專利名稱：玻璃成形裝置和玻璃成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃成形裝置和玻璃成形方法，特別涉及用于成形信息存儲(chǔ)介質(zhì)盤用的玻璃基板或結(jié)晶化玻璃基板的裝置及方法。
背景技術(shù)：
透鏡等光學(xué)元件、信息存儲(chǔ)介質(zhì)盤用的玻璃基板等通常通過(guò)直接壓制(direct press)法或再熱壓制(reheat press)法中的任意方法對(duì)玻璃塊(熔融玻璃)實(shí)施壓制成形而制得。
直接壓制法是將規(guī)定重量的熔融玻璃的溫度降溫至成形溫度區(qū)域之后，利用模具(成形模具，包括后述的上模具、下模具)，使玻璃塊壓制成形的方法。而再熱壓制法是將使熔融玻璃冷卻固化得到的規(guī)定重量的玻璃塊再加熱，升溫到成形溫度區(qū)域，利用模具，對(duì)玻璃塊進(jìn)行壓制成形的方法。
采用上述壓制成形方法，利用成形模具，對(duì)玻璃塊進(jìn)行壓制成形，得到透鏡、信息存儲(chǔ)介質(zhì)盤用的玻璃基板等玻璃成形品的工序中，由熔融玻璃向成形模具供給熱量。受熱的成形模具由于溫度上升，在連續(xù)制造玻璃成形品的情況下，需要對(duì)成形模具進(jìn)行冷卻的裝置。如果在成形模具未經(jīng)冷卻而制造玻璃成形品的情況下，玻璃成形品最終會(huì)粘附在成形模具上，明顯降低了玻璃成形品的表面精度，因此得不到預(yù)期的玻璃成形品。所以，提供可對(duì)成形模具進(jìn)行冷卻的玻璃成形裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1所述玻璃成形裝置，在上模具上具備熱交換室，在該熱交換室內(nèi)，循環(huán)流動(dòng)著吸收壓制面周邊的熱量、對(duì)壓制面進(jìn)行冷卻的熱交換用流體(例如，含有水粒子的空氣)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平10-212127號(hào)公報(bào)如上所述的成形模具因反復(fù)壓制最終會(huì)使壓制面粗糙，需要對(duì)壓制面進(jìn)行再研磨之后再使用。然而，在專利文獻(xiàn)1的成形模具中，由于在成形模具上一體地形成熱交換部，反復(fù)進(jìn)行再研磨，會(huì)使壁厚變薄，在此情況下，形成有熱交換部的成形模具整個(gè)廢棄，經(jīng)濟(jì)效益差。
另外，復(fù)雜成形模具的更換操作需要長(zhǎng)時(shí)間制造中斷，生產(chǎn)效率不高。
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題做出的發(fā)明，目的在于提供經(jīng)濟(jì)效益高、生產(chǎn)效率高的玻璃成形裝置及玻璃成形方法。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在包括具有對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制的壓制面的多個(gè)模具的玻璃成形裝置中，上述模具中的至少一個(gè)模具分割成熱交換部和壓制部，由此可以反復(fù)使用熱交換部，從而完成本發(fā)明。
另外，在熱交換部和壓制部可分割的情況下，會(huì)產(chǎn)生熱交換部與壓制部的熱傳導(dǎo)并非最佳的新問(wèn)題。
這一點(diǎn)，本發(fā)明人在開發(fā)如圖3、4所示的玻璃成形裝置500時(shí)即已明瞭。
該玻璃成形裝置500包括壓制機(jī)(按壓?jiǎn)卧?510、固定在該壓制機(jī)(按壓?jiǎn)卧?510上的上模具520、下模具530。上模具520分割成固定在壓制機(jī)(按壓?jiǎn)卧?510上的熱交換部521；具有固定環(huán)524的與熔融玻璃Y接觸的壓制部523；連接熱交換部521和壓制部523的隔離部522。熱交換部521的凸部側(cè)壁與隔離部522的凹部側(cè)壁存在切削螺紋。而且，熱交換部521和隔離部522通過(guò)熱交換部521的凸部與隔離部522的凹部的螺合，使熱交換部521的分割面521a與隔離部522的凹部面522b接觸，形成可裝卸的結(jié)構(gòu)。另外，壓制部523構(gòu)成為通過(guò)利用例如螺栓等將固定環(huán)524連接在隔離部522上而固定。而且，當(dāng)因磨損等導(dǎo)致壓制部523的壓制面523a的面精度變差時(shí)，成套更換壓制部523和隔離部522。
這樣，利用螺合，使壓制部523和隔離部522可裝卸，可以迅速更換，提高生產(chǎn)率，但另一方面，因隔離部522呈凹形，凹部面522b只能利用車床加工等表面切削加工，達(dá)不到良好的面精度，密合精度差，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，這就是上述熱傳導(dǎo)達(dá)不到最佳效果的原因。
