TW201313627A - 玻璃框體之成形裝置及成形方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種使成形週期縮短化，藉此可提高玻璃框體之生產率之玻璃框體之成形裝置及製造方法。本發明之玻璃框體之成形裝置1係將板狀之玻璃素材50依序搬送至加熱、加壓成形及冷卻之各平台，且以包含上模11及下模12之成形模將玻璃素材50加壓成形者；該成形裝置包括：加熱板3b、加壓板4b及冷卻板5b，該等搭載載置有玻璃素材50之下模12，並對所搭載之玻璃素材分別進行加熱、加壓成形及冷卻之各處理；及控制機構，其控制該等各處理；並且加壓板4b係包含2對以上之成對加壓板者，且該成形裝置1包括分配機構，該分配機構係於將玻璃素材50自加熱機構3b向加壓機構4b搬送時，依序分配給2對以上之加壓板。

Description

玻璃框體之成形裝置及成形方法

本發明係關於一種可藉由加壓成形連續地製造玻璃框體之成形裝置及成形方法，尤其是關於一種縮短成形操作之週期，而有效率地製造玻璃框體之成形裝置及成形方法。

近年來，使用有各種使收容於成形模內之玻璃素材加熱軟化而加壓成形，從而製造玻璃製之加壓成形品之方法。而且，為降低製造成本，而提出有一面將成形模搬送至各處理台一面連續地成形複數個加壓成形品之製造裝置，其通常被用於製造光學元件(例如，參照專利文獻1~3)。

該等加壓成形品之製造裝置中，在玻璃素材之加熱軟化時與加壓成形時，使成形模處於特定之溫度，而維持對加工成形素材充分之加熱溫度，於成形後，使玻璃素材冷卻固化，最後冷卻至如不會使成形模氧化之200℃以下之溫度為止。如上所述，於加壓成形時將成形模之形狀準確地轉印至玻璃素材，並使其冷卻、固化，藉此保持成形形狀，而製成形狀精度較高之加壓成形品。

另一方面，電子製品之進步異常顯著，且開發出各種可攜式電子製品，其形狀小型化、薄型化，作為此種小型化電子製品之框體，已知有使用樹脂製、金屬製、玻璃製等素材者。若將此種電子製品之框體製成玻璃製之框體，則有可具備設計性優異之外觀或較高之質感之優點，且於一部分藉由切削、研磨等方法而製造。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平8-259240號公報

[專利文獻2]日本專利特開2008-69019號公報

[專利文獻3]日本專利特開2009-96676號公報

然而，若藉由切削、研磨等進行玻璃框體之製造，則框體之複雜、微細之形狀之加工需花費時間，從而難以提高生產率。若可適用如先前之加壓成形製造此種玻璃框體，則可製造不僅生產效率提高，而且形狀精度亦較高之框體。然而，由於加壓成形中使用之加壓板係一面重複成形模之加熱、加壓、冷卻，一面以特定之時序進行動作，故該加壓板及成形模之升降溫週期成為限制速率因素，而阻礙一定程度以上之生產率之提高。

本發明係著眼於上述問題而完成者，其目的在於提供一種於製造玻璃框體時，不論可能成為加壓成形之速率限制因素之加壓板及成形模之升降溫週期如何，均可藉由使成形之週期縮短化，而提高玻璃框體之生產率之玻璃框體之成形裝置及成形方法。

本發明者等人進行銳意研究後，發現藉由本發明之玻璃框體之成形裝置及成形方法可解決上述問題，從而完成了本發明。

即，本發明之玻璃框體之成形裝置係將板狀之玻璃素材依序搬送至設置於腔室內之加熱、加壓成形及冷卻之各平台，在上述加壓成形平台上，以包含上模及下模之成形模將上述玻璃素材加壓成形而製成玻璃框體者；上述成形裝置包括：加熱機構、加壓機構及冷卻機構，該等係於上述加熱、加壓成形及冷卻之各平台上搭載載置有上述玻璃素材之下模，且對所搭載之上述玻璃素材分別進行加熱、加壓成形及冷卻之各處理；及控制機構，其控制上述加熱、加壓成形及冷卻之各處理。

而且，該玻璃框體之成形裝置之特徵在於：上述加壓機構係包含2對以上之成對加壓板者，且每對加壓板包含在其上部搭載自上述加熱機構移送之下模之下加壓板、與在其下部固定有上模之上加壓板而構成；且該成形裝置包含分配機構，該分配機構係於將載置有上述玻璃素材之下模自上述加熱機構向上述加壓機構搬送時，對上述2對以上之加壓板依序分配並搬送下模。

又，本發明之玻璃框體之成形方法之特徵在於包括：加熱步驟，其使用上述本發明之玻璃框體之成形裝置，將上述板狀之玻璃素材載置於上述下模之成形面上，藉由加熱機構將上述下模及玻璃素材加熱；加壓步驟，其使上述加壓機構之成對加壓板中之至少一者上下移動，藉由上模及下模對上述經加熱軟化之玻璃素材進行加壓而轉印成形面形狀；及冷卻步驟，其係於加壓步驟後，藉由冷卻機構使上述下模及轉印有成形面形狀之玻璃素材冷卻；且包括分 配步驟，其係於將上述下模及玻璃素材自上述加熱機構向上述加壓機構搬送時，將載置有上述玻璃素材之下模依序分配並搬送給上述2對以上之成對加壓板。

