JP6677530B2 - Glass mold and method for producing curved glass - Google Patents
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Description
本発明は、ガラス成形型および曲面ガラスの製造方法に関する。 The present invention relates to a glass mold and a method for producing a curved glass.
携帯電子デバイス用のカバーガラス等のガラス物品は、熱再成形により作製される。この処理は、ガラスを損傷なく変形できる温度までガラスシートを加熱する工程に続いて、加熱されたガラスを、３次元（いわゆる「３Ｄ」）形状を有するガラス物品へと成形する。 Glass articles such as cover glasses for portable electronic devices are produced by thermal reshaping. In this process, the heated glass is formed into a glass article having a three-dimensional (so-called "3D") shape, following the step of heating the glass sheet to a temperature at which the glass can be deformed without damage.
携帯デバイス用においては、厳密な形状精度の設計仕様を満たすために、成形後、ガラスの変形温度未満の温度（ガラス物品を安全に型から取り外すことができる温度）にガラスが達するまで、型上でガラス物品を冷却する及び／又はアニーリングされる。冷却段階では、例えばガラス物品を載せている型を、連続する複数の冷却ステーションに沿って移送する工程が採用される。この工程ではガラス物品の歪みを防ぎ、要求される形状精度を達成するために、冷却段階中、ガラス物品の表面に亘る温度差を、例えば５℃を超えない等、またガラス物品の厚さに亘る温度差も、例えば２℃を超えない等、極めて小さくするように行われる。 For portable devices, in order to meet the design specifications with strict shape accuracy, after molding, the glass is heated until it reaches a temperature below the glass deformation temperature (the temperature at which glass articles can be safely removed from the mold). The glass article is cooled and / or annealed. In the cooling step, for example, a step of transferring a mold on which a glass article is placed along a plurality of continuous cooling stations is employed. In this step, the temperature difference across the surface of the glass article during the cooling phase, such as not exceeding 5 ° C., and the thickness of the glass article is reduced to prevent distortion of the glass article and achieve the required shape accuracy. The temperature difference is also made very small, for example not exceeding 2 ° C.
このような課題を解決するために特許文献１には、ガラス物品の作製方法であって、以下：
（ｉ）ガラスシートを型上に配置する工程；
（ｉｉ）前記ガラスシートを第１の温度まで加熱する工程；
（ｉｉｉ）前記ガラスシートを、前記型を用いて３次元形状を有するガラス物品へと成形する工程；
（ｉｖ）前記型と熱接触する少なくとも１つの熱パイプを備える、等温熱伝達デバイスを提供する工程；
（ｖ）前記型上に前記ガラス物品を配置し、前記等温熱伝達デバイスを前記型と熱接触させながら、前記型、前記ガラス物品及び前記等温熱伝達デバイスを熱傾斜チャネルに沿って移送し、前記ガラス物品を第２の温度まで冷却する工程；
を含む方法において、
前記移送の間、前記等温熱伝達デバイスは、前記型の相対的に高温の領域から前記型の相対的に低温の領域へと熱を伝達する、方法が記載されている。
また、特許文献１には、型が、ガラスシートの成形中に曝露されることになる温度等の高温に耐え得る材料で作製されることが記載されている。さらに、特許文献１には、型材料は、成形条件下においてガラスと反応しない（若しくはガラスに粘着しない）ものであるか、又は成形表面は、成形条件下においてガラスと反応しない（若しくはガラスに粘着しない）コーティング材料でコーティングされていていることが例示されている。特許文献１の一実施例では、型は、グラファイト等の非反応性炭素材料から作製されており、その成形表面は、成形表面がガラスと接触する際にガラスに欠陥が発生するのを回避するために、十分に研磨されることが記載されている。別の実施例では、型は、炭化珪素、炭化タングステン及び窒化珪素等の緻密質セラミック材料から作製されており、成形表面は、グラファイト等の非反応性炭素材料でコーティングされることが記載されている。
また、特許文献１には、型を用いたガラスシートの成形において、成形表面に対してガラスシートを引き寄せるために、真空を用いることが記載されている。これは、例えば真空ポンプを用いて、孔又はスロットを通して成形キャビティを排気することにより、成形キャビティ内に真空を生成する工程を伴う。この、成形キャビティ内に真空を生成する動作により、成形表面に対してガラスシートを引き寄せることができる。さらに、特許文献１には、ガラスシートが重力によって撓む又は落ち込み始める前又は後に、成形キャビティ内に真空を生成してよいことが記載されている。
In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a glass article, which includes the following:
(I) placing a glass sheet on a mold;
(Ii) heating the glass sheet to a first temperature;
(Iii) forming the glass sheet into a glass article having a three-dimensional shape using the mold;
(Iv) providing an isothermal heat transfer device comprising at least one heat pipe in thermal contact with the mold;
(V) disposing the glass article on the mold, transferring the mold, the glass article and the isothermal heat transfer device along a thermal ramp channel while the isothermal heat transfer device is in thermal contact with the mold; Cooling the glass article to a second temperature;
The method comprising:
A method is described wherein during the transfer, the isothermal heat transfer device transfers heat from a relatively hot area of the mold to a relatively cool area of the mold.
In addition, Patent Document 1 describes that a mold is made of a material that can withstand high temperatures such as a temperature that is exposed during molding of a glass sheet. Further, Patent Document 1 discloses that a mold material does not react with glass (or does not adhere to glass) under molding conditions, or a molding surface does not react with glass under molding conditions (or adheres to glass). No) It is illustrated that it is coated with a coating material. In one example of Patent Document 1, the mold is made of a non-reactive carbon material such as graphite, and the molding surface avoids generating defects in the glass when the molding surface comes into contact with the glass. Therefore, it is described that the polishing is sufficiently performed. In another embodiment, the mold is made from a dense ceramic material such as silicon carbide, tungsten carbide and silicon nitride, and the molding surface is described as being coated with a non-reactive carbon material such as graphite. I have.
