JP2016003170A - Method for producing glass molding - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、一般的には、ガラス成形体の製造方法に関し、より特定的には、ダイレクトプレス法を利用したガラス成形体の製造方法に関する。 The present invention relates generally to a method for manufacturing a glass molded body, and more specifically to a method for manufacturing a glass molded body using a direct press method.
従来のガラス成形体の製造方法に関して、たとえば、特開２００８−２３９４２３号公報には、上型の成形面の転写による光学面が凸面である光学素子を製造する場合であっても、エアー溜まりの発生を防止し、高精度な光学面を有する光学素子を効率よく製造することを目的とした、光学素子の製造方法が開示されている（特許文献１）。 Regarding a conventional method for producing a glass molded body, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-239423 discloses that even when an optical element having a convex optical surface is produced by transfer of a molding surface of an upper mold, An optical element manufacturing method for the purpose of efficiently generating an optical element having a high-precision optical surface while preventing generation is disclosed (Patent Document 1).
特許文献１に開示された光学素子の製造方法は、下型の受け面に溶融ガラスを供給する工程と、中央部の曲率半径が、上型の成形面の中央部の曲率半径よりも小さい凹面を有する変形用金型によって、溶融ガラスの上面を所定の凸形状に変形させる工程と、上型と下型とで溶融ガラスを加圧成形する工程とを有する。下型と上型とで溶融ガラスを加圧成形する工程時、溶融ガラスの上面に上型の成形面を転写することにより、光学面を形成する。
The method of manufacturing an optical element disclosed in
また、特開２００８−２３０８６３号公報には、上型の成形面の転写による光学面が凸面である光学素子を製造する場合であっても、エアー溜まりの発生を防止し、高精度な光学面を有する光学素子を効率よく製造することを目的とした、光学素子の製造方法が開示されている（特許文献２）。 Japanese Patent Laid-Open No. 2008-230863 discloses a high-precision optical surface that prevents the occurrence of air accumulation even in the case of manufacturing an optical element having a convex optical surface by transfer of the molding surface of the upper mold. A method of manufacturing an optical element for the purpose of efficiently manufacturing an optical element having an optical element is disclosed (Patent Document 2).
特許文献２に開示された光学素子の製造方法は、側壁が組み合わされた下型上に溶融ガラスを供給する工程と、側壁を下型上から退避させる工程と、下型と上型とで溶融ガラスを加圧成形する工程とを有する。下型上に溶融ガラスを供給する工程時、側壁により、溶融ガラスの上面中央部の曲率半径が上型の成形面の中央部の曲率半径よりも小さくなるように、下型上の溶融ガラスを規制する。下型と上型とで溶融ガラスを加圧成形する工程時、溶融ガラスの上面中央部に上型の成形面を転写することにより、光学面を形成する。 The method of manufacturing an optical element disclosed in Patent Document 2 includes a step of supplying molten glass onto a lower mold combined with side walls, a step of retracting the side walls from the lower mold, and a lower mold and an upper mold. And pressing the glass. During the process of supplying the molten glass onto the lower mold, the molten glass on the lower mold is adjusted by the side wall so that the radius of curvature of the central portion of the upper surface of the molten glass is smaller than the radius of curvature of the central portion of the molding surface of the upper mold. regulate. In the step of pressure-molding the molten glass with the lower mold and the upper mold, the optical surface is formed by transferring the molding surface of the upper mold to the center of the upper surface of the molten glass.
また、特開２００４−１０７０９８号公報には、高い生産性のもとに反りが修正され、高い平坦性を得ることを目的とした、ガラスブランクの製造方法が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示されたガラスブランクの製造方法においては、プレス成形型よりガラスブランクを取り出した後、ガラスブランクの温度がガラスの屈伏点以下、かつ歪点を超える温度であるときに、ガラスブランクの主表面に圧力を加えて反りを修正する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-107098 discloses a method for manufacturing a glass blank, which is intended to obtain a high flatness by correcting warpage under high productivity (Patent Document 3). . In the method for producing a glass blank disclosed in Patent Document 3, after the glass blank is taken out from the press mold, the glass blank is at a temperature below the yield point of the glass and above the strain point. Correct the warp by applying pressure to the main surface.
また、特開２００１−９７７２５号公報には、平坦性のよい肉薄板状ガラスを高い量産性で生産することを目的とした、板状ガラスの製造方法が開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示された板状ガラスの製造方法は、下型および上型によりプレス成形し、ガラス内部がガラス転移点よりも高い温度状態にあるときにプレス成形を終了する工程と、プレス成形により成形された肉薄板状ガラスの反りを修正し、ガラス内部がガラス転移点よりも高い温度状態にあるときに、反りの修正を終了する工程とを有する。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-97725 discloses a method for producing a sheet glass for the purpose of producing a thin flat glass with good flatness with high mass productivity (Patent Document 4). The method for producing a sheet glass disclosed in Patent Document 4 includes a step of press-molding with a lower mold and an upper mold, and ending press molding when the inside of the glass is at a temperature higher than the glass transition point, and press molding And correcting the warp of the thin sheet glass formed by the step of ending the correction of the warp when the glass interior is at a temperature higher than the glass transition point.
スマートフォンやタブレット端末に代表されるディスプレイ装置に具備されるカバーガラスが広く普及している。このようなカバーガラスが一例として挙げられるガラス成形体の製造に、金型により溶融したガラス素材（溶融ガラス）を加圧成形するダイレクトプレス法が利用されている。上記の特許文献１に開示された光学素子の製造方法は、このダイレクトプレス法を利用したものであり、変形用金型により、下型上の溶融ガラスの上面を凸形状に変形させる工程と、上型および下型により溶融ガラスを加圧成形する工程との２段のプレス工程を有する。
Cover glasses provided in display devices typified by smartphones and tablet terminals are widely used. A direct press method in which a glass material (molten glass) melted by a mold is pressure-molded is used for manufacturing a glass molded body in which such a cover glass is an example. The manufacturing method of the optical element disclosed in the above-mentioned
しかしながら、特許文献１に開示された光学素子の製造方法においては、１段目のプレス工程時、変形用金型が溶融ガラスの表面に接触すると、変形用金型の表面の意図しない凹凸形状が溶融ガラスの表面に転写されるとともに、溶融ガラスの表面温度が急激に低下する。そして、２段目のプレス工程時、溶融ガラスの表面に凹凸形状が残留したまま、上型が表面温度が低下した溶融ガラスと接触しながら溶融ガラスを押し広げることになる。この場合、溶融ガラスに対する上型の転写性を十分に得ることができず、ガラス成形体の表面にエア溜まりが発生し易くなる。
However, in the method of manufacturing an optical element disclosed in
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、良好な外観のガラス成形体が得られるガラス成形体の製造方法を提供することである。 Then, the objective of this invention is to solve said subject and to provide the manufacturing method of the glass forming body from which the glass forming body of a favorable external appearance is obtained.
