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技術 ガラス成形品の製造方法および製造装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 木下将也
出願日 2013年5月22日 (7年9ヶ月経過) 出願番号 2013-107830
公開日 2014年12月8日 (6年2ヶ月経過) 公開番号 2014-227315
状態 未査定
技術分野 ガラスの成形 光学的記録担体およびその製造
主要キーワード ガラス硬化 波紋状 金型駆動機構 立体形 素材供給 カッター駆動機構 次製造 位置制御モード
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年12月8日)のものです。
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図面 (20)

課題

品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でガラス成形品の表面を仕上げることができるダイレクトプレス法に基づいた加圧成形によるガラス成形品の製造方法を提供する。

解決手段

第1金型31および第2金型32を水平方向に沿って対向配置する工程と、第1金型31と第2金型32との間において落下するように溶融ガラス塊51を供給する工程と、第1金型31を第2金型32に向けて移動させることにより、溶融ガラス51を第1金型31の型面31aに接触させ、その衝撃により溶融ガラス塊51を第1金型31の型面31a上において濡れ広がらせる工程と、濡れ広がった後の溶融ガラス塊51に第2金型32の型面32aを接触させることにより、第1金型31と第2金型32とによって溶融ガラス塊51を加圧成形する工程とを備えるガラス成形品の製造方法。

概要

背景

ガラス成形品の一つとして、スマートフォンタブレット端末に代表されるディスプレイ装置具備される薄板状のカバーガラスが広く普及している。カバーガラスは、ディスプレイ装置等の外表面において露出して現れる部位であり、その表裏面が鏡面仕上げされていることが要求される。

鏡面仕上げは、ガラス成形品としてのガラスブランクの片面または両面に研磨加工が施されることで実現できる。しかしながら、当該研磨加工にて鏡面仕上げを行なった場合には、成形工程等の各種の工程に加えて別途研磨工程が必要になるため、製造工程が煩雑化し、製造コストの増大に繋がってしまう。

さらに、近年においては、カバーガラスとして、主板部とその外縁に連設された側板部とで構成される略箱形状等の複雑な立体形状を有するものが求められている。このような複雑な立体形状を有するカバーガラスを製造する場合には、当該形状に起因して、表面に研磨処理を施すことが困難な場合が生じ得る。

一方、製造工程の簡略化の観点から、溶融ガラス金型を用いて直接加圧成形する、いわゆるダイレクトプレス法が提案されている。当該ダイレクトプレス法を用いた場合には、加圧成形によって最終形状かまたはそれに近いかたちでガラス成形品を得ることができるメリットが得られ、またその表面に研磨処理を施さずとも鏡面かまたはそれに近い状態で表面を仕上げることができるメリットも得られる。

ダイレクトプレス法を適用してガラス成形品を製造する場合の製造方法の一例として、溶融ガラス塊を落下させ、落下させた溶融ガラス塊を一対の金型を用いて水平方向に挟み込んで加圧成形する製造方法が知られている。この種のガラス成形品の製造方法が開示された文献として、たとえば特開2011−207738号公報(特許文献1)や特開2011−213551号公報(特許文献2)、特開2012−158513号公報(特許文献3)等がある。

概要

品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でガラス成形品の表面を仕上げることができるダイレクトプレス法に基づいた加圧成形によるガラス成形品の製造方法を提供する。第1金型31および第2金型32を水平方向に沿って対向配置する工程と、第1金型31と第2金型32との間において落下するように溶融ガラス塊51を供給する工程と、第1金型31を第2金型32に向けて移動させることにより、溶融ガラス51を第1金型31の型面31aに接触させ、その衝撃により溶融ガラス塊51を第1金型31の型面31a上において濡れ広がらせる工程と、濡れ広がった後の溶融ガラス塊51に第2金型32の型面32aを接触させることにより、第1金型31と第2金型32とによって溶融ガラス塊51を加圧成形する工程とを備えるガラス成形品の製造方法。

目的

本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、製造されるガラス成形品の品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でガラス成形品の表面を仕上げることができるダイレクトプレス法に基づいたガラス成形品の製造方法および製造装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1金型および第2金型を鉛直方向と交差する方向に沿って対向配置する工程と、前記第1金型と前記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動するように溶融ガラスを供給する工程と、鉛直方向と交差する方向に沿って前記第1金型を前記第2金型に向けて移動させることにより、前記第1金型と前記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスを前記第1金型の型面に接触させ、その衝撃により溶融ガラスを前記第1金型の型面上において濡れ広がらせる工程と、前記第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラスに前記第2金型の型面を接触させることにより、前記第1金型と前記第2金型とによって溶融ガラスを加圧成形する工程とを備える、ガラス成形品の製造方法。

請求項2

前記第1金型の型面に溶融ガラスを接触させてから前記第2金型の型面に溶融ガラスを接触させるまでの時間が、0.02[秒]以上0.5[秒]以下である、請求項1に記載のガラス成形品の製造方法。

請求項3

前記第1金型と前記第2金型とが、水平方向に沿って対向配置される、請求項1または2に記載のガラス成形品の製造方法。

請求項4

前記第1金型と前記第2金型とが、鉛直方向および水平方向のいずれにも非平行な斜め方向に沿って対向配置される、請求項1または2に記載のガラス成形品の製造方法。

請求項5

鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスが、鉛直下方に向けて落下する溶融ガラス塊である、請求項1から4のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

請求項6

鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスが、鉛直下方に向けて連続的に移動する溶融ガラス流である、請求項1から4のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

請求項7

前記第1金型と前記第2金型とによる加圧成形の開始後において、前記第1金型と前記第2金型の外部において溶融ガラス流を切断する工程をさらに備える、請求項6に記載のガラス成形品の製造方法。

請求項8

前記第1金型と前記第2金型とによって溶融ガラスを加圧成形することで得られたガラス成形品を前記第1金型および前記第2金型から離型する工程と、離型後のガラス成形品の不要部分を切断して除去する工程とをさらに備える、請求項1から7のいずれかに記載のガラス成形品の製造方法。