Further, Patent Document 1 describes that in molding a glass sheet using a mold, a vacuum is used to draw the glass sheet toward a molding surface. This involves creating a vacuum in the molding cavity by evacuating the molding cavity through holes or slots, for example, using a vacuum pump. This operation of generating a vacuum in the molding cavity allows the glass sheet to be drawn toward the molding surface. Further, Patent Document 1 describes that a vacuum may be generated in a molding cavity before or after a glass sheet starts to bend or drop due to gravity.
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、成形表面がガラスと接触する際にガラスに欠陥が発生するのを回避するため、十分に研磨されて使用される一方、真空ポンプを孔またはスロットを通して成形キャビティ内に真空を生成する動作を行う。
真空を生成するためには、型から孔又はスロットに吸引が可能となるよう孔がつながっていなければならないが、このような孔はガラス表面の欠陥の原因となる。
すなわち、ガラス表面の欠陥を防止するためには、黒鉛材の表面を研磨して使用することが好ましい。その一方で、真空引きを効率よく行うためには型の表面に孔が形成されていることがよい。
つまり、真空引きを可能にすることと、ガラス表面の欠陥を防止することは二律背反する課題である。
However, in the invention described in Patent Literature 1, the glass is used after being sufficiently polished to prevent defects from occurring when the molding surface comes into contact with the glass. An operation for generating a vacuum in the molding cavity is performed.
In order to create a vacuum, the holes must be connected to allow suction from the mold to the holes or slots, which holes cause defects in the glass surface.
That is, in order to prevent defects on the glass surface, it is preferable that the surface of the graphite material is polished and used. On the other hand, holes are preferably formed on the surface of the mold in order to efficiently evacuate.
In other words, enabling vacuuming and preventing defects on the glass surface are two trade-offs.
本発明では、上記課題を鑑み、効率的に真空引きを可能にしつつ、ガラス表面の欠陥を防止することができるガラス成形型および曲面ガラスの製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a glass mold and a method of manufacturing a curved glass, which can efficiently evacuate and prevent defects on the glass surface.
前記課題を解決するための本発明のガラス成形型は、
（１）上面にガラスシートの載置部を有する黒鉛からなるガラス成形型であって、前記ガラス成形型は、前記ガラス成形型の内部に形成され前記載置部の下に水平方向に層状に広がる内部空間と、前記載置部以外の前記ガラス成形型の表面に形成され前記内部空間に接続するガス排出口とを有することを特徴とする。
The glass mold of the present invention for solving the above problems,
(1) A glass forming die made of graphite having a glass sheet mounting portion on an upper surface, wherein the glass forming die is formed inside the glass forming die and is horizontally layered below the mounting portion. It is characterized by having an expanding internal space and a gas outlet formed on the surface of the glass forming die other than the mounting portion and connected to the internal space.
本発明のガラス成形型を用いて曲面ガラスを製造する場合、まず、ガラスシートが載置部に載置される。そして、ガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱しガラスシートを軟化させた後、ガス排出口からガスを吸引する。これにより内部空間が減圧された状態となる。また、ガラス成形型は多孔質である黒鉛からなるので、内部空間が減圧された状態となると、ガラスシートと載置部との間のガスが内部空間に吸引され、これに伴いガラスシートも吸引されることになる。次にガラス成形型をガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却した後（冷却工程）、ガラス成形型からガラスシートを離型する。
特に、本発明のガラス成形型は、ガラス成形型の載置部の下に水平方向に層状に広がる内部空間を有しているので、載置部と内部空間との間で黒鉛の気孔を利用してガラスシートを偏ることなく均等に吸引することができる。
また、ガラス表面に欠陥が生じるのを防ぐために、載置部に気孔の少ない緻密な黒鉛を使用しても載置部から内部空間までの距離を近くすることにより、黒鉛内部での圧力損失の影響を小さくすることができる。このため、効率的に真空引きできる機構を有しつつも成形されるガラス表面の欠陥をできにくくすることができる。
When manufacturing a curved glass using the glass mold of the present invention, first, a glass sheet is placed on a placing portion. Then, the glass sheet is heated to a temperature equal to or higher than the first temperature at which the glass sheet softens to soften the glass sheet, and then the gas is sucked from the gas outlet. As a result, the internal space is depressurized. In addition, since the glass mold is made of porous graphite, when the internal space is decompressed, the gas between the glass sheet and the mounting portion is sucked into the internal space, and the glass sheet is also sucked along with the gas. Will be done. Next, after cooling the glass mold to a second temperature or lower at which the shape of the glass sheet is fixed (cooling step), the glass sheet is released from the glass mold.
In particular, since the glass mold of the present invention has an internal space that extends horizontally in a layered manner below the mounting part of the glass mold, the pores of graphite are used between the mounting part and the internal space. Thus, the glass sheet can be sucked evenly without bias.
Also, in order to prevent defects from occurring on the glass surface, even if dense graphite with few pores is used for the mounting part, the distance from the mounting part to the internal space is reduced, thereby reducing the pressure loss inside the graphite. The effect can be reduced. For this reason, it is possible to make it difficult for defects to be formed on the surface of the glass to be formed, while having a mechanism for efficiently evacuating the glass.
また、本発明のガラス成形型は、以下の（２）〜（６）の態様であることが好ましい。
（２）前記ガラス成形型は、前記内部空間を挟んで、型上部と型下部とに隔てられるとともに、前記型上部と前記型下部とを接合する接着層を有する。
Further, the glass mold of the present invention preferably has the following aspects (2) to (6).
(2) The glass mold has an adhesive layer that is separated into an upper part and a lower part of the mold with the internal space interposed therebetween and that joins the upper part and the lower part of the mold.
