CN101045602B - 玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法 - Google Patents

玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种使原料熔融而制造玻璃成形品的玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法。本发明的玻璃成形品制造装置10具备:熔解装置100,具有使原料熔融而形成熔融玻璃的熔融槽、及与熔融槽连接且使熔融玻璃从熔融槽中流出的引导路径200;流下装置300,使经由引导路径200而流出的熔融玻璃流下;玻璃成形装置400,具有使流下的熔融玻璃成形的多个成形模具;搬送装置800,搬送分别利用多个成形模具而成形的玻璃成形品;及第1移载装置500,将玻璃成形品逐次移载至搬送装置800。

Description

玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法。
背景技术
先前,用作光学元件等的原材料的玻璃预成型件(玻璃坯、玻璃块、玻璃成形品),是利用熔解装置来熔解原料玻璃,并使熔解所得的熔融玻璃成形为适当的尺寸,由此而获得。
作为玻璃预成型件的制造过程中所使用的熔解方法,已知有连续熔解及间歇熔解。对于连续熔解,由于可连续进行玻璃原料的投入、熔解、澄清、及搅拌各个步骤,因而适于大量生产玻璃预成型件等情况。另一方面,对于间歇熔解,由于是在单一的熔解罐中间歇地进行玻璃原料的投入、熔解、澄清、及搅拌,因而适于生产总生产量较少的玻璃预成型件等情况。
在玻璃预成型件的制造中,重要的是,高精度地制造均质且具有固定光学特性的玻璃预成型件。因此,除选择适当的玻璃原料之外,在原料玻璃的熔解、澄清、及搅拌阶段,也需要进行各种考虑。尤其在通过间歇熔解来供给熔融玻璃时,由于原料玻璃并非连续地熔解,因此易产生气泡、条纹等或失透,从而成为玻璃预成型件的光学特性不稳定的原因。为解决所述问题,先前采用有下述方法,即,使用具有螺桨翼的搅拌器具,使熔融玻璃产生对流,从而进行搅拌等方法(参照专利文献1)。
[专利文献1]日本专利特开平2-252626号公报
发明内容
[发明所欲解决的问题]
但是,近年来,当能够制造口径小的玻璃预成型件时,则会产生以前未遇的问题。
即,生产口径小的玻璃预成型件时,在每单位时间内熔融玻璃的消耗量较少的玻璃制造过程中,由于经长时间而成形暂时熔解的熔融玻璃,因此将熔融玻璃长时间置于已熔解的状态下,熔融玻璃中会产生条纹等,从而产生损害熔融玻璃的均质性的问题。
其原因在于,由于熔融玻璃的组成物的比重不同,导致熔融玻璃不均匀,或者由于熔融玻璃中的部分成分挥发,导致熔融玻璃表面附近的熔融玻璃的组成不均匀。
将以上述方式所产生的熔融玻璃维持其中的条纹而直接送至玻璃成形装置进行成形,由此使掺有条纹的玻璃预成型件成形,结果,生产出折射率等光学特性异常的玻璃预成型件。从而,可将上述现象称为本发明的课题。
本发明是鉴于如上所述之课题研制而成,其课题为提供一种璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法,可在使原料熔融来制造玻璃成形品时,制造出所产生的条纹等缺陷较少的玻璃。
[解决问题的技术手段]
在玻璃熔融成形的过程中,产生如上所述的条纹或失透现象的原因未必明确。但是,本发明者等可获得下述见解:使熔融玻璃流过引导路径时的温度梯度条件等也是其要因之一。
因此,本发明者等发现,对连接于使原料熔融的熔融槽且将使原料熔融所形成的熔融玻璃引至流下装置的引导路径进行加热控制,使得在遍及引导路径的长度方向上成为特定的温度状态,由此可使熔融玻璃及该熔融玻璃成形后的玻璃成形品均质化,从而完成本发明。
(1)一种玻璃成形品制造装置,其具备:熔解装置,具有使原料熔融而形成熔融玻璃的熔融槽、及连接于熔融槽且使熔融玻璃从熔融槽中流出的引导路径;流下装置,使经由引导路径而流出的熔融玻璃流下;玻璃成形装置,具有使所流下的熔融玻璃成形的多个成形模具;以及引导路径控制装置,对引导路径进行温度控制,使得引导路径的温度顺着熔融玻璃的流动方向而变低。
发明(1)的玻璃成形品制造装置具备:熔解装置,具有使原料熔融而形成熔融玻璃的熔融槽、及连接于熔融槽且使熔融玻璃从熔融槽中流出的引导路径;流下装置,使经由引导路径而流出的熔融玻璃流下;玻璃成形装置,具有使所流下的熔融玻璃成形的多个成形模具;以及引导路径控制装置,对引导路径进行温度控制,使得引导路径的温度顺着熔融玻璃的流动方向而变低。
假设从熔融槽流出的熔融玻璃流经引导路径中时,该熔融玻璃的温度并未单调减少而是增加的部分位于引导路径,则在熔融玻璃中易产生气泡、条纹或失透。
根据本发明的方法,引导路径内部的温度随着熔融玻璃向流动方向行进而单调降低,因而在熔融玻璃内部难以产生气泡、条纹或失透。
另外,在本发明中所谓「引导路径的温度顺着熔融玻璃的流动方向而变低」,是指宏观地观察时流动炉内的温度单调降低。例如,在下述使用直接加热时,严格而言,虽会遇到特别是加热部位附近的温度不得已而局部升高的情况,但也未设法排除所述情形。
然而,在本发明中,即便与引导路径的温度随着向流动方向行进而局部地单调降低的倾向相反,存在温度局部上升的部位,但该温度从下降转为上升时刻的温度与其后的温度具有极大值的温度差,玻璃熔融炉出口的温度与引导路径末端的温度差优选15%以内,更优选10%以内。最优选根本不存在温度上升点。
而且,在本发明中,使熔融玻璃经过引导路径由流下装置而流下。此处,引导路径例如是所谓「管」,流下装置是所谓「孔口」。孔口自身的材质及形状大多与管不同,并且有时将孔口的温度设定为高于管的温度。
(2)根据发明1所述的玻璃成形品制造装置,其中所述引导路径控制装置具备:安装在所述引导路径中的温度调节器、测定所述引导路径的温度的多个温度测定器、以及控制所述温度调节器的加热能力的温度控制机构;所述多个温度测定器的每一个向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述温度控制机构根据所述温度信息来控制所述温度调节器的加热能力,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述温度调节器根据来自所述电源控制机构的控制,对所述引导路径进行加热。
发明(2)的玻璃成形品制造装置中,所述引导路径控制装置具备加热引导路径的温度调节器、及控制所述温度调节器的加热能力的温度控制机构,温度控制机构根据安装在引导路径上的温度测定器的信息而进行控制。此时,温度控制机构控制温度调节器,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低。
根据发明(2),如(1)所述的玻璃成型品制造装置,为了调节引导路径内的温度,而使引导路径内的温度测定器的测定温度可反馈,因此可对更纤细的引导路径进行温度调节。而且,安装在引导路径上的温度测定器的数量与1个相比而言,优选多个。
(3)根据(1)或(2)所述的玻璃成形品制造装置,其中所述引导路径控制装置具备:多个温度调节器,以相互隔开的方式安装在所述引导路径中;多个温度测定器,分别设置在相邻的温度调节器之间,用于测定所述引导路径的温度;电源装置,向所述温度调节器输出电流;以及电源控制机构,控制从所述电源装置输出的电流;所述多个温度测定器的每一个向所述电源控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述电源控制机构根据所述温度信息,控制从所述电源装置输出的电流的强度,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述电源装置根据来自所述电源控制机构的控制,向所述多个温度调节器的每一个输出特定强度的电流,所述多个温度调节器的每一个利用从所述电源装置输出的特定强度的电流,对所述引导路径进行加热。
