專利名稱：玻璃板、壓力成形用坯料及光學(xué)部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使從流出管流出的玻璃連續(xù)地流入槽型的固定鑄模中、并從該鑄模的一端引出成形玻璃的玻璃成形方法。此外，還涉及將用該方法得到的玻璃板切割、制造壓力成形用坯料的方法，以及將該壓力成形用坯料壓力成形，從得到的成形品制造透鏡等光學(xué)部件的方法。
背景技術(shù)：
作為使從流出管流出的玻璃連續(xù)地流入固定鑄模中，從該鑄模的一端引出成形玻璃的玻璃的連續(xù)成形方法，在特許文獻(xiàn)1(特公昭45-19987號公報(bào))中所述的方法已被公知。為使玻璃厚度相對于成形玻璃的寬度成為目標(biāo)厚度，此時玻璃的引出速度，通過隨時手動地改變輸送玻璃的帶式輸送機(jī)的驅(qū)動馬達(dá)的無級變速機(jī)的變速比或變頻器的頻率來進(jìn)行調(diào)整。此外，在認(rèn)為可以將均勻厚度的玻璃板連續(xù)成形的、特許文獻(xiàn)2(特開2002-265229號公報(bào))中所述的方法中，也是以使連續(xù)敲打玻璃上表面的冷卻板周圍的熔融玻璃的液面水平達(dá)到合適的高度的方式，來調(diào)整使已澆注入鑄模中的玻璃連續(xù)移動的機(jī)構(gòu)的速度。
特許文獻(xiàn)1特公昭45-19987號公報(bào)特許文獻(xiàn)2特開2002-265229號公報(bào)用熔爐熔化后、從流出管連續(xù)流下的熔融玻璃的流量，在現(xiàn)有一般的熔化技術(shù)水平下即使想保持為一定值，也由于種種的原因，避免不了一定有幾個百分點(diǎn)左右的變動。作為此變動的主要原因，在間歇熔化方式的熔爐中，有因液面水平降低而產(chǎn)生的壓力降低、包括外界氣溫的周圍溫度的變動等原因，在連續(xù)熔化方式的熔爐中，有因原料批次不同而產(chǎn)生的粘度特性的變動、原料投入時前后爐內(nèi)溫度的變動、液面水平的變動、外界氣溫隨時間的變動等原因。在流量降低且玻璃的引出速度過快時，在特許文獻(xiàn)2中所述的方法中，由于冷卻板變得不與玻璃接觸，其功能就完全失效了。此時，當(dāng)然會產(chǎn)生脫離制品的壁厚規(guī)格的問題。相反，在流量增加且玻璃的引出速度過慢時，用特許文獻(xiàn)1中所述的方法只產(chǎn)生脫離制品壁厚規(guī)格的問題，用特許文獻(xiàn)2中所述的方法卻會造成玻璃從冷卻板與鑄模的側(cè)壁之間的縫隙中溢出，發(fā)生“氣泡”(カン)、“裂紋”等制品缺陷。
玻璃流量和引出速度不合適，即使不至于產(chǎn)生規(guī)格外制品或制品缺陷，也牽連到玻璃在任意剖面上的截面積而產(chǎn)生不穩(wěn)定，在特許文獻(xiàn)2中所述的方法中，出現(xiàn)寬度方向兩側(cè)上表面的R的大小變化。該變動由于會導(dǎo)致在等寬度切割玻璃板時兩側(cè)部分的重量變動，是造成后續(xù)工序“目標(biāo)重量的壓力成形用坯料的制造工序”中成品率降低的主要原因。
此外，即使從流出管流下的熔融玻璃的流量完全沒有變動，通過以某一瞬間的成形玻璃的厚度或冷卻板周圍的熔融玻璃的液面水平為判斷依據(jù)，來手動調(diào)整玻璃的引出速度，而使玻璃流量在長時間中完全“合拍”基本上是不可能的。(由于玻璃的引出裝置的速度并不是完全沒有變動)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，目的是提供一種用于穩(wěn)定供給具有一定厚度的玻璃板的玻璃板的制造方法，玻璃制的壓力成形用坯料的制造方法，以及光學(xué)部件的制造方法。
