JP2017528406A - ガラスシートから成形ガラス物品を成形する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
圧力キャップ組立体から送達される高温加圧ガスを使用して、2Dガラスシート(例えばフレキシブルガラスシート)から3Dガラス物品を成形することに関し、上記高温ガスは、成形プロセス中に上記ガラスシートの放射加熱を提供するために、金型温度より高い温度にある。高温加圧ガスをガラスシートに均一に印加してよく、又は差分を有して、例えば屈曲、角及び湾曲を含む上記ガラスシートの領域等の比較的高い成形圧力を必要とするガラスシートの領域に対して比較的高濃度で印加してよい。一般に、上記プロセスは:上記ガラスシートを金型組立体上に、金型キャビティを覆うように配置するステップ;上記圧力キャップ組立体(又は少なくともその一部分)を事前に選択した温度まで予熱し、上記圧力キャップ組立体からの放射加熱を用いて上記ガラスシートを加熱し、これによって、上記金型組立体が上記ガラスシートより冷たくなるように、上記ガラスシートと上記金型組立体との間に温度差を提供する、ステップ;高温加圧ガスを印加して、上記ガラス物品の3D形状を完成させるステップ;及び上記3Dガラス物品を冷却するステップを含んでよい。
t=ガラスを曲げるのにかかる時間
h=ガラス粘度(Pas)
s=ガラスシート厚さ(m)
P=曲げ圧力(Pa)
υ=ポワソン比
R=曲げ半径(m)
H=曲げ高さ(m)
である。
従って、他のパラメータ(粘度、ガラスのジオメトリ)が同一である場合、0.2mm厚のガラスシートの成形は、0.7mmのガラスシートより約40倍速く行うことができ、あるいはガラスシートを同一の成形時間で比例的に低い粘度で成形できる。薄いフレキシブルガラスから家庭用電化製品のカバーのための形状を圧力成形し、プラスチックを積層して、0.55〜1.0mmの所望の厚さを達成することは、最終的なガラスシートの形状を単純に成形するよりも有利であり得る。というのは、薄いガラスはより高い粘度で成形できるため、歪み及び表面欠陥レベルが低減され、金型上にある時間が削減され、従って金型の寿命及びスループットを増大させることができるためである。2面屈曲形状は、4面屈曲形状から屈曲側部を切断することによって成形できることに留意されたい。
ガラスシートから3Dガラス物品を成形する方法であって、上記方法は:
上記3Dガラス物品の3D表面プロファイルに対応する3D表面プロファイルを有する金型表面を備える金型本体上に、ガラスシートを配置するステップ;
上記ガラスシートを、上記金型本体の温度より高い成形温度まで加熱するステップ;及び
加熱された上記ガラスシートを、上記金型表面に対向する上記ガラスシートの第1の表面に対して加圧ガスを印加することにより、上記金型表面上に押し付けるステップであって、このとき上記ガラスシートは、上記金型本体の温度を超える成形温度にある、ステップ
を含む、方法。
上記ガラスシートは、約0.3mm以下の厚さを備えるフレキシブルガラスシートである、実施形態1に記載の方法。
上記加熱されたガラスシートを上記金型表面上に押し付ける上記ステップは、上記第1の表面に対向する上記ガラスシートの第2の表面に真空を印加するステップを含む、実施形態1又は実施形態2に記載の方法。
上記加圧ガスは加熱される、実施形態1〜3のいずれか1つに記載の方法。
圧力キャップ組立体を用いて上記金型組立体を密閉して、上記圧力キャップ組立体と上記金型組立体との間に加圧チャンバを形成するステップを更に含み、
上記加圧ガスは約10psi〜約60psiである、実施形態1〜4のいずれか1つに記載の方法。
上記圧力キャップ組立体を約800℃〜約950℃の温度まで加熱し、これによって上記ガラスシートを放射加熱するステップを更に含む、実施形態5に記載の方法。
上記ガラスシートの成形温度は、上記加熱されたガラスシートを上記金型表面上に押し付ける上記ステップの間、上記金型表面の温度より少なくとも約25℃高い、実施形態1〜6のいずれか1つに記載の方法。
上記ガラスシートの成形温度は、上記加熱されたガラスシートを上記金型表面上に押し付ける上記ステップの間、上記金型表面の温度より約25℃〜約100℃高い、実施形態1〜7のいずれか1つに記載の方法。