发明(3)的玻璃成形品制造装置是利用电流的直接加热来控制所述引导路径的。在该装置中,引导路径控制装置具备:多个温度调节器,以相互隔开的方式安装在引导路径中;多个温度测定器,分别设置在相邻的温度调节器之间;电源装置,向温度调节器输出电流;以及电源控制机构,控制从电源装置输出之电流。并且,多个温度测定器各自向电源控制机构输出与引导路径的温度相关的温度信息,电源控制机构根据温度信息,控制从电源装置输出的电流的强度,使得引导路径的温度顺着流动方向而变低,电源装置根据来自电源控制机构的控制,向多个温度调节器的每一个输出特定强度的电流,多个温度调节器的每一个利用从电源装置输出的特定强度的电流,对引导路径进行加热。
所述直接加热与下述的间接加热相比,具有无需引导路径的周边空间的特征。而且,直接加热所产生的引导路径的温度变化速度,比间接加热所产生的引导路径的温度变化速度快,因此可在短时间内将引导路径调节为预期的温度。
(4)根据(1)或(2)所述的玻璃成形品制造装置,其中所述引导路径控制装置具备:温度调节器,以与所述引导路径邻接的方式安装;多个温度测定器,测定所述引导路径的温度;燃料等供给装置,对所述温度调节器供给燃料及空气;以及温度控制机构,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料及空气量;所述温度调节器通过向引导路径喷火焰流的方式,从外部加热引导路径,所述多个温度测定器的每一个向温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述温度控制机构根据所述温度信息,控制从所述燃料等供给装置而供给的燃料量及空气量,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述燃料等供给装置根据来自所述温度控制机构的控制,向所述温度调节器供给特定量的燃料及空气,所述多个温度调节器的每一个使从所述燃料等供给装置而供给的燃料燃烧,从而加热所述引导路径。
发明(4)的玻璃成形品制造装置是通过从外部利用火焰流等对所述引导路径间接加热而进行控制的。在该装置中,具备:温度调节器,以与所述引导路径邻接的方式安装;多个温度测定器,测定所述引导路径的温度;燃料等供给装置,对所述温度调节器供给燃料及空气;以及温度控制机构,控制从所述燃料等供给装置所供给的燃料及空气量。并且,所述温度调节器通过向引导路径喷火焰流的方式,从外部加热引导路径,所述多个温度测定器的每一个向温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述温度控制机构根据所述温度信息,控制从所述燃料等供给装置而供给的燃料量及空气量,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述燃料等供给装置根据来自所述温度控制机构的控制,对所述温度调节器供给特定量的燃料及空气,所述多个温度调节器的每一个使从所述燃料等供给装置而供给的燃料燃烧,从而加热所述引导路径。
发明(4)相对于(3)中所述的玻璃成型品制造装置的直接加热,被称为所谓间接加热。间接加热与所述直接加热相比,具有的特征是,可加热引导路径的更广范围的部分。
而且,所制造的玻璃的着色性,根据所熔融的玻璃或引导路径的材质,有时比直接通电加热更加良好。另外,也可延长引导路径自身的寿命。
此处,火焰流等是指除火焰流之外,还设法包含高温气体流,作为所使用的温度调节器,可设想为众所周知的气体燃烧器、重油燃烧器等可通过使燃料燃烧来加热引导路径的加热器具。当然,也可并用发明(3)中的通电直接加热与发明(4)中的间接加热。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的玻璃成形品制造装置,其更具备搬送装置,搬送分别由多个成形模具而成形的玻璃成型品。
发明(5)的玻璃成形品制造装置更具备搬送装置,搬送分别由多个成形模具而成形的玻璃成型品。通过使用该搬送装置,可将由成形模具而成形的玻璃成形品搬送至后续步骤中,例如,重量测定步骤或包装步骤。
(6)根据(5)所述的玻璃成形品制造装置,其更具备第1移载装置,将玻璃成形品从玻璃成形装置逐次移载至搬送装置。
发明(6)的玻璃成形品制造装置更具备第1移载装置,将玻璃成形品从玻璃成形装置逐次移载至搬送装置。通过使用该移载装置,可将玻璃成形模具上的玻璃成形品移送至搬送步骤。
(7)根据(5)或(6)所述的玻璃成形品制造装置,其更具备:重量选别装置,该重量选别装置具有对由搬送装置所搬送的玻璃成形品的重量进行测定的重量测定装置、及根据重量测定装置的测定结果而选别玻璃成形品的选别装置;以及第2移载装置,在搬送装置与重量选别装置之间移载玻璃成形品。
发明(7)的玻璃成形品制造装置更具备:重量选别装置,该重量选别装置具有对由搬送装置所搬送的玻璃成形品的重量进行测定的重量测定装置、及根据重量测定装置的测定结果而选别玻璃成形品的选别装置;以及第2移载装置,在搬送装置与重量选别装置之间移载玻璃成形品。由于具备该重量选别装置,因而可选别在特定规格范围内的玻璃成形品及不在特定规格范围内的玻璃成形品。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的玻璃成形品制造装置,其中引导路径由铂或铂合金制管而构成。
发明(8)的玻璃成形品制造装置中,引导路径由铂或铂合金制管而构成。引导路径由于使用铂或铂合金,因而可耐高温熔融玻璃。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的玻璃成形品制造装置,其中多个成形模具的的每一个中,形成有承接熔融玻璃的特定承接面,承接面由具有透气性的多孔材料构成,在成形模具的每一个的内部,形成有特定的气体供给室,该玻璃成形品制造装置更具备:于气体供给室连续形成的气体供给路径、以及与气体供给路径连结且可对气体供给室供给气体的气体供给源。
发明(9)的玻璃成形品制造装置中,在多个成形模具的的每一个中,形成有承接熔融玻璃的特定承接面,承接面由具有透气性的多孔材料构成,在成形模具的每一个的内部,形成有特定的气体供给室,该玻璃成形品制造装置更具备:于气体供给室连续形成的气体供给路径、以及与气体供给路径连结且可对气体供给室供给气体的气体供给源。利用上述装置形态,可在熔融玻璃成形时使熔融玻璃上浮,使得承接面与玻璃表面为非接触的状态而成形。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的玻璃成形品制造装置,其中引导路径控制装置对引导路径进行温度控制,使得从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围内的温度梯度,与从引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止之范围内的温度梯度相比较为和缓。
发明(10)的玻璃成形品制造装置中,引导路径控制装置对引导路径进行温度控制,使得从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围内的温度梯度,与自引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止之范围内的温度梯度相比较为和缓。
如发明(1),优选玻璃引导路径内的温度随着向流动方向行进而单调降低。尤其是当进行温度调节,使得负温度梯度的绝对值随着熔融玻璃在流动方向上行进而变小时,特别是玻璃成形品难以受到气泡、条纹或失透等的影响。即,优选的是,引导路径的温度梯度随着在流动方向上行进而逐渐和缓。
而且,与(1)的情况相同,“从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围内的温度梯度,与从引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止之范围内的温度梯度相比较为和缓”,是指宏观地观察时,例如,如在下述使用直接加热时,严格而言,即便特别是加热部位附近的温度梯度并未局部地和缓降低,也不设法排除此情况。
(11)根据(2)至(9)中任一项所述的玻璃成形品制造装置,其中引导路径控制装置对引导路径进行温度控制,使得由多个温度测定器分别测定的所有温度,均低于熔融槽的温度。