根據本發明之玻璃框體之成形裝置及成形方法，可藉由加壓成形製造玻璃框體，並且於加壓成形中，可不直接受先前成為速率限制因素之加壓板之升降溫週期之影響，而可使成形操作之週期較先前縮短。因此，使玻璃框體之製造效率化，且提高生產率。

以下，詳細地說明本發明。圖1係作為本發明之一實施形態之玻璃框體之成形裝置的概略構成圖，圖2係俯視圖1之成形裝置時之概略構成圖(兩圖中均僅腔室2係以剖面表示，又，圖2僅表示各平台之下側之板，且表示各平台上之板之位置關係)。

本發明之玻璃框體之成形裝置1包括：腔室2，其成為用以成形玻璃框體之成形室；加熱平台3，其設置於該腔室2之內部，且對板狀之玻璃素材50及載置有該玻璃素材之下模12進行加熱而使玻璃素材50軟化；加壓成形平台4，其將經加熱軟化之板狀之玻璃素材50加壓成形；及冷卻平台5，其使藉由加壓成形而賦予有玻璃框體形狀之玻璃素材冷卻。

此處，作為成形室之腔室2提供在其內部對玻璃框體進行成形操作之場所。於該腔室2中設置有將玻璃素材50及 下模12取入至內部之取入口6、及於加壓成形結束後，將所成形之玻璃素材50及下模12取出之取出口7。又，於該取入口6及取出口7分別設置有取入擋閘6a及取出擋閘7a。視需要開關該等擋閘，而可使成形模12自腔室2出入，從而維持該腔室2內之環境。又，於該取入口6及取出口7設置有可於該腔室2外部分別載置下模12之成形模載置台8及9。

於該腔室2之內部設置有加熱平台3、加壓成形平台4及冷卻平台5，以加壓成形玻璃框體，藉由該等各平台依序進行處理而將玻璃素材製成所需之形狀。實際上，載置有板狀之玻璃素材50之下模12係自取入口取入至腔室2內，於上述各平台上一面被實施特定之處理一面依序移動。特定之處理結束後，下模12係自取出口取出至腔室2之外部。

為使板狀之玻璃素材50軟化而容易變形，而加熱至高溫，故該腔室2之內部係維持為氮氣等惰性氣體環境，以便下模12及上模11不會被氧化。為了設為惰性氣體環境，可將腔室2設為密閉構造並置換內部環境而達成。又，亦可將腔室2設為半密閉構造，並一直向腔室2內供給惰性氣體，一面使腔室內處於正壓一面不使外部空氣流入，從而維持惰性氣體環境。上述取入擋閘6a及取出擋閘7a對以簡便之構成將腔室2內部設為半密閉狀態較為有效。再者，該等腔室2及擋閘6a、7a較佳為由在高溫下不會析出氣體、雜質之素材形成，例如，可使用不鏽鋼或合金鋼等素 材。又，亦可使擋閘6a、7a之外周(包括成形模載置台8、9)為密閉構造，而進一步抑制來自外部之空氣流入至腔室2內。

其次，對進行本發明之成形操作之各平台進行說明。再者，於本發明中，玻璃素材50之加壓成形中所使用之成形模為包含形成上表面之框體形狀之上模11、與形成下表面之框體形狀之下模12之一組成形模，本發明中，上模11係固定於加壓成形平台4上，下模12保持載置有玻璃素材50之狀態而可於各平台上移動。此處，藉由一次加壓操作，成形模既可為獲得1個玻璃框體之形狀者，亦可為獲得2個以上之複數個玻璃框體者。例如，在圖1及圖2所示之成形模中，表示有以一次加壓操作可形成6個框體之例，但當然並不限定於此。

又，該成形模係由超硬合金、陶瓷、不鏽鋼、碳等素材構成，上模11及下模12分別具有用以轉印成形之玻璃框體之面形狀之成形面，只要為可製成製品之框體之形狀則無特別限定。作為該框體之形狀，尤佳為具有自由曲面之形狀，更佳為所獲得之框體為軸非對稱之形狀。藉由先前之利用研磨等之製造，難以製造此種複雜形狀者，或成本升高，但在本發明中，藉由加壓成形可容易地且以低成本製造。

本發明之加熱平台3係為使載置於下模12之玻璃素材50軟化，而包含在其內部埋設有加熱器3a之加熱板3b。該加熱板3b藉由與下模12接觸而對下模12進行加熱，進而亦可 間接地對載置於下模12上之玻璃素材50進行加熱。

又，該加熱平台3包含用以對玻璃素材50直接進行加熱而使其軟化之加熱器3d。作為該加熱器，可列舉筒式加熱器(cartridge heater)、陶瓷加熱器、SiC加熱器、碳加熱器等可輻射加熱之發熱體。亦可將該等加熱器埋設於例如不鏽鋼、鎢合金(Anviloy)等金屬板或石英等玻璃管之內部而構成。

再者，於加熱平台3中，加熱板3b係以不使板自身之熱直接傳給腔室2之方式經由隔熱板3c固定於腔室2之底板。

本發明之加壓成形平台4之特徵在於包含複數對上下成對之加壓板，於本實施形態中，包含2對加壓板4b-1及4b-2(其中，於圖1中表示自裝置側面觀察時之概略構成圖，表示有加壓板4b-2，但加壓板4b-1隱藏於4b-2之後面)。藉由使該等上下成對加壓板4b-1及4b-2間之距離變窄而使上模11與下模12接近，在軟化狀態下按壓載置於下模12上之板狀玻璃素材50而使其變形，從而將上模11及下模12所具有之成形面形狀轉印至玻璃素材50而成形玻璃框體。作為該加壓成形平台4之具體構成，包含於其內部埋設有加熱器4a之上下成對加壓板4b-1及4b-2。使用該加壓板4b-1及4b-2之加壓係在維持前階段之加熱溫度狀態下進行。亦可於該上下成對加壓板與隔熱板之間設置冷卻機構以便能夠控制板與成形模之冷卻速度(以便能夠加速冷卻)。作為冷卻機構，可使用氣冷方式或水冷方式等。

