JPH04275930A - 熱軟化性物質の熱垂下成形方法及び成形装置 - Google Patents

熱軟化性物質の熱垂下成形方法及び成形装置

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JPH04275930A
JPH04275930A JP11421591A JP11421591A JPH04275930A JP H04275930 A JPH04275930 A JP H04275930A JP 11421591 A JP11421591 A JP 11421591A JP 11421591 A JP11421591 A JP 11421591A JP H04275930 A JPH04275930 A JP H04275930A
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JP
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mold
glass
molding
chamber
temperature
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JP11421591A
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Masaki Shimizu
正樹 清水
Takashi Higashihara
隆 東原
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/035—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending
    • C03B23/0352—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending by suction or blowing out for providing the deformation force to bend the glass sheet
    • C03B23/0357—Re-forming glass sheets by bending using a gas cushion or by changing gas pressure, e.g. by applying vacuum or blowing for supporting the glass while bending by suction or blowing out for providing the deformation force to bend the glass sheet by suction without blowing, e.g. with vacuum or by venturi effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/02—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a discontinuous way
    • C03B29/025—Glass sheets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばガラス等の熱軟
化性物質を型の上に載せ、その軟化点以上の高温に保つ
ことにより熱軟化性物質を軟化させて型になじませ、そ
の後室温まで徐々に温度を下げ、型形状を熱軟化性物質
の上面に転写させて所望の成形品を得る熱垂下成形方法
及びその方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば図４に示すように、熱軟化性物質
の一種であるガラス平行平板３１を、面形状の凹凸が激
しい型３０を使用して、その型形状をガラス上面３１ａ
側に転写させる場合、標準的な温度カーブを使ったとき
は、ガラスの下面３１ｂが型に接触しない部分が発生し
、ガラス上面３１ａは型形状から離れた形状になってし
まう。そこで温度カーブのピークをより高い温度に設定
すると、図５に示すようにガラス下面３１ｂは型に全面
接触はするが、温度が高すぎるためガラス３１に流動性
が加わり、ガラス平行性が崩れ、やはりガラス上面３１
ａの形状は型からかけ離れた形状に成形されてしまう。
【０００３】また、凹凸が激しい型の場合に限らず、図
６に示すように型３０とガラス３１の熱膨張係数の違い
によって成形品と型の形状に違いが生じることもあり、
精度の厳しいものではその誤差が問題となる。このため
、従来は温度カーブのピークを高い温度に設定し、型形
状はあらかじめ全ての補正を加えた形状に加工しておき
、成形後目的の形状になるような方法が採られていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法によれば、まず型形状の補正が非常に面倒であると
いう欠点がある。型の形状が回転対称であればさほど問
題とはならないが、そうでない場合、補正を加えるには
面全てを測定し、全てのポイントについて補正を加えて
やる必要があり、時間がかかり計算量も膨大なものとな
る。