本發(fā)明提供以下的方法(1)一種玻璃板的制造方法，是將熔融玻璃流連續(xù)地澆鑄到鑄模中，在鑄模內(nèi)成形為板狀，將已成形的板狀玻璃向鑄模外引出而連續(xù)地制造玻璃板的方法，其特征為，根據(jù)澆鑄入鑄模內(nèi)的熔融玻璃的表面的高度變化來改變板狀玻璃的引出速度，以減小玻璃板的厚度變動。
(2)如(1)中所述的玻璃板的制造方法，其特征為，在比熔融玻璃流的澆鑄位置及測量上述表面高度的位置更靠玻璃的引出方向一側(cè)的位置上，將冷卻板在軟化狀態(tài)的玻璃上表面上往復(fù)推壓。
(3)如(1)或(2)所述的玻璃板的制造方法，其特征為，邊進(jìn)行玻璃原料的補(bǔ)充、熔化，邊進(jìn)行熔融玻璃流的澆鑄。
(4)如(1)～(3)中任一項(xiàng)所述的玻璃板的制造方法，其特征為，使用水平配置的鑄模及玻璃板輸送裝置，通過用上述輸送裝置將板狀的玻璃沿水平方向輸送來將板狀玻璃向鑄模外引出，并且通過前述輸送裝置的驅(qū)動速度來控制板狀玻璃的引出速度。
(5)一種壓力成形用坯料的制造方法，其特征為，將用如(1)～(4)中任一項(xiàng)所述的方法制作的玻璃板加工成予期重量的壓力成形用的玻璃坯料。
(6)一種光學(xué)部件的制造方法，其特征為，在對壓力成形用材料進(jìn)行加熱、軟化、并經(jīng)過壓力成形而制作玻璃制的光學(xué)部件的制造方法中，使用通過(5)中所述的方法制成的壓力成形用坯料。
如上所述，通過本發(fā)明，可以提供能穩(wěn)定供給具有一定厚度的玻璃板的玻璃板的制造方法，玻璃制的壓力成形用坯料的制造方法，以及光學(xué)部件的制造方法。
圖1為實(shí)施本發(fā)明的制造方法的制造裝置的一例。
具體實(shí)施例方式
下面就發(fā)明的實(shí)施方式加以說明。以下的方式是本發(fā)明的一個例子。
本發(fā)明是將熔融玻璃流連續(xù)地澆鑄到鑄模中，在鑄模內(nèi)成形為板狀，將已成形的板狀玻璃向鑄模外引出而連續(xù)地制造玻璃板的方法。通過例如將從流出管連續(xù)地流下的熔融玻璃流入鑄模中，來實(shí)施將熔融玻璃流向鑄模中的連續(xù)澆鑄。使用的鑄?？梢允遣坌偷墓潭ㄨT模，例如其構(gòu)成包括用于限制玻璃板的寬度為所要求的寬度的一對對置的“側(cè)壁”，在兩個側(cè)壁之間設(shè)置的用于阻止玻璃向玻璃的引出方向的相反一側(cè)流動的“擋板”，以及使上述玻璃板的對置的兩個主表面之一成形的“底面”。
澆鑄到鑄模中的熔融玻璃在鑄模內(nèi)成形為板狀，板狀玻璃向鑄模外被引出。具體地講，從鑄模的“擋板”的相反一側(cè)，使用與鑄模一起水平配置的帶式輸送機(jī)等輸送機(jī)構(gòu)，一邊將板狀玻璃沿水平方向引出，一邊進(jìn)行冷卻、成形，從而能夠連續(xù)成形所需要的板厚的玻璃板。
在本發(fā)明中，根據(jù)澆鑄入鑄模內(nèi)的熔融玻璃的表面的高度變化來改變板狀玻璃的引出速度，以減小玻璃板的厚度變動。熔融玻璃表面的高度變化，對熔融玻璃的流出管周圍，具體地講是從流出管稍稍朝向玻璃的引出方向，剛剛流下的還在充分粘性流動的溫度域中的熔融玻璃進(jìn)行測量。具體地講，在熔融玻璃的粘度小于104dPa·s的范圍中的位置上測量表面的高度變化是比較適宜的。這是因?yàn)?，一旦粘度過高，玻璃表面的就難以保持水平，選定合適的檢測熔融玻璃表面高度的位置就變得很困難。
測量熔融玻璃的表面的高度變化，可以用例如非接觸式或接觸式的傳感器進(jìn)行連續(xù)或間歇的測量。但是，即使隔有距離也可以對處于高溫狀態(tài)的熔融玻璃表面的高度以高測量精度進(jìn)行測量，從這種觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選地使用非接觸式傳感器，如激光位移計(jì)等。