請求項9

鉛直方向と交差する方向に沿って対向配置された第1金型および第2金型と、前記第1金型と前記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動するように溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給部と、前記第1金型および前記第2金型を相対的に移動させる駆動機構と、前記駆動機構の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、鉛直方向と交差する方向に沿って前記第1金型を前記第2金型に向けて移動させることにより、前記第1金型と前記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスを前記第1金型の型面に接触させ、その衝撃により溶融ガラスを前記第1金型の型面上において濡れ広がらせた後に、前記第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラスに前記第2金型の型面を接触させることにより、前記第1金型と前記第2金型とによって溶融ガラスを加圧成形するように、前記駆動機構の動作を制御する、ガラス成形品の製造装置

技術分野

0001

本発明は、いわゆるダイレクトプレス法に基づき、鉛直方向と交差する方向に沿って対向配置された金型を用いて溶融ガラス加圧成形することでガラス成形品を製造するガラス成形品の製造方法および製造装置に関する。

背景技術

0002

ガラス成形品の一つとして、スマートフォンタブレット端末に代表されるディスプレイ装置具備される薄板状のカバーガラスが広く普及している。カバーガラスは、ディスプレイ装置等の外表面において露出して現れる部位であり、その表裏面が鏡面仕上げされていることが要求される。

0003

鏡面仕上げは、ガラス成形品としてのガラスブランクの片面または両面に研磨加工が施されることで実現できる。しかしながら、当該研磨加工にて鏡面仕上げを行なった場合には、成形工程等の各種の工程に加えて別途研磨工程が必要になるため、製造工程が煩雑化し、製造コストの増大に繋がってしまう。

0004

さらに、近年においては、カバーガラスとして、主板部とその外縁に連設された側板部とで構成される略箱形状等の複雑な立体形状を有するものが求められている。このような複雑な立体形状を有するカバーガラスを製造する場合には、当該形状に起因して、表面に研磨処理を施すことが困難な場合が生じ得る。

0005

一方、製造工程の簡略化の観点から、溶融ガラスを金型を用いて直接加圧成形する、いわゆるダイレクトプレス法が提案されている。当該ダイレクトプレス法を用いた場合には、加圧成形によって最終形状かまたはそれに近いかたちでガラス成形品を得ることができるメリットが得られ、またその表面に研磨処理を施さずとも鏡面かまたはそれに近い状態で表面を仕上げることができるメリットも得られる。

0006

ダイレクトプレス法を適用してガラス成形品を製造する場合の製造方法の一例として、溶融ガラス塊を落下させ、落下させた溶融ガラス塊を一対の金型を用いて水平方向に挟み込んで加圧成形する製造方法が知られている。この種のガラス成形品の製造方法が開示された文献として、たとえば特開2011−207738号公報(特許文献1)や特開2011−213551号公報(特許文献2)、特開2012−158513号公報(特許文献3)等がある。

先行技術

0007

特開2011−207738号公報
特開2011−213551号公報
特開2012−158513号公報

発明が解決しようとする課題

0008

ここで、落下させた溶融ガラス塊を一対の金型を用いて水平方向に挟み込んで加圧成形する場合には、製造されるガラス成形品の品質にばらつきが生じ易い問題がある。これは、同一の製造装置を用いて繰り返しガラス成形品を連続して製造した場合にも、落下させる溶融ガラス塊の形状や溶融ガラス塊の落下位置を毎回完全に一致させることが極めて困難であり、各種の製造条件に厳密な意味においてばらつきが生じることが不可避であることに起因する。

0009

また、上述したカバーガラスのように、製造すべきガラス成形品が非円盤状の形状(たとえば矩形板状や上述した略箱形状等)を有している場合には、一対の金型によって溶融ガラス塊が押し広げられる際に、型面と平行な方向において溶融ガラス塊の押し広がり方に大きな差が生じてしまい、結果としてガラス成形品の隅部において転写性が低下してしまう等の問題も発生する。

0010

したがって、本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたものであり、製造されるガラス成形品の品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でガラス成形品の表面を仕上げることができるダイレクトプレス法に基づいたガラス成形品の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明に基づくガラス成形品の製造方法は、第1金型および第2金型を鉛直方向と交差する方向に沿って対向配置する工程と、上記第1金型と上記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動するように溶融ガラスを供給する工程と、鉛直方向と交差する方向に沿って上記第1金型を上記第2金型に向けて移動させることにより、上記第1金型と上記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスを上記第1金型の型面に接触させ、その衝撃により溶融ガラスを上記第1金型の型面上において濡れ広がらせる工程と、上記第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラスに上記第2金型の型面を接触させることにより、上記第1金型と上記第2金型とによって溶融ガラスを加圧成形する工程とを備える。

0012

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、上記第1金型の型面に溶融ガラスを接触させてから上記第2金型の型面に溶融ガラスを接触させるまでの時間が、0.02[秒]以上0.5[秒]以下であることが好ましい。

0013

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、上記第1金型と上記第2金型とが、水平方向に沿って対向配置されていてもよい。

0014

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、上記第1金型と上記第2金型とが、鉛直方向および水平方向のいずれにも非平行な斜め方向に沿って対向配置されていてもよい。

0015

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスが、鉛直下方に向けて落下する溶融ガラス塊であってもよい。

0016

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法にあっては、鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスが、鉛直下方に向けて連続的に移動する溶融ガラス流であってもよい。その場合には、上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法が、さらに、上記第1金型と上記第2金型とによる加圧成形の開始後において、上記第1金型と上記第2金型の外部において溶融ガラス流を切断する工程を備えていることが好ましい。

0017

上記本発明に基づくガラス成形品の製造方法は、さらに、上記第1金型と上記第2金型とによって溶融ガラスを加圧成形することで得られたガラス成形品を上記第1金型および上記第2金型から離型する工程と、離型後のガラス成形品の不要部分を切断して除去する工程とを備えていてもよい。

0018

本発明に基づくガラス成形品の製造装置は、鉛直方向と交差する方向に沿って対向配置された第1金型および第2金型と、上記第1金型と上記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動するように溶融ガラスを供給する溶融ガラス供給部と、上記第1金型および上記第2金型を相対的に移動させる駆動機構と、上記駆動機構の動作を制御する制御部とを備える。上記制御部は、鉛直方向と交差する方向に沿って上記第1金型を上記第2金型に向けて移動させることにより、上記第1金型と上記第2金型との間において鉛直下方に向けて移動する溶融ガラスを上記第1金型の型面に接触させ、その衝撃により溶融ガラスを上記第1金型の型面上において濡れ広がらせた後に、上記第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラスに上記第2金型の型面を接触させることにより、上記第1金型と上記第2金型とによって溶融ガラスを加圧成形するように、上記駆動機構の動作を制御する。

