專利名稱：模壓玻璃制品的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對諸如光學(xué)透鏡毛坯等玻璃制品進(jìn)行模壓的方法和設(shè)備，尤其是涉及一種所謂的直接壓型系統(tǒng)的方法和設(shè)備，其中將熔融的玻璃加入模具中，在模具中進(jìn)行壓型。
背景技術(shù)：
作為模壓玻璃半成品(以下簡稱透鏡毛坯)的方法的直接壓型系統(tǒng)，即將透鏡毛坯磨削和拋光成諸如光學(xué)透鏡等玻璃成品或最終玻璃制品之前狀態(tài)的方法的直接壓型系統(tǒng)，由于其生產(chǎn)率很高，因而得到廣泛的應(yīng)用。在直接壓型系統(tǒng)中，玻璃材料在爐中被熔化成熔融的玻璃。應(yīng)用諸如剪刀等刀具對相宜量度的熔融的玻璃進(jìn)行剪切，并將其加入下模(下型箱)中。加入下模中的熔融玻璃在其表面張力的作用下形成具有通常彈子狀的玻璃料滴。由一諸如轉(zhuǎn)臺(tái)等輸送裝置將帶有置于其上的玻璃料滴的下模輸送至設(shè)置有上模(上型箱)的位置。然后，用上模和下模對玻璃料滴進(jìn)行壓型，模壓成諸如上述透鏡毛坯等玻璃制品，該透鏡毛坯具有與由上模和下模環(huán)圍成的型腔結(jié)構(gòu)匹配的形狀。在接著進(jìn)行的磨削/拋光步驟中將對透鏡毛坯的表面進(jìn)行磨削和拋光制成光譜透鏡、照相機(jī)鏡頭和光學(xué)攝象鏡頭等最終產(chǎn)品。
另一方面，目前提出在磨削/拋光步驟中產(chǎn)生的磨削和拋光屑將對環(huán)境造成不利的影響?？紤]到此因素，因此迫切希望可以模壓成僅需要小的磨削余量的透鏡毛坯，以便減少磨削和拋光屑。
但在應(yīng)用已有的直接壓型系統(tǒng)對透鏡毛坯進(jìn)行模壓時(shí)不可能明顯地減少玻璃的磨削余量。具體地說，在應(yīng)用已有的直接壓型系統(tǒng)時(shí)，由于在對熔融的玻璃進(jìn)行壓型后產(chǎn)生的玻璃的收縮，所謂的下凹紋痕將分布在玻璃表面。在對熔融的玻璃壓型時(shí)，在將熔融的玻璃加入下模后和用上模和下模對其進(jìn)行壓型前，熔融的玻璃的外周邊部分將被外部的空氣冷卻。因此，熔融玻璃外周邊部分的溫度明顯地低于其內(nèi)部的溫度。一旦外周邊部分的溫度低于一定的溫度，則將降低玻璃的可流動(dòng)性，造成玻璃的粘滯度達(dá)到很難進(jìn)行模壓的不適宜的程度?？紤]到此因素，必須在熔融玻璃的內(nèi)部溫度被充分冷卻之前，即在玻璃的粘滯度低到約103泊(dPa·s)時(shí)必須對熔融玻璃進(jìn)行壓型。此點(diǎn)將導(dǎo)致在壓型后玻璃內(nèi)部熱縮的增大和由于內(nèi)部與外周邊部分之間的溫差而在玻璃表面出現(xiàn)下凹紋痕。下凹紋痕的出現(xiàn)將惡化模具的模壓面的形狀轉(zhuǎn)移的可再現(xiàn)性，因而將需要大的磨削余量。壓型后在玻璃表面產(chǎn)生的下凹紋痕并不是均勻分布的，而是集中在局部區(qū)段，因而勢必需要更大的磨削余量。
為對下凹紋痕的出現(xiàn)進(jìn)行抑制，提出了各種解決方案(參見日本未審定專利申請(JP-A)10-101347、6-32624、6-72725、6-157051和63-162539)。但這些文獻(xiàn)中并未披露可以有效的減少導(dǎo)致下凹紋痕出現(xiàn)的熔融玻璃的內(nèi)部與外周邊部分之間的溫差的方法。
另一方面，在直接壓型系統(tǒng)中，在熔融玻璃被加入下模后熔融玻璃的下部被連續(xù)地向被預(yù)先保持在玻璃相變點(diǎn)Tg左右的下模的溫度冷卻。因此勢必受到如下限制，由于超過門限粘滯度時(shí)進(jìn)行模壓是不可能的，所以必須在熔融的玻璃的下部的粘滯度超過門限粘滯度之前對熔融玻璃進(jìn)行壓型。