この発明に従ったガラス成形体の製造方法は、第１金型上に、溶融ガラスを供給する工程と、第１金型に対向して配置される第２金型により、第１金型上の溶融ガラスの表面形状を変形させる工程と、第２金型を、第１金型上の溶融ガラスから離す工程と、第２金型が溶融ガラスから離れた後、第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度Ｔが、第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度よりも大きくなるまで、待機する工程と、第１金型に対向して配置される第３金型により、第１金型上の溶融ガラスを加圧成形する工程とを備える。待機する工程の後であって、第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度が、溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００［℃］以上である時に、溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する。 The method for producing a glass molded body according to the present invention includes a step of supplying molten glass on a first mold, and a second mold disposed opposite to the first mold, on the first mold. Deforming the surface shape of the molten glass, separating the second mold from the molten glass on the first mold, and contacting the second mold after the second mold is separated from the molten glass. A step of waiting until the surface temperature T of the molten glass at the center of the region becomes higher than the surface temperature of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass, and is disposed opposite the first mold. And a step of pressure-molding the molten glass on the first mold by the third mold. After the standby step, when the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold is equal to or higher than the glass transition temperature Tg + 200 [° C.] of the molten glass, the molten glass is pressure-molded. Start the process.
なお、本発明においては、第２金型が溶融ガラスから離れた直後とは、第２金型が溶融ガラスから離れた時から０．２［ｓ］後のタイミングをいう。また、本発明では、第３金型が溶融ガラスと最初に接触するタイミングを、溶融ガラスを加圧成形する工程の開始時とする。 In the present invention, “immediately after the second mold is separated from the molten glass” means a timing 0.2 [s] after the second mold is separated from the molten glass. Moreover, in this invention, the timing which a 3rd metal mold | die first contacts with molten glass is made into the time of the start of the process which press-molds molten glass.
このように構成されたガラス成形体の製造方法によれば、第２金型が溶融ガラスから離れた後、第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度が、第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度よりも大きくなるまで、待機することによって、第２金型の表面の凹凸が転写された溶融ガラスの表面形状を緩和する。そのあと、その表面形状が緩和された溶融ガラスを、第３金型により加圧成形することによって、良好な外観のガラス成形体を得ることができる。 According to the method for manufacturing a glass molded body configured as described above, after the second mold is separated from the molten glass, the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold is the second mold. By waiting until the mold becomes higher than the surface temperature of the molten glass immediately after leaving the molten glass, the surface shape of the molten glass to which the irregularities on the surface of the second mold are transferred is relaxed. Thereafter, a glass molded article having a good appearance can be obtained by pressure-molding the molten glass whose surface shape is relaxed with a third mold.
また好ましくは、第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度は、第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度Ｔａを超えて、ピーク値ＴＭＡＸまで上昇した後、徐々に低下する。第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度が、ピーク値ＴＭＡＸから低下して、第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度Ｔａと再び同じになるまでに、溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する。 Preferably, the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold exceeds the surface temperature Ta of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass, and reaches a peak value T MAX. After rising, it gradually decreases. The surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold is reduced from the peak value T MAX so that it is the same as the surface temperature Ta of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass. By the time, the process of pressure forming the molten glass is started.
このように構成されたガラス成形体の製造方法によれば、溶融ガラスを加圧成形する工程時の溶融ガラスの流動性を確保して、隅部形状に優れたガラス成形体を得ることができる。 According to the method for producing a glass molded body configured in this manner, it is possible to secure the fluidity of the molten glass during the step of pressure-molding the molten glass and obtain a glass molded body having an excellent corner shape. .
また好ましくは、第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度は、第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度を超えて、ピーク値ＴＭＡＸまで上昇した後、徐々に低下する。第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度Ｔが、ＴＭＡＸ−５℃≦Ｔ≦ＴＭＡＸの関係を満たす時に、溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する。 Preferably, the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold rises to the peak value T MAX exceeding the surface temperature of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass. Then gradually decline. When the surface temperature T of the molten glass at the center of the contact area with the second mold satisfies the relationship of T MAX −5 ° C. ≦ T ≦ T MAX , the step of pressure forming the molten glass is started.
このように構成されたガラス成形体の製造方法によれば、溶融ガラスを加圧成形する工程時の溶融ガラスの流動性を確保して、隅部形状に優れたガラス成形体を得ることができる。 According to the method for producing a glass molded body configured in this manner, it is possible to secure the fluidity of the molten glass during the step of pressure-molding the molten glass and obtain a glass molded body having an excellent corner shape. .
また好ましくは、溶融ガラスの表面形状を変形させる工程時の第２金型および溶融ガラスの接触面積は、溶融ガラスを加圧成形する工程時の第３金型および溶融ガラスの接触面積よりも小さい。 Preferably, the contact area between the second mold and the molten glass at the step of deforming the surface shape of the molten glass is smaller than the contact area between the third mold and the molten glass at the step of pressure molding the molten glass. .
このように構成されたガラス成形体の製造方法によれば、第１金型上の溶融ガラスの表面形状を変形させる工程時、第２金型との接触によって溶融ガラスの温度が著しく低下することを抑制できる。 According to the method for producing a glass molded body configured as described above, the temperature of the molten glass is significantly lowered by the contact with the second mold during the step of deforming the surface shape of the molten glass on the first mold. Can be suppressed.
また好ましくは、ガラス成形体の製造方法は、溶融ガラスを加圧成形する工程の後、第１金型からガラス成形体を離型する工程と、第１金型から離型されたガラス成形体の第１金型側の表面を研磨する工程とをさらに備える。 Preferably, the method for producing a glass molded body includes a step of releasing the glass molded body from the first mold after the step of pressure-molding the molten glass, and a glass molded body released from the first mold. And polishing the surface of the first mold side.
このように構成されたガラス成形体の製造方法によれば、ガラス成形体の両面が、本発明における加圧成形による成形面と、研磨による研磨面とから構成されるため、良好な外観のガラス成形体を得ることができる。 According to the method for producing a glass molded body configured as described above, since both surfaces of the glass molded body are composed of the molding surface by pressure molding in the present invention and the polished surface by polishing, glass having a good appearance A molded body can be obtained.
また好ましくは、溶融ガラスを加圧成形する工程により得られるガラス成形体は、非円形の平面視を有する。 Preferably, the glass molded body obtained by the pressure molding of the molten glass has a non-circular plan view.
なお、本発明において「非円形」とは、中心から外縁までの距離が一定である円形以外の形状を意味する。 In the present invention, “non-circular” means a shape other than a circle having a constant distance from the center to the outer edge.
このように構成されたガラス成形体の製造方法によれば、非円形の平面視を有するガラス成形体の製造において、上述のいずれかに記載の効果を奏することができる。 According to the manufacturing method of the glass molded body comprised in this way, in the manufacture of the glass molded body which has a non-circular planar view, the effect in any one of the above-mentioned can be show | played.
