連続して鋳込み、前記両側壁に沿って鋳込まれたガラスを上流側から下流側へ一方向(成形方向)に移動させながら、平板状のガラス板を連続して成形することを含む方法である。そして、本発明のガラス板の製造方法は、前記熔融ガラスの鋳込みと板状への成形は、前記上面を平面視したときに、前記上面の前記オリフィス直下の位置および前記オリフィス直下の位置から成形方向に延在する、下流に向かって幅が断続的または連続的に増大する領域を局所的に冷却しながら行うことを特徴とする。
前記鋳型の底部は、内部に、前記側壁と略直交し、上面に略平行する少なくとも2つの貫通孔を有し、
前記貫通孔の1つはオリフィス直下の位置に配設され、残りの少なくとも1つはオリフィス直下より下流側の位置に配設され、
前記貫通孔は、前記側壁の外側面と繋がる底部の側面に開口を有し、
前記各貫通孔内に、側面に冷却媒体を吐出するための少なくとも1つの吐出口を有し、かつ前記吐出口から吐出した冷却媒体が、前記開口から貫通孔外に流出可能な寸法及び/又は形状を有する、冷却媒体供給管が、前記吐出口の少なくとも1つが貫通孔内に位置するように配置され、
前記領域の冷却を、前記貫通孔内に配置された前記冷却媒体供給管内部に冷却媒体を導入し、前記吐出口から冷却媒体を吐出して、前記吐出口近傍の上面を冷却することで行うものであることができる。
(1)オリフィス直下の貫通孔に配置する冷却媒体供給管に供給する冷却媒体の温度を他の冷却媒体供給管に供給する冷却媒体の温度よりも低くする。
(2)オリフィス直下の貫通孔に配置する冷却媒体供給管のオリフィス直下に配置する吐出口の大きさを大きくする。
(3)オリフィス直下の貫通孔に配置する冷却媒体供給管のオリフィス直下に配置する吐出口の数(供給管の単位長さあたりの数)を多くする。
図1は、本発明の製造方法で使用される鋳型の一例である鋳型1を平面視した概略図である。鋳型1は、ガラス板の幅を規定する一対の対向する側壁11、11’と、前記ガラス板の対向する2つの主表面の一方を成形する面(上面という)を有する底部13とを備える。鋳型1内に、オリフィス3より流出する熔融ガラスを連続して鋳込む。前記両側壁11、11’に沿って鋳込まれたガラス2を上流側から下流側へ一方向(成形方向という)に移動させながら、平板状のガラス板を連続して成形する。鋳型1に鋳込まれたガラス2は、一対の対向する側壁11、11’によって幅方向の広がりが規制され、一対の対向する側壁の間隔に等しい幅をもつガラス板に成形される。ガラス板の引き出し速度とオリフィス3から流出する熔融ガラスの流量を、鋳型1内における熔融ガラス液位が一定になるように制御することにより、所要の板厚のガラス板を安定して成形することができる。
本発明は、加熱、軟化してプレス成形するためのプレス成形用ガラス素材の製造方法にも関する。本発明のプレス成形用ガラス素材の製造方法は、上記本発明の方法によりガラス板を作製し、前記ガラス板を分割して複数個のガラス片(ガラスカットピース)を作製し、前記カットピースを加工することを含む。カットピースの加工は、例えば、研磨加工である。ガラス片に研磨加工を施しプレス成形用ガラス素材を得る。
本発明は、ガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形する工程を経てガラス製の光学素子を作製する光学素子の製造方法を包含する。この方法は、上記本発明の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、前記ガラス素材を加熱、軟化、プレス成形する方法である。
本発明は、薄板ガラスの製造方法を包含する。この方法は、上記本発明の方法によりガラス板を作製し、作成したガラス板から、ラップ加工を含む工程を経て薄板ガラスを作製する。ラップ加工は公知の加工方法であり、ガラス板の両主表面を研磨し、所要の厚さの平坦な薄板ガラスを得ることができる。
オリフィスから流量300mL/minで流出する1100℃の光学ガラスを、図1に示す鋳型を用いて、8mmピッチにそれぞれ5,7,8,11,13,15個吐出口を有する6本の冷却管をオリフィス位置から成形方向に向かって0mm、30mm、60mm、90mm、120mm、150mm位置に配置し、冷却管に0.3MPaの圧縮空気をそれぞれ30L/min、30L/min、30L/min、20L/min、20L/min、15L/min供給して底部の冷却を実施し、成形幅200mm、肉厚10mmのガラス板を成形したところ、幅方向肉厚差0.2mm、反り0.05mm、樹紋深さ0.04mmのガラス板を、鋳型にガラスが融着することなく、また折れ込みが生じることなく安定して成形することができた。