黒鉛は、耐熱温度が高い上に溶融しない素材である。このため、型上部と型下部とをそれぞれ製作し、接着層で接合することによって、内部空間を容易に形成することができる。 Graphite is a material that has a high heat-resistant temperature and does not melt. Therefore, the inner space can be easily formed by manufacturing the upper mold part and the lower mold part and joining them with the adhesive layer.
（３）前記内部空間には、前記型上部と前記型下部とを支えるポストが形成されている。 (3) A post for supporting the upper part and the lower part of the mold is formed in the internal space.
内部空間は、載置部の下に水平方向に層状に広がっているので、真空引きすると撓みが発生しやすくなる。内部空間にポストを形成することによって、内部空間が負圧によって潰れにくくなり、載置部が変形することを防止することができる。 Since the internal space extends horizontally below the mounting portion in a layered manner, bending is likely to occur when vacuuming is performed. By forming the post in the internal space, the internal space is less likely to be crushed by the negative pressure, and the mounting portion can be prevented from being deformed.
（４）前記接着層は、前記ポストの先端にも形成されている。 (4) The adhesive layer is also formed on the tip of the post.
接着層が前記ポストの先端にも形成されていることにより、前記型上部と前記型下部とがポストを介して熱的に接触し、効率よく載置部の加熱、冷却ができるようになる。このため、ガラスシートの曲げ加工時間を短縮することができる。また、載置部のいずれの場所でもスムーズに加熱、冷却ができるようになるので、均熱性を高めることができ、ガラスの曲げ精度を高めることができる。 Since the adhesive layer is also formed at the tip of the post, the upper part of the mold and the lower part of the mold come into thermal contact with each other via the post, so that the mounting portion can be efficiently heated and cooled. For this reason, the bending time of the glass sheet can be reduced. Further, since heating and cooling can be smoothly performed at any place of the mounting portion, the uniformity of heat can be improved, and the bending accuracy of the glass can be improved.
（５）前記ガラス成形型は、前記ポストを複数有する。 (5) The glass mold has a plurality of the posts.
前記ガラス成形型は、複数ポストを有するので、支持箇所を増やすことができ、減圧時の撓みを小さくすることができる。また、熱の伝達箇所を増やすことができるので、均熱性を高めることができる。 Since the glass mold has a plurality of posts, the number of supporting points can be increased, and the bending at the time of pressure reduction can be reduced. In addition, since the number of heat transmission points can be increased, the heat uniformity can be improved.
（６）前記接着層は、炭素系接着材である。 (6) The adhesive layer is a carbon-based adhesive.
炭素系接着材は、ガラス成形型を構成する素材と同材質であるので、加熱時に互いに浸食しあうことがない。また、接着層が型上部および型下部と同様に高い耐熱性を有しているので好適に使用することができる。 Since the carbon-based adhesives are made of the same material as the material forming the glass mold, they do not corrode when heated. Further, since the adhesive layer has high heat resistance similarly to the upper and lower portions of the mold, it can be suitably used.
本発明の曲面ガラスの製造方法は、
（７）前記本発明のガラス成形型を用いた曲面ガラスの製造方法であって、前記ガラス成形型の載置部にガラスシートを載置する載置工程と、前記ガラスシートを前記ガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱する加熱工程と、前記ガラス成形型のガス排出口からガスを吸引する吸引工程と、前記ガラス成形型を前記ガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却する冷却工程と、前記ガラス成形型から、成形されたガラスシートを離型する離型工程とを含むことを特徴とする。
The method for producing a curved glass of the present invention comprises:
(7) A method for producing a curved glass using the glass forming die of the present invention, wherein a mounting step of mounting a glass sheet on a mounting portion of the glass forming die; A heating step of heating to a temperature equal to or higher than a first temperature for softening; a suction step of sucking gas from a gas outlet of the glass forming die; and a second temperature or lower at which the shape of the glass sheet is fixed. And a release step of releasing the formed glass sheet from the glass forming die.
本発明によれば、ガラス成形型の載置部の下に水平方向に層状に広がる内部空間を有しているので、載置部と内部空間との間で黒鉛の気孔を利用してガラスシートを均等に吸引することができる。
また、内部空間を有しているので、緻密な黒鉛を使用しても載置部から内部空間までの距離を近くすることにより、黒鉛内部での圧力損失の影響を小さくすることができる。このため、効率的に吸引できる機構を有しつつも成形されるガラス表面の欠陥をできにくくすることができる。
According to the present invention, since there is an internal space that spreads in a layered manner in the horizontal direction below the mounting portion of the glass mold, the glass sheet is formed between the mounting portion and the internal space by utilizing the pores of graphite. Can be evenly sucked.
In addition, since the inner space is provided, even when dense graphite is used, the influence of the pressure loss inside the graphite can be reduced by shortening the distance from the mounting portion to the inner space. For this reason, it is possible to make it difficult for defects to be formed on the surface of the glass to be formed while having a mechanism capable of efficiently sucking.
（発明の詳細な説明）
以下、詳述する。
(Detailed description of the invention)
The details will be described below.
本発明のガラス成形型は、上面にガラスシートの載置部を有する黒鉛からなるガラス成形型であって、ガラス成形型は、ガラス成形型の内部に形成され載置部の下に水平方向に層状に広がる内部空間と、前記載置部以外の前記ガラス成形型の表面に形成され内部空間に接続するガス排出口とを有する。
なお、本発明のガラス成形型では、内部空間には下方向に伸びる縦孔が形成されており、この縦孔とガス排出口とがつながっていることが好ましい。
本発明のガラス成形型では、ガス排出口は、ガラス成形型の底面に形成されていてもよく、側面に形成されていてもよい。
The glass molding die of the present invention is a glass molding die made of graphite having a glass sheet mounting portion on the upper surface, and the glass molding die is formed inside the glass molding die and horizontally below the mounting portion. It has an internal space that spreads in a layered manner, and a gas outlet formed on the surface of the glass molding die other than the mounting portion and connected to the internal space.