以上に説明したように、この発明に従えば、良好な外観のガラス成形体が得られるガラス成形体の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for producing a glass molded body from which a glass molded body having a good appearance can be obtained.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
（実施の形態）
図１は、ガラス成形体の製造装置を示す概略構成図である。本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法は、図１中のガラス成形体の製造装置１０を用いて好適に実行することができる。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a glass molded body manufacturing apparatus. The manufacturing method of the glass forming body in this Embodiment can be suitably performed using the
図１を参照して、まず、ガラス成形体の製造装置１０の構造について説明する。ガラス成形体の製造装置１０は、金型により溶融したガラス素材（溶融ガラス）を加圧成形してガラス成形体を得る、いわゆるダイレクトプレス法に基づくものである。ガラス成形体の製造装置１０は、複数のガラス成形体を順次製造するものである。
With reference to FIG. 1, the structure of the
ガラス成形体の製造装置１０は、素材供給部１２０（滴下ポジションＰ１）と、加圧成形部１３０（粗型プレスポジションＰ２および本プレスポジションＰ３）と、離型部１６０（離型ポジションＰ４）とが組み合わさって構成されている。
The glass molded
素材供給部１２０は、ガラス素材を溶融させて、後に続く加圧成形部１３０に溶融ガラスを供給する。素材供給部１２０は、溶融炉槽１８１と、ノズル部１８２と、流出管１８３と、切断部１４０とを有する。
The
溶融炉槽１８１は、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを貯留する。ノズル部１８２は、溶融炉槽１８１において貯留された溶融ガラスを流出管１８３に導入する。流出管１８３は、その下端に流出口を有しており、その流出口から鉛直下方に向けて連続的に溶融ガラス流を流出させる。
The
切断部１４０は、流出管１８３から流出する溶融ガラス流を切断して、適切な量の溶融ガラスを後述する下型２１に滴下する。切断部１４０は、切断機構としてのカッター１４２と、カッター駆動機構１４３とを有する。
The
カッター１４２は、流出管１８３から流出する溶融ガラス流を切断するカッティング部材として設けられている。本実施の形態では、カッター１４２が、一対の平面形状の剪断刃によって構成され、これら一対の剪断刃が流出管１８３の下方において突き合わされることによって溶融ガラス流を切断する。
The
カッター駆動機構１４３は、カッター１４２を図１中の矢印ＤＲ１に示す方向に駆動する。カッター駆動機構１４３としては、カッター１４２を切断動作させることが可能な駆動機構であれば特に限定されないが、たとえば、エアシリンダ、サーボモータ、油圧シリンダ、リニアモータ、ステッピングモータ等が利用される。
The
加圧成形部１３０は、素材供給部１２０により供給された溶融ガラスを金型３０を用いて加圧成形する。加圧成形部１３０は、粗型プレス部１３０Ｐ（粗型プレスポジションＰ２）と、本プレス部１３０Ｑ（本プレスポジションＰ３）とから構成されている。
The
加圧成形部１３０は、下型２１、粗型プレス用上型３１および本プレス用上型４１と、下型駆動機構１３２、上型駆動機構１３１および上型駆動機構１４１とを有する。
The
粗型プレス用上型３１および下型２１は、粗型プレス部１３０Ｐにおいて溶融ガラスを加圧成形する金型３０を構成し、本プレス用上型４１および下型２１は、本プレス部１３０Ｑにおいて溶融ガラスを加圧成形する金型３０を構成する。下型２１は、滴下ポジションＰ１において、素材供給部１２０から滴下された溶融ガラスを受け止める。粗型プレス用上型３１は、粗型プレスポジションＰ２において、下型２１と対向して配置される。本プレス用上型４１は、本プレスポジションＰ３において、下型２１と対向して配置される。
The upper die 31 for rough press and the
金型３０を形成する材料としては、耐熱合金（ステンレス合金等）、炭化タングステンを主成分とする超鋼材料、各種セラミックス（炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム等）、カーボンを含む複合材料等、ガラス成形品を製造するための金型として公知の材料の中から適宜選択して用いられる。下型２１、粗型プレス用上型３１および本プレス用上型４１は、同一の材料にて構成されてもよいし、それぞれ別の材料にて構成されてもよい。
Examples of the material for forming the
金型３０の表面は、耐久性の向上や、溶融したガラス素材との融着の防止を図る観点から、所定の被覆層にて覆われていることが好ましい。被覆層の材料は、特に制限されるものではないが、たとえば、種々の金属（クロム、アルミニウム、チタン等）、窒化物（窒化クロム、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化硼素等）、酸化物（酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化チタン等）等が用いられる。被覆層の成膜方法も、特に制限されないが、たとえば、真空蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等が利用される。
The surface of the
金型３０は、図示しない加熱手段によって所定温度に加熱できるように構成されている。加熱手段としては、公知の加熱手段が適宜選択して用いられ、たとえば、被加熱部材の内部に埋め込んで使用するカートリッジヒータや、被加熱部材の外側に接触させて使用するシート状のヒータ、赤外線加熱装置、高周波誘導加熱装置等が用いられる。
The
下型駆動機構１３２は、図１中の矢印ＤＲ２に示す方向（水平方向）に下型２１を移動させる。これにより、下型２１は、溶融ガラスを下型２１に滴下する位置（滴下ポジションＰ１）と、溶融ガラスを粗型プレスするために粗型プレス用上型３１と対向する位置（粗型プレスポジションＰ２）と、溶融ガラスを本プレスするために本プレス用上型４１と対向する位置（本プレスポジションＰ３）と、金型からガラス成形体を取り出すための位置（離型ポジションＰ４）との間で移動する。
The lower
なお、下型２１の移動方向は、旋回方向であってもよいし、直動方向であってもよい。
下型駆動機構１３２としては、下型２１を移動させることが可能な駆動機構であれば特に限定されないが、たとえば、サーボモータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ、ステッピングモータ、またはこれらの組み合わせが利用される。たとえば、下型駆動機構１３２は、下型２１を旋回させるためのターンテーブルと、ターンテーブルを回転駆動させるモータとによって構成されている。
The moving direction of the
The lower
上型駆動機構１３１は、図１中の矢印ＤＲ３に示す方向（鉛直方向）に粗型プレス用上型３１を移動させる。これにより、粗型プレス用上型３１は、鉛直上側の位置と鉛直下側の位置との間を往復移動することになり、粗型プレス用上型３１と下型２１とが接近および離間する。上型駆動機構１４１は、図１中の矢印ＤＲ４に示す方向（鉛直方向）に本プレス用上型４１を移動させる。これにより、本プレス用上型４１は、鉛直上側の位置と鉛直下側の位置との間を往復移動することになり、本プレス用上型４１と下型２１とが接近および離間する。
The upper
上型駆動機構１３１および上型駆動機構１４１としては、粗型プレス用上型３１および本プレス用上型４１を移動させることが可能な駆動機構であれば特に限定されないが、たとえば、サーボモータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、リニアモータ、ステッピングモータ、またはこれらの組み合わせが利用される。
The upper
離型部１６０は、加圧成形部１３０により得られたガラス成形体を金型３０（下型２１）から取り出す。離型部１６０は、吸着装置１６１を有する。吸着装置１６１は、離型ポジションＰ４に位置決めされた下型２１と対向するように設けられている。吸着装置１６１としては、たとえば、真空吸着を利用した公知の手段が利用される。
The
ガラス成形体の製造装置１０は、制御部１８０を有する。制御部１８０は、カッター駆動機構１４３、下型駆動機構１３２、上型駆動機構１３１、上型駆動機構１４１および吸着装置１６１など、ガラス成形体の製造装置１０の各種機構の動作を制御する。制御部１８０は、カッター１４２による溶融ガラスの切断のタイミング、下型２１の移動のタイミング、粗型プレス用上型３１および本プレス用上型４１の移動のタイミング、吸着装置１６１の動作のタイミング等、ガラス成形品の製造に係る一連のシーケンスを制御する。特に本実施の形態では、制御部１８０は、粗型プレス工程のあと本プレス工程が適当なタイミングで開始されるように、下型２１の移動のタイミングや、粗型プレス用上型３１および本プレス用上型４１の移動のタイミングを制御する。
The glass molded
続いて、本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法について説明する。本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法は、いわゆるダイレクトプレス法に基づくものである。本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法は、後述する一連の工程が繰り返されることにより、複数のガラス成形体を順次製造するものである。 Then, the manufacturing method of the glass forming body in this Embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the glass molded object in this Embodiment is based on what is called a direct press method. The manufacturing method of the glass molded object in this Embodiment manufactures a several glass molded object sequentially by repeating the series of processes mentioned later.