発明の効果

0019

本発明によれば、製造されるガラス成形品の品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でガラス成形品の表面を仕上げることができるダイレクトプレス法に基づいたガラス成形品の製造方法および製造装置が提供できる。

図面の簡単な説明

0020

本発明の実施の形態1におけるガラス成形品の製造装置の概略図である。
本発明の実施の形態1におけるガラス成形品の製造方法のフローを示す図である。
図2に示すフローにおける第1金型と第2金型とを対向配置させる工程の後状態を示す図である。
図2に示すフローにおける溶融ガラス流を切断する工程の後状態を示す図である。
図2に示すフローにおける溶融ガラス塊を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。
図2に示すフローにおける溶融ガラス塊に第1金型を接触させる工程の後状態を示す図である。
図2に示すフローにおける溶融ガラス塊に第1金型を接触させる工程により、第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラス塊の状態を示す図である。
図2に示すフローにおける溶融ガラス塊に第2金型を接触させて加圧成形する工程を示す図である。
図2に示すフローにおける溶融ガラス塊に第2金型を接触させて加圧成形する工程の他の例を示す図である。
本発明の実施の形態2におけるガラス成形品の製造方法において、溶融ガラス塊を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。
本発明の実施の形態2におけるガラス成形品の製造方法において、溶融ガラス塊に第1金型を接触させる工程の後状態を示す図である。
本発明の実施の形態2におけるガラス成形品の製造方法において、溶融ガラス塊に第2金型を接触させて加圧成形する工程を示す図である。
本発明の実施の形態3におけるガラス成形品の製造方法のフローを示す図である。
図13に示すフローにおける第1金型と第2金型とを対向配置させる工程の後状態および溶融ガラス流を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。
図13に示すフローにおける溶融ガラス流に第1金型を接触させる工程の後状態を示す図である。
図13に示すフローにおける溶融ガラス塊に第1金型を接触させる工程により、第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラス流の状態を示す図である。
図13に示すフローにおける溶融ガラス流に第2金型を接触させて加圧成形する工程を示す図である。
図13に示すフローにおける溶融ガラス流を切断する工程を示す図である。
図13に示すフローにおけるガラス成形品を切断する工程を示す図である。
本発明の実施の形態4におけるガラス成形品の製造方法において、溶融ガラス塊を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。

実施例

0021

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、スマートフォンやタブレット端末に具備される薄板状のカバーガラスの製造方法および製造装置に本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

0022

(実施の形態1)
本実施の形態は、水平方向に沿って対向配置された一対の金型を用いて溶融ガラス流から切断されて鉛直下方に向けて落下する溶融ガラス塊を加圧成形し、加圧成形後のガラス成形品を研磨仕上げすることなく不要部分を切断して除去するのみで矩形板状のカバーガラスを製造する場合の製造例を示すものである。

0023

図1は、本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置の概略図である。まず、この図1を参照して、本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置の構成について説明する。

0024

本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置は、いわゆるダイレクトプレス法に基づいてガラス成形品としてのカバーガラスを製造するものであり、複数のカバーガラスを順次製造するものである。

0025

図1に示すように、ガラス成形品の製造装置1は、素材供給部10と、切断部20と、成形部30と、制御部40とを主として備えている。

0026

素材供給部10は、ガラス素材溶融させて溶融ガラスを成形部30に供給するための部位である。切断部20は、素材供給部10から成形部30に供給される溶融ガラスの量を適切な量に調整するための部位である。成形部30は、供給された溶融ガラスを金型を用いて加圧成形するための部位である。また、制御部40は、上述した切断部20および成形部30の動作を制御するための部位である。

0027

素材供給部10は、連続溶融炉11と、ノズル部12と、流出管13とを含んでいる。連続溶融炉11は、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを貯留するものであり、ノズル部12は、連続溶融炉11にて貯留された溶融ガラスを流出管13に導入するものである。流出管13は、その下端に流出口13a(図3等参照)を有しており、当該流出口13aから鉛直下方に向けて連続的に溶融ガラス流50を流出させる。

0028

切断部20は、切断機構としてのカッター21およびカッター駆動機構22を含んでいる。カッター21は、流出管13から流出する溶融ガラス流50を切断して当該切断部分を溶融ガラス流50と分離させるものであり、上述したカッター駆動機構22によって駆動される。カッター21は、一対の平板形状の剪断刃によって構成されており、これら一対の剪断刃が流出管13の下方において突き合わされることで溶融ガラス流50の切断が行なわれる。カッター駆動機構22は、制御部40からの指令を受け、カッター21を駆動する。カッター駆動機構22としては、各種のものが利用できるが、好適には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できる。

0029

成形部30は、第1金型31と、第2金型32と、第1金型駆動機構33と、第2金型駆動機構34とを含んでいる。第1金型31および第2金型32は、後述する加圧成形工程において水平方向に沿って対向配置される型である。第1金型31は、上述した第1金型駆動機構33によって駆動されることで移動し、第2金型32は、上述した第2金型駆動機構34によって駆動されることで移動する。

0030

第1金型31および第2金型32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型として公知の材料の中から適宜選択して用いることができる。第1金型31および第2金型32は、同一の材料にて構成されていてもよいし、それぞれ別の材料にて構成されていてもよい。

0031

第1金型31および第2金型32の表面は、耐久性の向上や溶融ガラス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)等を用いることができる。被覆層の成膜方法も、特に制限されるものではないが、たとえば真空蒸着法スパッタ法CVD法等が利用できる。

0032

第1金型31および第2金型32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。加熱手段は、特に制限されるものではないが、公知の加熱手段を適宜選択して用いることができる。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ーや、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ー赤外線加熱装置高周波誘導加熱装置等を加熱手段として用いることができる。

0033

第1金型駆動機構33は、制御部40からの指令を受けて駆動することにより、図1中に矢印で示すDR1方向(水平方向)に第1金型31を移動させる。第2金型駆動機構34は、制御部40からの指令を受けて駆動することにより、図1中に矢印で示すDR2方向(水平方向)に第2金型32を移動させる。これら第1金型駆動機構33および第2金型駆動機構34としては、各種のものが利用できるが、好適にはサーボモータ、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、あるいはこれらの組み合わせ等が利用できる。

