TWI607974B - Glass shaped body manufacturing method and forming die - Google Patents

Description

玻璃成形體之製造方法及成形模

本發明係關於一種利用壓製成形之玻璃成形體之製造方法及成形模，尤其關於一種對成形模內充分地填充玻璃而獲得所需之形狀之玻璃成形體的玻璃成形體之製造方法及用於該製造方法之成形模。

近年來，使用了各種使收容於成形模內之玻璃原材料加熱軟化並進行壓製而製造玻璃製之壓製成形品的方法，其被用於製造光學元件或資訊記錄媒體用之玻璃基板等(例如參照專利文獻1~3)。

於此種壓製成形步驟中，於玻璃原材料之加熱軟化時及壓製時，使成形模為特定之溫度，並維持對加工成形原材料充分之加熱溫度，成形後，冷卻玻璃原材料並使其固化，最終，將成形模冷卻至不會發生氧化之200℃以下之溫度為止。如此，於利用壓製成形之玻璃成形體之製造中，於壓製時將成形模之形狀正確地轉印至玻璃原材料，並使其冷卻固化而保持成形形狀，從而製作形狀精度較高之壓製成形品。

另一方面，電子製品之進步驚人，開發出各種可攜式電子製品，其形狀小型化、薄型化，且作為此種小型電子製品之殼體，已知有使用樹脂製、金屬製等原材料之殼體。若以玻璃製之殼體製作此種電子製品之殼體，則會有具備設計性優異之外觀或較高之質感之優點。玻璃製之殼體之一部分係藉由切削、研磨等方法製造，亦在研究利用壓製成形之製造。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-67423號公報

[專利文獻2]國際公開第2007/086558號

[專利文獻3]國際公開第2010/065371號

且說，包含玻璃殼體之玻璃成形體之利用壓製成形之製造可利用與光學元件等基本相同之操作進行。

然而，於如光學元件般俯視輪廓形狀為自圓形之中心起於所有方向上相同距離之形狀或正面及背面之表面形狀為大致平行之平板狀的成形體之情形時，不太成問題，但於俯視輪廓形狀為隨方向而異之非圓形形狀、或成形體之表面具有曲面及其他複雜形狀的成形體之情形時，存在如下問題：配合其形狀之玻璃原材料之填充變得不充分，或積存有空氣等氣體導致氣泡殘留，從而產生成形品之形狀不良而良率降低。

因此，本發明係著眼於上述問題而完成者，且目的在於提供一種於製造玻璃成形品時，即便其俯視輪廓形狀為非圓形或成形面之表面形狀並非平板，亦可對成形模內充分地填充玻璃原材料而製造所需之形狀之玻璃成形體的玻璃成形品之製造方法及用於該製造方法之成形模。

本發明者等人進行銳意研究，結果發現，藉由本發明之玻璃成形品之製造方法及成形模可解決上述問題，從而完成本發明。

即，本發明之玻璃成形體之製造方法之特徵在於包括：加熱步驟，其對載置於包含一對上模及下模之成形模之上述下模上之板狀之 玻璃原材料進行加熱；壓製步驟，其以上述成形模對經加熱之上述板狀之玻璃原材料加壓而轉印其成形面形狀；及冷卻步驟，其於壓製步驟後，冷卻轉印有上述成形面形狀之玻璃成形體並使其固化；且上述上模及下模之各成形面之俯視輪廓形狀為非圓形，由上述成形面所形成之間隙係以隨著自上述成形面之內側朝向外側變寬之方式形成，且於上述壓製步驟中，使產生於上述板狀之玻璃原材料之壓力分佈於上述成形面之輪廓區域中相等。

又，本發明之成形模之特徵在於：其包含藉由壓製成形而將板狀之玻璃原材料製成玻璃成形體之一對上模及下模，且上述上模及下模之各成形面之俯視輪廓形狀為非圓形，由上述成形面所形成之間隙係以隨著自上述成形面之內側朝向外側變寬之方式形成，並以上述壓製成形中之產生於上述板狀之玻璃原材料之壓力分佈於上述成形面之輪廓區域中相等之方式形成成形面。

