挤压模制玻璃制品的方法及其装置制造方法及图纸

一种挤压模制玻璃制品的方法包括：供入步骤，将熔融的玻璃供入下压模的模制表面上；温度控制步骤，使玻璃的内部和外周部分的温度彼此接近；以及挤压步骤，当玻璃的粘度处于１０↑［３．５］到１０↑［６．５］泊（＝ｄＰａ.ｓ）之间时，使模制表面挤压玻璃。通过在挤压前使玻璃内部和外周部分的温度彼此接近及在较高的粘度下挤压玻璃，可减少挤压后玻璃的热收缩并减少玻璃内部和外周部分间的热收缩的差异。于是，抑制了玻璃表面上凹痕的发生。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于挤压模制适于模制光学透镜毛坯的玻璃制品的方法和装置，特别是一种所谓的直接挤压系统，在该系统中，在模具中供入熔融的玻璃，在模具中挤压。作为一种模制未精加工的玻璃制品(以下简称为透镜毛坯)，即未磨光或抛光成精加工的或最终的诸如光学透镜之类的玻璃制品前的状态的方法，人们广泛使用生产率很高的直接挤压系统。在该直接挤压系统中，玻璃材料在炉子中熔化为熔融的玻璃。用诸如剪切机之类的切削刀具把合适数量的熔融玻璃切断，供入下压模(下型箱)。供入下压模的熔融的玻璃在其表面张力的作用下形成通常为大理石状的玻璃团。其上有玻璃团的下压模由诸如转台之类的传送装置传送到上压模(上型箱)所在的位置。然后，上压模和下压模挤压玻璃团以获得如上所述的透镜毛坯，该透镜毛坯与由上压模和下压模围成的空腔结构的形状一致。在接着进行的磨光/抛光步骤中，透镜毛坯的表面被磨光和抛光，以产生诸如眼镜镜片、照相机镜头和光学摄像镜头之类的制成品。另一方面，最近有人指出，在磨光/抛光步骤中产生的磨光和抛光碎屑对环境有害。考虑到这些，人们非常需要模制仅要求很小磨光余量的透镜毛坯，以便减少磨光和抛光碎屑。但是，在使用现有的直接挤压系统模制透镜毛坯时，不可能大量减少玻璃的磨光余量。具体地说，在现有的直接挤压系统中，由于熔融的玻璃被挤压后玻璃的收缩，所谓的凹痕分布在玻璃表面上。在挤压熔融的玻璃时，熔融的玻璃在供入下压模之后和被上压模和下压模挤压之前，其外周部分被冷却。因此，与熔融玻璃的内部相比较，其外周部分的温度相当的低。如果外周部分的温度低于某个温度，玻璃的流动性下降。考虑到这些，有必要在熔融玻璃的内部被充分冷却之前，即玻璃的粘度低于约103泊(＝dPa·s)之前，挤压熔融的玻璃。这导致挤压后玻璃内部的热收缩增加和由于内部和外周部分的温度不同发生的凹痕。凹痕的发生降低了转换模具的模制表面的形状的复制性，因此要求磨光余量大于其它的模制方法。在挤压后玻璃表面上产生的凹痕不均匀分布而是集中在局部区域的情况下，不可避免地要求更大的磨光余量。为了抑制凹痕的发生，人们提出了各种方法(参见日本未审查专利公开(JP-A)10-101347，6-32624，6-72725，6-157051和63-162539)。但是，公开的没有一种是关于有效地减少导致凹痕发生的熔融玻璃内部和外部温度不同的技术。因此，本专利技术的一个目的是在所谓的直接挤压系统中模制玻璃制品时，提供一种模制未精加工的玻璃制品的方法和装置，通过在挤压后显著减少熔融玻璃的内部和外周部分的温差以有效抑制玻璃表面上凹痕的发生来减少磨光余量。本专利技术的另一个目的是提供模制玻璃制品的方法和装置，可以抑制集中在玻璃表面的局部区域内凹痕的发生。本专利技术的又一个目的是提供一种模制玻璃制品的方法和装置，可以在不降低直接挤压系统中获得的生产率情况下抑制凹痕的发生。根据本专利技术，通过使用由上压模和下压模组成的模具挤压模制玻璃制品的方法，每个上压模和下压模各具有模制表面，该方法包括至少下述步骤。具体地说，该方法包括供入步骤，将熔融的玻璃供入下压模的模制表面上；温度控制步骤，控制供入下压模的模制表面上的玻璃的温度，使得玻璃的内部和外周部分的温度彼此接近；以及挤压步骤，当温度受到控制的玻璃的粘度处于103.5到106.5泊(＝dPa·s)之间或104到106泊(＝dPa·s)之间的范围内，最好处于104.5到105.5泊(＝dPa·s)之间时，通过上压模和下压模的模制表面挤压玻璃。通过在挤压前使玻璃内部和外周部分的温度彼此接近及通过在这种相对较高的粘度下挤压玻璃，有可能减少挤压后玻璃的热收缩并减少玻璃内部和外周部分之间的热收缩的差异。于是，抑制了玻璃表面上凹痕的发生。