【０００５】また、温度が高いことによりガラスに流動
性が生じ、成形再現性が低下するため成形品の形状のば
らつきが大きくなるという問題もある。これは形状精度
が厳しい物を成形するのに大きな障害となる。
【０００６】本発明は上記のような事情に鑑み、面倒な
型の補正が不要で、かつ成形温度を低く抑える事ができ
、成形再現性の良い熱軟化性物質の熱垂下成形法及び成
形装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の手段は、型の熱軟化性物質との接触面に貫通
孔を形成し、該貫通孔を通して負圧を発生させることに
より、成形可能になった状態の熱軟化性物質を型の接触
面に吸着させ、その状態で温度を下げることにより熱軟
化性物質の成形品を得ることを特徴とするものである。 また本発明の第２の手段は、前記型の熱軟化性物質との
接触面に貫通孔を形成すると共に、該貫通孔と連通して
成形過程の熱軟化性物質を前記型の接触面に吸着させる
ための吸引手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例として、平行平板ガラ
スを熱垂下成形する場合について具体的に説明する。ま
ず従来のように形状、及び成形再現性が悪化する最大の
原因は成形温度が高いことにある。従って成形温度を下
げれば良いが、それだと上記したように型に接触しない
部分が生じてしまう。そこでガラスを強制的に型に接触
させてやれば良いことがわかる。このため、本発明では
型の表面に下まで貫通する無数の細かい穴をあけ、加熱
によってガラスが軟化した状態のときに、下からの負圧
によってガラスを型表面に吸着させ、ガラスの平行度を
確保しているものである。
【０００９】図１は、本発明を実施するための装置の主
要部を示した模式図である。図中において２は電気炉の
チャンバーであり、このチャンバー２の周壁にはヒータ
ー８が配設されている。またチャンバー２の下部には型
１が設置されており、その型１の型面１ａは凹凸に形成
されている。さらに型１には同図に示す如く直径１ｍｍ
程度の細いｎ個の多数の貫通孔１ｂが上面から下面にま
で平均的な間隔で形成されている。
【００１０】前記チャンバー２内の底面部には型１より
少し小さめの座グリ２ａが形成されており、その外側に
は密閉のためのＯリング３が輪帯状の溝２ｂにはめ込ま
れている。このＯリング３は型１の重さで潰れて密閉状
態を作りだすが、高温に耐え得るように、溝２ｂの回り
に冷却水の流通孔２ｃが溝２ｂと並行に形成されている
。
【００１１】前記チャンバー２の底部には、他端部がロ
ータリーポンプ５に連結された吸引管９が接続されてい
る。この吸引管９は前記座グリ２ａを介して型１の貫通
孔１ｂと連通しており、該吸引管９のチャンバー出口近
くには冷却管１０が巻着されている。また、チャンバー
２の上部には室内と連通する還元ガス供給管１１が接続
され、その管１１の他端部は還元ガス供給部７と連結さ
れている。
【００１２】さらにチャンバー２には室内と連通する吸
引管１２が接続されており、その吸引管１２の他端部に
は拡散ポンプ６が連結されている。この吸引管１２と前
記型１の吸引管９とは連結管１３によって連結されてい
る。なお、前記吸引管９，１２、還元ガス供給管１１及
び連結管１３には、それぞれバルブＶ４，Ｖ２，Ｖ３，
Ｖ１が設けられている。
【００１３】次に、上述した装置を利用した本発明のガ
ラス熱垂下成形方法について説明する。図２は、成形前
のチャンバー２内の状態を示したものであって、まず同
図に示す如く、型１の上に、平行度が良好でかつ研磨さ
れた平面ガラス板４を載せる。次に電気炉チャンバー２
のドアを閉め、図１に示したバルブＶ２，Ｖ４，Ｖ３を
閉じ、バルブＶ１を開けた状態でロータリポンプ５を作
動させ、チャンバー２内の荒真空引きを行なった後、バ
ブルＶ１を閉める。
【００１４】ついで、バルブＶ２を開け、拡散ポンプ６
で本真空引きを行ない完全にチャンバ−２内の真空引き
が終った後、バブルＶ２を閉める。続いてバブルＶ３を
開け窒素ガスなどの還元ガスを供給部７から供給管１１
を通してチャンバー２の内部に導入する。還元ガスを導
入する理由は、チャンバー２内は高温になり型材が酸化
され易いためである。
【００１５】チャンバー２内が規定の圧力になったらバ
ブルＶ３を閉め、ヒーター８によって加熱を始める。図
３はこのときの温度カーブの一例を示す。この温度パタ
ーンはコントローラー（図示せず）にプログラムされて
おり、自動的に温度制御が行なわれる。
【００１６】温度が最高温度になりガラス４が成形可能
状態になったら、ロータリーポンプ５に通じるバブルＶ
４を開け、型１に形成されている多数の貫通孔１ｂから
吸引管９を通してチャンバー２内のガスを吸引し、この
負圧によって軟化状態にあるガラス４を型面１ａに吸着
させる。
【００１７】これにより型面１ａの形状の凸凹が大きい
場合にも、最高温度を上げることなくガラス４を型面１
ａに密着させることができる。この最高温度はガラス４
が流動性を生じない温度であるので、ガラス４の元の平
行度は維持されている。従ってガラスの非接触面４ａ（
図１参照）の形状は、型面１ａの形状と同じものとなっ
ている。
【００１８】吸引管９を通してチャンバー２から吸引さ
れる還元ガスは、非常に高温なのでロータリーポンプ５