根據本發明之玻璃成形體之製造方法及成形模，可對成形模之成形面內部充分地填充玻璃原材料，可有效率地抑制填充不充分、或產生空氣積聚等形狀不良之產生。因此，有助於提高玻璃成形體之製造良率，提高製品之生產性。

1‧‧‧玻璃成形體

1a‧‧‧轉印面

1b‧‧‧製品

1c‧‧‧加工區域

11‧‧‧上模

11a‧‧‧上模之成形面

12‧‧‧下模

12a‧‧‧下模之成形面

50‧‧‧玻璃原材料

61‧‧‧上模

G1、G2‧‧‧間隙

R1~R4‧‧‧曲率半徑

圖1A係藉由作為本發明之一實施形態之玻璃成形體之製造方法而獲得之玻璃成形體之俯視圖。

圖1B係圖1A之玻璃成形體之前視圖。

圖1C係圖1A之玻璃成形體之側視圖。

圖2係圖1A所示之玻璃成形體之A-A剖面圖。

圖3係製造圖1A~1C所示之玻璃成形體之成形模之概略剖面圖。

圖4A係於作為本發明之一實施形態之玻璃成形體之製造方法 中，於下模上載置有板狀之玻璃原材料之圖。

圖4B係說明作為本發明之一實施形態之玻璃成形體之製造方法中之加熱步驟的圖。

圖4C係說明作為本發明之一實施形態之玻璃成形體之製造方法中之壓製步驟的圖。

圖4D係說明作為本發明之一實施形態之玻璃成形體之製造方法中之冷卻步驟的圖。

圖5(a)-(e)係表示壓製步驟中之玻璃原材料之壓力分佈之變化的圖。

圖6係說明作為本發明之一實施形態之玻璃成形體之製造方法中之加工步驟的圖。

圖7係自成形面側觀察圖3所示之上模所得之立體圖。

圖8係自成形面側觀察比較例1所使用之上模所得之立體圖。

圖9係用於比較例1之成形模之概略剖面圖。

以下，對本發明進行詳細說明。

如上所述，本發明之玻璃成形體之製造方法包括：加熱步驟，其對載置於包含一對上模及下模之成形模之下模上之板狀之玻璃原材料進行加熱；壓製步驟，其以成形模對經加熱之上述板狀之玻璃原材料加壓而轉印其成形面形狀；及冷卻步驟，其於壓製步驟後，冷卻轉印有成形面形狀之玻璃成形體並使其固化；且此時使用之成形模之形狀具有特徵。

作為該成形模，上模及下模之各成形面之俯視輪廓形狀為非圓形，且由該等成形面所形成之成形面之間隙係以隨著自成形面之內側朝向外側變寬之方式形成。

此處，上模及下模之各成形面之俯視輪廓形狀係指水平面上之 輪廓形狀，更具體而言，下模之成形面之輪廓形狀為俯視圖中之成形面之輪廓形狀，上模之成形面之輪廓形狀為仰視圖中之成形面之輪廓形狀。若該成形面之輪廓形狀之俯視形狀為非圓形(若存在少量偏差)，則有將本發明之玻璃之填充性改良為良好之餘地，除無改良餘地之圓形狀以外，若為除此以外之形狀，則可為任意形狀。

作為該俯視輪廓形狀，具體而言，可列舉橢圓、多角形等形狀。此處，作為多角形，可列舉三角形、四角形、五角形、六角形、及其以上之多角形形狀，既可為所有邊之長度及頂點之角度相等之正多角形，亦可為長度及角度不同之多角形。例如，若列舉四角形為例，則既可為正方形、長方形、平行四邊形、梯形等形狀，亦可為邊之長度或頂點之角度各不相同之四角形。

又，此處所謂之多角形亦包含成為大致多角形之形狀，此處所謂大致多角形亦包含基本之形狀為多角形，但例如具有曲率地形成該多角形之頂點之形狀或頂點部分被以倒角切開而成之形狀等。

作為橢圓，其扁率(oblateness)較佳為0.5以上，於多角形之情形時，較佳亦非正多角形，而是偏差變大之形狀。然而，由於考慮到偏差越高，成形時之玻璃之填充性越降低，故而較佳為至少具有1條成為線對稱之軸之形狀，更佳為成為線對稱之軸較多之形狀。