发明(11)的玻璃成形品制造装置中,引导路径控制装置对引导路径进行温度控制,使得由多个温度测定器分别测定的所有温度,均低于熔融槽的温度。此是根据以下见解,即,若引导路径内的温度大于熔融槽的温度,则熔解玻璃易受到条纹等的影响。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的玻璃成形品制造装置,其中引导路径控制装置进行温度控制,使得从引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止的范围自然冷却,且使得从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围的温度梯度与自然冷却的温度梯度相比较为和缓。
发明(12)的玻璃成形品制造装置中,引导路径控制装置进行温度控制,使得从引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止的范围自然冷却,且使得从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围的温度梯度与自然冷却的温度梯度相比较为和缓。此是根据以下见解,即,若将引导路径内的温度梯度设定为与自然冷却的引导路径内的温度梯度相比较为和缓,则熔融玻璃难以受到条纹等的影响。
(13)一种玻璃成形制品的制造方法,其包括:熔解步骤,使由原料在熔融槽中熔融所获得的熔融玻璃经由引导路径而流出;流下步骤,使所述流出的熔融玻璃流下;以及成形步骤,使所述流下的熔融玻璃成形;在所述熔解步骤中,所述引导路径通过引导路径控制装置而受到温度控制,使得其温度顺着流动方向而变低。
发明(13)的玻璃成形制品的制造方法包括:熔解步骤,使利用熔解装置使得原料在熔融槽中熔融所获得的融解玻璃经由引导路径而流出;流下步骤,利用流下装置使所流出的熔融玻璃流下;以及成形步骤,利用成形装置使所流下的熔融玻璃成形;在熔解步骤中,引导路径通过引导路径控制装置而受到温度控制,使得其温度顺着流动方向而变低。
(14)根据(13)所述的玻璃成形制品的制造方法,其中
在所述熔解步骤中,通过用于测定所述引导路径温度的多个温度测定器,向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息;
所述温度控制机构根据所述温度信息,对安装在所述引导路径中的温度调节器进行控制,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低;
所述温度调节器根据来自所述温度控制机构的控制,对所述引导路径进行加热。
根据发明(14),为了调节引导路径内的温度,而使引导路径内的温度测定器的测定温度可反馈,因此可对更纤细的引导路径进行温度调节。而且,安装在引导路径上的温度测定器的数量与1个相比而言,优选多个。
(15)根据(13)或(14)所述的玻璃成形品的制造方法,其中所述引导路径控制装置具备:多个温度调节器,以相互隔开的方式安装在所述引导路径中;多个温度测定器,分别设置在相邻的温度调节器之间,测定所述引导路径的温度;电源装置,向所述温度调节器输出电流;以及电源控制机构,控制从所述电源装置输出的电流;所述多个温度测定器向所述电源控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述电源控制机构根据所述温度信息,控制从所述电源装置输出的电流的强度,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述电源装置根据来自所述电源控制机构的控制,向所述多个温度调节器的每一个输出特定强度的电流,所述多个温度调节器的每一个利用从所述电源装置输出的特定强度的电流,对所述引导路径进行加热。
发明(15)的玻璃成形制品的制造方法是(13)或(14)的方法,是通过电流的直接加热来控制所述引导路径。即,在(13)或(14)的方法中,所述多个温度测定器向所述电源控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述电源控制机构根据所述温度信息,控制从所述电源装置输出的电流的强度,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述电源装置根据来自所述电源控制机构的控制,向所述多个温度调节器的每一个输出特定强度的电流,所述多个温度调节器的每一个利用从所述电源装置输出的特定强度的电流,对所述引导路径进行加热。
(16)根据(13)至(15)中任一项所述的使用了玻璃成形品制造装置的玻璃成形品的制造方法,其中所述引导路径控制装置具备:温度调节器,以与所述引导路径相邻的方式安装;多个温度测定器,测定所述引导路径的温度;燃料等供给装置,向所述温度调节器供给燃料及空气;以及温度控制机构,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料及空气量;所述多个温度测定器向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述温度控制机构根据所述温度信息,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料量及空气量,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述燃料等供给装置根据来自所述温度控制机构的控制,向所述温度调节器供给特定量的燃料及空气,所述多个温度调节器的每一个使从所述燃料等供给装置供给的燃料燃烧,从而对所述引导路径进行加热。
发明(16)的玻璃成形制品的制造方法是(13)至(15)中任一项所述的方法,是通过从外部利用火焰流等对所述引导路径间接加热而进行控制的。即,在(13)至(15)任一项所述的方法中,所述多个温度测定器向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,所述温度控制机构根据所述温度信息,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料量及空气量,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,所述燃料等供给装置根据来自所述温度控制机构的控制,向所述温度调节器供给特定量的燃料及空气,所述多个温度调节器的每一个使从所述燃料等供给装置供给的燃料燃烧,从而对所述引导路径进行加热。
(17)根据(13)至(16)中任一项所述的玻璃成形品的制造方法,其更包括搬送步骤,利用搬送装置来搬送由成形步骤所成形的玻璃成形品。
发明(17)的玻璃成形品的制造方法更包括搬送步骤,利用搬送装置来搬送由成形步骤所成形的玻璃成形品。
(18)根据(13)至(17)中任一项所述的玻璃成形品的制造方法,其更包括第1移载步骤,利用第1移载装置将玻璃成形品逐次移载至搬送装置。
发明(18)的玻璃成形品的制造方法更包括第1移载步骤,利用第1移载装置将玻璃成形品逐次移载至搬送装置。
(19)根据(13)至(18)中任一项所述的玻璃成形品的制造方法,其中熔解步骤中的引导路径由铂或铂合金制管而构成,在成形步骤的多个成形模具各自中,形成有承接熔融玻璃的特定承接面,承接面由具有透气性的多孔材料构成,在多个成形模具的每一个的内部,形成有特定的气体供给室,进一步,连续于气体供给室形成有气体供给路径,在该气体供给路径中连结有可向气体供给室供给气体的气体供给源,从气体供给源供给至气体供给室的气体,从气体供给室向承接面侧通气,熔融玻璃通过在承接面侧通气的气体,在与该承接面为非接触的状态下成形。
发明(19)的玻璃成形品的制造方法中,熔解步骤中的引导路径由铂或铂合金制管构成,在成形步骤中的多个成形模具上各自形成有承接熔融玻璃的特定的承接面,承接面由具有透气性的多孔材料构成,在多个成形模具的每一个的内部形成有特定的气体供给室,进一步,连续于气体供给室形成有气体供给路径,与该气体供给路径连结有可向气体供给室供给气体的气体供给源,从气体供给源向气体供给室供给的气体从气体供给室向承接面侧通气,熔融玻璃利用在承接面侧通气的气体,在与该承接面为非接触的状态下成形。