改變板狀玻璃的引出速度，以使熔融玻璃表面的高度變化的測量結(jié)果成為該表面高度具有所需要的容許幅度的設(shè)定值。在本發(fā)明中，對于板狀玻璃的引出速度，將表面的高度變化的測量結(jié)果一直或斷續(xù)地自動反饋到板狀玻璃的引出裝置，據(jù)此來改變引出裝置的引出速度。在本發(fā)明中，通過這樣隨時自動控制來調(diào)整板狀玻璃的引出輸送裝置的驅(qū)動速度，從而能夠減小玻璃板厚度的變動，制造處于公差內(nèi)的一定板厚的玻璃板。此外，在測量表面的高度變化的位置，熔融玻璃的上表面成為自由表面。
在本發(fā)明中，使用水平配置的鑄模及玻璃板輸送裝置，通過用上述輸送裝置將板狀玻璃沿水平方向輸送來將板狀玻璃向鑄模外引出，并且根據(jù)輸送裝置的驅(qū)動速度來控制板狀玻璃的引出速度是比較理想的。作為玻璃板的引出輸送裝置的驅(qū)動源，可以使用如伺服馬達(dá)、變頻調(diào)速馬達(dá)等，將熔融玻璃表面的高度(液面)變化信息作為外部信號導(dǎo)入，進(jìn)行速度控制以得到所設(shè)定的板厚的玻璃板。
在本發(fā)明的方法中，即使流出玻璃的流量發(fā)生變動，也能將成形玻璃的任意剖面的截面積變動控制在很小的幅度，有助于提高后續(xù)工序的成品率。
下面，參照表示實(shí)施本發(fā)明的制造方法的制造裝置的一例圖1，更詳細(xì)地說明上述實(shí)施方式。
在將從流出管11流出的熔融玻璃12向槽型的固定鑄模13中連續(xù)地流入，從該鑄模的右方將成形玻璃引出的連續(xù)成形方法中，用非接觸方式的傳感器21或22對從流出管稍稍朝向行進(jìn)方向、剛剛流下不久還在充分粘性流動的溫度域中、并具有自由表面的熔融玻璃的液面的高度變化進(jìn)行連續(xù)地或間歇地檢測，通過隨時自動控制來調(diào)整玻璃的引出輸送裝置14的驅(qū)動馬達(dá)15的速度，以使該液面高度成為具有所需要的允許幅度的目標(biāo)值，由此即使流出玻璃的流量發(fā)生變動，也能得到橫截面的截面積變動極小的玻璃板坯料。優(yōu)選為，在上述控制之外，還控制流出管的溫度，以使熔融玻璃的澆鑄速度一定。
本發(fā)明的特征為，不是以在已固化部位的玻璃厚度，而是以沒有凝固的熔融狀態(tài)下的玻璃液面的高度為基礎(chǔ)，來自動控制玻璃的引出速度。通過這樣的控制，引出速度的變更(調(diào)整)結(jié)果能夠幾乎沒有時間延遲地反映到成形位置中的玻璃的厚度上。因此，可以降低不合格品(規(guī)格外制品)的發(fā)生量。與此相對，即使以在已經(jīng)固化后的部位的厚度信息為基礎(chǔ)來控制引出速度，也不能改變比測量厚度的位置靠上游的部分的、已經(jīng)失去流動性、厚度已定的部分。因而，如果這部分的厚度在規(guī)格以外，這部分就會成為損失。
被澆鑄的熔融玻璃的上表面，在玻璃的低粘度與重力的作用下成為水平。通過將鑄模水平地固定，從而鑄模的底面與熔融玻璃的上表面平行?？刂撇ＡУ囊鏊俣?，以使鑄模的底面與熔融玻璃上表面的距離總是一定。例如，熔融玻璃的澆鑄速度增加時，鑄模中的熔融玻璃的液面位置就會上升。此時，通過增大玻璃的引出速度使上述液面位置回到設(shè)定值，從而能夠使玻璃板的厚度不變厚。反之，熔融玻璃的澆鑄速度減小時，鑄模中的熔融玻璃的液面位置就會下降。此時，通過減小玻璃的引出速度使上述液面位置回到設(shè)定值，從而能夠使玻璃板的厚度不變薄。