本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法により製造されるガラス成形体は、非円形の平面視を有してもよい。非円形の形状としては、たとえば、矩形、台形、多角形、楕円、トラック形状（２つの半円を２本の直線で繋ぎ合せた形状）がある。 The glass molded body manufactured by the method for manufacturing a glass molded body in the present embodiment may have a non-circular plan view. Non-circular shapes include, for example, a rectangle, a trapezoid, a polygon, an ellipse, and a track shape (a shape in which two semicircles are connected by two straight lines).
上記ガラス成形体の一例として、スマートフォンに具備されるカバーガラスが挙げられる。カバーガラスは、代表的には、略矩形の平面視を有する平板形状に形成されている。カバーガラスは、略矩形の平面視に限られず、たとえば、矩形の角部が大きく面取りされた形状や多角形状の平面視を有してもよい。カバーガラスは、平板形状に限られず、たとえば、その外縁が全周に渡って一方の側に折り返されることによって、浅底の受け皿形状を有してもよい。 An example of the glass molded body is a cover glass provided in a smartphone. The cover glass is typically formed in a flat plate shape having a substantially rectangular plan view. The cover glass is not limited to a substantially rectangular plan view, and for example, the cover glass may have a shape in which a rectangular corner portion is chamfered or a polygonal plan view. The cover glass is not limited to a flat plate shape. For example, the cover glass may have a shallow saucer shape by folding the outer edge to one side over the entire circumference.
カバーガラスは、ガラス組成として、５０重量％以上７０重量％以下のＳｉＯ2と、５重量％以上１５重量％以下のＡｌ2Ｏ3と、０重量％以上５重量％以下のＢ2Ｏ3と、５重量％以上２０重量％以下のＮａ2Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＫ2Ｏと、０重量％以上１０重量％以下のＭｇＯと、０重量％以上１０重量％以下のＣａＯと、０重量％以上５重量％以下のＢａＯと、０重量％以上５重量％以下のＴｉＯ2と、０重量％以上１５重量％以下のＺｒＯ2とを含有してもよい。 The cover glass has a glass composition of 50% by weight to 70% by weight SiO 2 , 5% by weight to 15% by weight Al 2 O 3 , and 0% by weight to 5% by weight B 2 O 3 . 5 to 20% by weight Na 2 O, 0 to 10% by weight K 2 O, 0 to 10% by weight MgO, 0 to 10% by weight and CaO, and 0 wt% to 5 wt% of BaO, 0 and wt% to 5 wt% or less of TiO 2, it may be contained and ZrO 2 0 wt% to 15 wt% or less.
このような組成のガラスは、ガラス転移温度をＴｇとした場合に、加圧成形においてガラスに転写される形状に大きく影響を及ぼす（Ｔｇ−３０）［℃］以上（Ｔｇ＋１５０）［℃］以下の温度範囲において適切なガラス粘性を維持し、良好な転写性を確保した状態で面転写を完了させることができ、かつ、ガラスの熱収縮による割れを抑制することができる。 When the glass transition temperature is Tg, the glass having such a composition greatly affects the shape transferred to the glass in pressure molding (Tg-30) [° C.] or more and (Tg + 150) [° C.] or less. Surface transfer can be completed in a state where an appropriate glass viscosity is maintained in a temperature range and good transferability is ensured, and cracking due to thermal shrinkage of the glass can be suppressed.
ガラスの線膨張係数αは、１００［℃］以上３００［℃］以下の温度範囲において７０以上１１０［×１０-7／℃］以下であることが好ましい。たとえば、１００［℃］以上３００［℃］以下の範囲で９８［×１０-7／℃］の線膨張係数αを有するガラスを使用してもよい。また、ガラス粘性をη［ｄＰａ・ｓ］とすると、ｌｏｇη＝１１．０〜１４．５であることが好ましい。上記のような特性を持つガラスは、ダイレクトプレス法によるカバーガラスの成形に適している。 The linear expansion coefficient α of the glass is preferably 70 or more and 110 [× 10 −7 / ° C.] or less in a temperature range of 100 [° C.] or more and 300 [° C.] or less. For example, a glass having a linear expansion coefficient α of 98 [× 10 −7 / ° C.] in the range of 100 [° C.] to 300 [° C.] may be used. Further, when the glass viscosity is η [dPa · s], log η = 11.0 to 14.5 is preferable. Glass having the above characteristics is suitable for forming a cover glass by the direct press method.