0034

制御部40によって第1金型駆動機構33および第2金型駆動機構34を制御するモードとしては、第1金型31および第2金型32の位置を制御するモード(位置制御モード)と、第1金型31および第2金型32に相対的に負荷される荷重を制御するモード(荷重制御モード)とがあり、これら2つの制御モードが切り替え可能に構成されていることが好ましい。第1金型駆動機構33および第2金型駆動機構34は、第1金型33および第2金型32を用いて最大3トン加圧力で溶融ガラスを加圧成形することが可能となるように構成されていることが好ましい。

0035

制御部40は、上述したカッター駆動機構22、第1金型駆動機構33および第2金型駆動機構34の動作を制御する。すなわち、制御部40は、カッター21による溶融ガラス流50の切断のタイミング、第1金型31の移動のタイミング、第2金型32の移動のタイミング等のガラス成形品としてのカバーガラスの製造に係る一連シーケンスを制御する。

0036

図2は、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法のフローを示す図である。また、図3ないし図8は、図2に示すフローにおける所定の工程または所定の工程の後状態を示す図である。次に、これら図2ないし図8を参照して、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法について順を追って説明する。

0037

以下に示す本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法は、いわゆるダイレクトプレス法に基づいてガラス成形品としてのカバーガラスを製造する方法であり、上述した本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置1を用いて好適に実施できる。また、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法は、後述する一連の工程を繰り返すことにより、複数のカバーガラスが順次製造できるものである。

0038

本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法に従って製造されたカバーガラスは、そのガラス組成として、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とを含有していることが好ましい。

0039

カバーガラスが上記のようなガラス組成を有していれば、ガラス転移点をTg[℃]とした場合に、加圧成形にてガラス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、またガラスの熱収縮による割れを抑制することができる。

0040

当該ガラスの線膨張係数αは、(Tg−30)[℃]以上(Tg+150)[℃]以下の温度範囲において70[×10−7/℃]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[Pa・s]とすると、logη=11.0〜14.5であることが好ましい。本実施の形態においては、平板状のカバーガラスを製造する場合を例示するものであるが、上記のような特性を持つガラスは、湾曲した形状を有するカバーガラスの成形に特に適している。

0041

また、カバーガラスの外形は、平面視した状態において、40[mm]×40[mm]以上かつ300[mm]×300[mm]以下に収まる範囲の大きさであることが好ましい。このような範囲内において、後述する本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法を好適に用いることができる。

0042

また、カバーガラスの表裏面は、いずれも鏡面またはこれに近い状態に仕上げられていることが必要である。そのため、カバーガラスの表裏面の表面粗さは、概ね0.5[nm]以上20[nm]以下とされることが好ましいが、後述する本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法は、当該条件を充足するようにガバーガラスを成形することが可能なものである。

0043

ここで、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法においては、第1金型31および第2金型32が、それぞれ上述した加熱手段によって予め所定の温度に加熱されている。ここで、所定の温度とは、ガラス成形品に良好な転写面が形成できる温度を意味する。

0044

一般的に、第1金型31および第2金型32の温度が低すぎると高精度な転写面を形成することが困難になる。逆に、必要以上に第1金型31および第2金型32の温度を高くし過ぎることは、溶融ガラスとの間で融着が発生し易くなったり、第1金型31および第2金型32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。

0045

通常は、加圧成形するガラス材料のガラス転移点Tg[℃]に対し、第1金型31および第2金型32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、ガラス成形品としてのカバーガラスの形状および大きさ、第1金型31および第2金型32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。第1金型31および第2金型32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。

0046

本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法は、第1金型31および第2金型32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第1金型31および第2金型32を用いて加圧成形するものであることから、第1金型31および第2金型32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、第1金型31および第2金型32の温度を一定に保ったまま、複数のカバーガラスを順次製造することもできる。したがって、1つのカバーガラスを製造する毎に第1金型31および第2金型32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カバーガラスを製造することができる。

0047

ここで、第1金型31および第2金型32の温度を一定に保つとは、第1金型31および第2金型32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第1金型31および第2金型32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。

0048

まず、図2に示すように、第1金型と第2金型とが対向配置される(工程S11)。図3は、第1金型と第2金型とを対向配置させる工程の後状態を示す図である。

0049

具体的には、図3に示すように、第1金型31と第2金型32とは、互いが有する型面31a,32aが流出管13の下方の位置を介して向き合うこととなるように、それぞれ予め定められた初期位置P11,P21に配置される。ここで、第1金型31および第2金型32は、それらの型面31a,32aが水平面と直交するように配置され、これにより第1金型31と第2金型32とが、水平方向に沿って対向配置されることになる。なお、第1金型31および第2金型32の初期位置P11,P12への移動は、制御部40が第1金型駆動機構33および第2金型駆動機構34を駆動することで行なわれる。

0050

次に、図2に示すように、溶融ガラス流の切断が行なわれる(工程S12)。図4は、溶融ガラス流を切断する工程の後状態を示す図である。

0051

図3に示すように、流出管13の流出口13aからは連続的に鉛直下方(図3中に示す矢印A方向)に向けて溶融ガラス流50が流出しており、当該溶融ガラス流50の長さは、時間に比例して徐々に長くなる。図4に示すように、当該溶融ガラス流50の長さが所定の長さに達した時点で、溶融ガラス流50がカッター21によって切断される。これにより、溶融ガラス流50から分離された溶融ガラス塊51が、鉛直下方(図4中に示す矢印B方向)に向けて落下することになる。なお、溶融ガラス流50の切断は、制御部40がカッター駆動機構22を用いてカッター21を図4中に示す矢印C1方向に移動させることで行なわれ、切断が完了した後には、カッター21は、逆方向(図5に示す矢印C2方向)に移動されることで元の位置に復帰する。

0052

次に、図2に示すように、溶融ガラス塊が第1金型と第2金型との間に供給される(工程S13)。図5は、溶融ガラス塊を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。

0053

図5に示すように、カッター21によって切断されることで溶融ガラス流50から分離された溶融ガラス塊51は、重力に基づいて落下することになり、第1金型31と第2金型32との間において鉛直下方(図5中に示す矢印B方向)に向けて移動する。これにより、溶融ガラス塊51が、第1金型31と第2金型32との間に供給されることになる。

0054

次に、図2に示すように、溶融ガラス塊に第1金型が接触させられる(工程S14)。図6は、溶融ガラス塊に第1金型を接触させる工程の後状態を示す図であり、図7は、第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラス塊の状態を示す図である。