上記加熱されたガラスシートを上記金型表面上に押し付ける上記ステップの後に、上記ガラスシートを冷却して、上記3Dガラス物品を成形するステップを更に含む、実施形態1〜8のいずれか1つに記載の方法。
上記3Dガラス物品にポリマー層を塗布するステップを含む、実施形態9に記載の方法。
ガラスシートから3Dガラス物品を成形するための装置であって、上記装置は:
上記3Dガラス物品の3D表面プロファイルに対応する3D表面プロファイルを有する金型表面を備える、金型組立体;及び
圧力キャップ組立体であって、上記金型組立体に係合して、上記圧力キャップ組立体と上記金型組立体との間に加圧キャビティを提供する圧力キャップ組立体
を備え、
上記圧力キャップ組立体は、上記ガラスシートを上記金型表面の温度を超える成形温度まで加熱するよう構成されたヒータを備える、装置。
上記ガラスシートは、約0.3mm以下の厚さを備えるフレキシブルガラスシートである、実施形態11に記載の装置。
上記ヒータは、上記ガラスシートを上記金型表面の温度より少なくとも約25℃高い成形温度まで加熱するよう構成される、実施形態11又は形態12に記載の装置。
上記ヒータは、上記ガラスシートを上記金型表面の温度より約25℃〜約100℃高い成形温度まで加熱するよう構成される、実施形態11〜13のいずれか1つに記載の装置。
上記金型表面は金型キャビティを画定し、
1つ又は複数のポートは、上記金型キャビティ内で負圧を印加するために、上記金型表面を横断する、実施形態11〜14のいずれか1つに記載の装置。
上記圧力キャップ組立体は、加圧ガスを受け取るためのプレナムチャンバと、上記プレナムチャンバに隣接して設置され、上記金型表面から離間した流路構造体とを備える、実施形態11〜15のいずれか1つに記載の装置。
上記圧力キャップ組立体は上記金型組立体から取り外し可能である、実施形態11〜16のいずれか1つに記載の装置。
ガラスシートから成形される3D物品であって、上記物品は:
非平面構成を有するガラス層であって、上記非平面構成は、上記3Dガラス物品の3D表面プロファイルに対応する3D表面プロファイルを有する金型表面を備える金型組立体を使用して成形される、ガラス層;及び
上記ガラス層の表面に塗布されたポリマー層であって、上記ガラス層は非平面構成である、ポリマー層
を備え、
上記ガラスシートは、上記金型表面の温度より高い成形温度において非平面構成へと成形される、3D物品。
上記ポリマー層は、上記ガラス層上にオーバモールドされるオーバモールド層である、実施形態18に記載の物品。
上記ポリマー層は上記ガラス層上に積層される、実施形態18に記載の物品。
上記ポリマー層と上記ガラス層との間に接着層を更に備える、実施形態20に記載の物品。
上記ポリマー層は、上記ガラス層に圧縮応力を導入する、実施形態18〜21のいずれか1つに記載の物品。
上記ガラス層は約0.3mm以下の厚さを備える、実施形態18〜22のいずれか1つに記載の物品。
4 金型表面
6 不均一な間隙
8 不均一な間隙
10 装置
12 2Dフレキシブルガラスシート
14 金型組立体
16 圧力キャップ組立体
20 加圧成形キャビティ、金型キャビティ、圧力キャビティ
22 金型本体
24 金型表面
26 金型キャビティ
28 ポート又は孔
30 位置合わせピン
40 プレナム
42 プレナムチャンバ
44 導管
46 高温加圧ガス
48 流路構造体
50 流路
56 フレキシブルガラスシートの頂面、表面
60 流路構造体
62 プレナムチャンバ
70 真空チャック
72 加熱要素
74 圧力キャップ本体
150 3Dガラス物品
152 ガラス層
154 ポリマー層
156 ガラス層の内面
157 ガラス層の外面
158 接着層
200 方法
204 金型キャビティ
206 金型キャビティ
208 金型組立体
218 成形された領域
220 ガラスシート
400 連続的システム
402 成形ステーション
404 予熱ステーション
405 フレキシブルガラスシート
406 コンベヤ
407 3次元ガラス物品
408 ヒータ
410 冷却ステーション
412 コンベヤ