In the glass molding die of the present invention, a vertical hole extending downward is formed in the internal space, and it is preferable that the vertical hole and the gas outlet are connected.
In the glass mold of the present invention, the gas outlet may be formed on the bottom surface or the side surface of the glass mold.
本発明のガラス成形型を用いて曲面ガラスを製造する場合、まず、ガラスシートが載置部に載置される（載置工程）。そして、ガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱しガラスシートを軟化させた後（加熱工程）、ガス排出口から吸引する。これにより内部空間が減圧された状態となる。また、ガラス成形型は多孔質である黒鉛からなるので、内部空間が減圧された状態となると、ガラスシートと載置部との間の気体が内部空間に吸引され、これに伴いガラスシートも吸引されることになる（吸引工程）。次にガラス成形型をガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却した後（冷却工程）、ガラス成形型からガラスシートを離型する（離型工程）。
特に、本発明のガラス成形型は、ガラス成形型の載置部の下に水平方向に層状に広がる内部空間を有しているので、載置部と内部空間との間で黒鉛の気孔を利用してガラスシートを偏ることなく均等に吸引することができる。
また、ガラス表面に欠陥が生じるのを防ぐために、載置部に気孔が少なく緻密な黒鉛を使用しても載置部から内部空間までの距離を近くすることにより、黒鉛内部での圧力損失の影響を小さくすることができる。このため、効率的に吸引できる機構を有しつつも成形されるガラス表面の欠陥をできにくくすることができる。
When manufacturing a curved glass using the glass mold of the present invention, first, a glass sheet is mounted on a mounting portion (mounting step). Then, the glass sheet is heated to a temperature equal to or higher than the first temperature at which the glass sheet softens to soften the glass sheet (heating step), and then sucked from the gas outlet. As a result, the internal space is depressurized. Also, since the glass mold is made of porous graphite, when the internal space is in a depressurized state, the gas between the glass sheet and the mounting portion is sucked into the internal space, and the glass sheet is also sucked along with the gas. (Suction step). Next, after cooling the glass mold to a second temperature or lower at which the shape of the glass sheet is fixed (cooling step), the glass sheet is released from the glass mold (mold releasing step).
In particular, since the glass mold of the present invention has an internal space that extends horizontally in a layered manner below the mounting part of the glass mold, the pores of graphite are used between the mounting part and the internal space. Thus, the glass sheet can be sucked evenly without bias.
Also, in order to prevent defects from occurring on the glass surface, even if dense graphite with few pores is used for the mounting part, the distance from the mounting part to the internal space is reduced, thereby reducing the pressure loss inside the graphite. The effect can be reduced. For this reason, it is possible to make it difficult for defects to be formed on the surface of the glass to be formed while having a mechanism capable of efficiently sucking.
本発明のガラス成形型では、特に限定されないが、載置部から内部空間までの黒鉛部分の厚さは、３〜１５ｍｍであることが好ましい。
搭載部から内部空間までの距離が上記範囲であると、内部空間を減圧してガラスシートを吸引する際に黒鉛内部での圧力損失の影響を小さくすることができる。その結果、効率的に曲面ガラスを製造することができる。
In the glass mold of the present invention, although not particularly limited, the thickness of the graphite portion from the mounting portion to the internal space is preferably 3 to 15 mm.
When the distance from the mounting portion to the internal space is within the above range, the effect of pressure loss inside the graphite can be reduced when the internal space is depressurized and the glass sheet is sucked. As a result, curved glass can be efficiently manufactured.
本発明のガラス成形型は、内部空間を挟んで、型上部と型下部とに隔てられるとともに、型上部と型下部とを接合する接着層を有することが好ましい。
特に、本発明のガラス成形型は、型上部と型下部とからなり、型上部と型下部とは接着層により接合されており、型上部の下面及び／又は型下部の上面には凹部が形成されていることがより好ましい。
型上部の下面及び／又は型下部の上面に形成された凹部は、型上部と型下部とが接合されることにより内部空間を形成することになる。
The glass molding die of the present invention preferably has an adhesive layer that is separated between the upper part and the lower part of the mold with the internal space interposed therebetween and that joins the upper part and the lower part of the mold.
In particular, the glass mold of the present invention includes a mold upper part and a mold lower part, and the mold upper part and the mold lower part are joined by an adhesive layer, and a concave part is formed on the lower surface of the mold upper part and / or the upper surface of the mold lower part. More preferably, it is performed.
The recess formed in the lower surface of the upper part of the mold and / or the upper surface of the lower part of the mold forms an internal space by joining the upper part of the mold and the lower part of the mold.
黒鉛は、耐熱温度が高い上に溶融しない素材である。このため、型上部と型下部とをそれぞれ製作し、接着層で接合することによって、内部空間を容易に形成することができる。
接着層は、特に限定されない。例えば、シリコン、鉄、アルミニウムなどを溶融し、ロウ付けしてもよく、また炭素系接着材を用いてもよい。炭素系接着材は、フェノール樹脂、ピッチ、フラン樹脂、コプナ樹脂、などが利用できる。これらの樹脂は、炭素前駆体で接着した後炭化することにより、炭素系接着層を得ることができる。
Graphite is a material that has a high heat-resistant temperature and does not melt. Therefore, the inner space can be easily formed by manufacturing the upper mold part and the lower mold part and joining them with the adhesive layer.
The adhesive layer is not particularly limited. For example, silicon, iron, aluminum, or the like may be melted and brazed, or a carbon-based adhesive may be used. As the carbon-based adhesive, phenol resin, pitch, furan resin, copna resin, and the like can be used. These resins can be carbonized after bonding with a carbon precursor to obtain a carbon-based adhesive layer.