另外，由于這些分割的各部的密合精度具有不均勻性，因此不能均勻熱傳導(dǎo)，成形中的條件不穩(wěn)定，在壓制時(shí)，部件內(nèi)的壓力不均勻，因此易于導(dǎo)致易破損的不利情況。

發(fā)明內(nèi)容
所以，人們希望提供具有至少一個(gè)模具分割成熱交換部和壓制部的模具的玻璃成形裝置，熱交換部與壓制部接觸的分割面的平面精度得到提高的玻璃成形裝置和玻璃成形方法。
為解決這一新問(wèn)題，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選將分割成熱交換部和壓制部的分割面制成平面，使熱交換部和壓制部接觸的部分的面精度以平面度(PV)計(jì)為500μm以下，就可使密合精度高、在整個(gè)表面均勻熱傳導(dǎo)(冷卻或加熱)，玻璃成形中的條件(冷卻或加熱條件)穩(wěn)定。更具體而言，本發(fā)明涉及下述內(nèi)容。
(1)玻璃成形裝置，包括具有對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制的壓制面的模具，上述模具由多個(gè)模具構(gòu)成，至少一個(gè)模具被分割成熱交換部和壓制部。
(2)如(1)所述的玻璃成形裝置，上述熱交換部和上述壓制部接觸的各分割面的至少一部分的面精度以平面度(PV)計(jì)為500μm以下。
(3)如(1)或(2)所述的玻璃成形裝置，上述分割面的至少一部分的面精度以表面粗糙度(Ra)計(jì)為100μm以下。
(4)如(2)或(3)所述的玻璃成形裝置，具有上述面精度的各上述分割面的面積是成形后的成形品在上述分割面上的投影面積的80％以上。
(5)如(1)～(4)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形裝置，分割成熱交換部和壓制部的分割面是平面。
(6)如(1)～(5)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形裝置，上述模具在上述熱交換部可自由裝卸地與按壓?jiǎn)卧B接。
(7)如(6)所述的玻璃成形裝置，上述模具在上述熱交換部和上述壓制部一體化的狀態(tài)下，從上述按壓?jiǎn)卧断虏⑦M(jìn)行更換。
(8)如(1)～(7)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形裝置，在上述熱交換部的內(nèi)部形成有熱交換室，該熱交換室的內(nèi)部能夠使用于與其周邊部進(jìn)行熱交換的熱交換用流體循環(huán)。
(9)如(8)所述的玻璃成形裝置，用于使上述熱交換用流體循環(huán)的流路可自由裝卸地與上述熱交換室連接。
(10)如(8)或(9)所述的玻璃成形裝置，上述熱交換用流體是液體。
(11)如(8)或(9)所述的玻璃成形裝置，上述熱交換用流體是水。
(12)如(8)或(9)所述的玻璃成形裝置，上述熱交換用流體是油。
(13)如(8)或(9)所述的玻璃成形裝置，上述熱交換用流體是氣體。
(14)如(8)或(9)所述的玻璃成形裝置，上述熱交換用流體是空氣。
(15)由(1)～(14)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形裝置成形的玻璃。
(16)由(1)～(14)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形裝置成形的結(jié)晶化玻璃。
(17)一種玻璃成形方法，將由多個(gè)模具構(gòu)成并且至少一個(gè)模具被分割成熱交換部和壓制部的模具與按壓?jiǎn)卧B接，在上述模具間對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制，制造玻璃，上述模具的更換通過(guò)將分割成上述熱交換部和上述壓制部的模具從上述按壓?jiǎn)卧断碌姆绞竭M(jìn)行。
(18)如(17)所述的玻璃成形方法，上述更換的模具的上述壓制部與熱交換部的接觸面預(yù)先經(jīng)過(guò)研磨。
(19)如(17)或(18)所述的玻璃成形方法，上述更換的模具的上述壓制部的壓制面預(yù)先經(jīng)過(guò)研磨。
(20)如(18)或(19)所述的玻璃成形方法，上述研磨由旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)進(jìn)行。
(21)如(17)～(20)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形方法，使熱交換用流體在上述熱交換部中循環(huán)，與壓制部進(jìn)行熱交換。
(22)如(21)所述的玻璃成形方法，上述熱交換用流體是液體。