0055

具体的には、図6に示すように、溶融ガラス塊51が第1金型31と第2金型32との間に供給される前後の所定のタイミングにおいて、第1金型31が、水平方向に第2金型32に向けて(図6中に示す矢印D方向に向けて)移動される。これにより、第1金型31は、流出管13の下方の位置を通過して予め定められた所定の停止位置P12において停止する。その際、落下中の溶融ガラス塊51は、第1金型31の型面31aに接触してこれに付着する。なお、第1金型31の初期位置P11から停止位置P12への移動は、制御部40が第1金型駆動機構33を駆動することで行なわれる。

0056

このとき、第1金型31を所定の移動速度をもって素早く移動させることにより、図7に示すように、第1金型31の型面31aに付着した溶融ガラス塊51が、その衝撃によって当該型面31a上において濡れ広がることになる。そのため、型面31aと平行な方向に沿って溶融ガラスが瞬間的に略均等に広がることになり、後述する加圧成形工程において高い転写性を得ることができる。なお、図7においては、型面31a上において溶融ガラスが濡れ広がる様子を模式的に矢印ARで示している。

0057

ここで、第1金型31の型面31a上において濡れ広がった後の溶融ガラス塊51の大きさは、これが当該型面31aのうちの製品成形面(すなわち、ガラス成形品の製品となる領域を成形する面)の大きさにより近くなることが好ましいが、第1金型31の製品成形面の縦幅および横幅のそれぞれ70[%]以上となることが好適である。なお、この濡れ広がった後の溶融ガラス塊51の大きさは、溶融ガラス塊51の量や第1金型31の移動速度を調整すること等によって制御することが可能である。

0058

次に、図2に示すように、溶融ガラス塊に第2金型が接触させられることによって加圧成形が行なわれる(工程S15)。図8は、溶融ガラス塊に第2金型を接触させて加圧成形する工程を示す図である。

0059

具体的には、図8に示すように、溶融ガラス塊51に第1金型31が接触させられる前後の所定のタイミングにおいて、第2金型32が、水平方向に第1金型31に向けて(図8中に示す矢印E方向に向けて)移動される。これにより、第2金型32は、第1金型31に接近することになり、予め定められた所定の停止位置P22において停止する。その際、第1金型31の型面31a上において濡れ広がった後の溶融ガラス塊51に第2金型32の型面32aが接触することになり、溶融ガラス塊51が当該型面32aによって加圧されてさらに押し広げられる。

0060

押し広げられた溶融ガラス塊51は、第1金型31および第2金型32によって規定されるキャビティ内に行き渡り、これによりキャビティ内が溶融ガラス塊51によって充填されるとともに、当該溶融ガラス塊51が第1金型31および第2金型32によって所定の圧力で加圧された状態となり、溶融ガラス塊51の加圧成形が行なわれる。なお、第2金型32の初期位置P21から停止位置P22への移動は、制御部40が第2金型駆動機構34を駆動することで行なわれる。

0061

ここで、第1金型31の型面31aに溶融ガラス塊51を接触させてから第2金型32の型面32aに溶融ガラス塊51を接触させるまでの時間は、0.02[秒]以上0.5[秒]以下であることが好ましい。上記時間を0.02[秒]以上とすれば、第1金型31の型面31a上において溶融ガラス塊51を十分に濡れ広がらせることが可能になる。一方、上記時間を0.5[秒]以下とすれば、第1金型31の型面31aに接触することで溶融ガラス塊51に生じ得る温度変化が大きくなる前に溶融ガラス塊51に第2金型32の型面32aを接触させることが可能になり、加圧成形時における溶融ガラス塊51の表層部分の温度をより均等に維持すること(すなわち、溶融ガラス塊51の第1金型31側に位置する表面と第2金型32側に位置する表面との間に大きな温度差が生じないようにすること)が可能となって高い転写性を得ることができる。

0062

なお、溶融ガラス塊51が第1金型31および第2金型32によって加圧された状態は、所定の時間にわたって維持される。これにより、溶融ガラスに第1金型31の型面31aおよび第2金型32の型面32aの形状が転写された状態で溶融ガラスが硬化することになり、これによってガラス成形品が形成される。

0063

加圧処理開始時点における溶融ガラスの温度は、ガラス転移点Tg[℃]に対し、(Tg+150)[℃]以上(Tg+300)[℃]以下に設定されることが好ましい。たとえばTgが540[℃]である場合には、加圧直前の溶融ガラスの温度を780[℃]とすればよい。溶融ガラスがこのような温度条件を満たすためには、第1金型32の温度を460[℃]以上530[℃]以下に設定し、第2金型32の温度を480[℃]以上520[℃]以下に設定するとよい。たとえばTgが540[℃]である場合には、第1金型32の温度を520[℃]に設定し、第2金型32の温度を500[℃]に設定すればよい。

0064

次に、図2に示すように、第1金型と第2金型とによる加圧が解除され(工程S16)、製造されたガラス成形品が第1金型および第2金型から離型され(工程S17)、離型後のガラス成形品の不要部分が切断されて除去される(工程S18)。以上により、カバーガラスの製造が完了する。

0065

ここで、離型後のガラス成形品の表裏面は、上述した加圧成形によっていずれも鏡面かまたはそれに近い状態に成形されることになる。したがって、加圧成形後に必要となる追加の加工としては、ガラス成形品が矩形板状の形状を有することとなるように、加圧成形されたガラス成形品の周縁部(当該周縁部が不要部分に該当する)を切断して除去する加工のみで足り、表裏面を研磨仕上げする研磨加工を別途必要としない。

0066

以上において説明したように、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置1を利用してカバーガラスを製造することにより、第1金型31に付着した溶融ガラス塊51がその衝撃によって第1金型31の型面31a上において瞬時に濡れ広がることになるため、落下させる溶融ガラス塊51の形状や溶融ガラス塊51の落下位置に多少のばらつきが生じた場合にも、製造されるカバーガラスの品質にばらつきが生じることが抑制できる。