本発明のガラス成形型の内部空間には、型上部と型下部とを支えるポストが形成されていることが好ましい。 It is preferable that a post supporting the upper part and the lower part of the mold is formed in the interior space of the glass mold of the present invention.
内部空間は、載置部の下に水平方向に層状に広がっているので、真空引きすると撓みが発生しやすくなる。内部空間にポストを形成することによって、内部空間が負圧によって潰れにくくなり、載置部が変形することを防止することができる。 Since the internal space extends horizontally below the mounting portion in a layered manner, bending is likely to occur when vacuuming is performed. By forming the post in the internal space, the internal space is less likely to be crushed by the negative pressure, and the mounting portion can be prevented from being deformed.
本発明のガラス成形型の接着層は、ポストの先端にも形成されていることが好ましい。 It is preferable that the adhesive layer of the glass mold of the present invention is also formed on the tip of the post.
接着層が前記ポストの先端にも形成されていることにより、型上部と型下部とがポストを介して熱的に接触し、効率よく載置部の加熱、冷却ができるようになる。このため、ガラスシートの曲げ加工時間を短縮することができる。また、載置部いずれの場所でもスムーズに加熱、冷却ができるようになるので、均熱性を高めることができ、ガラスの曲げ精度を高めることができる。 Since the adhesive layer is also formed at the tip of the post, the upper portion of the mold and the lower portion of the mold come into thermal contact via the post, so that the mounting portion can be efficiently heated and cooled. For this reason, the bending time of the glass sheet can be reduced. In addition, since heating and cooling can be smoothly performed at any place of the mounting portion, the heat uniformity can be improved, and the bending accuracy of the glass can be improved.
本発明のガラス成形型は、ポストを複数有することが好ましい。 The glass mold of the present invention preferably has a plurality of posts.
本発明のガラス成形型が、ポストを複数有すると、支持箇所を増やすことができ、減圧時の撓みを小さくすることができる。また、熱の伝達箇所を増やすことができるので、均熱性を高めることができる。 When the glass mold of the present invention has a plurality of posts, the number of supporting portions can be increased, and the bending at the time of decompression can be reduced. In addition, since the number of heat transmission points can be increased, the heat uniformity can be improved.
本発明のガラス成形型の接着層は、炭素系接着材であることが好ましい。 The adhesive layer of the glass mold of the present invention is preferably a carbon-based adhesive.
本発明のガラス成形型の接着層が炭素系接着材であると、ガラス成形型を構成する素材と同材質であるので、加熱時に互いに浸食しあうことがない。また、接着層が型上部および型下部と同様に高い耐熱性を有しているので好適に使用することができる。 When the adhesive layer of the glass mold of the present invention is a carbon-based adhesive, it is made of the same material as the material constituting the glass mold, so that it does not corrode with each other during heating. Further, since the adhesive layer has high heat resistance similarly to the upper and lower portions of the mold, it can be suitably used.
本発明のガラス成形型を適用するガラスは、どのようなものでもよく、たとえば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラスなどどのようなものでもよい。ガラスの温度特性に合わせて適宜成形プロセスの温度条件を設定することができる。 The glass to which the glass mold of the present invention is applied may be any glass such as aluminosilicate glass and soda lime glass. The temperature conditions of the molding process can be appropriately set according to the temperature characteristics of the glass.
以下に、上記本発明のガラス成形型の一例について図面を用いて説明する。 Hereinafter, an example of the glass mold of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明のガラス成形型の一例を模式的に示す図であり、図１（ａ）はガラス成形型の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
図１（ａ）に示すように、本発明のガラス成形型１０は、上面に長方形のガラスシートの載置部１を有している。また、図１（ｂ）に示すように、載置部１は、周辺部が緩やかにカーブして凹んだ構造となっている。なお、図１（ａ）に示すように、平面視で載置部１の四隅は、角の丸まった形状となっている。また、載置部１の表面は研磨され切削時に形成された切削痕は取り除かれている。
FIGS. 1A to 1C are diagrams schematically showing an example of the glass forming die of the present invention, FIG. 1A is a plan view of the glass forming die, and FIG. 1A is a sectional view taken along line AA, and FIG. 1C is a sectional view taken along line BB in FIG.
As shown in FIG. 1A, a
図１（ｂ）に示すように、ガラス成形型１０は、載置部１の直下に載置部１に沿って内部空間２を有している。すなわち、内部空間２は載置部１に沿って水平方向に層状に広がっている。
また、ガラス成形型１０は、型上部７と型下部８とからなっており、型下部８の上面には凹部が形成されている。
そして、型下部８の上面に形成された凹部は、型上部７と型下部８とが接着層４で接着されることにより内部空間２を形成している。なお、接着層４は、コプナ樹脂が炭化して形成された炭素系接着材である。
ガラス成形型１０では、載置部１から内部空間２までの黒鉛部分の厚さｔは、３〜１５ｍｍであることが好ましい。
As shown in FIG. 1B, the
The
The recess formed on the upper surface of the
In the
また、内部空間２には、型下部８から型上部７に達するようにポスト６が形成されている。さらに、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、ポスト６は、円柱形状であり、型上部７と接着層４で接着されている。さらに、
内部空間２には、平面視においてポスト６が１０×６と配列されるように、ポストが形成されている。
Further, a
The posts are formed in the
ガラス成形型１０は、ガラス成形型１０の側面に形成され内部空間２に接続するガス排出口３を有する。
また、図１（ｂ）に示すように、内部空間２には、下方向に延びる縦孔が形成されており、この縦孔とガス排出口３とがつながることによりガス排出口３は、内部空間２に接続されている。
The
Further, as shown in FIG. 1B, a vertical hole extending downward is formed in the
次に、上記本発明のガラス成形型を用いたガラス成形プロセスの一例について説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）は、本発明のガラス成形型を用いたガラスシートの成形プロセスの一例を模式的に順に示す工程図であり、図２（ａ）は成形前の状態を、図２（ｂ）は成形後の状態を、図２（ｃ）はガラスシートの離型後の状態を模式的に示している。
Next, an example of a glass forming process using the glass forming die of the present invention will be described.