(23)如(21)所述的玻璃成形方法，上述熱交換用流體是水。
(24)如(21)所述的玻璃成形方法，上述熱交換用流體是油。
(25)如(21)所述的玻璃成形方法，上述熱交換用流體是氣體。
(26)如(21)所述的玻璃成形方法，上述熱交換用流體是空氣。
(27)由(17)～(26)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形方法制造的玻璃。
(28)由(17)～(26)中任一項(xiàng)所述的玻璃成形方法制造的結(jié)晶化玻璃。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以僅更換消耗大的壓制部，從而能夠降低成本、提高生產(chǎn)性。
另外，能夠得到壓制部和熱交換部的良好熱傳導(dǎo)，玻璃坯料的成形期間的條件(冷卻或加熱條件)穩(wěn)定，因此能夠高效成形為品質(zhì)優(yōu)異的玻璃。
另外，在一定面積內(nèi)，壓制部與熱交換部的接觸面的熱傳導(dǎo)均勻。這樣，能夠減少壓制部的壓制面的部分消耗。另外，還能夠減少壓制部的磨損。
另外，在壓制部以達(dá)到使用限度而廢棄并更換時(shí)，可將熱交換部與壓制部成套卸下并進(jìn)行更換。而且，在更換該壓制部時(shí)，還可以利用旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)等，對(duì)熱交換部的分割面進(jìn)行表面加工，為了裝配新壓制部，能夠?qū)峤粨Q部與壓制部的接觸面的密合精度維持在優(yōu)良狀態(tài)。


圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的玻璃成形裝置的大概的局部剖視正面圖。
圖2是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的玻璃成形裝置的大概構(gòu)成的分解圖。
圖3是表示現(xiàn)有玻璃成形裝置的大概的局部剖視正面圖。
圖4是表示現(xiàn)有玻璃成形裝置的大概構(gòu)成的分解圖。
符號(hào)說(shuō)明10玻璃成形裝置；20按壓?jiǎn)卧?壓制機(jī))；21模具安裝部；30上模具；31熱交換部；31a(熱交換部)分割面；32壓制部；32a壓制面；32b(壓制部)分割面；40下模具；40a壓制面；41下模具本體；42突出部；50連接單元；211凸部；311熱交換室；312流路；312a熱交換用流體導(dǎo)入路；312b熱交換用流體導(dǎo)出路；313凹部；321壓制部本體；322固定環(huán)；A玻璃坯料(熔融玻璃)具體實(shí)施方式
在本發(fā)明的玻璃成形裝置中，玻璃成形模具由多個(gè)模具構(gòu)成，其中至少一個(gè)模具被分割成熱交換部和壓制部。壓制部與玻璃坯料接觸，成形玻璃，因此消耗大，另外，因?yàn)橐蟊砻婢龋愿鼡Q頻率高，此時(shí)，只更換壓制部，就可降低成本。另外，能夠迅速更換，提高生產(chǎn)性。
另外，熱交換部和壓制部接觸的各分割面，至少一部分的面精度以平面度(PV)計(jì)為500μm以下，更優(yōu)選為70μm以下，最優(yōu)選為10μm以下，以表面粗糙度(Ra)計(jì)為100μm以下，更優(yōu)選為20μm以下，最優(yōu)選為面精度精加工成5μm以下。
這樣，如果熱交換部和壓制部接觸的各分割面的至少一部分的面精度以平面度(PV)計(jì)為500μm以下，則當(dāng)使熱交換部和壓制部接觸時(shí)，接觸面的密合精度很高。因此，熱交換部和壓制部的熱傳導(dǎo)在接觸面上平均化，玻璃坯料成形期間的條件(冷卻或加熱條件)穩(wěn)定。
例如，在對(duì)壓制部進(jìn)行冷卻時(shí)，當(dāng)壓制部的部分壓制面未冷卻時(shí)，壓制面會(huì)產(chǎn)生熱點(diǎn)(hot spot)。一旦產(chǎn)生熱點(diǎn)，僅這部分的壓制面會(huì)發(fā)生腐蝕，導(dǎo)致成形品的品質(zhì)降低。根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)成，改善了熱交換部和壓制部的熱傳導(dǎo)的差異，因此不會(huì)形成熱點(diǎn)，能夠有效地防止壓制部的壓制面局部消耗。另外，由于不發(fā)生局部受力，模具不易出現(xiàn)裂紋。并且，以表面粗糙度(Ra)計(jì)為100μm以下時(shí)，當(dāng)熱交換部與壓制部接觸時(shí)，接觸面的密合精度更高。因此，熱傳導(dǎo)良好。
該分割面的面精度，其成形后的成形品在上述分割面上的投影面積的80％以上為上述數(shù)值范圍時(shí)，可均勻、高效地實(shí)現(xiàn)熱交換，壓制時(shí)，不會(huì)發(fā)生局部受力，模具不易產(chǎn)生裂紋，因此為優(yōu)選方案。且根據(jù)上述觀點(diǎn)，更優(yōu)選為90％以上，特別優(yōu)選為熱交換部和壓制部接觸的分割面的整個(gè)面。