而且，由上模及下模之各成形面所形成之成形面之間隙係以隨著自成形面之內側朝向外側變寬之方式形成。若以此方式預先形成成形模，則於利用上模及下模按壓作為成形原材料之板狀之玻璃原材料時，於成形面中，首先內側之壓力變高，該壓力依序向外側移動，並且成形模內被玻璃原材料所填充，故而板狀之玻璃原材料不會自內側逆流而被自內側向外側擠出至成形面外周部。

若以此方式填充，則不易產生中途出現未充分施加壓力之部分，或外側之壓力先變高導致氣體無處逃逸而被積存的不良情況，可 有效地抑制填充不充分之部分或氣泡之殘留等形狀不良之產生。

此處，成形面之間隙係指壓製步驟中，完成按壓時之上模與下模之間所形成之間隙。關於此時間隙之距離，就一成形面(製品面側)之所需之點而言，係以平行於壓製方向延長之直線到與另一成形面交叉之距離表示(例如圖3之G1、G2)。即，係鉛垂上之上模與下模之成形面間之距離。此時，該間隙之距離隨著自俯視時之內側朝向外側變大，但該關係只要是上模及下模之輪廓形狀中之較小之成形面有滿足到即可。若預先設為此種構成，則可充分地將玻璃原材料填充至至少成形面之輪廓形狀較小之部分，而不會產生形狀不良。

再者，此處，於被上模及下模按壓時最初被填充而成為高壓力之部位較佳為形成成形品之凸面側之成形模(具有凹狀之成形面之成形模)中最深之部分，若如此，則此處成為由上模及下模所形成之間隙之距離最短之部分。該間隙之距離最短之部分可為點亦可為線。以間隙之距離自此處朝向外周側逐漸變寬之方式形成上模及下模。進而，於壓製步驟中，以成形面之輪廓區域中產生於板狀之玻璃原材料之壓力分佈變得相等之方式加壓。即，形成為於某輪廓區域中施加大致相等之壓力，並形成為壓力分佈與輪廓區域之形狀大致一致。該輪廓區域係於俯視時成形面之內側，於基本上成為與俯視輪廓形狀為相似形狀或偏移形狀之部分具有某寬度而形成的區域。為了使該輪廓區域中施加至玻璃原材料之壓力為相似狀，可自內側朝向外側結合成形面之輪廓形狀對成形面之間隙之擴展程度進行調整而達成。

以下，以製造圖1A~圖1C所示之形狀之玻璃成形體之情形為例，進而具體地進行說明。

圖1A表示利用本發明之玻璃成形體之製造方法所製造之玻璃成形體1之俯視圖，圖1B表示玻璃成形體1之前視圖，圖1C表示玻璃成形體1之右側視圖。該玻璃成形體1之俯視輪廓形狀以長方形為基礎， 並具有於頂點設置曲率而形成之大致長方形之轉印面1a，該輪廓形狀相對於其長軸及短軸分別對稱。又，該轉印面1a係中央部分具有較小之曲率且於外周部附近其曲率變大之具有由曲線所形成之剖面形狀的轉印面。即，該轉印面1a之長方形之中央部分係形成為轉印有成形模之成形面之最深部分之曲面形狀。

於製造此種玻璃成形體時，使用具有可藉由轉印而形成該轉印面形狀之成形面之成形模。即，玻璃成形體1之轉印面1a與形成該轉印面1a之成形模之成形面係凹凸相反，但上述所說明之曲率或對稱性等具有同樣之特性。

繼而，將該圖1A~圖1C所示之玻璃成形體1之A-A剖面圖示於圖2，如此處所示，該玻璃成形體1之底面側係形成為凹面。該凹面亦如上述所說明般係藉由上模及下模之間隙隨著朝向外側變寬之成形模而獲得，故而該玻璃成形體1之厚度亦形成為中央部分最薄，隨著朝向外側而較厚。