414 アニールステーション
416 高温空気軸受
450 連続的システム、連続炉ループ
452 予熱炉モジュール
454 圧力成形ステーション
456 冷却炉モジュール
458 金型組立体
460 フレキシブルガラスシート
462 空気軸受
466 金型キャビティ
Ra 表面粗度
CTE 熱膨張係数
Claims (10)
- ガラスシートから3Dガラス物品を成形する方法であって、前記方法は:
前記3Dガラス物品の3D表面プロファイルに対応する3D表面プロファイルを有する金型表面を備える金型本体上に、ガラスシートを配置するステップ;
前記ガラスシートを、前記金型本体の温度より高い成形温度まで加熱するステップ;及び
加熱された前記ガラスシートを、前記金型表面に対向する前記ガラスシートの第1の表面に対して加圧ガスを印加することにより、前記金型表面上に押し付けるステップであって、このとき前記ガラスシートは、前記金型本体の温度を超える成形温度にある、ステップ
を含む、方法。 - 前記ガラスシートは、約0.3mm以下の厚さを備えるフレキシブルガラスシートである、請求項1に記載の方法。
- 前記加熱されたガラスシートを前記金型表面上に押し付ける前記ステップは、前記第1の表面に対向する前記ガラスシートの第2の表面に真空を印加するステップを含む、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 圧力キャップ組立体を用いて前記金型組立体を密閉して、前記圧力キャップ組立体と前記金型組立体との間に加圧チャンバを形成するステップであって、前記加圧ガスは約10psi〜約60psiである、ステップ;及び
任意に、前記圧力キャップ組立体を約800℃〜約950℃の温度まで加熱し、これによって前記ガラスシートを放射加熱するステップ
を更に含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記加熱されたガラスシートを前記金型表面上に押し付ける前記ステップの後に、前記ガラスシートを冷却して、前記3Dガラス物品を成形するステップ;及び
任意に、前記3Dガラス物品にポリマー層を塗布するステップ
を更に含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - ガラスシートから3Dガラス物品を成形するための装置であって、前記装置は:
前記3Dガラス物品の3D表面プロファイルに対応する3D表面プロファイルを有する金型表面を備える、金型組立体;及び
圧力キャップ組立体であって、前記金型組立体に係合して、前記圧力キャップ組立体と前記金型組立体との間に加圧キャビティを提供する圧力キャップ組立体
を備え、
前記圧力キャップ組立体は、前記ガラスシートを前記金型表面の温度を超える成形温度まで加熱するよう構成されたヒータを備える、装置。 - 前記金型表面は金型キャビティを画定し、
1つ又は複数のポートは、前記金型キャビティ内で負圧を印加するために、前記金型表面を横断する、請求項6に記載の装置。 - 前記圧力キャップ組立体は、加圧ガスを受け取るためのプレナムチャンバと、前記プレナムチャンバに隣接して設置され、前記金型表面から離間した流路構造体とを備える、請求項6又は請求項7に記載の装置。
- ガラスシートから成形される3D物品であって、前記物品は:
非平面構成を有するガラス層であって、前記非平面構成は、前記3Dガラス物品の3D表面プロファイルに対応する3D表面プロファイルを有する金型表面を備える金型組立体を使用して成形される、ガラス層;及び
前記ガラス層の表面に塗布されたポリマー層であって、前記ガラス層は非平面構成である、ポリマー層
を備え、
前記ガラスシートは、前記金型表面の温度より高い成形温度において非平面構成へと成形される、3D物品。 - 前記ガラス層は、約0.3mm以下の厚さを備え;
前記ポリマー層は、前記ガラス層上にオーバモールドされるオーバモールド層であるか、又は前記ポリマー層は前記ガラス層上に積層され;
任意に、前記ポリマー層は、前記ガラス層に圧縮応力を導入する、請求項9に記載の物品。
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