2A to 2C are process diagrams schematically illustrating an example of a forming process of a glass sheet using the glass forming die of the present invention. FIG. 2A illustrates a state before forming. FIG. 2B schematically shows a state after molding, and FIG. 2C schematically shows a state after release of the glass sheet.
上記本発明のガラス成形型を用いたガラス成形プロセスの一例は、以下の工程順に行われる。
（ｉ）ガラス成形型の載置部にガラスシートを載置する載置工程。
（ｉｉ）ガラスシートをガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱する加熱工程。
（ｉｉｉ）ガラス成形型のガス排出口からガスを吸引する吸引工程。
（ｉｖ）ガラス成形型をガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却する冷却工程。
（ｖ）ガラス成形型から、成形されたガラスシートを離型する離型工程。
An example of the glass forming process using the glass forming die of the present invention is performed in the following step order.
(I) A mounting step of mounting a glass sheet on a mounting portion of a glass mold.
(Ii) a heating step of heating the glass sheet to at least a first temperature at which the glass sheet softens.
(Iii) a suction step of sucking gas from a gas discharge port of the glass mold.
(Iv) a cooling step of cooling the glass mold to a second temperature or lower at which the shape of the glass sheet is fixed.
(V) a releasing step of releasing the formed glass sheet from the glass forming die.
図２（ａ）は、（ｉ）ガラス成形型の載置部にガラスシートを載置する載置工程及び（ｉｉ）ガラスシートをガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱する加熱工程を模式的に示しており、図２（ｂ）は、（ｉｉｉ）ガラス成形型のガス排出口から吸引する吸引工程及び（ｉｖ）ガラス成形型をガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却する冷却工程を示しており、図２（ｃ）は、（ｖ）ガラス成形型から、成形されたガラスシートを離型する離型工程を示している。 FIG. 2A shows (i) a placing step of placing a glass sheet on a placing portion of a glass mold and (ii) a heating step of heating the glass sheet to a first temperature or higher at which the glass sheet softens. FIG. 2B is a schematic view, and FIG. 2B shows (iii) a suction step of suctioning from a gas discharge port of the glass mold, and (iv) a glass mold at or below a second temperature at which the shape of the glass sheet is fixed. FIG. 2 (c) shows a mold release step of releasing a molded glass sheet from a glass mold (v).
このように、本発明のガラス成形型を用いたガラス成形プロセスは、本発明の曲面ガラスの製造方法でもある。 Thus, the glass forming process using the glass forming die of the present invention is also the method for producing a curved glass of the present invention.
上記（ｉｉ）ガラスシートをガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱する加熱工程における第１の温度とは、ガラスの形状変形が可能な温度であり、例えば１０９．１ｄＰａ・ｓ（ｐｏｉｓｅ）のガラス粘度に対応する温度と１０７ｄＰａ・ｓ（ｐｏｉｓｅ）のガラス粘度に対応する温度との間である。アルミノシリケートガラスにおいて第１の温度は７００〜８５０℃である。 The first temperature in the heating step (ii) in which the glass sheet is heated to a temperature equal to or higher than the first temperature at which the glass sheet softens is a temperature at which the shape of the glass can be deformed, for example, 109.1 dPa · s ( between a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 7 dPa · s (poise) and a temperature corresponding to a glass viscosity of 10 7 dPa · s (poise). In the aluminosilicate glass, the first temperature is 700 to 850C.
上記（ｉｖ）ガラス成形型をガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却する冷却工程における第２の温度とは、ガラスの形状変化が不可能な温度であり、例えばガラスの１０１２ｄＰａ・ｓ（ｐｏｉｓｅ）のガラス粘度に対応する温度である。第２の温度は、第１の温度よりも低い。アルミノシリケートガラスにおいて第２の温度は５００〜６５０℃である。 The (iv) second temperature in the cooling step of cooling the glass mold to a temperature equal to or lower than the second temperature at which the shape of the glass sheet is fixed is a temperature at which the shape of the glass cannot be changed. A temperature corresponding to a glass viscosity of 12 dPa · s (poise). The second temperature is lower than the first temperature. In the aluminosilicate glass, the second temperature is from 500 to 650C.
上記本発明のガラス成形型を用いたガラス成形プロセスでは、まず、ガラス成形型の載置部にガラスシートを載置し、ガラスシートをガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱することにより、ガラスシートは変形を開始する。ガラスシートの加熱の方法は特に限定されないが、例えば熱風、輻射などが利用できる。また、ガラスシートのみを加熱してもよいが、ガラス成形型も同時に加熱してもよい。ガラス成形型を同時に加熱することにより、変形したガラスシートの温度を均一に保持することができ、ガラス成形型の載置部の形状にあわせて精度よく変形させることができる。 In the glass forming process using the glass forming die of the present invention, first, a glass sheet is placed on the mounting portion of the glass forming die, and the glass sheet is heated to a first temperature or higher at which the glass sheet softens. , The glass sheet begins to deform. The method for heating the glass sheet is not particularly limited, and for example, hot air, radiation, or the like can be used. Further, only the glass sheet may be heated, or the glass mold may be heated at the same time. By simultaneously heating the glass mold, the temperature of the deformed glass sheet can be kept uniform, and the glass sheet can be accurately deformed in accordance with the shape of the mounting portion of the glass mold.