更具體而言，該加壓成形平台4中，上下加壓板4b-1及 4b-2分別獨立地與軸連接，該軸4d可藉由未圖示之缸而使加壓板4b-1及4b-2上下移動。如此，藉由使加壓板4b-1及4b-2之上下板之兩者(或者上側或下側中之一者)上下移動，而使上模11及下模12間之距離變窄，藉此可藉由成形模將玻璃素材50加壓成形。此時，加壓成形係以特定之壓力進行，可對板狀玻璃素材高精度地賦予玻璃框體形狀。

再者，該等上下加壓板4b-1及4b-2係以不使其自身之熱直接傳給腔室2之方式，經由隔熱板4c而與軸4d連接。再者，亦可僅使上側或下側中之一加壓板可動，將另一者固定於腔室2，此時，固定之加壓板4b-1及4b-2與加熱板3b同樣地，只要以使加壓板4b-1及4b-2之熱不直接傳遞至腔室2之方式經由隔熱板4c固定於腔室2上即可。

為使載置於下模12之被賦予有玻璃框體形狀之玻璃素材50冷卻、固化，本發明之冷卻平台5包含於其內部埋設有加熱器5a之冷卻板5b。使該冷卻板5b與經過加壓成形處理之下模12接觸，藉此可使下模12冷卻，進而亦可間接地使載置於下模12上之玻璃素材50冷卻。由於存在冷卻板5b上之載置於下模12之玻璃框體之上部成為開放狀態而使冷卻速度變得過快之實例，故亦可於玻璃素材50之上部設置如加熱平台中所說明之加熱器3d之加熱源，從而控制玻璃單體之冷卻速度。

再者，冷卻平台5中，冷卻板5b係以不使其自身之熱直接傳給腔室之方式經由隔熱板5c固定於腔室2之底板上。

藉由使冷卻板5b與成形模接觸而進行之板狀玻璃素材之 固化，只要冷卻至該素材之玻璃轉移點以下、更佳為應變點以下即可。若充分予以冷卻，則板狀玻璃素材之玻璃框體形狀穩定，可抑制變形。此處，所謂冷卻，係指以可穩定地賦予玻璃框體形狀之方式使板狀玻璃素材固化之溫度，由於該溫度僅較加壓板低50~150℃左右，仍為高溫，故亦於該冷卻板5b之內部埋設有加熱器5a。

又，加壓板4b-1及4b-2係如上所述般經由隔熱板固定於軸4d，且該軸4d連接於缸。此處，缸只要可使各板上下移動即可，例如，可使用電動伺服缸、油壓缸、電動油壓缸等缸。

上述加熱板3b、加壓板4b、冷卻板5b基本上該等與成形模之接觸面與水平面平行，尤其是於加壓板4b-1及4b-2中，於加壓板4b-1及4b-2之與成形模之接觸面傾斜之情形時，有時上模11及下模12之位置會變得不一致，屆時所製造之玻璃框體將成為不良品。因此，該等各平台上之板之管理、下模之位置對準需嚴格地進行。

於該等各平台中，板係於不鏽鋼、超硬、合金鋼等素材之內部***筒式加熱器並固定而成者，加熱筒式加熱器使板之溫度上升，從而可維持在所需之溫度。

又，各平台之隔熱板3c、4c、5c只要使用陶瓷、不鏽鋼、模具鋼(die steel)、高速鋼(high speed steel)等公知之隔熱板即可，較佳為硬度高且加壓成形時之壓力等亦不易導致變形、較少產生偏差之陶瓷。於使用金屬系之材料之情形時，較佳為於表面實施CrN、TiN、TiAlN之塗佈處 理。

以上，所說明之加熱平台3、加壓成形平台4、冷卻平台5分別形成進行特定處理之場所(平台)。又，下模12係藉由搬送機構(未圖示)以特定之時序搭載至各平台，以便依序順利地進行利用各平台之處理。該移動之時序由控制機構控制。

更具體而言，利用加熱板3b、加壓板4b-1、4b-2、冷卻板5b之處理係一面將下模12依序按照上述順序搬送至各板上並使其移動，一面進行特定之處理，由於若下模12移動至下一個平台，則已結束處理之平台閒置，故進而將載置有另一板狀玻璃素材之下模12搬送至其上，從而同時且連續地進行複數個玻璃框體之成形操作。

用以進行該處理之上述搬送機構雖未圖示，但可列舉機械臂等。只要藉由該搬送機構，可自成形模載置台8移動至加熱平台3，自加熱平台3移動至加壓成形平台4，自加壓成形平台4移動至冷卻平台5，且自冷卻平台5移動至成形模載置台9即可。

再者，該控制機構除了控制成形模之移動時序以外，亦控制加熱、加壓成形、冷卻之各平台上之上下一對板之溫度、或上下移動之時序等，以可順利且連續地進行一系列之成形操作之方式進行控制。此時，亦控制取入擋閘及取出擋閘之開關。進而，較佳為以腔室2內之環境由惰性氣體充滿之方式控制氮氣之供給量或時序等。