例示中，傳感器21為激光位移計(jì)，采用從玻璃上方檢測液面的反射光的方法，傳感器22采用從玻璃液面的橫方向檢測透射光的方法，但液面位置的檢測方法并不限于此2種方法。
輸送裝置設(shè)置為將所成形的玻璃板輸送經(jīng)過未圖示的退火爐內(nèi)。玻璃板在退火爐內(nèi)被緩緩冷卻，消除應(yīng)變。
另外，優(yōu)選為，在比熔融玻璃流的澆鑄位置以及測量熔融玻璃液面位置的位置更靠玻璃的引出方向一側(cè)，以不妨礙玻璃引出的方式反復(fù)將冷卻板33推壓在玻璃處于軟化狀態(tài)部分的上表面上，從而修整玻璃板形狀。通過這樣，就能夠生產(chǎn)出具有更加均一厚度的玻璃板。此外，即使進(jìn)行冷卻板的推壓，由于進(jìn)行了使熔融玻璃的液面位置為一定的控制，也能夠防止上述的氣泡、裂縫等缺陷的產(chǎn)生。
冷卻板的推壓，優(yōu)選地在遍及被引出的玻璃的整個寬度上實(shí)施。
本發(fā)明適用于一邊補(bǔ)充、熔化玻璃原料一邊進(jìn)行熔融玻璃流的澆鑄的場合。在一邊補(bǔ)充、熔化玻璃原料一邊進(jìn)行熔融玻璃流的澆鑄，即所謂的連續(xù)熔化方式中，熔融玻璃的澆鑄速度容易因原料的補(bǔ)充而變動?，F(xiàn)有技術(shù)下，澆鑄速度的變動使玻璃板的厚度發(fā)生變動，但通過本發(fā)明，即使一邊補(bǔ)充玻璃原料一邊將玻璃板成形，也能夠成形具有一定厚度的玻璃板。不言而喻，本發(fā)明也適用于先熔化必要量的熔融玻璃之后再進(jìn)行澆鑄的方式。對任一種方式，都可期望使鑄模中澆鑄的熔融玻璃清澈、質(zhì)地均勻。此外，在將成形玻璃板制作成透鏡、棱鏡、濾光片、光學(xué)基板等光學(xué)部件時，優(yōu)選地使用光學(xué)玻璃。
本發(fā)明包含壓力成形用坯料的制造方法，該方法的特征為，將用上述方法制作的玻璃板加工成所希望重量的壓力成形用的玻璃坯料。用上述方法制作的玻璃板在通過退火除去應(yīng)變后，在縱、橫方向被切割，被加工成稱作切片的玻璃片。接著實(shí)施滾磨等機(jī)械加工，就能制成具有所要求重量的壓力成形用玻璃坯料。
進(jìn)而，本發(fā)明包含光學(xué)部件的制造方法，該方法是將壓力成形用坯料加熱、軟化、并經(jīng)過壓力成形制成玻璃制的光學(xué)部件的制造方法，其特征為，使用用上述的方法制作的壓力成形用坯料作為壓力成形用坯料。
在由壓力成形用坯料制作光學(xué)部件時，將上述壓力成形用坯料加熱、軟化，使用壓力成形模進(jìn)行壓力成形。上述壓力成形用坯料的加熱、軟化條件及方法、壓力成形模、壓力成形的條件及方法，可以直接利用公知的技術(shù)。將壓力成形后的壓力成形品緩緩冷卻，再根據(jù)需要，對已冷卻的壓力成形品進(jìn)行磨削、研磨等加工，就能夠精加工成透鏡、棱鏡、濾光片、光學(xué)基板等光學(xué)部件。
還可以根據(jù)需要，在得到的光學(xué)部件的表面上，形成防反射膜等光學(xué)薄膜。
實(shí)施例下面通過實(shí)施例具體地說明本發(fā)明。
將從流出管以流量100ml/min流出的1050℃的光學(xué)玻璃，澆鑄到保持在550℃、寬150mm的槽形的鑄模中，從液面橫方向用透過方式的激光位移計(jì)檢測從流出管向后50mm的寬度方向中央部的液面高度，反饋控制玻璃的引出輸送裝置的驅(qū)動馬達(dá)(變頻調(diào)速馬達(dá))以使該液面高度維持在距離底面12mm±0.3mm，對得到的玻璃板的橫截面積在輸送裝置上的同一處每10分鐘測量10次，結(jié)果其變動幅度在5％以內(nèi)。在本實(shí)施例中，如圖1所示，以不妨礙玻璃的引出的方式將冷卻板反復(fù)推壓在如圖1所示地澆鑄的玻璃的上表面上。經(jīng)確認(rèn)沒有發(fā)生由于冷卻板的推壓而產(chǎn)生氣泡、裂縫等缺陷。