0067

また、上述したように、第1金型31に付着した溶融ガラス塊51がその衝撃によって第1金型31の型面31a上において瞬時に濡れ広がるとともに、その後遅滞なく第2金型32の型面32aによって溶融ガラス塊51が加圧されることになるため、溶融ガラス塊51のガラス硬化が全体にわたってより均一に満遍なく進行することになり、表面に皺(波紋状に生じる微小凹凸)が発生することが抑制でき、転写性が大幅に向上することになる。そのため、研磨処理を施さずとも確実に鏡面かまたはそれに近い状態でカバーガラスの表面を仕上げることができる。

0068

したがって、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置1を利用することにより、製造されるガラス成形品としての矩形板状のカバーガラスの品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でその表面を仕上げることが可能になる。

0069

さらには、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置1を利用した場合には、加圧成形時に使用する第1金型31および第2金型32が水平方向に沿って対向配置される構成であるため、第1金型31に付着させた溶融ガラス塊51に遅滞なく第2金型32を接触させることが可能になる。これは、たとえば鉛直方向に沿って配置された一対の金型(すなわち上型および下型)を用いて溶融ガラス塊を挟み込む構成とした場合には、滴下される溶融ガラス塊の落下方向と加圧成形の際の金型の移動方向とが合致してしまうことになるため、上型を下型の上方に予め配置しておくことができず(これは、素材供給部と上型とが物理的に干渉してしまうことによる)、溶融ガラス塊が下型に供給された時点で下型を素早く移動させて上型の下方に配置させ、さらにその後、上型と下型とを接近させることが必要になり、相当程度の時間を要してしまうのに対し、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置1では、加圧成形時に使用する第1金型31および第2金型32を素材供給部に物理的に干渉することなく予め対向配置させておくことができるためである。したがって、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置1を利用することにより、第1金型31に付着させた溶融ガラス塊51に遅滞なく第2金型32を接触させることが可能になるため、その結果、転写性が大幅に向上することになり、研磨処理を施さずともより確実に鏡面かまたはそれに近い状態でカバーガラスの表面を仕上げることができる。

0070

なお、上記においては、水平方向に対向配置される第1金型31および第2金型32の型面31a,32aをいずれも平面形状とすることにより、これら第1金型31および第2金型32によって規定されるキャビティが水平方向と直交する方向において特に規制されていない場合を例示したが、製造すべき矩形板状のガラス成形品としてのカバーガラスに対応した形状のキャビティとなるように、当該水平方向と直交する方向においてキャビティが規制されるように第1金型31および第2金型32の少なくとも一方に額縁状の突出部を設けることとしてよい。

0071

この場合にも、第1金型31に付着した溶融ガラス塊51がその衝撃によって第1金型31の型面31a上において瞬時に濡れ広がるとともに、その後遅滞なく第2金型32の型面32aによって溶融ガラス塊51が加圧されることになるため、第2金型32によって溶融ガラス塊51が押し広げられる前の時点において第1金型31の型面31a上において溶融ガラス塊51が既に濡れ広がった状態となる。そのため、第2金型32によって溶融ガラス塊51が押し広げられる際に、型面と平行な方向において溶融ガラス塊51の押し広がり方に大きな差が生じ難くなり、結果としてカバーガラスの隅部において転写性が低下してしまう問題の発生が生じ難くなる。

0072

したがって、このように構成した場合にも、製造される矩形板状のカバーガラスの品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でその表面を仕上げることが可能になる。また、その場合には、上述した如くの不要部分を切断する工程も不要になるため、さらに容易に矩形板状のカバーガラスを製造することができる。

0073

また、上記においては、第1金型31を停止位置P12において停止させた後に、第2金型32を第1金型31に向けて移動させるように構成した場合を例示したが、他の構成を採用することもできる。図9は、溶融ガラス塊に第2金型を接触させて加圧成形する工程の他の例を示す図である。

0074

図9に示すように、溶融ガラス塊51に第1金型31を接触させるために第1金型31を第2金型32側に向けて移動させるに際し、上述した停止位置P12において第1金型31を停止させることなく、そのまま図9中に示す矢印D方向に沿って第1金型31を移動させ、これにより第1金型31を第2金型32に接近させることとしてもよい。その場合には、静止した第2金型32との間で溶融ガラス塊51が加圧成形可能になる予め定められた停止位置P13において、第1金型31を停止させればよい。

0075

このように構成した場合にも、上述した効果と同様の効果が得られるとともに、加圧成形時において第2金型32を移動させることが必要でなくなるため、装置構成およびその制御動作をより簡素化することができる。

0076

(実施の形態2)
本実施の形態は、斜め方向に沿って対向配置された一対の金型を用いて溶融ガラス流から切断されて鉛直下方に向けて落下する溶融ガラス塊を加圧成形し、加圧成形後のガラス成形品を研磨仕上げすることなく不要部分を切断して除去するのみで矩形板状のカバーガラスを製造する場合の製造例を示すものである。なお、本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置は、上述した実施の形態1におけるガラス成形品の製造装置1と比較した場合に、一対の金型である第1金型および第2金型が鉛直方向および水平方向のいずれにも非平行な斜め方向に沿って対向配置される点においてのみ相違し、他の構成は同様であるため、その詳細な説明はここでは省略する。

0077

図10ないし図12は、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法を説明するための図であり、図10は、溶融ガラス塊を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図、図11は、溶融ガラス塊に第1金型を接触させる工程の後状態を示す図、図12は、溶融ガラス塊に第2金型を接触させて加圧成形する工程を示す図である。以下、これら図10ないし図12を参照して、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法について説明する。なお、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法は、上述した実施の形態1におけるガラス成形品の製造方法に基本的に準じたものであるため、図2についてもこれをあわせて参照する。

0078

上述したように、図10を参照して、本実施の形態においては、一対の金型としての第1金型31および第2金型32が予め斜め方向に沿って対向配置されている。図2を参照して、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法にあっても、実施の形態1の場合と同様に、まず第1金型と第2金型とが対向配置され(工程S11)、次に溶融ガラス流が切断される(工程S12)。

0079

次に、図2に示すように、溶融ガラス塊が第1金型と第2金型との間に供給される(工程S13)。具体的には、図10に示すように、カッター21によって切断されることで溶融ガラス流50から分離された溶融ガラス塊51は、重力に基づいて落下することになり、第1金型31と第2金型32との間において鉛直下方(図10中に示す矢印B方向)に向けて移動する。これにより、溶融ガラス塊51が、第1金型31と第2金型32との間に供給されることになる。