此處，圖3表示用以製造玻璃成形體1之成形模之概略剖面圖。該成形模包含成對之上模11及下模12。此處，示出有於製造玻璃成形體1時，因該成形操作而使玻璃成形體1之凸側之面(製品面)朝向下側地進行製造之例。再者，亦分別示出有成形模之成形面之中央部分及外周部分之放大圖。

此處，製品面為結合其用途而決定之形狀，由於其為既定之形狀，故而下模12之成形面12a係依據該形狀而決定。另一方面，為了使玻璃之填充性良好並良率良好地形成該形狀，本發明之特徵在於如下方面，即，將上模11之成形面11a之形狀設為由該成形面所形成之間隙隨著自內側移向外側而變寬之特定之形狀。

圖3所示之成形模之製品面係形成為具有曲率之曲面，具體而言，如圖3之成形面之中央部分之放大圖所示，該等間隙係由下模之 成形面12a與上模之成形面11a所形成。因此，為了使該間隙之距離隨著朝向外側而變寬，只要使上模之成形面11a之曲率半徑R2較下模之成形面12a之曲率半徑R1小即可。

該特徵較佳及於成形面整體，於此情形時，即便於曲率半徑於成形面之中途變化時，亦以可繼續保持該關係之方式形成另一模具之成形面。具體而言，如圖3之成形面之外周部分之放大圖所示，只要使上模之成形面11a之曲率半徑R4較下模之成形面12a之曲率半徑R3小即可。即，該玻璃成形體1之曲率半徑於中央部分及外周部分改變，但只要以間隙始終擴大之形狀決定根據該變化而對應之曲率半徑即可。再者，上述所謂成形面整體，係指上模及下模中之俯視輪廓形狀較小之成形面整體。上述間隙之關係較佳為對輪廓形狀較大之成形面之整體成立，其原因在於：若上模及下模之各成形面之大小之差異較大，則難以於輪廓形狀較大之成形面整體維持特定之間隙之關係。因此，上述關係只要至少於輪廓形狀較小之成形面整體滿足即可，若於輪廓形狀較大之成形面整體滿足則較佳。

此時，較佳為下模之成形面12a之曲率半徑R1與上模之成形面11a之曲率半徑R2之比(R2/R1)滿足0.8≦R2/R1<1.0之關係的形狀。

又，成形面形狀較佳為其大部分形成為曲率不固定之自由曲面且即便曲率半徑變化亦滿足上述關係的形狀。因此，於外周附近亦同樣地，較佳為設為下模之成形面12a之曲率半徑R3與上模之成形面11a之曲率半徑R4之比(R4/R3)滿足0.8≦R4/R3<1.0之關係的形狀。然而，於如成形面中曲率半徑急遽變化之情形、或曲率半徑變小為2mm以下之情形時，亦可不偏離該關係，於此情形時，以玻璃原材料之流動順利之方式設計。

即，若以滿足此種曲率半徑之比之方式預先形成上模11及下模12之各成形面，則對板狀之玻璃原材料施加之壓力自中央部分朝向外側 逐漸變高，不會出現該壓力自外側朝向內側變高之反轉現象。因此，會產生自成形面之內側朝向外側始終穩定之玻璃流動，可使玻璃之填充性良好，抑制形狀不良之產生。

又，藉由使此時施加至板狀之玻璃原材料之壓力分佈與成形面之俯視輪廓形狀為相似狀，可抑制壓力之偏差，使成形品之形狀穩定地成形。如圖1A~1C所記載之成形面之輪廓形狀，若為長軸及短軸分別對稱之形狀，則只要以中央部分為起點，於各方向上以相同程度之變化率使間隙之距離變化即可。

又，亦有視形狀而定而考慮成形模之成形面之最深部分並非於中央而係自中央偏移之情形，於此情形時，只要對應於該最深之部分至成形面之輪廓之距離，於各方向上以到達至輪廓部分為止將變化率設為相同之方式調節形狀即可。若以此方式，則壓力分佈為與俯視輪廓形狀為相似狀之形狀。再者，本說明書中所謂之相似狀容許與相似形狀之偏差。其原因在於：難以使壓力分佈形狀完全為相似形狀，為了發揮本發明之效果，只要自內側朝向外側逐漸提高壓力即可。再者，與相似形狀之偏差係容許例如使俯視輪廓形狀之角變圓等形狀之簡化。