(20)根据(13)至(19)中任一项所述的玻璃成形品的制造方法,其更包括:重量选别步骤,利用重量选别装置来测定并选别搬送步骤中的玻璃成形品的重量;以及第2移载步骤,利用第2移载装置,在搬送步骤的搬送装置与重量选别步骤的重量选别装置之间移载玻璃成形品。
发明(20)的玻璃成形品的制造方法包括:重量选别步骤,利用重量选别装置来测定并选别搬送步骤中的玻璃成形品的重量;以及第2移载步骤,利用第2移载装置,在搬送步骤的搬送装置与重量选别步骤的重量选别装置之间移载玻璃成形品。
(21)根据(13)至(20)中任一项所述的使用了玻璃成形品制造装置的玻璃成形品的制造方法,其中利用引导路径控制装置对所述引导路径进行温度控制,使得从所述引导路径的特定位置至所述引导路径的下游侧端部为止之范围内的温度梯度,与从所述引导路径的上游侧端部至所述引导路径的特定位置为止之范围内的温度梯度相比较为和缓。
发明(21)的玻璃成形品的制造方法中,引导路径控制装置对引导路径进行温度控制,使得从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围内的温度梯度,与从引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止之范围内的温度梯度相比较为和缓。
(22)根据(13)至(21)中任一项所述的玻璃成形品的制造方法,其中所述引导路径控制装置对所述引导路径进行温度控制,使得分别由所述多个温度测定器而测定的所有温度,均低于所述熔融槽的温度。
发明(22)的玻璃成形品的制造方法中,引导路径控制装置对引导路径进行温度控制,使得分别由多个温度测定器而测定的所有温度,均低于熔融槽的温度。此是根据以下见解,即,若引导路径内的温度大于熔融槽的温度,则熔解玻璃易受到条纹等的影响。
(23)根据(13)至(22)中任一项所述的使用了玻璃成形品制造装置的玻璃成形品的制造方法,其中利用引导路径控制装置进行温度控制,使得从所述引导路径的上游侧端部至所述引导路径的特定位置为止的范围自然冷却,且使得从所述引导路径的特定位置至所述引导路径的下游侧端部为止之范围的温度梯度与自然冷却的温度梯度相比较为和缓。
发明(23)的玻璃成形品的制造方法中,引导路径控制装置进行温度控制,使得从引导路径的上游侧端部至引导路径的特定位置为止的范围自然冷却,且使得从引导路径的特定位置至引导路径的下游侧端部为止之范围的温度梯度与自然冷却的温度梯度相比较为和缓。此是根据以下见解,即,若将引导路径内的温度梯度设定为与自然冷却的引导路径内的温度梯度相比较为和缓,则熔融玻璃难以受到条纹等的影响。
(24)一种光学元件的制造方法,其包括精密压制步骤,将利用(13)至(23)中任一项所述的玻璃成形品的制造方法所制造的玻璃成形品进行精密压制成形。
发明(21)的光学元件的制造方法包括精密压制步骤,将所制造的玻璃成形品进行精密压制成形。
将利用(13)至(20)的方法所制造的预成型件进行精密压制成形时,亦可将预成型件制造步骤与精密压制步骤相连,使得从玻璃熔解至光学元件的压制为止成为连续的步骤。相反,也可使预成型件制造与精密压制步骤不连续。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种使原料熔融而制造气泡、条纹等较少的玻璃成形品的玻璃成形品制造装置及玻璃成形品的制造方法。
附图说明
图1是本发明的玻璃成形品制造装置的结构概况之一例示图。
图2是构成图1所示的玻璃成形品制造装置之一部分的熔解装置的剖面概况之一例示图。
图3是构成图1所示的玻璃成型品制造装置之一部分的引导路径及流下管的剖面概况之一例示图。
图4是构成图1所示的玻璃成型品制造装置之一部分的玻璃成形装置的结构概况之一例。
图5是图4所示的玻璃成形装置的俯视图。
图6是图5所示的玻璃成形装置的成形模具结构的垂直剖面概况之一例。
图7是构成图1所示的玻璃成型品制造装置之一部分的第1移载装置结构的正面概况之一例。
图8是图7所示的第1移载装置结构的上表面概况之一例。
图9是构成图1所示的玻璃成型品制造装置之一部分的搬送装置的结构概况之一例。
图10是从图3所示的流下管向成形模具滴下熔融玻璃的状态之一例。
图11是图10的后续状态之一例。
图12是本发明较佳实施形态中的引导路径内的温度图表。
图13是并非本发明实施形态的比较例中的引导路径内的温度图表。
[符号的说明]
10     玻璃成形品制造装置
100    熔解装置
200    引导路径
300    流下装置
400    玻璃成形装置
500    第1移载装置
600    第2移载装置
700    重量选别装置
800    搬送装置
具体实施方式
[玻璃成形品制造装置]
如图1所示,玻璃成形品制造装置10具备:用于熔解玻璃原料的熔解装置100、使由熔解装置100熔解的熔融玻璃C流下的流下装置300、以及用于将由流下装置300流下的熔融玻璃C成形的玻璃成形装置400。
如图1所示,玻璃成形品制造装置10可更具备:搬送装置800,搬送由玻璃成形装置400所成形的玻璃成形品E;第1移载装置500,将由玻璃成形装置400所成形的玻璃成形品E移载至搬送装置800;重量选别装置700,测定由搬送装置800所搬送的玻璃成形品E的重量,并且根据其测定结果而进行选别;以及第2移载装置600,将由搬送装置800所搬送的玻璃成形品E移载至重量选别装置700。
[熔解装置及流下装置]
如图2所示,熔解装置100包含:熔融槽110,在内部具备熔解炉120;发热体116,利用通电来发热,用以对熔解炉120供给热量;以及搅拌器具140,用以搅拌熔解炉120内部的熔融玻璃C。熔解炉120是用来进行玻璃原料的投入、熔解、澄清、及搅拌的耐火坩锅。耐火坩锅优选例如金、铂、铂合金、石英坩锅。
熔融槽110构成间歇式间歇炉,具有使玻璃原料熔解、澄清、直至均质化的功能,但也可构成将上述功能连结为单元型的连结式连结炉。
熔解炉120优选的是,在形成于熔解炉120内部的对流搅拌室内具备半球体及圆柱体。此时,优选的是,使半球体及圆柱体在熔解炉120内部组合,使得半球体及圆柱体的中心位于熔解炉120的中心线上。然而,形成在熔解炉120内部的对流搅拌室并非限定于此。即,对流搅拌室只要具有不会引起熔融玻璃C滞留的形状即可。
优选的是,熔解炉120更具备用于投入玻璃原料的投入部126、在投入部126的最上部开口的圆形开口部130、以及覆盖开口部130的盖128。
而且,配置在熔解炉120内部的搅拌器具140具有旋转轴142、及一体地固定在该旋转轴的螺桨翼144。搅拌器具140的形状只要由螺旋状螺桨而构成即可。每一个熔解炉120中的搅拌器具的数量可为一个,也可为多个。熔融玻璃也可不使用搅拌器具来搅拌,例如,可使用空气或惰性气体的起气泡等众所周知的搅拌方法,也可使用氧化锑等脱气泡剂,同时进行脱气泡剂的添加及搅拌。
熔融槽110构成间歇式间歇炉,具有使玻璃原料熔解、澄清、直至均质化的功能,但也可构成将上述功能连结为单元型的连结式连结炉。
使用由通电来发热的发热体116作为对熔解炉120进行加热的加热机构,但并非限定于此。例如,加热方法也可为通过燃料燃烧而加热的方法、以及对熔解炉120直接通电而加热的方法或高频诱导加热法。即,只要可均匀地加热熔解炉120,任何加热方法均可。
如图3所示,引导路径200的一端连接于熔解炉120的切断搅拌室124侧面的最下部。引导路径200的另一端构成下述的流下装置300。引导路径200具备:直线下降管210,从一端向另一端以大致相同的比例而下降;转向管220,与直线下降管210连续而连接使得流经直线下降管210的熔融玻璃转向垂直方向;以及流下管230,其一端连接于转向管220而另一端使熔融玻璃滴下至玻璃成形装置400的成形模具430(参照图4)。本实施形态中,由转向管220及流出管构成流下装置300。
引导路径200可使用通过对引导路径自身通电而加热的直接加热、或利用外部加热器具从外侧加热的间接加热中的任一种或两种,来进行温度控制。
在直接加热引导路径200时,通过对其直接通电而进行加热,引导路径200是由可将流过引导路径200内部的熔融玻璃的粘度调节为特定值的铂或铂合金所构成。引导路径200由细长管构成,但并非限定于此,其形状也可如上部遍及熔融玻璃的流动方向而开放的槽。