0080

次に、図2に示すように、溶融ガラス塊に第1金型が接触させられる(工程S14)。具体的には、図11に示すように、溶融ガラス塊51が第1金型31と第2金型32との間に供給される前後の所定のタイミングにおいて、第1金型31が、斜め方向に第2金型32に向けて(図11中に示す矢印D方向に向けて)移動される。これにより、第1金型31は、流出管13の下方の位置を少なくとも一部通過して予め定められた所定の停止位置P12において停止する。その際、落下中の溶融ガラス塊51は、第1金型31の型面31aに接触してこれに付着する。

0081

このとき、第1金型31を所定の移動速度をもって素早く移動させることにより、第1金型31の型面31aに付着した溶融ガラス塊51が、その衝撃によって当該型面31a上において濡れ広がることになる。そのため、型面31aと平行な方向に沿って溶融ガラスが瞬間的に略均等に広がることになり、後述する加圧成形工程において高い転写性を得ることができる。

0082

次に、図2に示すように、溶融ガラス塊に第2金型が接触させられることによって加圧成形が行なわれる(工程S15)。具体的には、図12に示すように、溶融ガラス塊51に第1金型31が接触させられる前後の所定のタイミングにおいて、第2金型32が、斜め方向に第1金型31に向けて(図12中に示す矢印E方向に向けて)移動される。これにより、第2金型32は、第1金型31に接近することになり、予め定められた所定の停止位置P22において停止する。その際、第1金型31の型面31a上において濡れ広がった後の溶融ガラス塊51に第2金型32の型面32aが接触することになり、溶融ガラス塊51が当該型面32aによって加圧されてさらに押し広げられる。

0083

押し広げられた溶融ガラス塊51は、第1金型31および第2金型32によって規定されるキャビティ内に行き渡り、これによりキャビティ内が溶融ガラス塊51によって充填されるとともに、当該溶融ガラス塊51が第1金型31および第2金型32によって所定の圧力で加圧された状態となり、溶融ガラス塊51の加圧成形が行なわれる。

0084

次に、所定時間が経過し後、図2に示すように、第1金型と第2金型とによる加圧が解除され(工程S16)、製造されたガラス成形品が第1金型および第2金型から離型され(工程S17)、離型後のガラス成形品の不要部分が切断されて除去される(工程S18)。以上により、カバーガラスの製造が完了する。

0085

以上において説明した本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置を利用してカバーガラスを製造することとした場合にも、その詳細な説明はここでは省略するが、上述した実施の形態1の場合と同様に、製造されるガラス成形品としての矩形板状のカバーガラスの品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でその表面を仕上げることが可能になる。

0086

(実施の形態3)
本実施の形態は、水平方向に沿って対向配置された一対の金型を用いて鉛直下方に向けて連続的に移動する溶融ガラス流を加圧成形し、加圧成形後のガラス成形品を研磨仕上げすることなく不要部分を切断して除去するのみで矩形板状のカバーガラスを製造する場合の製造例を示すものである。なお、本実施の形態におけるガラス成形品の製造装置は、上述した実施の形態1におけるガラス成形品の製造装置1と基本的に同様の構成を有するものであるため、その詳細な説明はここでは省略する。

0087

図13は、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法のフローを示す図である。また、図14ないし図19は、図2に示すフローにおける所定の工程または所定の工程の後状態を示す図である。以下、これら図14ないし図19を参照して、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法について順を追って説明する。

0088

まず、図13に示すように、第1金型と第2金型とが対向配置され(工程S21)、溶融ガラス流が第1金型と第2金型との間に供給される(工程S22)。図14は、第1金型と第2金型とを対向配置させる工程の後状態および溶融ガラス流を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。

0089

具体的には、図14示すように、第1金型31と第2金型32とは、互いが有する型面31a,32aが流出管13の下方の位置を介して向き合うこととなるように、それぞれ予め定められた初期位置P11,P21に配置される。流出管13の流出口13aからは連続的に鉛直下方(図14中に示す矢印A方向)に向けて溶融ガラス流50が流出しており、当該溶融ガラス流50の長さは、時間に比例して徐々に長くなる。そのため、所定の時間が経過した後には、溶融ガラス流50が、第1金型31と第2金型32との間に達し、これらの間において鉛直下方(図14中に示す矢印A方向)に向けて移動することになる。これにより、溶融ガラス流50が、第1金型31と第2金型32との間に供給されることになる。

0090

次に、図13に示すように、溶融ガラス流に第1金型が接触させられる(工程S23)。図15は、溶融ガラス流に第1金型を接触させる工程の後状態を示す図であり、図16は、第1金型の型面上において濡れ広がった後の溶融ガラス流の状態を示す図である。

0091

具体的には、図15に示すように、溶融ガラス流50が第1金型31と第2金型32との間に供給された後の所定のタイミングにおいて、第1金型31が、水平方向に第2金型32に向けて(図15中に示す矢印D方向に向けて)移動される。これにより、第1金型31は、流出管13の下方の位置を通過して予め定められた所定の停止位置P12において停止する。その際、溶融ガラス流50は、第1金型31の型面31aに接触してこれに付着する。

0092

このとき、第1金型31を所定の移動速度をもって素早く移動させることにより、図16に示すように、第1金型31の型面31aに付着した溶融ガラス流50が、その衝撃によって当該型面31a上において濡れ広がることになる。そのため、型面31aと平行な方向に沿って溶融ガラスが瞬間的に略均等に広がることになり、後述する加圧成形工程において高い転写性を得ることができる。なお、図16においては、型面31a上において溶融ガラスが濡れ広がる様子を模式的に矢印ARで示している。

0093

ここで、第1金型31の型面31a上において濡れ広がった後の溶融ガラス流50の大きさは、これが当該型面31aのうちの製品成形面(すなわち、ガラス成形品の製品となる領域を成形する面)の大きさにより近くなることが好ましいが、第1金型31の製品成形面の縦幅および横幅のそれぞれ70[%]以上となることが好適である。なお、この濡れ広がった後の溶融ガラス流50の大きさは、溶融ガラス流50の量や第1金型31の移動速度を調整すること等によって制御することが可能である。

0094

次に、図13に示すように、溶融ガラス流に第2金型が接触させられることによって加圧成形が行なわれる(工程S24)。図17は、溶融ガラス流に第2金型を接触させて加圧成形する工程を示す図である。