に入る前に吸引管９に巻いてある水冷管１０によって強
制的に冷却された後、排出される。還元ガスが排出され
るためチャンバー２内の圧力は若干下がるが、バルブＶ
３をわずかに開け、供給管１１を通して還元ガスを順次
補給してやることにより、チャンバー２内の圧力を一定
に保つことができる。この操作は図示していない真空計
とバブルＶ３に電磁弁を使うことによって自動化されて
いる。
【００１９】新しく導入されたガスはまだ冷たいので、
ヒーター８の出力を上げることによってチャンバー３内
の温度が下がるのを防いでいる。これもチャンバー内の
温度センサーとヒーターコントローラー（いずれも図示
せず）によって自動化されている。
【００２０】最高温度でガラス４を完全に型面１ａに密
着させた後、この状態を保ちながら図３に示された温度
カーブに従ってチャンバー２内の温度を低下させる。こ
の場合、型１とガラス４の熱膨張係数の違いによる密着
面のずれ（図６参照）が懸念されるが、本発明ではガラ
ス４を型面１ａに強制的に吸着した状態であるので、か
なり温度が下がってもガラス４が塑性変形可能な温度で
あれば、ガラス４はまだ成形過程にあるため型面１ａに
追従密着した状態となっている。
【００２１】なお、チャンバー２内が塑性変形温度より
低い温度になると、ガラス４は弾性変形により、少しの
間、型面１ａに密着しているが、貫通孔１ｂからの吸着
力より弾性変形の復元力のほうが強くなったとき、ガラ
ス４は型１から離れる。このように温度が下がっている
過程においてもガラス４は型面１ａに吸着しているので
、吸着をしていない場合と比べて熱膨張係数の違いによ
る形状のズレを小さく抑える事ができる。
【００２２】その後、チャンバー２内の温度はプログラ
ムされた温度カーブに従って推移し、最終的に１００℃
以下になったところでチャンバー２を開け、成形された
ガラス４を取り出す。このガラス４の上面形状は、成形
前のガラス４の平行度が保たれており、さらに強制吸着
により、ガラス４と型１の熱膨張係数の差による形状の
ズレがかなり小さく抑えられているので、型１の面形状
を正確に転写した精度の良い面となっている。
【００２３】上述した実施例はガラスを例にとって説明
したが、本発明はアクリル等のプラスチック、その他、
熱軟化性を有する金属、セラミック等の熱垂下成形法に
応用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ガラス等
の熱軟化性物質を熱垂下成形法によって成形する場合、
型面の凸凹量がかなり大きい型を使用しても、成形温度
を標準以下に抑えることができるので、熱軟化性物質の
元の平行度が維持できる。またこの成形温度では熱軟化
性物質の流動はまったく起こらないので成形再現性も良
くなり、さらに温度降下時も熱軟化性物質を強制的に型
面に密着させているので、型との熱膨張の違いによる形
状のずれを小さく抑えることができ、このため型形状の
転写精度が高くなる。したがって従来のような型補正が
不要となり、成形工程が簡素化され、成形コストも安価
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る装置の実施例を示す概略説明図で
ある。
【図２】本発明の実施例において型上にガラスを載せた
状態の概略説明図である。
【図３】本発明のガラス加熱温度カーブを示したグラフ
である。
【図４】従来の型面とガラスが離れた状態を示す概略説
明図である。
【図５】従来のガラス平行性が崩れた状態を示す概略説
明図である。
【図６】従来の型と成形品の形状がズレた状態を示す概
略説明図である。
【符号の説明】
１　　型 １ａ　　型面 １ｂ　　貫通孔 ２　　電気炉チャンバー ２ａ　　座グリ ２ｂ　　溝 ２ｃ　　冷却水流通孔 ３　　Ｏリング ４　　ガラス ５　　ロータリーポンプ ６　　拡散ポンプ ７　　還元ガス供給部 ８　　ヒーター ９　　吸引管 １０　　冷却管 １１　　還元ガス供給管 １２　　吸引管 １３　　連結管

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　熱軟化性物質を型の上に載せ、成形可
    能な温度まで加熱して該熱軟化性物質を型に密着させる
    ことにより、所望の成形品をつくる熱垂下成形法におい
    て、前記型の熱軟化性物質との接触面に貫通孔を形成し
    、該貫通孔を通して負圧を発生させることにより、成形
    可能になった状態の熱軟化性物質を型の接触面に吸着さ
    せ、その状態で温度を下げることにより熱軟化性物質の
    成形品を得ることを特徴とした熱軟化性物質の熱垂下成
    形方法。
  2. 【請求項２】　　加熱室内に有する型上に熱軟化性物質
    を載せ、成形可能な温度まで加熱して該熱軟化性物質を
    型に密着させることにより、所望の成形品をつくるため
    の熱垂下成形装置において、前記型の熱軟化性物質との
    接触面に貫通孔を形成すると共に、該貫通孔と連通させ
    て、成形過程の熱軟化性物質を前記型の接触面に吸着さ
    せるための吸引手段を設けたことを特徴とする熱軟化性
    物質の熱垂下成形装置。
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