其次，一面參照圖4A~圖4D，一面對本發明之玻璃成形體之製造方法進行說明。圖4A~圖4D表示使用圖3所示之成形模製造玻璃成形體1之方法。

首先，對本發明之玻璃成形體之製造方法中之加熱步驟進行說明。於加熱步驟中，於下模12之成形面上載置並準備板狀之玻璃原材料50(圖4A)。

再者，此處使用之玻璃原材料50只要為可應用於壓製成形之玻璃原材料則可使用公知之原材料，並無特別限定。又，本發明中使用之玻璃原材料50為平板狀，只要具有可藉由壓製成形而形成玻璃成形 體之大小即可。尤其，該玻璃原材料50之厚度必須較由上模11及下模12之成形面所形成之間隙之最大值Gmax厚，較佳為較最大值Gmax厚0.1mm以上者。再者，上述間隙之最大值Gmax係上模及下模之成形面之俯視輪廓形狀較小者之成形面之最外周部分(輪廓部分)中之間隙。又，就平面而言，玻璃原材料50較佳為具有僅覆蓋上模及下模之成形面之俯視輪廓形狀較大者之整個成形面的大小。

其次，為了使載置於下模12之板狀之玻璃原材料50成為可變形之狀態，而將其加熱至特定之溫度，並將上模11配置於玻璃原材料50之上方(圖4B)。

該加熱係以可藉由與下模12之接觸而加熱下模12，並利用其傳熱間接地加熱板狀之玻璃原材料50之方式利用於內部埋入有匣式加熱器(cartridge heater)等之加熱板而進行。進而，亦可具有自板狀之玻璃原材料50之上方直接加熱而使其軟化之加熱器，作為此種加熱器，可列舉匣式加熱器、陶瓷加熱器、SiC加熱器、碳加熱器等可輻射加熱之發熱體。例如，亦可將該等加熱器埋入至不鏽鋼、ANVILOY等之金屬板或石英等之玻璃管之內部而構成。

該加熱步驟中之溫度係設定成可將玻璃原材料50自(變形點-50℃)之溫度加熱至熔點之溫度範圍。若加熱至此種溫度，則玻璃原材料50於加熱步驟至壓製步驟，出現對壓製充分之軟化狀態，可獲得所需之形狀之玻璃成形體。此時，升溫速度較佳為5~200℃/min左右。再者，加熱溫度較佳為(變形點-10℃)以上。

再者，圖4B表示將玻璃原材料50加熱至軟化點以上之情形，於此情形時，玻璃原材料50因自重而變形，其中央部分彎曲而與下模12之成形面12a接觸。再者，視加熱溫度亦有玻璃原材料50之形狀得到維持，不與成形面12a接觸之情形。

其次，對本發明之玻璃成形體之製造方法中之壓製步驟進行說 明。首先，於上述加熱步驟中所加熱之板狀之玻璃原材料50之上方配置上模11。於成為特定之位置關係後，使上模11與下模12接近，按壓載置於下模12上之板狀之玻璃原材料50使其變形，從而將上模11及下模12具有之成形面形狀轉印至板狀之玻璃原材料50(圖4C)。由於該壓製步驟係一面維持為壓製溫度一面進行，故而只要使上模11及下模12分別與於內部埋入有匣式加熱器之上下一對壓製板接觸並且同時進行壓製動作即可。

再者，於該壓製步驟中，上下之壓製板與軸連接，該軸可藉由汽缸使壓製板上下移動，藉由使該壓製板之上下板兩者或上側及下側任一側之板上下移動而縮短上模11及下模12間之距離，藉此可利用成形模壓製板狀之玻璃原材料50。此時壓製係於特定之壓力下進行，可對板狀之玻璃原材料高精度地賦予玻璃成形體形狀。此時壓製方向為鉛垂方向。