0095

具体的には、図17に示すように、溶融ガラス流50に第1金型31が接触させられる前後の所定のタイミングにおいて、第2金型32が、水平方向に第1金型31に向けて(図17中に示す矢印E方向に向けて)移動される。これにより、第2金型32は、第1金型31に接近することになり、予め定められた所定の停止位置P22において停止する。その際、第1金型31の型面31a上において濡れ広がった後の溶融ガラス流50に第2金型32の型面32aが接触することになり、溶融ガラス流50が当該型面32aによって加圧されてさらに押し広げられる。

0096

押し広げられた溶融ガラス流50は、第1金型31および第2金型32によって規定されるキャビティ内に行き渡り、これによりキャビティ内が溶融ガラス流50によって充填されるとともに、当該溶融ガラス流50が第1金型31および第2金型32によって所定の圧力で加圧された状態となり、溶融ガラス流50の加圧成形が行なわれる。

0097

ここで、第1金型31の型面31aに溶融ガラス塊51を接触させてから第2金型32の型面32aに溶融ガラス塊51を接触させるまでの時間は、上述の実施の形態1の場合と同様に、0.02[秒]以上0.5[秒]以下であることが好ましい。また、溶融ガラス流50が第1金型31および第2金型32によって加圧された状態は、上述の実施の形態1の場合と同様に、所定の時間にわたって維持され、これにより、溶融ガラスに第1金型31の型面31aおよび第2金型32の型面32aの形状が転写された状態で溶融ガラスが硬化することになり、これによってガラス成形品が形成される。

0098

次に、図13に示すように、溶融ガラス流の切断が行なわれる(工程S25)。図18は、溶融ガラス流を切断する工程の後状態を示す図である。

0099

具体的には、図18に示すように、加圧成形中あるいは加圧成形が完了した時点において、溶融ガラス流50がカッター21によって切断される。これにより、溶融ガラス流50の未硬化の部分と、第1金型31および第2金型32によって加圧成形されたガラス成形品を含む部分とが分離されることになる。

0100

次に、図13に示すように、第1金型と第2金型とによる加圧が解除され(工程S26)、製造されたガラス成形品が第1金型および第2金型から離型され(工程S27)、離型後のガラス成形品の不要部分が切断されて除去される(工程S28)。以上により、カバーガラスの製造が完了する。図19は、ガラス成形品を切断する工程を示す図である。

0101

ここで、離型後のガラス成形品の表裏面は、上述した加圧成形によっていずれも鏡面かまたはそれに近い状態に成形されることになる。したがって、加圧成形後に必要となる追加の加工としては、ガラス成形品が矩形板状の形状を有することとなるように、図19に示す不要部分60aを切断線Fに沿った切断して除去する加工を含む、加圧成形されたガラス成形品60の周縁部(当該周縁部も不要部分に該当する)を切断して除去する加工のみで足り、表裏面を研磨仕上げする研磨加工を別途必要としない。

0102

以上において説明した本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法および製造装置を利用してカバーガラスを製造することとした場合にも、その詳細な説明はここでは省略するが、上述した実施の形態1の場合と同様に、製造されるガラス成形品としての矩形板状のカバーガラスの品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でその表面を仕上げることが可能になる。

0103

(実施の形態4)
本実施の形態は、水平方向に沿って対向配置された一対の金型を用いて溶融ガラス流から切断されて鉛直下方に向けて落下する溶融ガラス塊を加圧成形し、加圧成形後のガラス成形品を研磨仕上げすることなく略箱状のカバーガラスを製造する場合の製造例を示すものである。なお、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法は、上述した実施の形態1におけるガラス成形品の製造方法に基本的に準じたものであるため、その詳細な説明はここでは省略する。

0104

図20は、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法において、溶融ガラス塊を第1金型と第2金型との間に供給する工程を示す図である。図20に示すように、本実施の形態にけるガラス成形品の製造装置においては、第1金型31として、凸状の形状を有する型面31aを含むものを用い、第2金型32として、凹状の形状を有する型面32aを含むものを用いることとしている。これら第1金型31および第2金型32は、加圧成形のために接近配置された状態において、ガラス成形品としての略箱状のカバーガラスに対応した形状のキャビティを構成するものである。

0105

図20に示すように、本実施の形態におけるガラス成形品の製造方法においても、第1金型31と第2金型32との間において鉛直下方(図20中に示す矢印B方向)に向けて落下するように溶融ガラス塊51が供給され、第1金型31を第2金型32に向けて移動させることにより溶融ガラス塊51に第1金型31の型面31aを接触させてその衝撃によって第1金型31の型面31a上において溶融ガラス塊51を瞬時に濡れ広がらせ、その後遅滞なく第2金型32の型面32aによって溶融ガラス塊51を加圧することで、ガラス成形品の加圧成形が行なわれる。

0106

このように構成した場合にも、その詳細な説明はここでは省略するが、上述した実施の形態1の場合と同様に、製造されるガラス成形品としての略箱形状のカバーガラスの品質にばらつきが生じることが抑制できるとともに、研磨処理を施さずとも容易にかつ確実に鏡面かまたはそれに近い状態でその表面を仕上げることが可能になる。

0107

以上において説明した本発明の実施の形態においては、溶融ガラスを加圧成形するための型として一対の金型を利用する場合を例示して説明したが、金型の数はこれに限定されるものではなく、3つ以上の金型を用いて加圧成形を行なってもよい。

0108

また、上述した本発明の実施の形態においては、本発明が適用されて製造されるガラス成形品として、スマートフォンやタブレット端末に具備されるカバーガラスを例示して説明を行なったが、これに限定されるものではなく、たとえば他のディスプレイ装置のカバーガラスの製造や、モバイルコンピュータデジタルカメラ等に代表される電子機器等の外装カバーの製造に本発明が適用されてもよいし、各種レンズ光記録媒体の製造に本発明が適用されてもよい。

0109

また、上述した本発明の実施の形態において示した個別の特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当然に相互に組み合わせることができる。

0110

このように、今回開示した上記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。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

0111

1製造装置、10素材供給部、11連続溶融炉、12ノズル部、13流出管、13a 流出口、20 切断部、21カッター、22カッター駆動機構、30成形部、31 第1金型、31a 型面、32 第2金型、32a 型面、33 第1金型駆動機構、34 第2金型駆動機構、40 制御部、50溶融ガラス流、51溶融ガラス塊、60ガラス成形品、60a 不要部分。

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