図２は、この発明の実施の形態におけるガラス成形体の製造方法を示すフロー図である。図３から図１２は、この発明の実施の形態におけるガラス成形体の製造方法の工程を示す図である。以下、図１中のガラス成形体の製造装置１０を用いて、矩形の平面視を有するカバーガラスを製造する場合を想定する。
FIG. 2 is a flowchart showing a method for producing a glass molded body in the embodiment of the present invention. 3-12 is a figure which shows the process of the manufacturing method of the glass forming body in embodiment of this invention. Hereinafter, the case where the cover glass which has a rectangular planar view is manufactured using the
図１を参照して、本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法においては、金型３０が、予め、上述した加熱手段によって所定の温度に加熱されている。ここで、所定の温度とは、ガラス成形体に良好な転写面が形成できる温度を意味する。
Referring to FIG. 1, in the method for manufacturing a glass molded body in the present embodiment,
一般的に、金型３０の温度が低すぎると、ガラス成形体に高精度な転写面を形成することが困難になる。逆に、必要以上に金型３０の温度を高くしすぎることは、金型３０と溶融ガラスとの間で融着が発生し易くなったり、金型３０の寿命が短くなったりするおそれがあるため好ましくない。
Generally, if the temperature of the
たとえば、加圧成形するガラス材料のガラス転移温度Ｔｇ［℃］に対して、金型３０の温度を（Ｔｇ−１００）［℃］以上（Ｔｇ＋１００）［℃］以下の範囲に設定する。実際には、ガラス材料の種類、ガラス成形品の形状および大きさ、金型３０の形成材料、保護膜の種類等、種々の条件を考慮に入れて適正な温度を決定する。金型３０を構成する各型の加熱温度は、同一の温度であってもよいし、異なる温度であってもよい。
For example, the temperature of the
本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法においては、金型３０を所定の温度に加熱した後に、高温の状態にある溶融ガラスを金型３０を用いて加圧成形する。この場合、金型３０の温度を一定に保ったまま、後述する一連の工程を行なうことができる。さらに、金型３０の温度を一定に保ったまま、複数のガラス成形体を順次製造することもできる。したがって、１つのガラス成形体を製造する毎に金型３０の加熱と冷却とを繰り返す必要がないことから、極めて短時間で効率よく複数のガラス成形体を製造することができる。
In the method for manufacturing a glass molded body in the present embodiment, after the
ここで、金型３０の温度を一定に保つとは、金型３０を加熱するための温度制御における目標設定温度を一定に保つという意味である。したがって、後述する各工程の実施中において、溶融ガラスの接触等による金型３０の温度変動までをも防止しようとするものではなく、かかる温度の変動は許容できる。
Here, keeping the temperature of the
図２および図３を参照して、最初に、溶融炉槽１８１から溶融ガラスを流出させ、カッター１４２により切断する（Ｓ１０１）。溶融した状態で溶融炉槽１８１内に貯留されたガラス素材は、ノズル部１８２を経由して溶融炉槽１８１から流出し、自重により流出管１８３から、溶融ガラス流として液線状に落下する。流出管１８３から流出した溶融ガラス流をカッター１４２によって切断し、滴状の形状を有する溶融ガラスを得る。溶融ガラスは、下型２１に向けて落下する。
Referring to FIGS. 2 and 3, first, the molten glass is caused to flow out of
図２および図４を参照して、次に、溶融ガラスを下型２１に滴下する（Ｓ１０２）。予め、制御部１８０からの指令により下型駆動機構１３２を作動させ、下型２１を図１中の滴下ポジションＰ１に移動させておく。カッター１４２により切断されて落下する溶融ガラスは、下型２１上に受け止められ、受け止められた溶融ガラスは、下型２１の型面２１ａ上で濡れ広がる。
Referring to FIGS. 2 and 4, next, molten glass is dropped onto lower mold 21 (S102). The lower
図２、図５および図６を参照して、次に、粗型プレス工程を実施する（Ｓ１０３）。制御部１８０からの指令により下型駆動機構１３２を作動させ、下型２１を粗型プレスポジションＰ２に移動させる。これにより、下型２１を粗型プレス用上型３１と距離を設けて対向配置する。制御部１８０からの指令により上型駆動機構１３１を作動させ、粗型プレス用上型３１を下型２１へ向けて下降させる。溶融ガラスは、下型２１の型面２１ａおよび粗型プレス用上型３１の型面３１ａの間で押圧されながら加圧成形される。
Next, referring to FIGS. 2, 5 and 6, a rough die pressing step is performed (S103). The lower
粗型プレス工程は、下型２１に滴下された溶融ガラスの形状を後述する本プレスに適した形状に整えるものである。本実施の形態では、下型２１の型面２１ａが平面状に延在する形状を有する一方、粗型プレス用上型３１の型面３１ａには、溶融ガラスに本プレスに適した形状を与えるための凹部３２が形成されている。凹部３２は、矩形形状の開口面を形成し、下型２１から離れる方向に凸となる湾曲凹形状を有する。
In the rough mold pressing step, the shape of the molten glass dropped on the
好ましくは、ガラス転移温度Ｔｇに対して、粗型プレス用上型３１の温度を（Ｔｇ−４０）［℃］以上（Ｔｇ＋１０）［℃］以下に設定し、下型２１の温度を（Ｔｇ−２０）［℃］以上（Ｔｇ＋４０）［℃］以下に設定する。たとえば、Ｔｇが５７０［℃］である場合に、粗型プレス用上型３１の温度を５５０［℃］に設定し、下型２１の温度を５８０［℃］に設定する。
Preferably, the temperature of the
粗型プレス用上型３１は、その下降に伴って溶融ガラスの上面に接触する。粗型プレス用上型３１と接触する溶融ガラスの領域を、接触領域５６という。本実施の形態では、接触領域５６が楕円形状の平面視を有し、接触領域５６の中心部５７は、その楕円形状の中心となる。接触領域５６の中心部５７は、下型２１の型面２１ａからの高さが最も大きくなる溶融ガラスの最頂部である。
The upper die 31 for rough die pressing comes into contact with the upper surface of the molten glass as it descends. A region of the molten glass that contacts the
図２および図７を参照して、次に、制御部１８０からの指令により上型駆動機構１３１を作動させ、粗型プレス用上型３１を上昇させる（Ｓ１０４）。この際、粗型プレス工程において成形された溶融ガラス（以下、プリフォーム５２ともいう）は、粗型プレス用上型３１から離間し、下型２１上に残る。粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れたタイミングで、粗型プレス工程が完了する。
Referring to FIGS. 2 and 7, next, upper
図１３は、粗型プレス工程の完了後の、プリフォームの中心表面温度の変化を示すグラフである。図１３を参照して、粗型プレス工程の完了後、接触領域５６の中心部５７におけるプリフォーム５２の表面温度（以下、プリフォーム５２の中心表面温度ともいう）は、プリフォーム５２が加熱された粗型プレス用上型３１から離れたために、Ｔｂまで低下する（時間０〜ｔ１）。プリフォーム５２の中心表面温度は、高温を維持しているプリフォーム５２の内部の熱が表面まで伝わることにより、Ｔｂからピーク値ＴＭＡＸまで上昇し（時間ｔ１〜ｔ４）、そのあと、再び徐々に低下する（時間ｔ４〜）。
FIG. 13 is a graph showing changes in the center surface temperature of the preform after completion of the rough die pressing process. Referring to FIG. 13, after the rough die pressing process is completed, the surface temperature of
図２および図１３を参照して、粗型プレス工程の完了後、プリフォーム５２の中心表面温度が、粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れた直後のプリフォーム５２の中心表面温度Ｔａよりも大きくなるまで待機する（Ｓ１０５）。