引导路径200利用引导路径控制装置而受到温度控制。引导路径控制装置通过控制引导路径200的温度而可调节从流下装置300所流下的熔融玻璃C每单位时间的流下量。
引导路径控制装置进行温度控制,使得引导路径200的温度顺着熔融玻璃C的流动方向F而变低。详细而言,将引导路径200的温度控制为,使得从引导路径200的特定位置至下游侧端部为止之范围的温度梯度,与从引导路径200的上游侧端部至引导路径的特定位置为止之范围的温度梯度相比较为和缓。例如,可以下述方式进行温度控制,即,使得从引导路径200的上游端部至特定位置为止的范围自然冷却,且使得从该特定位置至下游端部为止之范围的温度以与自然冷却相比较为和缓的温度梯度而降低。
引导路径控制装置具备例如:在引导路径200的表面以相互隔开的方式安装之作为温度调节器的第1簧片板251、第2簧片板252、第3簧片板253、第4簧片板254及孔口簧片板255;各自设置在相邻的温度调节器之间的第1温度测定器256、第2温度测定器257、第3温度测定器258及第4温度测定器259;向所述温度调节器输出电流的未图示的电源装置;以及控制由电源装置所输出的电流之未图示的电源控制机构。
第1簧片板251安装在最靠近熔融槽110的位置。第2簧片板252安装在直线下降管210的中央。第3簧片板253设置在直线下降管210与转向管220的连结部。第4簧片板254设置在转向管220与流下管230的连结部。孔口簧片板255设置在流下管230的最下部附近。
通过对第1簧片板251、第2簧片板252、第3簧片板253、第4簧片板254及孔口簧片板255施加特定的电流,使得引导路径200作为电阻而作用、发热、进而引导路径200加热。由此,引导路径控制装置可控制流过流下管230内部的熔融玻璃C的流出量。
第1温度测定器256、第2温度测定器257、第3温度测定器258及第4温度测定器259各自配置在第1簧片板251与第2簧片板252之间、第2簧片板252与第3簧片板253之间、第3簧片板253与第4簧片板254之间、及第4簧片板254与孔口簧片板255之间。
第1温度测定器256、第2温度测定器257、第3温度测定器258及第4温度测定器259测定各自安装位置处的引导路径200的温度。并且,将与所测定的温度相关的温度信息输出至未图示的电源控制机构。
未图示的电源控制机构根据从第1温度测定器256、第2温度测定器257、第3温度测定器258及第4温度测定器259各自输出的温度信息,来控制从电源装置所输出的电流的强度。具体而言,电源控制机构控制从电源装置向第1簧片板251、第2簧片板252、第3簧片板253、第4簧片板254及孔口簧片板255分别输出的电流的强度,使得引导路径200的温度顺着流动方向F而变低。
未图示的电源装置根据来自电源控制机构的控制,将特定强度的电流分别输出至第1簧片板251、第2簧片板252、第3簧片板253、第4簧片板254及孔口簧片板255。
具体而言,以使得所测定的温度按照第1温度测定器256、第2温度测定器257、第3温度测定器258及第4温度测定器259的顺序依次升高的方式,从电源装置向第1簧片板251、第2簧片板252、第3簧片板253、第4簧片板254及孔口簧片板255分别输出特定强度的电流。其结果是,以下述方式进行温度控制,即,使得利用第1温度测定器256、第2温度测定器257、第3温度测定器258及第4温度测定器259各自所测定的温度,均低于熔融槽110中的熔融玻璃C的温度。
详细而言,根据从第1温度测定器256输出的温度信息来调节向第1簧片板251及第2簧片板252所输出的电流的强度,以此可控制第1簧片板251与第2簧片板252之间的直线下降管210的温度。
同样,根据自第2温度测定器257输出的温度信息来调节向第2簧片板252及第3簧片板253所输出的电流的强度,以此可控制第2簧片板252与第3簧片板253之间的直线下降管210的温度。
而且,根据从第3温度测定器258输出的温度信息来调节向第3簧片板253及第4簧片板254所输出的电流的强度,以此可控制第3簧片板253与第4簧片板254之间的转向管220的温度。
而且,根据从第4温度测定器259输出的温度信息来调节向第4簧片板254及孔口簧片板255所输出的电流的强度,以此可控制第4簧片板254与孔口簧片板255之间的流下管230的温度。
接着,就对引导路径200进行间接加热的情况进行说明。此时,引导路径内的温度条件与直接加热时无较大差异,但为了进行温度控制,优选的是,在引导路径周边设置有多个温度调节器,例如,气体燃烧器或重油燃烧器。此处,温度调节器各自可使用由燃料等供给装置所供给的燃料来加热引导路径。温度控制机构接受由温度测定器256~259产生的温度信息后,温度控制机构调节由燃料等供给装置所供给的燃料等,限制温度调节器的加热能力,从而将引导路径的温度梯度调节为所述形态。
在本发明中,引导路径的加热可使用直接加热、间接加热或此二者。在间接加热时,优选的是使用多个温度调节器,但并非限定于此。例如,若是大型燃烧器等,则可在维持固定燃烧量的状态下,部分地调节其与引导路径的距离,以此进行温度调节。
[玻璃成形装置]
图4是玻璃成形装置400的结构概况之一例。玻璃成形装置400概略而言,具有:自由旋转地支承的旋转台422、及配置在旋转台422周边部的同心位置上且可承接从流下管230的下端流出的熔融玻璃的多个成形模具430。
具体而言,玻璃成形装置400具有:圆盘状旋转台422,其可自由旋转地支承旋转轴425,且可向右或向左旋转;及与未图示的旋转用驱动源连结的旋转轴425。玻璃成形装置400根据情形,也可在旋转轴425的周边设置冷却装置423。
玻璃成形装置400进一步将经加热的气体从设在旋转轴425上的中心管,通过包含气体管427、428、429的气体供给路径426而供给至成形模具430的内部433(参照图6),使得所述气体从开口在成形模具430的凹状成形面430a上的细孔喷出。
而且,在玻璃成形装置400及其附近,位于成形模具430的移动路径附近,且朝向旋转台422的旋转方向按照燃烧器450、流下管230及第1移载装置500的顺序依次配置有流下管230及第1移载装置500,所述流下管230位于成形模具430的移动路径上且作为熔融玻璃供给机构;所述第1移载装置500位于成形模具430的移动路径上且作为玻璃成形品E回收机构。根据所成形的玻璃的种类,也可设置对成形模具430进行个别加热的作为成形模具加热装置的燃烧器450。
燃烧器450配置在旋转台422处于静止状态时可向多个成形模具430中的一个成形模具430进行火焰照射的位置。
流下管230的下端230a位于旋转台422处于静止状态时的多个成形模具430中之一个成形模具430的正上方。
第1移载装置500位于旋转台422处于静止状态时的多个成形模具430中之一个成形模具430的正上方。第1移载装置500可在水平方向上旋转180度,并且可在上下方向上升降。第1移载装置500也称为取出装置。
如图5所示,将多个成形模具430以位于旋转台422周边部的同心位置上的方式配置在旋转台422上。
成形模具430在承接熔融玻璃C及/或玻璃成形品E的状态下,受到温度控制而处于特定的温度条件下。例如,对于成形模具430,利用作为成形模具加热装置的燃烧器450,来加热承接有熔融玻璃C之状态下的成形模具430及/或未承接有熔融玻璃C之状态下的成形模具430,从承接熔融玻璃C起,直至玻璃成形品E由第1移载装置500移载至搬送装置800期间,所述成形模具430在承接有熔融玻璃C及/或玻璃成形品E之状态下的温度受到控制。
例如,成形模具430受到温度控制,使得从承接熔融玻璃C起,直至玻璃成形品E由第1移载装置500移载至搬送装置800期间,成形模具430在承接有熔融玻璃C或玻璃成形品E之状态下的特定时刻的温度,高于承接有熔融玻璃C时的温度。
而且,例如,成形模具430受到温度控制,使得从承接熔融玻璃C起,直至玻璃成形品E由第1移载装置500移载至搬送装置800期间,在承接有熔融玻璃C或玻璃成形品E的状态下,多个成形模具430各自的最高温度与最低温度之差为10℃以下。