次に、特許文献1の第5図bに示されているような装置を用いて、同サイズのガラス板を成形するため、底部冷却に0.3MPaの圧縮空気を700L/min供給したが、鋳型への融着のためガラス流量を200mL/minまでしか増やすことができなかった。またそのときのガラス板の形状は両端部が反りあがり、その反り量は2mmあった。
11、11’ 側壁
12 ストッパー
13 底部
14 孔
2 ガラス
3 オリフィス
4 冷却媒体供給管
41 吐出口
Claims (10)
- ガラス板の幅を規定する一対の対向する側壁と、前記ガラス板の対向する2つの主表面の一方を成形する面(以下、上面という)を有する底部を備えた鋳型内に、オリフィスより流出する熔融ガラスを連続して鋳込み、前記両側壁に沿って鋳込まれたガラスを上流側から下流側へ一方向(以下、成形方向という)に移動させながら、平板状のガラス板を連続して成形するガラス板の製造方法であって、
前記熔融ガラスの鋳込みと板状への成形は、前記上面を平面視したときに、前記上面の前記オリフィス直下の位置および前記オリフィス直下の位置から成形方向に延在する、下流に向かって幅が断続的または連続的に増大する領域(以下、冷却促進領域と呼ぶ)を局所的に冷却しながら行うことを特徴とするガラス板の製造方法。 - 前記平板状のガラス板は、厚みに対する幅の比が3〜80の範囲である請求項1に記載の製造方法。
- 前記冷却促進領域のオリフィス直下の位置での幅は、前記上面の幅の30〜70%の範囲であり、最下流の位置での幅は、前記上面の幅の60〜90%の範囲である請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記冷却促進領域は、オリフィス直下の位置を通り、成形方向へと延びる仮想的な直線に対し、対称に設ける請求項1〜3のいずれかに記載のガラス板の製造方法。
- 前記冷却促進領域は、オリフィス直下の位置から、成形方向に向かってガラスの温度が、ガラス転移温度Tg−100℃〜Tg+100℃の範囲になる位置までの間に設けられる請求項1〜4のいずれかに記載のガラス板の製造方法。
- 前記鋳型の底部は、内部に、前記側壁と略直交し、上面に略平行する少なくとも2つの貫通孔を有し、
前記貫通孔の1つはオリフィス直下の位置に配設され、残りの少なくとも1つはオリフィス直下より下流側の位置に配設され、
前記貫通孔は、前記側壁の外側面と繋がる底部の側面に開口を有し、
前記各貫通孔内に、側面に冷却媒体を吐出するための少なくとも1つの吐出口を有し、かつ前記吐出口から吐出した冷却媒体が、前記開口から貫通孔外に流出可能な寸法及び/又は形状を有する、冷却媒体供給管が、前記吐出口の少なくとも1つが貫通孔内に位置するように配置され、
前記領域の冷却を、前記貫通孔内に配置された前記冷却媒体供給管内部に冷却媒体を導入し、前記吐出口から冷却媒体を吐出して、前記吐出口近傍の上面を冷却することで行う、
請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。 - 前記貫通孔および前記冷却媒体供給管の本数は2〜10本の範囲である請求項5に記載の製造方法。
- 加熱、軟化してプレス成形するためのプレス成形用ガラス素材の製造方法において、
請求項1〜7のいずれかに記載の方法によりガラス板を作製し、前記ガラス板を分割して複数個のガラスカットピースを作製し、前記カットピースを加工するプレス成形用ガラス素材の製造方法。 - ガラス素材を加熱、軟化し、プレス成形する工程を経てガラス製の光学素子を作製する光学素子の製造方法において、
請求項8に記載の方法によりプレス成形用ガラス素材を作製し、前記ガラス素材を加熱、軟化、プレス成形する光学素子の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の方法によりガラス板を作製し、前記ガラス板から、スライス加工を含む工程を経て薄板ガラスを作製する薄板ガラスの製造方法。
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