發(fā)明內(nèi)容
所以本發(fā)明的目的在于提出在一所謂的直接壓型系統(tǒng)中對玻璃進(jìn)行模壓的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備可以模壓出在將所述玻璃制品加工成玻璃成品時(shí)僅需要很小的磨削余量的玻璃制品。
本發(fā)明具體的目的在于提出一種方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備可以有效地減少熔融玻璃的熱能，特別是可以減少熔融玻璃的內(nèi)部與外周邊部分之間的溫差，從而在壓型步驟之后可有效地抑制玻璃表面上出現(xiàn)下凹紋痕。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種對玻璃制品進(jìn)行模壓的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備可以抑制在玻璃表面的局部范圍內(nèi)集中出現(xiàn)下凹紋痕。
本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提出一種對玻璃制品進(jìn)行模壓的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備可以抑制下凹紋痕的出現(xiàn)，同時(shí)又不會(huì)因此而降低直接壓型系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)率。
本發(fā)明的第四個(gè)目的在于提出生產(chǎn)玻璃制品的方法，該方法可以減少磨削和拋光余量。
根據(jù)本發(fā)明，一種利用一由一上模和一下模構(gòu)成的模具通過對玻璃料滴進(jìn)行壓型模壓制成玻璃制品的方法，其中每個(gè)上模和下模都具有一模壓面，該方法至少包括下述工序。具體地說，該方法包括一加料步驟，該步驟用于將作為玻璃料滴的熔融玻璃加在下模的模壓表面；一熱輻射抑制步驟，該步驟用于對玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制，從而使玻璃料滴的內(nèi)部和上部的溫度相互接近；和一壓型步驟，該步驟用于當(dāng)玻璃料滴的粘滯度在103.5至106.5泊(dPa·s)之間的范圍內(nèi)時(shí)，利用上模和下模的模壓面對玻璃料滴進(jìn)行壓型。通過利用冷卻器件，例如與上表面接觸的冷卻件，對玻璃料滴的上表面的短時(shí)間的冷卻可以消除加入下模內(nèi)的料滴中的熱能。這樣就可以使玻璃料滴的總熱能接近于與實(shí)現(xiàn)最佳壓型的熱能相符的程度。另外，在冷卻步驟中對上表面進(jìn)行冷卻，從而增大內(nèi)部與上表面之間的溫差后，在冷卻步驟后和壓型步驟之前的一定時(shí)間內(nèi)對玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制，從而使內(nèi)部的溫度和上表面的溫度相互接近，同時(shí)使玻璃料滴的總能量不會(huì)出現(xiàn)明顯的降低。所以在壓型步驟之前作為整體的玻璃料滴保持在相對高的粘滯度上。通過對處于上述狀態(tài)的玻璃進(jìn)行壓型，可以在壓型后減少玻璃的熱縮并減少玻璃內(nèi)部和外周邊部分之間的熱縮差。這樣即可實(shí)現(xiàn)對玻璃表面上出現(xiàn)下凹紋痕的抑制。
根據(jù)本發(fā)明提出一種采用通過對玻璃料滴進(jìn)行壓型模壓而成的玻璃制品生產(chǎn)最終玻璃制品的方法，該方法包括應(yīng)用上述方法對玻璃制品進(jìn)行模壓的步驟和對玻璃制品的表面進(jìn)行磨削和拋光從而制成最終玻璃制品的步驟。