2 and FIG. 13, after completion of the rough die pressing step, the center surface temperature of the
プリフォーム５２の中心表面温度の測定手段は、特に限定されないが、たとえば、物体から放射される赤外線や可視光線の強度を測定して、物体の温度を測定する、非接触式の放射温度計を用いることができる。
The means for measuring the center surface temperature of the
粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れた直後とは、プリフォーム５２の中心表面温度の測定が可能となるタイミングであって、具体的には、粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れてから０．２［ｓ］経過時をいう。粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れてから０．２［ｓ］経過時のプリフォーム５２の中心表面温度は、Ｔａであり（ポイントＡ）、Ｔｂまで低下したプリフォーム５２の中心表面温度が再びＴａまで上昇するのは、時間ｔ２（ポイントＣ）である。したがって、粗型プレス工程の完了後、時間ｔ２まで待機する。
Immediately after the
図２、図８、図９および図１３を参照して、次に、本プレス工程を実施する（Ｓ１０６）。制御部１８０からの指令により下型駆動機構１３２を作動させ、下型２１を本プレスポジションＰ３に移動させる。これにより、下型２１を本プレス用上型４１と距離を設けて対向配置する。制御部１８０からの指令により上型駆動機構１４１を作動させ、本プレス用上型４１を下型２１へ向けて下降させる。本プレス用上型４１がプリフォーム５２と最初に接触したタイミングで、本プレス工程が開始する。先の工程で得られたプリフォーム５２は、下型２１の型面２１ａおよび本プレス用上型４１の型面４１ａの間で押圧されながら加圧成形される。
Next, referring to FIG. 2, FIG. 8, FIG. 9 and FIG. 13, this press step is carried out (S106). The lower
Ｓ１０５における待機工程の後であって、プリフォーム５２の中心表面温度が、溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００［℃］以上である時に本プレス工程を開始する。プリフォーム５２の中心表面温度は、ピーク値ＴＭＡＸから徐々に低下して、やがて、溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００［℃］に至る（時間ｔ６）。したがって、粗型プレス工程の完了後、時間ｔ２まで待機したあと、時間ｔ７（ポイントＨ）までに本プレス工程を開始する。
After the standby process in S105, the press process is started when the center surface temperature of the
なお、本プレス工程を時間ｔ７までに開始できるように、Ｓ１０５における待機工程の間に、下型２１を粗型プレスポジションＰ２から本プレスポジションＰ３に移動させ、本プレス用上型４１の下降を始動させておく。
The
本プレス工程は、粗型プレス工程で得られたプリフォーム５２を最終的な形状のガラス成形体とするものである。本実施の形態では、本プレス用上型４１の型面４１ａに、最終製品であるカバーガラスの外形を規定するための凹部４２が形成されている。凹部４２の底面は、カバーガラスの表面形状を成形する形状を有し、特に本実施の形態では、平面形状を有する。凹部４２の底面は、カバーガラスの表面形状に対応して、たとえば、曲面形状であってもよいし、凹凸面を有してもよい。
In this pressing step, the
好ましくは、ガラス転移温度Ｔｇに対して、本プレス用上型４１の温度を（Ｔｇ−１００）［℃］以上（Ｔｇ−４０）［℃］以下に設定し、下型２１の温度を（Ｔｇ−２０）［℃］以上（Ｔｇ＋４０）［℃］以下に設定する。たとえば、Ｔｇが５７０［℃］である場合に、本プレス用上型４１の温度を５００［℃］に設定し、下型２１の温度を５８０［℃］に設定する。
Preferably, the temperature of the
好ましくは、プリフォーム５２の中心表面温度が、ピーク値ＴＭＡＸから低下して、粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れた直後の中心表面温度Ｔａと再び同じになるまでに、本プレス工程を開始する。この場合、粗型プレス工程の完了後、時間ｔ２まで待機したあと、時間ｔ６（ポイントＧ）までに本プレス工程を開始する。好ましくは、プリフォーム５２の中心表面温度Ｔが、ＴＭＡＸ−５［℃］≦Ｔ≦ＴＭＡＸの関係を満たす時に、本プレス工程を開始する。この場合、粗型プレス工程の完了後、時間ｔ２まで待機したあと、時間ｔ３（ポイントＤ）〜時間ｔ５（ポイントＦ）の間に、本プレス工程を開始する。
Preferably, the center surface temperature of the
図２を参照して、次に、制御部１８０からの指令により上型駆動機構１４１を作動させ、本プレス用上型４１を上昇させる（Ｓ１０７）。この際、本プレス工程で得られたガラス成形体５３は、本プレス用上型４１から離間し、下型２１上に残る。
With reference to FIG. 2, next, the upper
粗型プレス工程では、粗型プレス用上型３１の型面３１ａに存在する微細な凹凸形状が、プリフォーム５２の表面に転写される。本実施の形態では、粗型プレス工程の完了後、プリフォーム５２の中心表面温度が、粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れた直後のプリフォーム５２の中心表面温度Ｔａよりも大きくなるまで待機することによって、凹凸形状が転写されたプリフォーム５２の表面形状を緩和する。そのあと、その表面形状が緩和されたプリフォーム５２に対して本プレス工程を実施することによって、エア溜まりがなく、高い面粗度が実現されたガラス成形体５３を得ることができる。
In the rough die pressing step, the fine uneven shape existing on the
また、本実施の形態では、プリフォーム５２の中心表面温度が、溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００［℃］以上である時に本プレス工程を開始する。これにより、本プレス工程時における溶融ガラスの流動性を確保して、金型３０の隅部まで溶融ガラスを充填させることができる。これにより、良好な隅部形状を備えたガラス成形体５３を得ることができる。特に本実施の形態では、矩形の平面視を有するカバーガラスの製造を想定しており、この場合、本プレス工程時に溶融ガラスが押し広げられて金型３０の隅部を充填するまでの距離が場所によって異なる。このため、溶融ガラスの充填性に優れた上記効果をより有効に奏することができる。
Moreover, in this Embodiment, this press process is started when the center surface temperature of the
なお、粗型プレス工程時に粗型プレス用上型３１と接触する溶融ガラスの領域（図６中の接触領域５６）の面積は、本プレス工程時に本プレス用上型４１と接触する溶融ガラスの領域（図９中の接触領域５８）の面積よりも小さい方が好ましい。この場合、粗型プレス工程時に粗型プレス用上型３１と接触することによる溶融ガラスの温度低下を抑制することができる。
The area of the molten glass area (
また、粗型プレス用上型３１の型面３１ａの曲率半径は、本プレス用上型４１の型面４１ａの曲率半径（本実施の形態では、無限大）よりも小さい方が好ましい。この場合、粗型プレス用上型３１の型面３１ａにより成形されたプリフォーム５２の部分に、本プレス用上型４１の型面４１ａが接触する際に、プリフォーム５２と本プレス用上型４１との間にエア溜まりの空間が生じることを回避できる。
The radius of curvature of the
図２および図１０を参照して、次に、離型工程を実施する（Ｓ１０８）。制御部１８０からの指令により下型駆動機構１３２を作動させ、下型２１を離型ポジションＰ４に移動させる。ガラス成形体５３の離型作業は、たとえば、真空吸着を利用した吸引装置などの公知の離型装置を用いて行なう。これにより、下型２１からガラス成形体５３を取り出して回収する。
With reference to FIG. 2 and FIG. 10, next, a mold release process is implemented (S108). The lower
図２、図１１および図１２を参照して、次に、研磨工程を実施する（Ｓ１０９）。下型２１から回収されたガラス成形体５３に対して、切断や研磨など適当な加工が施されることによって、カバーガラスの最終形状が得られる。特に本実施の形態では、本プレス用上型４１の凹部４２からはみ出たガラス材料を除去するように、図１１中の２点鎖線１０１に沿ってガラス成形体５３の下型２１側の表面を研磨する。これにより、カバーガラスの両面が、高い面粗度が実現された成形面および研磨面から構成されることとなる。
Next, referring to FIG. 2, FIG. 11, and FIG. 12, a polishing step is performed (S109). By applying appropriate processing such as cutting and polishing to the glass molded