在本發(fā)明中，平面度(PV)表示測(cè)定范圍內(nèi)從基準(zhǔn)平面起的最大凸起的高度與最大凹陷的深度之和。在本發(fā)明中，利用觸針式輪廓形狀測(cè)定儀，對(duì)通過(guò)被測(cè)定面的大致中心部并垂直的任意兩條直線進(jìn)行測(cè)定，將該測(cè)定中所得的最大值當(dāng)作平面度(PV)，在以該測(cè)定直線為直徑的圓的面積范圍內(nèi)，視為具備該平面度(PV)。另外，表面粗糙度(Ra)表示中心線平均粗糙度，測(cè)定長(zhǎng)度取為10mm。另外，“成形后的成形品在上述分割面上的投影面積”是指與壓制部的壓制面和成形品接觸的面相對(duì)的面積(即，對(duì)成形品投影時(shí)，在分割面上映出的面積)。
另外，當(dāng)分割面為平面時(shí)，研磨加工可采用旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)。因此，能夠高效得到面精度極高的分割面的平面。并且在本發(fā)明中，即使分割面上有螺栓孔等，也包括在“平面”的概念中。
并且，分割成上述熱交換部和壓制部的模具優(yōu)選為在上述熱交換部，使模具沿上下方向移動(dòng)，并可自由裝卸地與用于壓制成形的按壓?jiǎn)卧?以下，也稱為壓制機(jī))連接。這樣，模具的更換，通過(guò)在熱交換部和壓制部一體化的狀態(tài)下卸下，能夠迅速更換。另外，作為連接單元，螺合時(shí)能夠迅速更換、并能夠可靠連接。將熱交換部從按壓?jiǎn)卧?壓制機(jī))卸下，磨削熱交換部的分割面(與壓制部接觸的面)，就能夠?qū)⑵矫娴拿婢染S持在良好狀態(tài)。
并且，為實(shí)現(xiàn)一旦成形模具的面變粗糙就立刻更換壓制部，減少停產(chǎn)時(shí)間，優(yōu)選預(yù)先準(zhǔn)備壓制部單體或熱交換部與壓制部裝配在一起的更換用備料。壓制部的壓制面采用旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)等磨削，形成平滑面，此時(shí)，通過(guò)雙面磨削，同樣磨削與熱交換部的接觸面。
壓制部、熱交換部的磨削，可采用線性磨削機(jī)、旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)。但利用旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)磨削時(shí)，與車床等相比，易于實(shí)現(xiàn)平面度，因此為優(yōu)選方案。
熱交換部可以采用例如配置有冷卻散熱片并與外來(lái)氣體進(jìn)行熱交換的結(jié)構(gòu)，但因?yàn)閮?nèi)部形成有熱交換室時(shí)，熱交換效率優(yōu)異，所以優(yōu)選。并優(yōu)選如下方案該熱交換室的內(nèi)部形成有能夠使用于與其周邊部進(jìn)行熱交換的熱交換用流體循環(huán)的流路，該流路可自由裝卸地與外部的配管等流路連接，從外部供給熱交換用流體并使之循環(huán)。流路的連接能夠采用模制接頭(mould coupler)等。
這樣，例如在對(duì)通常載置于壓制面的中央部的熔融玻璃坯料進(jìn)行壓制成形時(shí)，利用熱交換室，使冷卻用流體循環(huán)，從壓制部的壓制面?zhèn)鬟f來(lái)的熱量被熱交換部的分割面吸收，對(duì)壓制面進(jìn)行冷卻。而例如在將固化的玻璃部件(例如、玻璃料塊glass gob)軟化并進(jìn)行壓制成形的玻璃成形裝置的情況下，在熱交換室使高溫流體循環(huán)，利用熱交換部向壓制部傳遞熱量，通過(guò)向固化的玻璃傳遞熱量，能夠使玻璃坯料軟化并成形。并且，由于熱交換用流體的流路與熱交換室可自由裝卸，因此，能夠容易地進(jìn)行熱交換部的卸下、安裝。
另外，在本發(fā)明中，壓制面是指將玻璃坯料壓制成形的模具中與玻璃坯料接觸的面，而反壓制面是指其相反側(cè)的面。在熱交換部中，壓制側(cè)面是指與壓制部接觸一側(cè)(玻璃坯料方向側(cè))的面，稱為分割面。
熱交換用流體沒(méi)有特別限定，只要是能夠通過(guò)熱交換部、壓制部與玻璃坯料進(jìn)行熱交換即可。既可以是液體，也可以是氣體，考慮到熱傳導(dǎo)率，優(yōu)選為液體，能夠使用水、油、空氣等。尤其是因?yàn)樗哂邪踩?、?jiǎn)便、且易于操作的特性，成本又低，所以優(yōu)選。