而且,例如,承接特定玻璃成形品E的成形模具430受到温度控制,使得其温度高于该特定玻璃成形品E由第1移载装置500移载所至的如特定托板862的收容容器的温度。
即,本发明中在加热成形模具时,加热机构的数量、部位并无特别限定,优选的是,根据玻璃成分而适当改变。
如图6所示,在成形模具430的上表面,形成有作为承接面的凹状成形面430a。凹状成形面430a是承接从流下管230的下端230a所流出的熔融玻璃C的面。对于凹状成形面430a,优选的是,由形成有可喷出气体之细孔(未图示)的透气性多孔材料体431所构成。在多孔材料体431的内部433形成有空间。成形模具430的作用是,从多孔材料体431之内部433的空间通过细孔向凹状成形面430a喷出气体,由此而使位于凹状成形面430a的熔融玻璃上浮,从而使预成型件成形。
而且,为了使熔融玻璃上浮成形,成形模具未必是由多孔质材料而构成,也可为日本专利特开2003-40632号公报所揭示的成形模具。
就本发明的成形模具而言,可使用如日本专利特开2003-20248、日本专利特开2000-95531之众所周知的方法。
而且,根据所成形的玻璃的热特性,也可适当地加热成形模具。
[第1移载装置]
如图7及图8所示,第1移载装置500具备:可旋转的旋转轴501及一对旋转臂521、522,该一对旋转臂521、522受到旋转轴501的支承,并在水平方向且向相互相反的方向上延伸。旋转臂521、522具备位于其前端的一对吸附手柄503c、503d。
第1移载装置500具有使旋转轴501升降、移动的移动装置504、505、506。移动装置506通过安装构件506a而安装在冷却装置423上。通过使该第1移载装置500升降、旋转,可从成形模具内取出已成形的玻璃成形品并移载。
本发明中所使用的移载装置的玻璃取出方法,也可不通过吸附。
[搬送装置]
如图9所示,搬送装置800具备:收容玻璃成形品E的托板862;作为载置托板862并使之移动的容器移动装置的带式输送机860,其具有2个输送带864;以及用于加热托板862的容器加热装置850。
托板862例如在表面上形成有4个凹状形成面862a,使得其可载置4个玻璃成形品E。凹状形成面的数量可为任意。
容器加热装置850在玻璃成形品E从成形模具430移载至多个托板862之前,对该多个托板862各自进行加热。由此而减小托板与玻璃成形品E的温度差异,从而可排除温度差导致的不良影响。
另外,容器加热装置的数量可为任意,加热方法可为气体等燃料的加热,也可为电气的加热。但是,托板的材质必须是即便受到该加热装置的加热也不会产生变形等不利情况的材质。
[第2移送装置]
第2移载装置600设置在高于带式输送机860的位置处。其形成为垂直于带式输送机860的长度方向而延伸的构造。带式输送机860具有轨道682、从轨道682向垂直方向上突出的顶板684、以及从顶板684底面的四个角落向垂直方向延伸的4个吸引管692。另外,第2移载装置600也称为玻璃坯移送装置。
顶板684可从带式输送机860的正上方沿着轨道682,向水平方向移动至重量选别装置700的4个称量装置710的正上方。吸引管692形成为可在上下方向上伸缩的构造。吸引管692形成为可吸引、排放大气的构造,通过吸引大气而可在固定期间吸引玻璃成形品E,并将其吸附保持。另一方面,通过排放大气而可从吸引管692排出玻璃成形品E。
第2移载装置600在利用带式输送机860将托板862移载至作为特定取出位置的移送位置864b时,自托板862取出玻璃成形品E,并且将玻璃成形品E移送至称量装置710(第一移送机构)。
第2移载装置600在4个称量显示装置722判断玻璃成形品E的重量为特定的标准范围内时,将玻璃成形品E从特定的称量位置移送至托板862(第二移送机构)。
另外,第2移载装置600中,使得第一移送机构与第二移送机构相同,但也可分别设置第一移送机构及第二移送机构。
[重量选别装置]
重量选别装置700具有:4个称量装置710,为了称量玻璃成形品E而将玻璃成形品E的重量转换为电气信号;称量显示装置群720,显示对玻璃成形品E进行称量的结果,并且判断其是否在特定的标准范围内;4个真空管712,吸引不在标准范围内的玻璃成形品E,并将其从玻璃成形品制造装置10排出;以及4个真空泵713,与所述真空管712分别连通。另外,真空管712的描述中省略了其一部分。
在称量装置710上表面的与特定的称量位置相应的位置处,形成有凹状形成面710a。由第2移载装置600移送的玻璃成形品E载置在该凹状形成面710a上。称量装置710是在玻璃成形品E载置在凹状形成面710a上之后,称量玻璃成形品E,并将与玻璃成形品E的重量对应的电气信号传送至称量显示装置722。信号的传送路径可为有线,也可为无线。另外,称量装置710是电子天秤的一例。
称量显示装置群720含有4个称量显示装置722。称量显示装置722具有液晶显示装置723,并且具备CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)(均未图示)等。该称量显示装置722根据从称量装置710传送而来的电气信号,计算玻璃成形品E的重量,判断该玻璃成形品E的重量是否在特定的标准范围内。即,称量显示装置722作为合格与否的判断(判定)机构而起作用,其判断(判定)由称量装置710所称量的结果是否在特定的标准范围内。
真空管712是将其末端部712a设置在称量装置710附近的金属制柱状体,该柱状体的剖面为矩形,但其材质除金属之外,也可为例如塑胶等。
真空泵713经由未图示的不良品回收部而与真空管712连通。在对真空泵713供给电源后,使真空管712成为真空状态,吸引载置在凹状形成面710a上的玻璃成形品E,从而将玻璃成形品E回收至不良品回收部。即,在称量显示装置722判断玻璃成形品E的重量不在特定的标准范围内时,使真空泵713动作,吸引玻璃成形品E并向外部排出。另外,真空管712及真空泵713是外部排出机构的一例。
以上玻璃成形品制造装置10通过下述方式来制造玻璃成形品E。
在制造玻璃成形品E时,首先,将玻璃屑等玻璃原料从投入部126投入至熔解炉120内。通过通电而使发热体116发热,由此向熔解炉120传热,从而对熔解炉120及熔解炉120内部的玻璃屑加热。当玻璃屑的温度到达融点时,玻璃屑开始熔解,成为不均匀的熔融玻璃。
在玻璃屑熔解而成为不均匀的熔融玻璃后,在熔解炉120内***搅拌器具140,进行对流搅拌。对流搅拌时,使旋转轴142旋转,从而螺桨翼144旋转,除去熔融玻璃液中的气泡(脱泡)。
使熔融玻璃产生对流后,滞留在部分熔融玻璃中的成分由于对流搅拌而扩散至全体熔融玻璃中,结果可获得均匀的熔融玻璃。
但是,利用对流搅拌所获得的均匀的熔融玻璃无法长时间保持均匀的状态。具体而言,在口径较小的玻璃成形品E的制造过程中,每单位时间的玻璃消耗量较少,因此熔融玻璃长时间置于熔解的状态。其结果为,由于熔融玻璃的组成物的比重不同,部分熔融玻璃的成分产生部分分离,或者由于部分熔融玻璃的成分挥发,使得熔融玻璃表面附近的熔融玻璃的组成不均匀,从而产生条纹。
将含有条纹的熔融玻璃的一部分送至切断搅拌室124。通过在对流搅拌室122与切断搅拌室124的边界设置障壁(未图示),可防止含有条纹的熔融玻璃大量地流入切断搅拌室124。送至切断搅拌室124的熔融玻璃通过切断搅拌而受到搅拌。
引导路径200是通过引导路径控制装置而受到温度控制,使得引导路径200的温度顺着熔融玻璃的流动方向而变低。
具体而言,在直接加热时,引导路径控制装置通过调节施加至第1簧片板251及第2簧片板252的电压,来控制第1簧片板251与第2簧片板252之间的直线下降管210的温度。引导路径控制装置通过调节施加至第2簧片板252及第3簧片板253的电压,来控制第2簧片板252与第3簧片板253之间的直线下降管210的温度。引导路径控制装置通过调节施加至第3簧片板253及第4簧片板254的电压,来控制第3簧片板253与第4簧片板254之间的转向管220的温度。引导路径控制装置通过调节施加至第4簧片板254及孔口簧片板255的电压,来控制第4簧片板254与孔口簧片板255之间的流下管230的温度。在间接加热时,除此之外,通过设置在引导路径附近的气体燃烧器等温度调节器而受到温度调节。