現(xiàn)有技術(shù)下，采用以一定的引出輸送裝置的驅(qū)動速度進(jìn)行引出的方法，將玻璃截面積的變動控制在10％以內(nèi)是極為困難的。
在通過輸送裝置輸送期間，已成形的玻璃板利用通過退火爐緩緩冷卻，將玻璃板切割成想要的長度。
將該玻璃板用作壓力成形用坯料時，通過切割機(jī)切割成四角形小片，制成大約一定重量的多個切片。由于在本實(shí)施例中玻璃板的厚度為定值，只要等間隔地進(jìn)行上述切割，就能使切片的重量一致。
將這些切片滾磨，以磨圓棱角，并達(dá)到壓力成形用坯料的重量，從而制成壓力成形用坯料。
接著，在上述坯料的表面上均質(zhì)地涂布粉末狀的脫模劑后，進(jìn)行加熱、軟化、并用包含有上下模具的壓力成形模具進(jìn)行壓力成形。將如此得到的透鏡形狀的壓力成形品在退火爐內(nèi)緩緩冷卻、去除應(yīng)變后，進(jìn)行磨削、研磨，制作透鏡。
權(quán)利要求
1.一種玻璃板的制造方法，是將熔融玻璃流連續(xù)地澆鑄到鑄模中，在鑄模內(nèi)成形為板狀，將已成形的板狀玻璃向鑄模外引出，而連續(xù)地制造玻璃板的方法，其特征為，根據(jù)澆鑄入鑄模內(nèi)的熔融玻璃的表面的高度變化來改變板狀玻璃的引出速度，而減小玻璃板的厚度的變動。
2.如權(quán)利要求1中所述的玻璃板的制造方法，其特征為，在比熔融玻璃流的澆鑄位置及測量上述表面高度的位置更靠玻璃引出方向一側(cè)的位置上，將冷卻板在軟化狀態(tài)的玻璃上表面上反復(fù)推壓。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的玻璃板的制造方法，其特征為，邊補(bǔ)充、熔化玻璃原料，邊進(jìn)行熔融玻璃流的澆鑄。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的玻璃板的制造方法，其特征為，使用水平配置的鑄模及玻璃板輸送裝置，通過用上述輸送裝置將板狀玻璃沿水平方向輸送，從而將板狀玻璃向鑄模外引出，并且利用前述輸送裝置的驅(qū)動速度來控制板狀玻璃的引出速度。
5.一種壓力成形用坯料的制造方法，其特征為，將用權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的方法制作的玻璃板加工成所希望重量的壓力成形用的玻璃坯料。
6.一種光學(xué)部件的制造方法，將壓力成形用坯料加熱、軟化，并經(jīng)過壓力成形來制作玻璃制的光學(xué)部件，其中，其特征為，使用通過權(quán)利要求5中所述的方法制作的壓力成形用坯料。
全文摘要
將熔融玻璃流連續(xù)地澆鑄到鑄模中，在鑄模內(nèi)成形為板狀，將已成形的板狀玻璃向鑄模外引出而連續(xù)地制造玻璃板的方法。根據(jù)鑄模內(nèi)已澆鑄的熔融玻璃表面的高度的變化來改變板狀玻璃的引出速度，從而減小玻璃板厚度的變動。該方法是用于穩(wěn)定地供給具有一定厚度的玻璃板的玻璃板的制造方法。將用該方法制作的玻璃板加工成具有所希望重量的壓力成形用玻璃坯料的壓力成形用坯料的制造方法。將用該方法制作的壓力成形用坯料加熱、軟化、并經(jīng)過壓力成形，來制作玻璃制的光學(xué)部件的光學(xué)部件的制造方法。
文檔編號C03B17/06GK1550460SQ200410031410
公開日2004年12月1日 申請日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者前田伸廣, 內(nèi)田一彌, 彌 申請人:Hoya株式會社