以下，對(duì)本發(fā)明玻璃成形裝置以及使用該玻璃成形裝置進(jìn)行成形的玻璃成形方法的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，在下述實(shí)施方式的說(shuō)明中，對(duì)同一構(gòu)成要件賦予同樣的符號(hào)，并省略其說(shuō)明，以簡(jiǎn)化說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的玻璃成形裝置的大概的局部剖視正面圖，圖2是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的玻璃成形裝置的大概構(gòu)成的分解圖。并且，本實(shí)施方式的玻璃成形裝置為一個(gè)例子，按壓?jiǎn)卧?、上模具、下模具的?gòu)成等并不限于下述說(shuō)明。
如圖1和圖2所示，玻璃成形裝置10具備按壓?jiǎn)卧?壓制機(jī))20、載置玻璃坯料A的下模具40、與該下模具40相對(duì)配置并對(duì)玻璃坯料A壓制(加壓)的上模具30。壓制機(jī)20具有利用例如油壓?jiǎn)卧壬舷逻\(yùn)動(dòng)的汽缸(未圖示)，并且在下方具有用于安裝上模具30的模具安裝部21。該模具安裝部21在反按壓?jiǎn)卧獋?cè)的大致中央部形成有凸部211，該凸部211的側(cè)面切削有螺紋。
上模具30由熱交換部31和壓制部32構(gòu)成。熱交換部31在其內(nèi)部形成有熱交換室311，該熱交換室311形成有用于使熱交換用流體循環(huán)的流路312。該流路312由將熱交換用流體導(dǎo)入熱交換室311的熱交換用流體導(dǎo)入路312a和導(dǎo)出到外部的熱交換用流體導(dǎo)出管路312b構(gòu)成，熱交換用流體導(dǎo)入路312a和熱交換用流體導(dǎo)出路312b構(gòu)成為分別利用例如模制接頭等可自由裝卸地與外部的配管(未圖示)等連接。為此，在卸下熱交換部31時(shí)，能夠使熱交換用流體導(dǎo)入路312a和熱交換用流體導(dǎo)出路312b從外部的配管分離，使其分開。
另外，熱交換部31的上部形成有用于嵌合形成于上述模具安裝部21的凸部211的凹部313。該凹部313的側(cè)面切削有螺紋，能夠通過(guò)將模具安裝部21的凸部211與熱交換部31的凹部313螺合，進(jìn)行熱交換部31和壓制機(jī)20的連接。壓制部32由壓制部本體321和用于固定該壓制部本體321的固定環(huán)322構(gòu)成。固定環(huán)322在其內(nèi)面?zhèn)刃纬蔀殡A梯狀，保持著壓制部本體321。而且，熱交換部31和壓制部32采用螺栓等連接單元50將固定環(huán)322連接在熱交換部31上，使熱交換部31的分割面31a與壓制部32的分割面32b接觸。
另外，本發(fā)明的裝置還具有測(cè)定壓制部32的溫度的溫度傳感器；將熱交換用流體送入熱交換室311的泵；用于控制泵的控制回路，這部分內(nèi)容未作圖示。
熱交換部31的分割面31a為平面狀，例如可利用旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)等進(jìn)行表面加工(面出し)，加工成平面度(PV)為5μm、且表面粗糙度(Ra)為1μm的面精度。該面精度只要是玻璃成形品在分割面上的投影面積(分割面中相當(dāng)于成形品的面積)的80％以上的面積即可。當(dāng)然，也可以是熱交換部31的分割面31a整個(gè)面為上述面精度。另外，在壓制部32到達(dá)使用限度，廢棄而更換時(shí)，可根據(jù)使用帶來(lái)的面精度降低的程度，根據(jù)需要，對(duì)該熱交換部31的分割面31a進(jìn)行表面加工。這樣，就可以維持高密合精度。
另外，壓制部32的分割面32b也與熱交換部31的分割面31a同樣，加工成平面度(PV)為5μm、并且表面粗糙度(Ra)為1μm的面精度。平面度(PV)采用ミツトヨ社制的コントレ一サ一CB-41進(jìn)行測(cè)定。表面粗糙度采用KLAテンコ一ル社制Profiler P-12進(jìn)行測(cè)定。該面精度與熱交換部31的分割面31a同樣，只要為玻璃成形品在分割面上的投影面積(分割面中相當(dāng)于成形品的面積)的80％以上面積即可。當(dāng)然，也可以是壓制部32的分割面32b整個(gè)面為上述的面精度。
這樣，可極大地提高熱交換部31和壓制部32接觸時(shí)的密合精度，使熱交換部31和壓制部32的熱傳導(dǎo)在整個(gè)面上平均化，由此使成形時(shí)的熱交換條件穩(wěn)定，能夠高效形成玻璃。并可以減少壓制部本體321的破損，減少更換頻率，因此可降低成本。
壓制部32通過(guò)采用旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)等同時(shí)對(duì)壓制面32a、與熱交換部31接觸的分割面32b進(jìn)行磨削，表面加工成上述的面精度。因此，在壓制部32和熱交換部31一體化的情況下，壓制部32的分割面32b和熱交換部31的分割面31a具有高密合精度。另外，由于提高上模具30的壓制面、即、壓制部32的壓制面32a的面精度，因此提高了成形的玻璃的表面粗糙度。