以上に説明した、この発明の実施の形態におけるガラス成形体の製造方法は、第１金型としての下型２１上に、溶融ガラスを供給する工程と、下型２１に対向して配置される第２金型としての粗型プレス用上型３１により、下型２１上の溶融ガラスの表面形状を変形させる工程と、粗型プレス用上型３１を、下型２１上の溶融ガラスから離す工程と、粗型プレス用上型３１が溶融ガラスから離れた後、粗型プレス用上型３１との接触領域５６の中心部５７における溶融ガラスの表面温度が、粗型プレス用上型３１が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度Ｔａよりも大きくなるまで、待機する工程と、下型２１に対向して配置される本プレス用上型４１により、下型２１上の溶融ガラスを加圧成形する工程とを備える。待機する工程の後であって、粗型プレス用上型３１との接触領域５６の中心部５７における溶融ガラスの表面温度が、溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００［℃］以上である時に、溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する。
The method for manufacturing a glass molded body according to the embodiment of the present invention described above is disposed on the
このように構成された、この発明の実施の形態におけるガラス成形体の製造方法によれば、粗型プレス工程の後、プリフォーム５２の中心表面温度が最適な温度になったタイミングで本プレス工程を実施することにより、エア溜まりがなく、また隅部における溶融ガラスの充填性も満足した、良好な外観のガラス成形体を得ることができる。
According to the method for manufacturing a glass molded body in the embodiment of the present invention configured as described above, the main pressing process is performed at the timing when the center surface temperature of the
（実施例）
以上に説明した本実施の形態におけるガラス成形体の製造方法に従って、ガラス成形体を製造した。この際、粗型プレス工程の完了後、本プレス工程を開始するタイミングをずらして、実施例１〜５および比較例１〜２におけるガラス成形体を製造した。粗型プレス工程には、型面３１ａに近似曲率半径１０００［ｍｍ］の湾曲凹形状の凹部３２が形成された粗型プレス用上型３１を用い、本プレス工程には、型面４１ａに、平面形状の底面を備えた凹部４２が形成された本プレス用上型４１を用いた。
(Example)
The glass molded body was manufactured according to the manufacturing method of the glass molded body in this Embodiment demonstrated above. At this time, the glass molded bodies in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 2 were manufactured by shifting the timing of starting the present pressing process after the completion of the rough mold pressing process. In the rough die pressing step, the
そのほか、ガラス成形体の製造条件を以下のように設定した。
「ガラス素材」 アルミノシリケートガラス
「ガラス転移温度Ｔｇ」 ５７０［℃］
「線膨張係数α」 １００［℃］以上３００［℃］以下の温度範囲において９８［×１０-7／℃］
「ガラス成形体の寸法」 １２０×６０×厚み２．０［ｍｍ］
「粗型プレス用上型３１の温度」 ５５０［℃］
「本プレス用上型４１の温度」 ５００［℃］
「下型２１の温度」 ５８０［℃］
「粗型プレス時間」 ０．８［ｓ］
「粗型プレス圧力」 ０．５［ｔ］
「本プレス時間」 ６．０［ｓ］
「本プレス圧力」 ２．０［ｔ］
図１４は、本実施例において、粗型プレス工程の完了後の、プリフォームの中心表面温度の変化を示すグラフである。図１５は、実施例１〜５および比較例１〜２において、本プレス工程を開始するタイミングと、ガラス成形体の外観（充填性およびエア溜まり）の評価とを示した表である。
In addition, the manufacturing conditions of the glass molded body were set as follows.
“Glass material” Aluminosilicate glass “Glass transition temperature Tg” 570 [° C.]
“Linear expansion coefficient α” 98 [× 10 −7 / ° C.] in a temperature range of 100 ° C. to 300 ° C.
“Dimensions of glass molded body” 120 × 60 × thickness 2.0 [mm]
“Temperature of upper die 31 for rough press” 550 [° C.]
"Temperature of upper die 41 for this press" 500 [° C]
"Temperature of
"Rough die press time" 0.8 [s]
"Rough die press pressure" 0.5 [t]
“Main press time” 6.0 [s]
"Pressing pressure" 2.0 [t]
FIG. 14 is a graph showing changes in the center surface temperature of the preform after completion of the rough die pressing process in this example. FIG. 15 is a table showing the timing of starting the pressing process and the evaluation of the appearance (fillability and air accumulation) of the glass molded body in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.
図１４を参照して、放射温度計を用いて、粗型プレス工程の完了後のプリフォーム５２の中心表面温度を測定し、時間経過に伴う温度変化を図１４に示した。図１３中の粗型プレス用上型３１がプリフォーム５２から離れた直後のプリフォーム５２の中心表面温度Ｔａが、８７０［℃］となった。
Referring to FIG. 14, the center surface temperature of
図１４および図１５を参照して、実施例１〜５では、粗型プレス工程の完了後、プリフォーム５２の中心表面温度が８７０［℃］（＝Ｔａ）よりも大きくなるまで待機し、さらに、プリフォーム５２の中心表面温度が７７０［℃］（＝溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００［℃］）以上である時に、本プレス工程を開始した。一方、比較例１では、粗型プレス工程の完了後、プリフォーム５２の中心表面温度が８７０［℃］よりも大きくなる前に、本プレス工程を開始し、比較例２では、プリフォーム５２の中心表面温度が７７０［℃］よりも小さい時に、本プレス工程を開始した。
14 and 15, in Examples 1 to 5, after completion of the rough press process, the process waits until the center surface temperature of the
実施例１〜５および比較例１〜２のそれぞれにおいて、１０個のガラス成形体を製造した。製造したガラス成形体の外観を観察し、溶融ガラスの充填性およびエア溜まりに関して評価を行なった。１０個のガラス成形体のうち最も評価が悪かったガラス成形体の評価結果を図１５に示した。 In each of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, 10 glass molded bodies were produced. The appearance of the manufactured glass molded body was observed, and evaluation was made regarding the filling property of the molten glass and the air reservoir. FIG. 15 shows the evaluation results of the glass molded body having the worst evaluation among the 10 glass molded bodies.