又，該壓製步驟中之壓製係設為玻璃原材料50之黏度η自logη=4成為logη=7之溫度而進行，較理想為軟化點左右之溫度。又，壓製時之施加至板狀之玻璃原材料之壓力較佳為0.01kN/mm²~2kN/mm²，並考慮到玻璃原材料之厚度、成形形狀、變形量等而適當決定。

而且，於該壓製成形中，玻璃原材料50如上述所說明般壓力自內側朝向外側逐漸變高，故而自成形面之內側部分起依序填充玻璃並向外側擠出，可使填充性良好。

圖5表示上述說明之壓製成形時之玻璃原材料50之壓製步驟中之壓力分佈的變化。

圖5(a)表示於壓製步驟開始之階段，尚未接觸上模11之成形面11a而未施加壓力之狀態。其次，圖5(b)中，上模11之成形面11a與玻璃原材料50接觸，但此處由於製品形狀之原因，最初接觸之部分為較 成形面之輪廓稍內側之部分。若進一步推進壓製動作，則如圖5(c)所示，對玻璃原材料50之整面施加壓力，由上模11及下模12所夾持而較大地施加有壓力之部分為由上模11及下模12之成形面所形成之間隙最小之部分即中央部分。

若進一步推進壓製動作，則如圖5(d)及5(e)所示，壓力較高之部分自中央部分逐漸向外周側擴展，若最終使上模11及下模12接近至特定之位置而完成按壓，則成形面整體被上模11及下模12充分地按壓(於成形面之間隙填充有玻璃原材料)，可轉印所需之玻璃成形體之形狀。如圖5(a)~(e)之說明所示，壓力分佈成為俯視輪廓形狀之相似狀，例如，藉由該壓力差所形成之各壓力區域與上述所說明之輪廓區域大致一致。

繼而，若於該壓製步驟中形狀之轉印結束，則使上模11及下模12之溫度降低以使成形之玻璃原材料50自上模11脫模。於使玻璃原材料50自上模11脫模時，將使用之玻璃原材料50降低至未達其變形點之溫度，亦使上模11之溫度降低至相同程度之溫度，從而主要利用上模11與玻璃原材料50之收縮率之差而使其脫模。又，亦可設置強行使其脫模之機構。

本發明之冷卻步驟為了冷卻、固化賦予了玻璃成形體形狀之玻璃原材料50，只要使於其內部埋入有匣式加熱器之冷卻板與經壓製處理之下模12等接觸而冷卻下模12，進而亦間接地冷卻載置於下模12上之玻璃原材料50即可。由於存在冷卻板上之載置於下模12之玻璃成形體之上部成為開放狀態而冷卻速度過快之情況，故而亦可於玻璃原材料50之上部設置如加熱步驟中所說明之加熱器般之加熱源而控制玻璃單體之冷卻速度。

該板狀之玻璃原材料50之固化只要冷卻至該原材料之玻璃轉移點以下即可，更佳為冷卻至應變點以下，若充分進行冷卻，則板狀之 玻璃原材料之玻璃殼體形狀穩定，變形得到抑制。此處，所謂冷卻係指以可穩定地賦予玻璃殼體形狀之方式使板狀之玻璃原材料50固化的溫度，該溫度僅較壓製步驟之溫度低50~150℃左右，依然為高溫，故而於該冷卻步驟亦於其內部埋入有加熱器。該冷卻中之降溫速度較佳為5~150℃/min左右。

該玻璃成形體之製造方法可為於1個位置上進行加熱、壓製、冷卻之各處理之方法，亦可為於各步驟準備1個以上之位置，在各位置上進行溫度之升降並且進行特定之處理的一面搬送成形模一面進行壓製成形之方法。

再者，上述加熱步驟及冷卻步驟較佳為分別階段性地使溫度變化。於加熱步驟中，階段性地使板狀之玻璃原材料之溫度上升，於即將進行壓製步驟之前加熱至成形溫度。又，於冷卻步驟中，亦階段性地使板狀之玻璃原材料之溫度下降而設為200℃以下之溫度。若如此階段性地進行加熱及冷卻，則可抑制板狀之玻璃原材料之急遽之溫度變化，不使抑制破裂之產生或產生應變等之玻璃成形體之特性變差。