下模具40由圓柱狀的下模具本體41、從下模具本體41的上面端部突出形成的突出部42構(gòu)成。另外，下模具本體41的上面形成為壓制面40a。在該壓制面40a的中央部載置有玻璃坯料A，并且壓制面40a與上模具30的壓制部32的壓制面32a一起對(duì)載置的玻璃坯料A進(jìn)行壓制。另外，突出部42的上面為平滑面。該下模具40與上模具30的壓制部32的直徑大致相同，與上模具30大致配置成同軸。并且，上模具30的壓制面32a與下模具40的壓制面40a接近，壓制面32a與突出部42接觸，設(shè)置在壓制面32a和壓制面40a之間的間隙形成為玻璃成形品的厚度。在本實(shí)施方式中，下模具40固定，利用未圖示的驅(qū)動(dòng)單元，可以上下運(yùn)動(dòng)。
熱交換用流體的流路312在熱交換部31內(nèi)部大致形成L狀，包括其終端部延設(shè)至熱交換室311的底面部中央部附近的熱交換用流體導(dǎo)入路312a；和與熱交換室311的頂部連通的熱交換用流體導(dǎo)出路312b。該流路312將熱交換用流體從熱交換用流體導(dǎo)入路312a導(dǎo)入熱交換室311。并且，由熱交換用流體導(dǎo)出路312b導(dǎo)出熱交換室311的熱交換用流體。另外，熱交換用流體既可以經(jīng)常導(dǎo)入熱交換室311，也可適度導(dǎo)入熱交換室311，例如，可僅在對(duì)玻璃坯料A進(jìn)行壓制成形時(shí)導(dǎo)入熱交換室311。
在本實(shí)施方式中，熱交換用流體為水。這是因?yàn)闊峤粨Q用流體采用水比較廉價(jià)、操作簡(jiǎn)便。另外，熱交換用流體不限于水(包括水滴)，也可以是其它液體，還可以是空氣、非氧化性的氮?dú)獾葰怏w。
另外，在流路312的路徑上的外部配管上設(shè)有未圖示的泵。該泵是向熱交換室311送入熱交換用流體的送入單元的一例。即，利用泵使熱交換用流體經(jīng)過(guò)流路312送入熱交換室311。
溫度傳感器(未圖示)設(shè)在上模具30的壓制部32附近，測(cè)定壓制部32周邊部的溫度。溫度傳感器是以熱電偶(未圖示)為檢測(cè)元件的傳感器。溫度傳感器由不同粗細(xì)的兩種金屬線接合成封閉回路，測(cè)定產(chǎn)生于該回路中的電動(dòng)勢(shì)，測(cè)定測(cè)溫接點(diǎn)的溫度。然后，溫度傳感器檢測(cè)出所測(cè)定的電動(dòng)勢(shì)，向控制回路輸送檢測(cè)信號(hào)。另外，只要溫度傳感器能夠測(cè)定壓制部32的溫度即可，例如，可以利用因溫度導(dǎo)致的金屬的電阻變化來(lái)測(cè)定溫度，通過(guò)測(cè)定熱輻射能量的波長(zhǎng)分布和各波長(zhǎng)的強(qiáng)度來(lái)測(cè)定溫度。另外，只要可以測(cè)定壓制部32的溫度，溫度傳感器可設(shè)于任意位置。
控制回路(未圖示)為送入控制單元的一例，包括未圖示的CPU、ROM、RAM等。控制回路根據(jù)由上述的溫度傳感器測(cè)定的壓制部32周邊部的溫度，控制送入熱交換室311的熱交換用流體量。即，根據(jù)從溫度傳感器送出的檢測(cè)信號(hào)，控制泵，進(jìn)而控制送入熱交換室311的熱交換用流體的量。另外，也可根據(jù)由溫度傳感器測(cè)得的溫度，人工手動(dòng)控制送入熱交換室311的熱交換用流體的量。
熱交換用流體導(dǎo)出路312b通過(guò)熱交換室311的頂部與熱交換室311連通。在熱交換室311上吸收了熱量的熱交換用流體，從熱交換室311經(jīng)由熱交換用流體導(dǎo)出路312b，排出到外部。
采用上述構(gòu)成，熱交換用流體導(dǎo)出路312b朝向熱交換室311的反重力方向與最上部的頂部連通，因此能夠防止熱交換室311的空氣積存。由此，將熱交換后的熱交換用流體順暢地導(dǎo)出到外部，可以達(dá)到壓制面整體對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制的更優(yōu)選溫度，能以更高品質(zhì)、更高效率成形玻璃成形品。
上述說(shuō)明的玻璃成形裝置10為一個(gè)實(shí)施方式，尤其是，按壓?jiǎn)卧?壓制機(jī))20的構(gòu)成、上模具30與按壓?jiǎn)卧?壓制機(jī))20的安裝機(jī)構(gòu)等為一個(gè)例子，但本發(fā)明并不受限于此。
以下，根據(jù)圖1和圖2，說(shuō)明利用如上所述構(gòu)成的玻璃成形裝置10，對(duì)磁盤狀玻璃基板進(jìn)行壓制成形的方法。