接着,在切断搅拌室124内经切断搅拌而均匀的熔融玻璃,维持其状态,直接通过引导路径200而被送至玻璃成形装置400。
旋转轴425以固定的速度间歇地旋转。通过旋转轴425的旋转,使得支承有旋转轴425的旋转台422旋转。
配置在旋转台422上的成形模具430通过旋转台422的旋转,而向流下管230的正下方移动。
如图10所示,当熔融玻璃从流下管230滴下至成形模具430时,如图11所示,由于从成形模具430所喷出的气体的压力,使得成形模具430与熔融玻璃C保持为非接触状态,以此来成形熔融玻璃C。
当流下管230中熔融玻璃滴下至成形模具430时,未图示的感测器检测熔融玻璃C后使旋转台422旋转,容纳有熔融玻璃C的成形模具430随着旋转台422的旋转而移动。随着旋转台422的旋转,成形模具430从流下管230的正下方朝向第1移载装置500的正下方移动。此期间使熔融玻璃成形为曲面体,经冷却而形成玻璃成形品E。
具体而言,容纳在凹状成形面430a的熔融玻璃逐渐冷却、固化而成为玻璃成形品E(也称为玻璃坯、玻璃块、玻璃预成型件),并且由于从细孔喷出的气体,使得该熔融玻璃浮游在与凹状成形面430a非接触状态的位置处而成形。
而且,当在成形过程中温度急剧下降时,会造成玻璃成型品E的破碎、缺损等不利情况。在所述情况下,优选的是,在任意部位配置加热装置,利用该加热装置来加热成形模具,使之达到特定的温度。从而不会引起成形模具的温度急剧下降,结果会降低玻璃成形品的不良率。
接着,所形成的玻璃成形品E由第1移载装置500而回收。
第1移载装置500具备吸附手柄503a、503b、503c、及503d,该第1移载装置500吸附成形模具内的玻璃成形品,并且以旋转轴为中心而旋转,由此将玻璃成形品移载至搬送装置800。
在第1移载装置500回收了玻璃成形品E后,变空的成形模具430也可随着旋转台422的旋转,再次移动至燃烧器450的火焰照射位置,并利用燃烧器450而加热。
通过燃烧器450加热容纳有熔融玻璃的成形模具430,使得熔融玻璃C与成形模具430的温度差减少,并且熔融玻璃C并未急剧冷却,因此可防止熔融玻璃C的体积急剧变化,从而可防止熔融玻璃C急剧冷却后的玻璃中产生龟裂。
而且,由于使气体从成形模具430喷出,使得成形模具430与熔融玻璃C保持为非接触状态,一边使熔融玻璃C旋转,一边进行冷却,因此,成形模具430与熔融玻璃C并未接触,从而可获得在熔融玻璃C冷却后的玻璃表面无接触痕迹的玻璃成形品E。
在玻璃成形装置400中,在生产玻璃成形品E期间,为了冷却旋转轴425以防止旋转轴425烧焦,也可设置冷却装置423。
并且,只要具有该冷却装置423,则即便通过燃烧器450加热成形模具430而使旋转轴425间接地受热,也可使旋转台422的移动保持平滑。
接着,就重量选别装置700的动作进行说明。
将利用第1移载装置500从成形模具430所移送的玻璃成形品E,在带式输送机860的输送带864上的移送位置864a处载置在托板862上。当托板862上载置有4个玻璃成形品E后,带式输送机860使未图示的马达驱动,从而使输送带864移动特定时间(特定距离),由此将托板862搬送至移送位置864b。
将托板862搬送至移送位置864b后,顶板684平行移动,使得4个吸引管692的末端部位于托板862的凹状形成面862a的上方。
接着,利用吸引管692吸附保持玻璃成形品E后,顶板684平行移动,使得吸引管692位于称量装置710的上方。吸引管692排出玻璃成形品E,并且玻璃成形品E分别载置在称量装置710的凹状形成面710a上。
称量装置710称量载置在凹状形成面710a上的玻璃成形品E。称量装置710将与玻璃成形品E的重量对应的电气信号传送至称量显示装置722。根据该电气信号来计算玻璃成形品E之重量的称量显示装置722,判断载置在凹状形成面710a上的玻璃成形品E的重量是否在特定的标准范围内。将标准范围之外的玻璃成形品排出。
真空泵713动作后,吸引管692产生升降,使未排出的玻璃成形品E,即,标准范围内的玻璃成形品E返回至托板862。
搬送装置800从所搬送的托板862上回收玻璃成形品E后,将玻璃成形品移送至后续步骤。
图12表示本发明的实施形态(实施例1及2)中设置在引导路径内的多个温度测定点各自的温度与熔融玻璃的流动距离间的关系。
图13表示与本发明的规定相反的实施形态(比较例1及2)中设置在引导路径内的多个温度测定点各自的温度与熔融玻璃的流动距离间的关系。
在实施例1、2及比较例1、2中,玻璃熔融槽的温度均为1200℃,引导路径末端的温度相同,为930℃。而且,在任一例中,均使用铂管作为引导路径,在铂管中顺着熔融玻璃的流动方向设置有从No.1至No.7的温度测定器。No.1位于熔融槽出口的紧后侧,No.7在管末端、位于与孔口的接合部附近。通过直接加热及/或间接加热来控制管的加热,由此得出图12及图13的温度曲线。
在图12的实施例1中,引导路径的温度随着熔融玻璃流的流动方向而单调降低,且其梯度也逐渐和缓。所述温度控制是本发明理想的实施形态。而且,实施例2中,No.6中引导路径的温度仅上升少许。利用实施例1及2的形态所制造的玻璃中,未产生气泡、条纹、失透等任一现象,因而适于光学元件的成形。
另一方面,在图13中,比较例1中引导路径的温度梯度逐渐变大。如上所述若长时间于高温下流动在所述引导路径内,则所获得的玻璃中会混入大量气泡。而且,比较例2是过度降低引导路径的温度后使其急剧上升的情况,此时,所获得的玻璃中会产生大量失透,从而无法用作光学玻璃。
而且,本发明并非限定于所述实施形态,在可达成本发明的目的之范围内的变形、改良等包含在本发明内。

Claims (20)

1.一种玻璃成形品制造装置,其特征在于,具备:
熔解装置,具有使原料熔融而形成熔融玻璃的熔融槽、及连接于所述熔融槽且使所述熔融玻璃从所述熔融槽中流出的引导路径;
流下装置,使经由所述引导路径而流出的熔融玻璃流下;
玻璃成形装置,具有使所述流下的熔融玻璃成形的多个成形模具;以及
引导路径控制装置,对所述引导路径进行温度控制,使得所述引导路径的温度顺着所述熔融玻璃的流动方向而变低,
所述引导路径控制装置对所述引导路径进行温度控制,使得负温度梯度的绝对值随着熔融玻璃在流动方向上行进而变小。
2.根据权利要求1所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,所述引导路径控制装置具备:
温度调节器,安装在所述引导路径中;
多个温度测定器,测定所述引导路径的温度;以及
温度控制机构,控制所述温度调节器的加热能力;
所述多个温度测定器的每一个向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,
所述温度控制机构根据所述温度信息来控制所述温度调节器,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,
所述温度调节器根据所述温度控制机构的控制,对所述引导路径进行加热。
3.根据权利要求1或2之玻璃成形品制造装置,其特征在于,所述引导路径控制装置具备:
多个温度调节器,以相互隔开的方式安装在所述引导路径中;
多个温度测定器,分别设置在相邻的温度调节器之间,用于测定所述引导路径的温度;
电源装置,向所述温度调节器输出电流;以及
电源控制机构,控制从所述电源装置输出的电流;
所述多个温度测定器的每一个向所述电源控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,
所述电源控制机构根据所述温度信息,控制从所述电源装置输出的电流的强度,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,
所述电源装置根据所述电源控制机构的控制,向所述多个温度调节器的每一个输出特定强度的电流,
所述多个温度调节器的每一个利用从所述电源装置输出的特定强度的电流,对所述引导路径进行加热。
4.根据权利要求1或2所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,所述引导路径控制装置具备:
温度调节器,以与所述引导路径相邻的方式安装;
多个温度测定器,测定所述引导路径的温度;