即，該玻璃框體之成形裝置1係一面在1以上之位置上進 行溫度之上升下降一面進行特定處理的藉由成形模之搬送之玻璃框體之成形裝置。

而且，本發明之玻璃框體之成形裝置1之特徵部分在於如上述加壓成形平台中所說明般包含2對以上之複數組之成對加壓板作為加壓機構。於圖1及圖2中例示有包含2組之成對加壓板4b之情形，但該加壓板4b亦可設置2組以上之組數之加壓板。

關於該複數組加壓板，於下述玻璃框體之成形方法中包括其動作詳細地進行說明，於加熱板3b上經充分加熱之下模12首先被搬送至加壓板4b-1而進行加壓成形處理，與此同時，為連續地進行加壓成形，而將另一下模12搬送至加熱板3b上，此處，經充分加熱之另一下模12接下來被搬送至加壓板4b-2進行加壓成形處理。即，加壓板4b-1與4b-2進行用以分別交替地加壓成形之動作。

因此，在本發明中，包含分配機構，該分配機構係於將載置有玻璃素材50之下模12自加熱平台3向加壓平台搬送時，將下模12交替地分配給加壓板4b-1、4b-2。

該分配機構雖未圖示，但只要為可以依序搬送至加壓成形板之方式控制在成形模移動方式之加壓成形中通常進行之成形模之搬送中所使用的機械臂等搬送機構之動作者即可。因此，在連續之加壓成形中，不會連續使用具有2對以上加壓板中之同一加壓板，即便於使用成對加壓板之情形時，由於接下來之加壓成形係使用閒置之另一加壓板，故可有效率地成形。

再者，藉由分配機構之分配係既可使用一個搬送機構分配至各加壓板，亦可使用複數個搬送機構，決定負責之加壓板而進行分配。

又，此時，較佳為儘可能縮短利用搬送機構之自加熱板3b至加壓板4b-1及4b-2之移動距離，例如，如圖2所示，較佳為在相對於自加熱板3b至冷卻板5b之搬送方向(圖2中從右到左)正交之方向(圖2中之上下方向)上並列配置2對加壓板4b-1及4b-2。進而，此時，較佳為使並列配置之4b-1及4b-2相對於該搬送方向左右(圖2中之上下方向)均等。若以此方式均等地配置，則可總體上縮短自加熱板3b至加壓板4b-1及4b-2、以及下述自加壓板4b-1及4b-2至冷卻板5b之搬送距離。

其次，對使用該玻璃框體之成形裝置1之玻璃框體之成形方法進行說明。

首先，於取入口側之成形模載置台8上載置下模12，且於該下模12之上部載置板狀玻璃素材50。打開取入擋閘6使取入口開口，並藉由搬送機構將該下模12搬送至加熱板3b上。一經搬送，則下模12因與下側之加熱板3b接觸而升溫至與加熱板3b相同之溫度。與此同時，於在加熱平台上經搬送之下模12之上方配置有加熱器3d，從而以該加熱器3d藉由輻射加熱對載置於下模12之玻璃素材50進行加熱。

此時，加熱板3b之溫度係設定為能夠將下模12加熱至玻璃素材50之玻璃轉移點~軟化點之溫度範圍之溫度，及加熱器3d之溫度係設定為能夠將玻璃素材50加熱至降伏點~ 熔點之溫度範圍之溫度。如此將加熱之溫度範圍個別地控制為各自不同之範圍，藉此玻璃素材50可自加熱步驟至加壓步驟中，雖為對加壓成形而言充分軟化之狀態，但並不鬆垮仍可搬送，另一方面，下模12於接下來之加壓成形步驟中，可穩定地進行加壓動作。因此，可獲得所需形狀之玻璃框體。此時，升溫速度較佳為5~200℃/分左右。

如此，在加熱平台3上經充分加熱之下模12及板狀玻璃素材50藉由搬送機構而搬送並載置於下側之加壓板4b-1(4b-2)上。此時，加壓板4b-1(4b-2)亦被加熱至與加熱板3b相同程度之溫度，而可立即進行加壓成形。進而，使上側之加壓板4b-1(4b-2)下降而使加壓板4b-1(4b-2)間之距離變窄，藉此使上模11與下模12之距離變窄，而對載置於下模12之上部之板狀玻璃素材50施加壓力使其變形。

在該加壓步驟中，如上所述般使上模11及下模12接近，自玻璃素材50之上下施加壓力，藉此進行加壓成形。藉此，對板狀玻璃素材50轉印上模11及下模12之成形面形狀，而賦予玻璃框體形狀。

該加壓步驟中之加壓之加熱溫度係與在前段之加熱平台上加熱之溫度相同程度之溫度。又，加壓時對板狀玻璃素材施加之壓力較佳為100 N~20 kN，例如尤佳為1 kN~10 kN。

而且，在此種加壓步驟中，若使上模11與下模12接近至特定之位置，則降低上下加壓板4b-1(4b-2)之溫度，從而藉由傳熱使上模11及下模12之溫度下降，以便使已成形之 玻璃素材50自上模11脫模。加壓板4b-1(4b-2)之溫度可藉由加熱器4a而產生變動。於加壓成形後，為使玻璃素材50自上模11脫模，而使加壓板4b-1(4b-2)之溫度下降至小於所使用之玻璃素材50之降伏點，主要係利用加壓板4b-1(4b-2)與玻璃素材50之收縮率之差而使其脫模。又，亦可於上軸側設置強制性地使玻璃素材50脫模之機構，而使其脫模。