次に、上記本発明のガラス成形型を用いたガラス成形プロセスでは、ガラス成形型のガス排出口からガスを吸引する。
ガラス成形型のガス排出口から、ガスを吸引すると、ガラス成形型を構成する黒鉛の気孔を通してガラスシートが吸引される。内部空間は、載置部の直下にあり、載置部とガラスシートに挟まれた空間に存在するガスを効率よく吸引することができるので、ガラスシートを載置部の形状に密着させ精度よく変形させることができる。
内部空間は、載置部の直下にあるので、内部空間から最も近い外表面である載置部から集中的に雰囲気ガスを吸引することができる。
ここで、ガラス成形のプロセスは、不活性雰囲気下で行われることが好ましい。不活性雰囲気とは、特に限定されないが、窒素、アルゴンなどが挙げられる。これらのガスは、ガラス成形型およびガラスシートに腐食などの悪影響を及ぼさないので好適に利用することができる。
Next, in the glass forming process using the glass forming die of the present invention, gas is sucked from the gas discharge port of the glass forming die.
When the gas is sucked from the gas discharge port of the glass mold, the glass sheet is sucked through the pores of graphite constituting the glass mold. The internal space is located directly below the mounting part, and the gas existing in the space between the mounting part and the glass sheet can be efficiently sucked. Can be deformed.
Since the internal space is immediately below the mounting portion, the atmospheric gas can be intensively sucked from the mounting portion, which is the outer surface closest to the internal space.
Here, the glass forming process is preferably performed in an inert atmosphere. The inert atmosphere is not particularly limited, but includes nitrogen, argon, and the like. These gases can be suitably used because they do not adversely affect the glass mold and the glass sheet, such as corrosion.
次に、上記本発明のガラス成形型を用いたガラス成形プロセスでは、ガラス成形型をガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却する。冷却は、ガラス成形型内部を流通する熱媒体で冷却してもよいし、例えばガラス成形型にヒートシンクを接触させ、冷却してもよい。 Next, in the glass forming process using the glass forming die of the present invention, the glass forming die is cooled to a second temperature or lower at which the shape of the glass sheet is fixed. The cooling may be performed by a heat medium flowing through the inside of the glass mold, or may be performed, for example, by bringing a heat sink into contact with the glass mold.
上記本発明のガラス成形型は、型上部と、型下部とからなり、貼り合わされることにより内部空間を有するように構成されている。さらに内部空間に前記型上部と前記型下部とを支えるポストを有している場合には、（ｉｉｉ）ガラス成形型のガス排出口からガスを吸引する吸引工程において、ガス排出口からガスを吸引することにより内部空間に負圧が生じても、内部空間の変形が抑制される。また、内部空間は熱の伝達を妨げるが、ポストが形成されていることにより型上部と型下部の伝熱を円滑に行うことができる。 The glass forming die of the present invention includes an upper mold portion and a lower mold portion, and is configured to have an internal space by being bonded. Further, when the internal space has a post for supporting the mold upper part and the mold lower part, (iii) the gas is sucked from the gas outlet in the suction step of sucking the gas from the gas outlet of the glass forming mold. By doing so, even if a negative pressure is generated in the internal space, the deformation of the internal space is suppressed. Although the internal space hinders the transfer of heat, the formation of the post allows the heat transfer between the upper portion and the lower portion of the mold to be performed smoothly.
特に、型下部と型上部とが炭素系接着材による接着層で接合されており、ポストの上端と型上部との間に炭素系接着材による接着層が形成されている場合には、炭素系接着層は、熱伝導のよい炭素によって形成されているので、熱抵抗が小さい。このため、ガラスシートが成形された後の冷却工程において、速やかにガラス成形型の載置部の熱を拡散することができ、離型までの時間を短縮することができる。 In particular, when the lower mold portion and the upper mold portion are joined by an adhesive layer made of a carbon-based adhesive, and an adhesive layer made of a carbon-based adhesive material is formed between the upper end of the post and the upper mold portion, the carbon-based adhesive is used. Since the adhesive layer is formed of carbon having good heat conductivity, the heat resistance is small. For this reason, in the cooling process after the glass sheet is formed, the heat of the mounting portion of the glass forming die can be quickly diffused, and the time until the mold release can be shortened.
次に、本発明のガラス成形型の別の一例について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明のガラス成形型の別の一例を模式的に示す図であり、図３（ａ）はガラス成形型の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＤ−Ｄ線断面図である。
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明のガラス成形型１１０は、上記図１（ａ）〜（ｃ）に示す本発明のガラス成形型１０と、ポストの形状が異なっている。すなわち、図３（ａ）〜（ｃ）に示すガラス成形型１１０では、内部空間１０２内に備えられたポスト１０６は、１０×６となるよう配列した四角柱形状をしている。
Next, another example of the glass mold of the present invention will be described.
FIGS. 3A to 3C are diagrams schematically showing another example of the glass forming die of the present invention. FIG. 3A is a plan view of the glass forming die, and FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line CC, and FIG. 3C is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 3B.