燃料等供给装置,对所述温度调节器供给燃料及空气;以及
温度控制机构,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料及空气量;
所述温度调节器通过向引导路径喷火焰流的方式,从外部加热引导路径,
所述多个温度测定器的每一个向温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,
所述温度控制机构根据所述温度信息,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料量及空气量,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,
所述燃料等供给装置根据所述温度控制机构的控制,对所述温度调节器供给特定量的燃料及空气,
所述多个温度调节器的每一个使从所述燃料等供给装置供给的燃料燃烧,从而加热所述引导路径。
5.根据权利要求1所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,具备搬送装置,搬送分别由所述多个成形模具而成形的玻璃成型品。
6.根据权利要求5所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,具备第1移载装置,将所述玻璃成形品从玻璃成形装置逐次移载至所述搬送装置。
7.根据权利要求5所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,具备:
重量选别装置,该重量选别装置具有对由所述搬送装置搬送的玻璃成形品的重量进行测定的重量测定装置、及根据所述重量测定装置的测定结果而选别所述玻璃成形品的选别装置;以及
第2移载装置,在所述搬送装置与所述重量选别装置之间移载所述玻璃成形品。
8.根据权利要求1所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,所述引导路径由铂或铂合金制的管而构成。
9.根据权利要求1所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,在所述多个成形模具之的每一个中,形成有承接所述熔融玻璃的特定承接面,
所述承接面由具有透气性的多孔材料构成,
在所述成形模具的每一个的内部,形成有特定的气体供给室,
该玻璃成形品制造装置更具备:与所述气体供给室连续形成的气体供给路径、以及与该气体供给路径连结且可对所述气体供给室供给气体的气体供给源。
10.根据权利要求2所述的玻璃成形品制造装置,其特征在于,所述引导路径控制装置对所述引导路径进行温度控制,使得由所述多个温度测定器分别测定的所有温度,均低于所述熔融槽的温度。
11.一种玻璃成形品的制造方法,其特征在于,包括:
熔解步骤,使由原料在熔融槽中熔融所获得的熔融玻璃经由引导路径而流出;
流下步骤,使所述流出的熔融玻璃流下;以及
成形步骤,使所述流下的熔融玻璃成形;
在所述熔解步骤中,所述引导路径受到引导路径控制装置的温度控制,使得其温度顺着熔融玻璃的流动方向而变低,对所述引导路径进行温度控制,使得负温度梯度的绝对值随着熔融玻璃在流动方向上行进而变小。
12.根据权利要求11所述的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,在所述熔解步骤中,通过用于测定所述引导路径温度的多个温度测定器,向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,
所述温度控制机构根据所述温度信息,控制安装在所述引导路径中的温度调节器,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,
所述温度调节器根据所述温度控制机构的控制,加热所述引导路径。
13.根据权利要求11或12所述的使用了玻璃成形品制造装置的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,所述引导路径控制装置具备:
多个温度调节器,以相互隔开的方式安装在所述引导路径中;
多个温度测定器,分别设置在相邻的温度调节器之间,测定所述引导路径的温度;
电源装置,向所述温度调节器输出电流;以及
电源控制机构,控制从所述电源装置输出的电流;
所述多个温度测定器向所述电源控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,
所述电源控制机构根据所述温度信息,控制从所述电源装置输出的电流的强度,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,
所述电源装置根据所述电源控制机构的控制,向所述多个温度调节器的每一个输出特定强度的电流,
所述多个温度调节器的每一个利用从所述电源装置输出的特定强度的电流来加热所述引导路径。
14.根据权利要求11或12所述的使用了玻璃成形品制造装置的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,所述引导路径控制装置具备:
温度调节器,以与所述引导路径相邻的方式安装;
多个温度测定器,测定所述引导路径的温度;
燃料等供给装置,向所述温度调节器供给燃料及空气;以及
温度控制机构,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料及空气量;
所述多个温度测定器向所述温度控制机构输出与所述引导路径的温度相关的温度信息,
所述温度控制机构根据所述温度信息,控制从所述燃料等供给装置供给的燃料量及空气量,使得所述引导路径的温度顺着所述流动方向而变低,
所述燃料等供给装置根据所述温度控制机构的控制,向所述温度调节器供给特定量的燃料及空气,
所述多个温度调节器的每一个使从所述燃料等供给装置供给的燃料燃烧,从而加热所述引导路径。
15.根据权利要求11所述的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,更包括搬送步骤,利用所述搬送装置来搬送由所述成形步骤而成形的玻璃成形品。
16.根据权利要求11所述的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,更包括第1移载步骤,利用所述第1移载装置将所述玻璃成形品逐次移载至所述搬送装置。
17.根据权利要求11所述的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,所述熔解步骤的所述引导路径由铂或铂合金制的管而构成,
在所述成形步骤的所述多个成形模具的每一个中,形成有承接所述熔融玻璃的特定承接面,
所述承接面由具有透气性的多孔材料构成,
在所述多个成形模具的每一个的内部,形成有特定的气体供给室,
进一步,连续与所述气体供给室形成有气体供给路径,在该气体供给路径中连结有可向所述气体供给室供给气体的气体供给源,
从所述气体供给源供给至所述气体供给室的气体,从所述气体供给室向所述承接面侧通气,
所述熔融玻璃通过在所述承接面侧通气的气体,在与该承接面为非接触的状态下成形。
18.根据权利要求11所述的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,更包括:
重量选别步骤,利用所述重量选别装置来测定并选别所述搬送步骤中的玻璃成形品的重量;以及
第2移载步骤,利用所述第2移载装置,在所述搬送步骤的所述搬送装置与所述重量选别步骤的所述重量选别装置之间,移载所述玻璃成形品。
19.根据权利要求12所述的玻璃成形品的制造方法,其特征在于,所述引导路径控制装置对所述引导路径进行温度控制,使得分别由所述多个温度测定器而测定的所有温度,均低于所述熔融槽的温度。
20.一种光学元件的制造方法,其特征在于,包括:
制造利用权利要求11的玻璃成形品的制造方法所制造的玻璃成形品的步骤;以及
精密压制步骤,将所述玻璃成形品进行精密压制成形。
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