已脫模之玻璃素材50係再次載置於下模12上，且藉由搬送機構與下模12一併自加壓板4b-1(4b-2)搬送至冷卻板5b。該搬送機構與上述搬送機構相同。

其次，藉由冷卻板5b使下模12冷卻，其與上述加熱步驟同樣地，藉由使下模12與下側之冷卻板5b接觸而冷卻。藉由該下模12之冷卻，而使成形且與下模12之成形面之接觸面積增大之玻璃素材50與下模12一併冷卻。經充分冷卻後，打開取出擋閘7而使取出口開口，藉由搬送機構將該下模12自腔室2取出至裝置外部，並載置於取出口側之成形模載置台9上。

此時，冷卻係較佳為冷卻至板狀玻璃素材之玻璃轉移點(Tg)以下，更佳為冷卻至板狀玻璃素材之應變點以下之溫度為止。此時，降溫速度較佳為5~150℃/分左右。

如上所說明般，玻璃素材50係經由包含加熱→加壓成形→冷卻之各處理之一系列之動作，而成形為玻璃框體形狀者。而且，本發明之特徵在於，在加壓成形步驟中，使用2個以上加壓機構，一面分配在加熱步驟中經加熱之玻璃 素材50一面進行搬送。

以下，圍繞分配步驟，一面參照圖3A~E及圖4A~F一面對加熱、加壓成形、冷卻整體上以何種時序進行處理之情況進行說明。圖3A~E係說明使用圖1之成形裝置成形時之成形操作之圖，且與圖2同樣地為俯視裝置時之圖。

在該說明中，玻璃素材50係保持載置於下模12上之狀況於裝置內搬送。

首先，於取入口6側之成形模載置台8上，將玻璃素材50(1)載置於下模12上，準備加壓成形(圖3A)。

該玻璃素材50(1)係直接自取入口6導入至裝置內部並搬送至加熱板3b上。在加熱板3b上，玻璃素材50(1)被交付於加熱步驟而加熱至特定之溫度。與此同時，在成形模載置台8上，將下一個供加壓成形之玻璃素材50(2)載置於下模12上(圖3B)。

繼而，經加熱之玻璃素材50(1)被搬送至加壓板4b-1上，且玻璃素材50(2)被搬送至加熱板3b上。於加壓板4b-1上對玻璃素材50(1)進行加壓成形處理，於板3b上將玻璃素材50(2)加熱至特定之溫度。與此同時，在成形模載置台8上，將下一個供加壓成形之玻璃素材50(3)載置於下模12上(圖3C)。

此時，在加壓成形步驟中，如上述所說明般於藉由加壓成形而轉印形狀後，為使玻璃素材50自上模11脫模而必需使加壓板4b-1之溫度暫時下降，接下來為進行加壓成形，必需再次加熱並經過加熱至加壓溫度為止之升降溫週期。 該升降溫週期之時間難以縮短，從而該步驟成為製造整體之速率限制因素。

因此，先前在模移動方式之加壓成形操作中，於該加壓後之脫模操作之後，將加壓板再次加熱至加壓成形溫度後進行接下來之加壓成形，但於本發明中，由於設置有2對以上加壓板，故可立即進行加壓成形操作。即，可以如下方式預先進行準備：於使加壓板4b-1之溫度下降、並進行脫模操作之同時，使設置之另一對加壓板4b-2之溫度升溫至可進行加壓成形之溫度，從而可立即進行加壓成形。

如此，於預先使加壓板4b-2可立即進行加壓成形操作之同時，經加壓成形並脫模之玻璃素材50(1)被搬送至冷卻板5b，且在加熱步驟中經加熱之玻璃素材50(2)被搬送至加壓板4b-2，玻璃素材50(3)被搬送至加熱板3b上。於冷卻板5b上使玻璃素材50(1)充分冷卻至特定之溫度，於加壓板4b-1上對玻璃素材50(2)進行加壓成形處理，於加熱板3b上將玻璃素材50(3)加熱至特定之溫度。與此同時，在成形模載置台8上，將下一個供加壓成形之玻璃素材50(4)載置於下模12上(圖3D)。

繼而，經冷卻之玻璃素材50(1)自取出口6被取出至裝置外部，而搬送至成形模載置台9上，經加壓成形並脫模之玻璃素材50(2)被搬送至冷卻板5b，在加熱步驟中經加熱之玻璃素材50(3)被搬送至加壓板4b-2，且玻璃素材50(4)被搬送至加熱板3b上。在成形模載置台9上，玻璃素材50(1)與下模12分離，且被搬送用以實施後加工處理。另一方 面，下模12為再次進行加壓成形處理而移動至成形裝置之取入口6側。又，於冷卻板5b上使玻璃素材50(2)充分冷卻至特定之溫度，於加壓板4b-1上對玻璃素材50(3)進行加壓成形處理，且於加熱板3b上將玻璃素材50(4)加熱至特定之溫度。與此同時，在成形模載置台8上，將下一個供加壓成形之玻璃素材50(5)載置於下模12上(圖3E)。

又，在該加壓成形操作中，若嘗試僅著眼於加壓板之動作，則可例示圖4A~F及圖5所示者。此處，圖4A~F係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖，且係自取入口6側觀察圖1之加壓板4b-1及4b-2時之圖。