図１５中の溶融ガラスの充填性の評価に関して、１２０×６０［ｍｍ］の矩形平面視におけるガラス成形体の四隅の全領域を、ガラスが充填している場合を「Ａ」とし、ガラス成形体の四隅に、ガラスが充填している箇所と充填していない箇所とが存在する場合を「Ｂ」とし、ガラス成形体の四隅の全てでガラスの充填が不完全である場合を「Ｃ」とした。また、図１５中のエア溜まりの評価に関して、エア溜まりがなかった場合を「Ａ」とし、０．１［ｍｍ］未満のエア溜まりが２個以下である場合を「Ｂ」とし、０．１［ｍｍ］未満のエア溜まりが３個以上、または０．１［ｍｍ］以上０．２［ｍｍ］未満のエア溜まりが１個以上である場合を「Ｃ」とし、０．２［ｍｍ］以上のエア溜まりが１個以上である場合を「Ｄ」とした。 Regarding the evaluation of the filling property of the molten glass in FIG. 15, the case where the glass is filled in all the four corners of the glass molded body in a rectangular plan view of 120 × 60 [mm] is defined as “A”. The case where there are a portion where the glass is filled and a portion where the glass is not filled is indicated as “B”, and the case where the glass filling is incomplete at all four corners of the glass molded body is indicated as “C”. did. Further, regarding the evaluation of the air pool in FIG. 15, “A” is given when there is no air pool, “B” is given when there are two or less air pools less than 0.1 mm, and 0.1 The case where there are 3 or more air reservoirs of less than [mm] or 1 or more of air reservoirs of 0.1 [mm] or more and less than 0.2 [mm] is defined as “C”, and 0.2 [mm] or more. The case where there was one or more air reservoirs was defined as “D”.
溶融ガラスの充填性については、本プレス工程の開始時のプリフォーム５２の中心表面温度が７７０［℃］以上であった実施例１〜５および比較例１において、良好な結果を得ることができた。
As for the fillability of the molten glass, good results can be obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 in which the center surface temperature of the
エア溜まりについては、粗型プレス工程の完了後、プリフォーム５２の中心表面温度が８７０［℃］よりも大きくなるまで待機した実施例１〜５において、良好な結果を得ることができた。
As for the air accumulation, good results could be obtained in Examples 1 to 5 which waited until the center surface temperature of the
一方、比較例１では、エア溜まりの発生が顕著となった。比較例１では、粗型プレス用上型３１からプリフォーム５２に転写された凹凸がガラス内部からの熱によって緩和されていない状態で、本プレス工程を開始している。このため、本プレス用上型４１が温度低下したプリフォーム５２の表面と接触しながら溶融ガラスを押し広げ、エアが完全に抜けない状態になったと考えられる。
On the other hand, in Comparative Example 1, the occurrence of air accumulation became significant. In Comparative Example 1, the pressing process is started in a state where the irregularities transferred from the
また、比較例２では、プリフォーム５２の中心表面温度が８７０［℃］よりも大きくなるまで待機して、プリフォーム５２に転写された凹凸が緩和されたものの、プリフォーム５２の表面硬化が進むことによって、本プレス用上型４１との転写性が低下した。これにより、特に本プレス用上型４１との転写面の端部にエア溜まりが発生する結果となった。
Further, in Comparative Example 2, the surface of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
この発明は、主に、ダイレクトプレス法を用いたガラス成形体の製造に適用される。 The present invention is mainly applied to the production of a glass molded body using a direct press method.
１０ ガラス成形体の製造装置、２１ 下型、２１ａ，３１ａ，４１ａ 型面、３０ 金型、３１ 粗型プレス用上型、３２，４２ 凹部、４１ 本プレス用上型、５２ プリフォーム、５３ ガラス成形体、５６，５８ 接触領域、５７ 中心部、１２０ 素材供給部、１３０ 加圧成形部、１３０Ｐ 粗型プレス部、１３０Ｑ 本プレス部、１３１，１４１ 上型駆動機構、１３２ 下型駆動機構、１４０ 切断部、１４２ カッター、１４３ カッター駆動機構、１６０ 離型部、１６１ 吸着装置、１８０ 制御部、１８１ 溶融炉槽、１８２ ノズル部、１８３ 流出管。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第１金型に対向して配置される第２金型により、前記第１金型上の溶融ガラスの表面形状を変形させる工程と、
前記第２金型を、前記第１金型上の溶融ガラスから離す工程と、
前記第２金型が溶融ガラスから離れた後、前記第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度が、前記第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度よりも大きくなるまで、待機する工程と、
前記第１金型に対向して配置される第３金型により、前記第１金型上の溶融ガラスを加圧成形する工程とを備え、
前記待機する工程の後であって、前記第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度が、溶融ガラスのガラス転移温度Ｔｇ＋２００℃以上である時に、前記溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する、ガラス成形体の製造方法。 Supplying molten glass on the first mold;
A step of deforming the surface shape of the molten glass on the first mold by a second mold disposed opposite to the first mold;
Separating the second mold from the molten glass on the first mold;
After the second mold is separated from the molten glass, the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold is determined by the surface of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass. A process of waiting until the temperature becomes higher than the temperature;
Pressing the molten glass on the first mold with a third mold disposed opposite to the first mold, and
After the waiting step, when the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold is equal to or higher than the glass transition temperature Tg + 200 ° C. of the molten glass, the molten glass is subjected to pressure molding. The manufacturing method of the glass forming body which starts the process to do.
前記第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度が、ピーク値ＴＭＡＸから低下して、前記第２金型が溶融ガラスから離れた直後の溶融ガラスの表面温度Ｔａと再び同じになるまでに、前記溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する、請求項１に記載のガラス成形体の製造方法。 The surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold exceeded the surface temperature Ta of the molten glass immediately after the second mold was separated from the molten glass and increased to a peak value T MAX . After that, gradually declined
The surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold decreases from the peak value T MAX, and the surface temperature Ta of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass again. The manufacturing method of the glass molded object of Claim 1 which starts the process of pressure-molding the said molten glass until it becomes the same.
前記第２金型との接触領域の中心部における溶融ガラスの表面温度Ｔが、ＴＭＡＸ−５℃≦Ｔ≦ＴＭＡＸの関係を満たす時に、前記溶融ガラスを加圧成形する工程を開始する、請求項１または２に記載のガラス成形体の製造方法。 After the surface temperature of the molten glass at the center of the contact area with the second mold exceeds the surface temperature of the molten glass immediately after the second mold is separated from the molten glass, the temperature rises to a peak value T MAX Gradually decline,
When the surface temperature T of the molten glass at the center of the contact area with the second mold satisfies the relationship of T MAX −5 ° C. ≦ T ≦ T MAX , the step of pressing the molten glass is started. The manufacturing method of the glass forming body of Claim 1 or 2.
前記第１金型から離型されたガラス成形体の前記第１金型側の表面を研磨する工程とをさらに備える、請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス成形体の製造方法。 After the step of pressure forming the molten glass, the step of releasing the glass molded body from the first mold,
The method for producing a glass molded body according to any one of claims 1 to 4, further comprising a step of polishing a surface of the glass molded body released from the first mold on the first mold side. .
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