首先，在圖1的開模的狀態(tài)下，由未圖示的流出管，使規(guī)定量的熔融玻璃A流入下模具40。流入的熔融玻璃A載置于下模具40的壓制面40a的中央部。驅(qū)動(dòng)按壓?jiǎn)卧?壓制機(jī))20，使上模具30向下移動(dòng)，使上模具30相對(duì)于下模具40接近。這樣，熔融玻璃A上部的一部分與上模具30的壓制部32的壓制面32a的中央部接觸，只有熔融玻璃A表面的上端部被部分壓制。
然后，使壓制部32與下模具40的突出部42接觸(密合)。這樣，利用壓制部32和下模具40按壓熔融玻璃A，使其呈同心圓狀擴(kuò)散，成形為圓板狀。熔融玻璃A的熱量，經(jīng)過(guò)壓制部32，利用在熱交換部31的熱交換室311內(nèi)循環(huán)的冷卻用流體(水)進(jìn)行熱交換。該熱交換可通過(guò)壓制部32的分割面32b與熱交換部31的分割面31a的熱傳導(dǎo)進(jìn)行，由于該分割面的密合精度高，因此可均勻熱傳導(dǎo)。
然后，取出成形后的盤狀玻璃基板，送往下一道處理工序。依次反復(fù)實(shí)施上述工序，就可以連續(xù)壓制成形加工出盤狀玻璃制品。對(duì)玻璃基板實(shí)施熱處理，析出結(jié)晶，就可得到結(jié)晶化玻璃的盤基板。
并且，在本實(shí)施方式中，對(duì)制造磁盤用玻璃基板的裝置、制造磁盤狀玻璃基板的方法進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的玻璃成形裝置和玻璃成形方法也可以用于盤狀之外的其它薄板狀玻璃制品以及厚壁玻璃制品，具體而言，可用于雙面凸透鏡、雙面凹透鏡的壓制成形等情況。另外，當(dāng)玻璃成形裝置采用四棱柱，即，上模具30、下模具40等玻璃成形裝置10的部件呈四棱柱形，也能夠作為用于成形四方透鏡的裝置使用。
并且，在本實(shí)施方式中，將已熔融的熔融玻璃A載置于下模具40上，利用上模具30，進(jìn)行壓制成形，但也可將固化的玻璃坯料(例如玻璃料塊)利用下模具40中具備的熔融裝置軟化后，利用上模具30進(jìn)行壓制成形。即，可以采用直接壓制法、再熱壓制法的任一種方法。
另外，在再熱壓制法的情況下，即，在將固化的玻璃坯料A載置于壓制面40a上，利用下模具40軟化之后，利用上模具30進(jìn)行壓制成形的情況下，在熱交換室中，可使作為熱交換流體的高溫流體循環(huán)于上模具30或下模具40的至少一個(gè)中。
并且，在本實(shí)施方式中，上模具30的熱交換部31、壓制部本體321、固定環(huán)322、以及下模具40的材質(zhì)可根據(jù)用于壓制的玻璃的特性，酌情選擇例如石墨、鎢合金、氮化物、碳化物、耐熱金屬等，優(yōu)選為延性、碳化硅-碳的復(fù)合陶瓷。并且，上模具30的熱交換部31、壓制部本體321、固定環(huán)322、以及下模具40可以通過(guò)電加熱或氣體加熱方式分別升溫到規(guī)定溫度并保持。同樣，熱交換用流體導(dǎo)入路312a、熱交換用流體導(dǎo)出路312b的材質(zhì)可酌情選擇耐熱合金、耐氧化性優(yōu)異的金屬等。
并且，在本實(shí)施方式中，對(duì)僅用上模具實(shí)施熱交換的玻璃成形裝置和玻璃成形方法做出了說(shuō)明，但既可以是上模具和下模具兩者均實(shí)施熱交換的玻璃成形裝置，也可以是僅用下模具實(shí)施熱交換的玻璃成形裝置。并且，還可以是不僅具有上模具、下模具，還具有中間模具，中間模具也可以實(shí)施熱交換。
另外，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在可達(dá)到本發(fā)明目的的范圍內(nèi)的變形、改良等均包括在本發(fā)明內(nèi)容之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種玻璃成形裝置，包括具有對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制的壓制面的模具，其特征在于所述模具由多個(gè)模具構(gòu)成，至少一個(gè)模具被分割成熱交換部和壓制部。
2.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換部和所述壓制部接觸的各分割面的至少一部分的面精度以平面度PV計(jì)為500μm以下。
3.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述分割面的至少一部分的面精度以表面粗糙度Ra計(jì)為100μm以下。
4.如權(quán)利要求2或3所述的玻璃成形裝置，其特征在于具有所述面精度的各所述分割面的面積是成形后的成形品在所述分割面上的投影面積的80％以上。
5.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于分割成熱交換部和壓制部的分割面是平面。