为了获得把模具的形状和表面精度转换为软化的玻璃的挤压模制的高精度，以下述方式改变上述方法。具体地说，延长再加热挤压步骤中需要的时间段以进一步降低玻璃内部的温度，使得温度分布倒过来，即内部的温度低于外周部分的温度。然后，当玻璃的粘度处于107到109泊(＝dPa·s)之间的范围内时进行挤压模制。以这种方式，进一步改进了挤压产品和透镜毛坯的形状精度。因此，至少不需要为获得曲率半径R的球形磨光。但是，在上述方法中，生产率显著降低。因此，不再能确保在直接挤压系统中获得的生产率。考虑到上述情况，在本专利技术中最好简单地减少熔融玻璃内部和外周部分之间的温度差异，而不是颠倒这些部分的温度分布。通过磨光和抛光由上述挤压模制方法模制的玻璃的表面，便可获得最终的玻璃制品。内部和外周部分之间的温度差异等于100摄氏度或更小，等于50摄氏度或更小较好，等于30摄氏度或更小最好。在本专利技术中，挤压步骤前的温度控制步骤可以是一种直接控制，比如，使较冷的物体与熔融的玻璃接触，或者是一种间接的控制，比如，把热源放在熔融的玻璃的附近。最好，温度控制步骤是一种通过降低玻璃内部的温度和升高玻璃外周部分的温度使玻璃内部和外周部分的温度彼此接近的步骤。在一个方面，温度控制步骤包括从上压模一侧冷却玻璃的冷却步骤和在冷却步骤后从上压模一侧加热玻璃的加热步骤。在此情况下，冷却步骤可包括使吸热器与面向上压模的玻璃的上表面接触一预定时间以吸收其上的热量的步骤。在吸热器与玻璃接触前，吸热器最好保持在远离玻璃附近的位置的大气的温度。加热步骤可包括把热源放在面向上压模的玻璃的上表面的附近一预定时间的步骤。该方法还包括在玻璃内部的温度处于其转变点±50℃，最好为±10℃之间的范围内时把玻璃从模具中取出的步骤。最好，将多个下压模顺序传送到用于上述步骤的操作位置处以进行上述步骤。最好，将多个下压模沿周向设置在转台上，并且通过转台的转动将多个下压模顺序传送到用于上述步骤的操作位置处以进行上述步骤。最好，玻璃制品是一种光学透镜材料。根据本专利技术，一种用于挤压模制玻璃制品的装置包括由上压模和下压模组成的模具，每个上压模和下压模各具有模制表面；供入装置，用于将熔融的玻璃供入下压模的模制表面上；温度控制装置，用于控制供入下压模的模制表面上的玻璃的温度，使得玻璃的内部和外周部分的温度彼此接近；以及模具驱动装置，用于使上压模和下压模的模制表面彼此接近以挤压玻璃。当温度受到温度控制装置控制的玻璃的粘度处于103.5到106.5泊(＝dPa·s)之间或104到106泊(＝dPa·s)之间的范围内，最好处于104.5到105.5泊(＝dPa·s)之间时，模具驱动装置启动以挤压玻璃。在这种情况下，挤压压力处于30至80公斤力/平方厘米(kgf/cm2)之间的范围内，最好处于50至70kgf/cm2之间。最好，温度控制装置包括从上压模一侧冷却玻璃的冷却装置和由冷却装置冷却后从上压模一侧加热玻璃的加热装置。最好，该装置还包括诸如转台之类的传送装置，用于将玻璃已供入其模制表面上的下压模顺序传送到分别安装冷却装置、加热装置和模具驱动装置的位置处。附图说明图1是示出在根据本专利技术的方法中具有用于多个步骤的多个操作位置的转台的示意图；图2A至图2D是描述根据本专利技术的方法中一部分步骤的示意图；图3A至图3D是描述其余部分步骤的示意图；图4A和图4B是描述在本专利技术的方法中将氮化硼(BN)初步施加在下压模的模制表面上的步骤的示意图；图5是描述玻璃团供入下压模后和取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过使用由上压模和下压模组成的模具挤压模制玻璃制品的方法，每个所述上压模和所述下压模各具有模制表面，其特征在于，所述方法包括： 供入步骤，将熔融的玻璃供入所述下压模的模制表面上； 温度控制步骤，控制供入所述下压模的模制表面上的所述玻璃的温度，使得所述玻璃的内部和外周部分的温度彼此接近；以及 挤压步骤，当温度受到控制的所述玻璃的粘度处于１０↑［３．５］到１０↑［６．５］泊（＝ｄＰａ.ｓ）之间的范围内时，通过所述上压模和所述下压模的模制表面挤压所述玻璃。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：村上明，下川隆洋，斋藤淳，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]