對於該玻璃成形體之製造，於例如將加熱步驟分為3個階段，將冷卻步驟分為3個階段而階段性地進行加熱及冷卻之情形時，於第1加熱步驟中進行預備加熱，即，將板狀之玻璃原材料暫時加熱至玻璃轉移點以下，較佳為加熱至較玻璃轉移點低50~200℃左右之溫度，於第2加熱步驟中，加熱至玻璃轉移點與變形點之間之溫度，於第3加熱步驟中，加熱至玻璃之變形點以上、較佳為軟化點或較軟化點高5~150℃左右之溫度。

又，壓製步驟係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成形體形狀，於第1冷卻步驟中，冷卻至玻璃原材料之玻璃轉移點以下，較佳為冷卻至應變點以下，於第2冷卻步驟中，進而冷卻至200℃以下之成形模不會被氧化之溫度，於第3冷卻步驟 中，冷卻至室溫。

此處，第3冷卻步驟若將與下模12接觸之板設為設置有配管以使冷卻水循環之水冷板而代替其他步驟中之加熱器，則可有效率地冷卻。

如以上所說明般，玻璃原材料50係經過包含加熱、壓製、冷卻之各製程之一連串動作而成形為所需之玻璃成形體形狀。藉此，於壓製時，使玻璃原材料充分地填充至由上模11及下模12所形成之間隙，良率良好地獲得所需之形狀之玻璃成形體。

進而，其後，為了將所獲得之玻璃成形體製成所需之製品形狀，只要進行切斷、切削、研磨等進行修整處理之加工步驟而製成最終製品即可。例如，如圖6所示，對玻璃成形體1之斜線所示之底面側之加工區域1c進行修整加工而將其去除，獲得製品1b之形狀。

[實施例]

以下，藉由實施例進而詳細地說明本發明。

(實施例1)

使用圖3所示之成形模，如下所述進行壓製成形。再者，此處，作為上模，使用具有圖7所示之成形面形狀之上模11。該成形模係作為製品之成形面之大致長方形之形狀為長軸57mm、短軸28mm，成形面之曲率半徑R1為1180mm，R2為1080mm，R3為4mm，R4為2mm。又，間隙之最大值Gmax為3mm。此處，Gmax係上模11之成形面之最外周之與下模12之間隙。又，作為間隙之最小值之中央部分為2mm。

首先，於下模12之上載置由鹼石灰玻璃構成之長邊170mm、短邊90mm、厚度4mm之玻璃原材料50，將玻璃原材料加熱至其黏性成為logη=5之溫度而使其軟化，並使上模11下降，以20kN(壓力1.3N/mm²)之壓製負載進行壓製，而使成形面形狀轉印至玻璃原材料 50。轉印結束後，將負載設為2kN(壓力0.13N/mm²)，於施加有壓力之狀態下以降溫速度100℃/min進行冷卻直至成為玻璃原材料50之應變點以下，其後，急冷至室溫而獲得玻璃成形體。將該玻璃成形體之轉印有上模11之成形面之側研磨1mm而製成平面，從而獲得作為製品之玻璃成形品。

(比較例1)

除使用具有圖8所示之成形面形狀之上模61作為成形模之上模以外，藉由與實施例1相同之動作、條件製造玻璃成形體。所獲得之玻璃成形體為於下模12之大致長方形之成形面之四角產生由空氣積聚導致之形狀不良的不良品。

將包含該比較例1中使用之上模61之成形模之概略剖面圖示於圖9。自圖9可知，雖可僅以單一之凸面形成上模之成形面形狀，且於成形面之內側充分地成形，但相對於下模12之成形面外周部分之立起，對應之上模61之成形面形狀之曲率半徑之中心相互不一致，由上模61及下模21之各成形面所形成之間隙變窄。認為由於間隙如此自內側朝向外側變窄，故而玻璃原材料50之外側先因成形模而空氣等氣體之逸出通道消失，導致於成形面之四角殘留由空氣積聚引起之形狀不良。

如上所述，根據本發明之玻璃成形體之製造方法及成形模，由於玻璃原材料於成形模內自內側依序擴散至外側，故而可不產生空氣積聚等地向成形模內充分且確實地填充玻璃原材料，有效地抑制形狀不良等之產生，故而可提高製品良率。