As shown in FIGS. 3A to 3C, the
また、ガラス成形型１１０は、載置部１０１の直下に載置部１０１に沿って内部空間１０２を有している。すなわち、内部空間１０２は載置部１０１に沿って水平方向に層状に広がっている。また、ガラス成形型１１０は、型上部１０７と型下部１０８とからなっており、型下部１０８の上面には凹部が形成されている。
そして、型下部１０８の上面に形成された凹部は、型上部１０７と型下部１０８とが接着層１０４で接着されることにより内部空間１０２を形成している。
Further, the
The recess formed on the upper surface of the
また、内部空間１０２には、型下部１０８から型上部１０７に達するようにポスト１０６が形成されている。さらに、ポスト１０６は、型上部１０７と接着層１０４で接着されている。
Further, a
ガラス成形型１１０は、ガラス成形型１１０の側面に形成され内部空間１０２に接続するガス排出口１０３を有する。
また、図３（ｂ）に示すように、内部空間１０２には、下方向に延びる縦孔が形成されており、この縦孔とガス排出口１０３とがつながることによりガス排出口１０３は、内部空間１０２に接続されている。
The
Further, as shown in FIG. 3B, a vertical hole extending downward is formed in the
次に、本発明のガラス成形型のさらに別の一例について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明のガラス成形型の別の一例を模式的に示す図であり、図４（ａ）はガラス成形型の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＦ−Ｆ線断面図である。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明のガラス成形型は、上記図１（ａ）〜（ｃ）に示す本発明のガラス成形型と、内部空間の構造が異なっている。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すガラス成形型２１０は、内部空間２０２と同じ面内にガス排出口２０３が備えられている。具体的には、図４（ｃ）に示すように、内部空間２０２は、ガラス成形型２１０の側方から非貫通孔２０９ａを複数本あけた後に、これらを繋ぐように直交する非貫通孔２０９ｂが１本あけられる。形成された非貫通孔２０９ａ及び２０９ｂは、ガス排出口２０３となる１本を残して黒鉛の栓２２０が挿入される。このようにして非貫通孔２０９ａ及び２０９ｂを組み合わせて内部空間２０２が形成される。このため、ガラス成形型２１０は、ガラス成形型２１０を型上部と型下部とに分割する接着層は有していない。また、内部空間２０２を通過する断面において、平面視で空間に囲まれた領域はないので、ポストも形成されていない。
Next, still another example of the glass mold of the present invention will be described.
4A to 4C are diagrams schematically showing another example of the glass forming die of the present invention. FIG. 4A is a plan view of the glass forming die, and FIG. 4A is a sectional view taken along line EE, and FIG. 4C is a sectional view taken along line FF in FIG. 4B.
As shown in FIGS. 4A to 4C, the glass mold of the present invention differs from the glass mold of the present invention shown in FIGS. 1A to 1C in the structure of the internal space. .
The
このようなガラス成形型でも、ガラス成形型のガス排出口から、ガスを吸引すると、ガラス成形型を構成する黒鉛の気孔を通してガラスシートが吸引される。内部空間は、載置部の直下にあり、載置部とガラスシートに挟まれた空間に存在するガスを効率よく吸引することができるので、ガラスシートを載置部の形状に密着させ精度よく変形させることができる。
内部空間は、載置部の直下にあるので、内部空間から最も近い外表面である載置部から集中的に雰囲気ガスを吸引することができる。
Even in such a glass mold, when a gas is sucked from the gas discharge port of the glass mold, the glass sheet is sucked through the pores of graphite constituting the glass mold. The internal space is located directly below the mounting part, and the gas existing in the space between the mounting part and the glass sheet can be efficiently sucked. Can be deformed.
Since the internal space is immediately below the mounting portion, the atmospheric gas can be intensively sucked from the mounting portion, which is the outer surface closest to the internal space.
また、内部空間は、細い非貫通孔を組み合わせて形成されているので、載置部からガラス成形型下面への熱抵抗は小さく載置部からの熱を速やかに拡散させることができ、離型までの時間を短縮することができる。 In addition, since the internal space is formed by combining thin non-through holes, the thermal resistance from the mounting portion to the lower surface of the glass mold is small, and the heat from the mounting portion can be rapidly diffused, and the mold is released. The time until the time can be shortened.
本発明のガラス成形型は、薄いガラスの曲げ加工に適用でき、例えば、携帯電話、スマートフォンなどの表示画面を覆うカバーガラスのガラス成形型として使用することができる。 The glass mold of the present invention can be applied to bending of thin glass, and can be used, for example, as a glass mold for cover glass covering a display screen of a mobile phone, a smartphone, or the like.
１、１０１、２０１ 載置部
２、１０２、２０２ 内部空間
３、１０３、２０３ ガス排出口
４、１０４ 接着層
５ ガラスシート
６、１０６ ポスト
７、１０７ 型上部
８、１０８ 型下部
１０、１１０、２１０ ガラス成形型
２０９ａ、２０９ｂ 非貫通孔
２２０ 黒鉛の栓
1, 101, 201 Mounting
Claims (7)
前記ガラス成形型は、前記ガラス成形型の内部に形成され前記載置部の下に水平方向に層状に広がる内部空間と、前記載置部以外の前記ガラス成形型の表面に形成され前記内部空間に接続するガス排出口とを有し、
前記黒鉛の気孔を通して前記ガラスシートを吸引することができ、
前記載置部には、吸引孔が形成されていないことを特徴とするガラス成形型。 A glass mold made of graphite having a glass sheet mounting portion on the upper surface,
The glass molding die is formed inside the glass molding die and extends horizontally in a layered manner below the mounting portion, and the internal space formed on the surface of the glass molding die other than the mounting portion. possess a gas discharge port for connection to,
The glass sheet can be sucked through the pores of the graphite,
A glass molding die , wherein a suction hole is not formed in the mounting portion .
前記ガラス成形型の載置部にガラスシートを載置する載置工程と、
前記ガラスシートを前記ガラスシートが軟化する第１の温度以上まで加熱する加熱工程と、
前記ガラス成形型のガス排出口からガスを吸引する吸引工程と、
前記ガラス成形型を前記ガラスシートの形状が固定される第２の温度以下まで冷却する冷却工程と、
前記ガラス成形型から、成形されたガラスシートを離型する離型工程と
を含むことを特徴とする、曲面ガラスの製造方法。 A method for producing a curved glass using the glass mold according to any one of claims 1 to 6,
A mounting step of mounting a glass sheet on a mounting portion of the glass mold,
A heating step of heating the glass sheet to or above a first temperature at which the glass sheet softens;
A suction step of sucking a gas from a gas outlet of the glass forming mold,
A cooling step of cooling the glass mold to a second temperature or lower at which the shape of the glass sheet is fixed,
A mold releasing step of releasing a formed glass sheet from the glass forming die.
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