根據(jù)本發(fā)明在對玻璃料滴的上表面進(jìn)行冷卻的冷卻步驟中，冷卻件可以直接作用于熔融玻璃或玻璃料滴，例如將冷卻件直接與玻璃料滴接觸，或間接地作用于料滴，例如向玻璃料滴吹入冷風(fēng)。這里要指出的是，在壓型步驟前的時(shí)間是有限的，這是因?yàn)椴ＡЯ系蔚南虏勘黄錅囟缺活A(yù)先保持在玻璃相變點(diǎn)Tg左右的下模冷卻，并且如果下部被過度冷卻，使其粘滯度增大超過特定的程度，則不可能實(shí)現(xiàn)模壓。為了在上述有限的時(shí)間周期內(nèi)保留有較長的時(shí)間足以在接著的熱輻射抑制步驟中在玻璃料滴上實(shí)現(xiàn)均勻的熱分布，優(yōu)選采用冷卻效率很高的直接冷卻器件并在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束冷卻步驟。所以理想的是，將冷卻件的溫度保持在盡可能低的一定范圍內(nèi)，當(dāng)玻璃料滴直接與冷卻器件接觸時(shí)，應(yīng)不會(huì)造成在玻璃料滴上產(chǎn)生質(zhì)量瑕疵。另外，理想的是，冷卻裝置應(yīng)不會(huì)造成對玻璃料滴的污染并具有大的熱容量以及高的熱導(dǎo)率。由于冷卻件直接與玻璃料滴，即熔融玻璃接觸，所以冷卻件必須具有一定程度的耐熱性能。具體地說，冷卻件優(yōu)選由堅(jiān)硬的金屬材料構(gòu)成。例如由于銅的熱導(dǎo)率高并且熔點(diǎn)在1000℃以上，所以可以應(yīng)用銅制作冷卻件。鐵雖然熱導(dǎo)率不太高，但由于成本低并易于加工，因而也可以采用鐵，而不會(huì)出現(xiàn)任何功能上的問題。冷卻件可以具有各種不同的結(jié)構(gòu)。冷卻件優(yōu)選具有一個(gè)環(huán)段，以避免在玻璃料滴的圓周向上出現(xiàn)溫差，并在其中心處具有一個(gè)垂直向延伸的孔。優(yōu)選冷卻件應(yīng)能持續(xù)地進(jìn)行冷卻作業(yè)(氣冷或水冷)，以便保持預(yù)定的低溫。
在此情況下，對玻璃料滴的上表面的冷卻步驟包括置放吸熱器與玻璃的上表面接觸的分步驟，優(yōu)選還應(yīng)包括促使吸熱器到達(dá)預(yù)定的深度的分步驟，或促使吸熱器在預(yù)定的接觸區(qū)到達(dá)預(yù)定深度的分步驟。在與玻璃料滴接觸前，優(yōu)選將吸熱器保持在低于玻璃料滴溫度的預(yù)定的溫度上，從而保持冷卻條件的可再現(xiàn)性。
對玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行熱輻射抑制步驟優(yōu)選包括將其溫度低于玻璃料滴內(nèi)部的熱屏蔽件以預(yù)定的時(shí)間或時(shí)間間隔(優(yōu)選3至50秒)并以非接觸方式置于玻璃料滴的上部附近的分步驟。優(yōu)選上述分步驟通過將其至少面向玻璃料滴上表面的面上的輻射系數(shù)等于或小于0.4的屏蔽件以非接觸方式置于玻璃料滴的上表面附近加以實(shí)現(xiàn)。采取此步驟最好將玻璃料滴的內(nèi)部與上表面之間的溫差抑制在100℃或小于100℃，優(yōu)選50℃或小于50℃，特別優(yōu)選30℃或小于30℃。
優(yōu)選將多個(gè)下模順序地輸送給上述步驟的工位，以便實(shí)施上述步驟。
下模優(yōu)選設(shè)置在一轉(zhuǎn)臺(tái)的圓周向上并通過轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)被順序輸送給上述步驟的工位，以便實(shí)施上述步驟。
應(yīng)用上述方法模壓制成的玻璃制品優(yōu)選是光學(xué)透鏡材料。