[產業上之可利用性]

本發明之玻璃成形體之製造方法及成形模可於藉由壓製成形製造玻璃成形體時廣泛使用。

Claims (14)

1. 一種玻璃成形體之製造方法，其特徵在於包括：加熱步驟，其對載置於包含一對上模及下模之成形模之上述下模上之板狀之玻璃原材料進行加熱；壓製步驟，其以上述成形模對經加熱之上述板狀之玻璃原材料加壓而轉印其成形面形狀；及冷卻步驟，其於壓製步驟後，冷卻轉印有上述成形面形狀之上述玻璃原材料並使其固化；且上述一對上模及下模分別具有用於形成玻璃成形體之成形面，上述上模及下模之各成形面分別具有俯視輪廓形狀，各俯視輪廓形狀為非圓形，藉由上述成形面所形成之上述上模及上述下模之間隙，係於上述上模及上述下模之成形面中較小之俯視輪廓形狀之範圍內，以隨著自上述成形面之內側朝向外側變寬之方式形成，且於上述壓製步驟中，使產生於上述板狀之玻璃原材料之壓力分佈於上述成形面之輪廓區域相等。
2. 如請求項1之玻璃成形體之製造方法，其中上述俯視輪廓形狀為橢圓或多角形。
3. 如請求項1或2之玻璃成形體之製造方法，其中上述成形面之一者具有凸面，另一者具有與上述凸面對應之凹面。
4. 如請求項3之玻璃成形體之製造方法，其中上述凹面及凸面所對應之面之各自之曲率半徑R1與曲率半徑R2之比(R2/R1)滿足0.8≦R2/R1<1.0之關係。
5. 如請求項1或2之玻璃成形體之製造方法，其中上述加熱步驟中之加熱溫度為上述板狀之玻璃原材料之(變形點-50℃)以上之溫度。
6. 如請求項5之玻璃成形體之製造方法，其中上述加熱步驟中之加熱溫度為上述板狀之玻璃原材料之(變形點-10℃)以上之溫度。
7. 如請求項6之玻璃成形體之製造方法，其中上述加熱步驟中之加熱溫度為上述板狀之玻璃原材料之軟化點以上。
8. 如請求項1或2之玻璃成形體之製造方法，其中上述成形面之俯視輪廓形狀具有長軸及與其正交之短軸，且上述俯視輪廓形狀相對於上述長軸及短軸之至少一者為線對稱。
9. 如請求項8之玻璃成形體之製造方法，其中上述壓力分佈之變化率相對於上述長軸及短軸之至少一者為線對稱。
10. 如請求項1或2之玻璃成形體之製造方法，其包括加工步驟，該加工步驟係於上述冷卻步驟後，藉由對所獲得之玻璃成形體之一側之成形面進行切削或研磨而將其去除。
11. 如請求項1或2之玻璃成形體之製造方法，其中上述玻璃原材料之厚度較壓製步驟中完成按壓時之由上述凸面及凹面所形成之成形面之間隙之最大值Gmax厚0.1mm以上。
12. 一種成形模，其特徵在於：其係包含藉由壓製成形而將板狀之玻璃原材料製成玻璃成形體之一對上模及下模者；且上述上模及下模之各成形面分別具有俯視輪廓形狀，各俯視輪廓形狀為非圓形，藉由上述成形面所形成之上述上模及上述下模之間隙，係於上述上模及上述下模之成形面中較小之俯視輪廓形狀之範圍內，以隨著自上述成形面之內側朝向外側變寬之方式形成，並以上述壓製成形中之產生於上述板狀之玻璃原材料之壓力分佈於上述成形面之輪廓區域中相等之方式形成成形面，其中上述俯視輪廓形狀為橢圓或多角形。
13. 如請求項12之成形模，其中上述成形面之一者具有凸面，另一者具有與上述凸面對應之凹面。
14. 如請求項13之成形模，其中上述凹面及凸面所對應之面之各自之曲率半徑R1與曲率半徑R2之比(R2/R1)滿足0.8≦R2/R1<1.0。