首先，一面參照圖4A~F一面對加壓板之動作進行說明。

成對加壓板4b-1係以分別預先升溫至加壓溫度，當玻璃素材50被搬送來便可立即開始加壓成形動作之方式進行準備。若玻璃素材50於加熱板3b上被充分加熱，則將下模12與玻璃素材50搬送至該加壓板4b-1上。此時，另一對加壓板4b-2將經加壓之玻璃素材50搬送至冷卻板5b(圖4A)。

一旦搬送玻璃素材50則加壓板4b-1立即開始加壓動作，對玻璃素材50賦予成形模之成形面形狀。使另一對加壓板4b-2升溫至加壓溫度(圖4B)。

對玻璃素材50進行加壓後，便使加壓板4b-1逐漸冷卻而降低溫度。此時，加壓板4b-1與經加壓之玻璃素材50之間會產生主要因熱收縮率之差導致之應變，而使黏附於上模11之玻璃素材50自上模11脫模，玻璃素材50再次被載置於 下模12上。另一對加壓板4b-2係以充分升溫至加壓溫度並維持該溫度，一旦玻璃素材50被搬送來便可立即開始加壓成形動作之方式做準備(圖4C)。

繼而，經加壓之玻璃素材50與下模12一併被搬送至冷卻板5b。另一方面，將玻璃素材50自加熱板3b搬送至加壓板4b-2(圖4D)。

溫度暫時下降之經冷卻之加壓板4b-1再次升溫至加壓溫度。一旦玻璃素材50被搬送來加壓板4b-2便會立即開始加壓動作，而對玻璃素材50賦予成形模之成形面形狀(圖4E)。

加壓板4b-1係以充分升溫至加壓溫度並維持該溫度，一旦玻璃素材50被搬送來便可立即開始加壓成形動作之方式做準備。加壓板4b-2於對玻璃素材50進行加壓後便逐漸冷卻而降低溫度。此時，加壓板4b-2與經加壓之玻璃素材50之間會產生主要因熱收縮率之差導致之應變，使黏附於上模11之玻璃素材50自上模11脫模，玻璃素材50再次被載置於下模12上(圖4F)。

以後，重複圖4A~F之動作，而連續地製造玻璃框體。

於圖5中表示此時之加壓板4b-1及4b-2之溫度變化之關係之一例。加壓板4b-1及4b-2兩者均為重複彼此相同之加熱-加壓-冷卻(脫模)之升降溫週期者，但使該等之相位偏移而交替地進行加壓動作。該時序可任意設定。

再者，上述加熱步驟及冷卻步驟較佳為分別使溫度產生階段性變化，藉由在加熱步驟中設置1個以上之加熱平 台，使板狀玻璃素材之溫度階段性地上升，從而在加壓成形平台之前之加熱平台上加熱至成形溫度。又，藉由在冷卻步驟中亦設置1個以上之冷卻平台，使板狀玻璃素材之溫度階段性地下降，從而設為200℃以下之溫度。如此，藉由階段性地進行加熱及冷卻，而可抑制板狀玻璃素材之急劇之溫度變化，從而抑制裂縫之產生、或避免產生應變等玻璃框體之特性惡化。

於圖6中表示為實施此種加熱步驟及冷卻步驟而分別使用複數個加熱平台及冷卻平台之玻璃框體之成形裝置之一例。該圖6所示之玻璃框體之成形裝置21成為包括腔室22、第1加熱平台23、第2加熱平台24、第3加熱平台25、加壓成形平台26、第1冷卻平台27、第2冷卻平台28、及第3冷卻平台29之裝置構成。腔室22中與玻璃框體之成形裝置1同樣地，設置有下模12之取入口30與可開關取入口30之取入擋閘30a、取出口31與可開關取出口31之取出擋閘31a，且於該等取入口30及取出口31之外側設置有成形模載置台32及33。

該玻璃框體之成形裝置21除設置有3個加熱平台、3個冷卻平台，而階段性地進行加熱及冷卻以外，其他方面與圖1之玻璃框體之成形裝置1之構成相同。

在第1加熱平台23上，進行將板狀玻璃素材暫時加熱至玻璃轉移點以下、較佳為較玻璃轉移點低50~200℃左右之溫度之預加熱，在第2加熱平台24上加熱至玻璃轉移點與降伏點之間之溫度，在第3加熱平台25上加熱至玻璃之降 伏點以上、較佳為較降伏點高5~150℃左右之溫度。又，在加壓成形平台26上一面維持成形溫度，一面進行利用成形模之成形操作，而賦予玻璃框體形狀，在第1冷卻平台27上冷卻至成形素材之玻璃轉移點以下、較佳為應變點以下，在第2冷卻平台28上進一步冷卻至200℃以下之成形模不會氧化之溫度，在第3冷卻平台29上冷卻至室溫。

此處，第3冷卻平台係取代其他平台中之加熱器，而將使用之板設為以使冷卻水循環之方式設置有配管之水冷板，藉此可有效率地冷卻。

其後，冷卻後而獲得之玻璃素材在本實施形態中係對準複數個玻璃框體形狀而進行轉印，且為製成一個個玻璃框體形狀，而實施切斷、研磨等加工處理，從而成為最終之製品。

又，圖1及圖6所示之玻璃框體之成形裝置均係例示有包含2組之成對加壓板之情形者，但如上所述，亦可設置2組以上之複數組之成對加壓板。於此情形時，只要在升溫-加壓成形-冷卻(脫模)之動作中，使該等加壓板之各者僅錯開特定之時間進行動作即可。例如，若僅錯開製程時間除以成對加壓板之數量所得之數值而進行動作，則由於以均等之間隔進行加壓動作，故只要依序對其供給玻璃素材，則可有效率地製造玻璃框體。