根據(jù)本發(fā)明用于模壓玻璃制品的設(shè)備包括一個(gè)模具，該模具由上模和下模構(gòu)成，每個(gè)模具有一模壓面；用于將作為玻璃料滴的熔融玻璃加在下模的模壓面上的加料裝置；用于對加在下模的模壓面上的玻璃料滴的上表面進(jìn)行冷卻的冷卻裝置；用于對經(jīng)冷卻裝置冷卻的玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制從而使料滴的內(nèi)部和上部的溫度相互接近的熱輻射抑制裝置；和用于使上模和下模的模壓表面相互接近對玻璃料滴進(jìn)行壓型的模具驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)通過熱輻射抑制裝置使其內(nèi)部和上表面的溫度相互接近的玻璃料滴的粘滯度在103.5至106.5泊(dPa·s)之間的范圍內(nèi)時(shí)，模具驅(qū)動(dòng)裝置被啟動(dòng)，對玻璃料滴進(jìn)行壓型。
熱輻射抑制裝置優(yōu)選包括一其溫度低于玻璃料滴內(nèi)部溫度的熱屏蔽件和將該屏蔽件以非接觸方式接近于玻璃料滴上部的裝置。
熱屏蔽件至少在其面向玻璃料滴的上表面的面上的輻射系數(shù)等于或小于0.4。熱屏蔽件更為優(yōu)選的是包括一絕熱材料，在該絕熱材料上涂覆有一覆層，至少在面向玻璃料滴上表面的面上的輻射系數(shù)等于或小于0.4。


圖1為說明應(yīng)用本發(fā)明方法的一具有用于多個(gè)步驟的多個(gè)工位的轉(zhuǎn)臺(tái)；圖2A至2H為分別說明應(yīng)用本發(fā)明方法的各步驟的示意圖；圖3為說明本發(fā)明方法的當(dāng)玻璃料滴加入下模后和在透鏡毛坯脫模之前的玻璃料滴的內(nèi)部和外周邊部分的溫度條件的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對照附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例加以說明。其中將針對采用一包括一作為輸送裝置的轉(zhuǎn)臺(tái)和十六個(gè)設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)圓周上的下模對作為玻璃制品的光學(xué)透鏡毛坯進(jìn)行模壓的方法。根據(jù)玻璃料滴的溫度，與下模的模壓面接觸的區(qū)及其周邊被稱作玻璃的下部，另一個(gè)暴露在環(huán)境大氣中的不與下模模壓面接觸的區(qū)及其周邊被稱作玻璃的上部。另外，被上模模壓面壓型的玻璃上部的一部分被稱作上表面。
如圖1所示，在轉(zhuǎn)臺(tái)10上設(shè)置有用于本發(fā)明方法的各步驟的多個(gè)工位A至P。如圖中所示，多個(gè)下模11，圖中為十六個(gè)下模設(shè)置在轉(zhuǎn)臺(tái)10的圓周上。在一驅(qū)動(dòng)單元(圖中未示出)的驅(qū)動(dòng)下，轉(zhuǎn)臺(tái)10以步進(jìn)方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，依次將下模11輸送給進(jìn)行各步驟的工位A至P。確切地說，轉(zhuǎn)臺(tái)10由靜止?fàn)顟B(tài)開始旋轉(zhuǎn)1/16周(即旋轉(zhuǎn)22.5°)，將下模11由一個(gè)工位輸送給下一個(gè)工位，到達(dá)后者后轉(zhuǎn)臺(tái)停止旋轉(zhuǎn)，重新進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。下模11將在每個(gè)工位上停留一個(gè)與在每個(gè)步驟所需的工作時(shí)間相符的預(yù)定的時(shí)間周期并且當(dāng)超過該預(yù)定的時(shí)間周期后下模11將被輸送給下一個(gè)工位。例如在一個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)與下一個(gè)靜止?fàn)顟B(tài)之間的時(shí)間間隔，即一個(gè)間隔周期的長度范圍從2秒至6秒。