6.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述模具在所述熱交換部可自由裝卸地與按壓?jiǎn)卧B接。
7.如權(quán)利要求6所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述模具在所述熱交換部和所述壓制部一體化的狀態(tài)下，從所述按壓?jiǎn)卧断虏⑦M(jìn)行更換。
8.如權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置，其特征在于在所述熱交換部的內(nèi)部形成有熱交換室，該熱交換室的內(nèi)部能夠使用于與其周邊部進(jìn)行熱交換的熱交換用流體循環(huán)。
9.如權(quán)利要求8所述的玻璃成形裝置，其特征在于用于使所述熱交換用流體循環(huán)的流路可自由裝卸地與所述熱交換室連接。
10.如權(quán)利要求8所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體是液體。
11.如權(quán)利要求8所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體是水。
12.如權(quán)利要求8所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體是油。
13.如權(quán)利要求8所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體是氣體。
14.如權(quán)利要求8所述的玻璃成形裝置，其特征在于所述熱交換用流體是空氣。
15.由權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置成形的玻璃。
16.由權(quán)利要求1所述的玻璃成形裝置成形的結(jié)晶化玻璃。
17.一種玻璃成形方法，其特征在于將由多個(gè)模具構(gòu)成并且至少一個(gè)模具被分割成熱交換部和壓制部的模具與按壓?jiǎn)卧B接，在所述模具間對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制，制造玻璃，所述模具的更換通過(guò)將分割成所述熱交換部和所述壓制部的模具從所述按壓?jiǎn)卧断碌姆绞竭M(jìn)行。
18.如權(quán)利要求17所述的玻璃成形方法，其特征在于所述更換的模具的所述壓制部與熱交換部的接觸面預(yù)先經(jīng)過(guò)研磨。
19.如權(quán)利要求17所述的玻璃成形方法，其特征在于所述更換的模具的所述壓制部的壓制面預(yù)先經(jīng)過(guò)研磨。
20.如權(quán)利要求18或19所述的玻璃成形方法，其特征在于所述研磨由旋轉(zhuǎn)磨削機(jī)進(jìn)行。
21.如權(quán)利要求17所述的玻璃成形方法，其特征在于使熱交換用流體在所述熱交換部中循環(huán)，與壓制部進(jìn)行熱交換。
22.如權(quán)利要求21所述的玻璃成形方法，其特征在于所述熱交換用流體是液體。
23.如權(quán)利要求21所述的玻璃成形方法，其特征在于所述熱交換用流體是水。
24.如權(quán)利要求21所述的玻璃成形方法，其特征在于所述熱交換用流體是油。
25.如權(quán)利要求21所述的玻璃成形方法，其特征在于所述熱交換用流體是氣體。
26.如權(quán)利要求21所述的玻璃成形方法，其特征在于所述熱交換用流體是空氣。
27.由權(quán)利要求17所述的玻璃成形方法制造的玻璃。
28.由權(quán)利要求17所述的玻璃成形方法制造的結(jié)晶化玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及經(jīng)濟(jì)效益高、生產(chǎn)效率高的玻璃成形裝置和玻璃成形方法。更具體而言，涉及具備至少一個(gè)模具分割成熱交換部和壓制部的模具的玻璃成形裝置，熱交換部和壓制部接觸的分割面的平面精度得到提高的玻璃成形裝置及玻璃成形方法。本發(fā)明的玻璃成形裝置包括具有對(duì)玻璃坯料進(jìn)行壓制的壓制面的模具，上述模具由多個(gè)模具構(gòu)成，至少一個(gè)模具分割成熱交換部和壓制部。優(yōu)選為上述熱交換部和上述壓制部接觸的各分割面的至少一部分的面精度以平面度(PV)計(jì)為500μm以下。另外，上述分割面的至少一部分的面精度以表面粗糙度(Ra)計(jì)為100μm以下。
文檔編號(hào)C03B11/06GK101054259SQ20071009108
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者野崎守二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小原