[實施例]

以下，藉由實施例進一步詳細地說明本發明。

(實施例1)

使用圖6之玻璃框體之成形裝置21，如下進行玻璃框體之成形。

此處所使用之玻璃框體之成形裝置21係使用於碳化鎢製之100×75×30 mm之長方體之內部具有3個1.5 kW之筒式加熱器之板，作為加熱板、加壓板及冷卻板，且使用重合2塊SUS304製之140×75×10 mm之板狀體而成者作為隔熱板。

又，使上側之板上下移動之缸係使用空缸(air cylinder)，軸徑為40 mm之軸與上側之板連接並固定。腔室為SS400製之600×450×320 mm之箱狀，作為該腔室之下板係使用600×450×30 mm者。

又，成形模包含上模11及下模12，由包含碳化鎢之超硬合金製造。藉由加壓成形而獲得之玻璃框體之形狀為上下表面具有自由曲面之形狀，且使用以一個成形模成形一個該玻璃框體形狀之成形模。

於該下模12上載置90×60 mm、厚度為4 mm之含有鹼金屬氧化物之板狀玻璃素材。再者，該板狀玻璃素材之應變點為580℃，玻璃轉移點(Tg)為620℃，降伏點(At)為700℃。

藉由搬送機構將載置有板狀玻璃素材之下模12搬送並載置於第1加熱板23b上，同時利用上側之加熱器23d藉由輻射自上方對玻璃素材50進行加熱。

將下模12及板狀玻璃素材加熱120秒，繼而，搬送並載置於第2加熱板24b上，同時藉由上側之加熱器24d將玻璃素材50加熱120秒。進而，搬送並載置於第3加熱板25b 上，同時藉由上側之加熱器25d將玻璃素材50加熱120秒，從而使板狀玻璃素材成為軟化狀態。再者，第1加熱板23b係設定為550℃，第2加熱板24b係設定為650℃，第3加熱板25b係設定為750℃。進而，上側之加熱器之設定溫度係設為950℃。

其次，將下模12搬送並載置於加壓板26b-1上，使上側之加壓板26b-1下降，藉由缸26d對板狀玻璃素材50施加8 kN之壓力，而進行120秒之加壓成形。於加壓動作後，使加壓板26b-1冷卻而使上模11及玻璃素材50脫模，至將載置有脫模後之玻璃素材50之下模12搬送至第1冷卻板27b為止之時間設為60秒，且將使為進行脫模而暫時冷卻之加壓板26b-1再次升溫並維持於加壓溫度之時間設為60秒。加壓板26b之加壓溫度為750℃。

於加壓後，使搬送至第1冷卻板27b上之下模12冷卻120秒，繼而，將下模12搬送至第2冷卻板28b上並冷卻120秒，進而，將下模12搬送至第3冷卻板29b上並冷卻120秒。此時，第1冷卻板17b係設定為450℃，第2冷卻板18b係設定為200℃，第3冷卻板19b係設定為20℃(冷卻水溫度)。

而且，對於如此加熱-加壓成形-冷卻之各成形週期，一面交替地使用加壓板4b-1及4b-2一面連續地進行加壓成形。此時之動作係以圖3~圖5中所說明之順序、時序完成，製程時間如上所述設為120秒。

進而，藉由冷卻步驟使玻璃素材50冷卻至室溫以下，而 取出至裝置外部。使所取出之加壓成形品與下模12分離，加壓成形品係藉由進行切斷、切削、研磨等而獲得所需之玻璃框體。

如上所述，藉由本發明之玻璃框體之成形裝置及製造方法，能以簡易之操作，使成形週期縮短化，從而可有效率地製造玻璃框體。根據該裝置及方法，由於能以加壓成形等簡易之操作成形，且可提高成形品之生產率，故可穩定地且以低成本製造作為最終製品之玻璃框體。

[產業上之可利用性]

本發明之玻璃框體之成形裝置可廣泛使用於藉由加壓成形製造玻璃框體時。

1‧‧‧玻璃框體之成形裝置

2‧‧‧腔室

3‧‧‧加熱平台

3a‧‧‧加熱器

3b‧‧‧加熱板

3c‧‧‧隔熱板

3d‧‧‧加熱器

4‧‧‧加壓成形平台

4a‧‧‧加熱器

4b-1‧‧‧加壓板

4b-2‧‧‧加壓板

4c‧‧‧隔熱板

4d‧‧‧軸

5‧‧‧冷卻平台

5a‧‧‧加熱器

5b‧‧‧冷卻板

5c‧‧‧隔熱板

6‧‧‧取入口

6a‧‧‧取入擋閘

7‧‧‧取出口

7a‧‧‧取出擋閘

8‧‧‧成形模載置台

9‧‧‧成形模載置台

11‧‧‧上模

12‧‧‧下模

21‧‧‧成形裝置

22‧‧‧腔室

23‧‧‧第1加熱平台

23b‧‧‧第1加熱板

23d‧‧‧加熱器

24‧‧‧第2加熱平台

24b‧‧‧第2加熱板

24d‧‧‧加熱器

25‧‧‧第3加熱平台

25b‧‧‧第3加熱板

25d‧‧‧加熱器

26‧‧‧加壓成形平台

26b‧‧‧加壓板

26b-1‧‧‧加壓板

26d‧‧‧缸

27‧‧‧第1冷卻平台

27b‧‧‧第1冷卻板

28‧‧‧第2冷卻平台

28b‧‧‧第2冷卻板

29‧‧‧第3冷卻平台

29b‧‧‧第3冷卻板

30‧‧‧取入口

30a‧‧‧取入擋閘

31‧‧‧取出口

31a‧‧‧取出擋閘

32‧‧‧成形模載置台

33‧‧‧成形模載置台

50‧‧‧玻璃素材

圖1係作為本發明之一實施形態之玻璃框體之成形裝置的概略構成圖。

圖2係俯視圖1之成形裝置時之概略構成圖。

圖3A係說明使用圖1之成形裝置成形時之成形操作之圖。

圖3B係說明使用圖1之成形裝置成形時之成形操作之圖。

圖3C係說明使用圖1之成形裝置成形時之成形操作之圖。

圖3D係說明使用圖1之成形裝置成形時之成形操作之圖。

圖3E係說明使用圖1之成形裝置成形時之成形操作之 圖。

圖4A係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖。

圖4B係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖。

圖4C係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖。

圖4D係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖。

圖4E係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖。

圖4F係說明使用圖1之成形裝置成形時之加壓成形步驟之動作之圖。

圖5係圖4A~F之加壓成形步驟中之加壓板之升降溫週期之圖表。

圖6係作為本發明之另一實施形態之玻璃框體之成形裝置的概略構成圖。

1‧‧‧玻璃框體之成形裝置

2‧‧‧腔室

3‧‧‧加熱平台

3a‧‧‧加熱器

3b‧‧‧加熱板

3c‧‧‧隔熱板

3d‧‧‧加熱器

4‧‧‧加壓成形平台

4a‧‧‧加熱器

4b-1‧‧‧加壓板

4b-2‧‧‧加壓板

4c‧‧‧隔熱板

4d‧‧‧軸

5‧‧‧冷卻平台

5a‧‧‧加熱器

5b‧‧‧冷卻板

5c‧‧‧隔熱板

6‧‧‧取入口

6a‧‧‧取入擋閘

7‧‧‧取出口

7a‧‧‧取出擋閘

8‧‧‧成形模載置台

9‧‧‧成形模載置台

11‧‧‧上模

12‧‧‧下模

50‧‧‧玻璃素材

Claims (10)

1. 一種玻璃框體之成形裝置，其特徵在於：其係將板狀之玻璃素材依序搬送至設置於腔室內之加熱、加壓成形及冷卻之各平台，在上述加壓成形平台上，以包含上模及下模之成形模將上述玻璃素材加壓成形而製成玻璃框體者；上述成形裝置包括：加熱機構、加壓機構及冷卻機構，該等係於上述加熱、加壓成形及冷卻之各平台上搭載載置有上述玻璃素材之下模，且對所搭載之上述玻璃素材分別進行加熱、加壓成形及冷卻之各處理；及控制機構，其控制上述加熱、加壓成形及冷卻之各處理；並且上述加壓機構係包含2對以上之成對加壓板者，且每對加壓板包含在其上部搭載自上述加熱機構移送之下模之下加壓板、與在其下部固定有上模之上加壓板而構成；且該成形裝置包含分配機構，該分配機構係於將載置有上述玻璃素材之下模自上述加熱機構向上述加壓機構搬送時，對上述2對以上之加壓板依序分配並搬送下模。
2. 如請求項1之玻璃框體之成形裝置，其中上述玻璃框體為具有自由曲面形狀之成形品。
3. 如請求項2之玻璃框體之成形裝置，其中上述玻璃框體為軸非對稱之形狀。
4. 如請求項1至3中任一項之玻璃框體之成形裝置，其中上述加壓機構連續地重複進行升溫、加壓成形、冷卻(脫 模)之動作。
5. 如請求項4之玻璃框體之成形裝置，其中上述加壓機構於升溫、加壓成形、冷卻(脫模)之動作中，使2對以上之成對加壓板之各者僅錯開特定之時間進行動作。
6. 如請求項1之玻璃框體之成形裝置，其中上述加熱機構包含藉由傳熱而將上述下模加熱之加熱板、及藉由輻射而將上述玻璃素材加熱之加熱器。
7. 如請求項6之玻璃框體之成形裝置，其中上述加熱機構個別地管理上述加熱板之溫度與上述加熱器之溫度。
8. 如請求項1之玻璃框體之成形裝置，其中上述加壓機構中之2對以上之成對加壓板係並列配置於相對於自上述加熱機構向冷卻機構之搬送方向正交之方向上。
9. 一種玻璃框體之成形方法，其特徵在於包括：加熱步驟，其使用如請求項1至8中任一項之玻璃框體之成形裝置，將上述板狀之玻璃素材載置於上述下模之成形面上，藉由加熱機構將上述下模及玻璃素材加熱；加壓步驟，其係使上述加壓機構之成對加壓板中之至少一者上下移動，藉由上模及下模對上述經加熱軟化之玻璃素材進行加壓而轉印成形面形狀；及冷卻步驟，其係於加壓步驟後，藉由冷卻機構使上述下模及轉印有成形面形狀之玻璃素材冷卻；且包括分配步驟，其係於將上述下模及玻璃素材自上述加熱機構向上述加壓機構搬送時，將載置有上述玻璃素材之下模依序分配並搬送給上述2對以上之成對加壓 板。
10. 如請求項9之玻璃框體之成形方法，其中於上述加熱步驟中，個別地將上述下模加熱控制在上述玻璃素材之玻璃轉移點至軟化點之溫度範圍內，將上述玻璃素材加熱控制在降伏點至熔點之溫度範圍內。