本實(shí)施例的方法包括對作為玻璃料滴的熔融的玻璃的加料步驟(以下簡稱作玻璃加料步驟)、壓型前對玻璃料滴的上表面進(jìn)行冷卻的步驟(以下簡稱上表面冷卻步驟)、對玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制，使玻璃料滴的內(nèi)部和上表面的溫度相互接近(以下簡稱熱輻射抑制步驟)的步驟、將玻璃料滴進(jìn)行壓型，制成壓型玻璃的步驟(以下簡稱玻璃壓型步驟)和對壓型玻璃脫模獲得玻璃制品的步驟(以下簡稱玻璃脫模步驟)。在圖2A至2H中示出經(jīng)上述各步驟對玻璃進(jìn)行模壓。在這些圖中示出的工位A至P和各步驟的名稱與在圖1中的標(biāo)示一致。
在圖1所示的工位A處實(shí)施玻璃加料步驟。在位置A處上方設(shè)置有一個(gè)玻璃熔爐(圖中未示出)以及一用于對來自玻璃熔爐的熔融的玻璃流進(jìn)行剪切的刀具13(圖2A)。將適用于制作所需的光學(xué)透鏡的玻璃材料加入熔爐中并對其在爐中進(jìn)行加熱，將熔融的玻璃的溫度保持在1000至1100℃之間。在本實(shí)施例中應(yīng)用其玻璃相變點(diǎn)(Tg)為615℃和軟化點(diǎn)(Ts)為650℃的SiO2-TiO2玻璃。如圖2A和2B所示，熔融的玻璃向下經(jīng)鉑管12流入位于位置A的下模11。根據(jù)熔融玻璃的流量利用剪切具13以預(yù)定的時(shí)間間隔對熔融的玻璃進(jìn)行剪切，從而將相應(yīng)量的熔融的玻璃加到下模11的模壓面11a上。在模壓面11a上的熔融的玻璃受表面張力的作用成圓形，變成被稱作玻璃料滴的彈子形狀。
如圖1所示，基本對在轉(zhuǎn)臺(tái)10的整個(gè)區(qū)段進(jìn)行加熱，從而使在位置A的下模11被保持在預(yù)定的溫度上。對加入玻璃料時(shí)的下模的溫度進(jìn)行控制是非常重要的，以便避免由于玻璃料滴的下部的低溫和連同出現(xiàn)的流動(dòng)性的損耗而出現(xiàn)過早的凝固并避免由于玻璃料滴的下部的高溫使作為玻璃料滴的熔融的玻璃熔接在下模上。如下所述，在將熔融玻璃加在下模的模壓面上時(shí)，通過玻璃下部與下模的模壓面之間的熱交換，玻璃下部被迅速地冷卻。為了避免出現(xiàn)上述的兩個(gè)相互矛盾的問題的出現(xiàn)，優(yōu)選應(yīng)將加在下模的模壓面上的玻璃料滴的下部保持在略低于玻璃相變點(diǎn)(Tg)的溫度上，即在Tg與Tg-50℃之間，優(yōu)選在Tg與Tg-30℃之間，特別優(yōu)選在Tg與Tg-10℃之間。在本實(shí)施例中，下模被加熱到Tg-10℃的溫度上，所以在加入作為玻璃料滴的熔融的玻璃之后的下模溫度和玻璃料滴下部的溫度被保持在略低于相變點(diǎn)Tg的平衡狀態(tài)。
通過對轉(zhuǎn)臺(tái)10進(jìn)行的步進(jìn)旋轉(zhuǎn)，將在位置A處加有玻璃料滴的下模11輸送至用于進(jìn)行上表面冷卻步驟的工位B。在位置B，設(shè)置有一個(gè)進(jìn)行上表面冷卻步驟的冷壓單元。如圖2C所示，冷壓單元包括一由金屬材料制成的吸熱器14，該吸熱器具有一個(gè)用于與玻璃料滴接觸的平滑的觸接面14a。通過一升降單元(圖中未示出)吸熱器被上下移動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)并且容納有玻璃料滴的下模被輸送至位置B時(shí)，升降單元被驅(qū)動(dòng)將吸熱器14降下。通過吸熱器的向下移動(dòng)，觸接面14a抵壓在玻璃料滴的上表面，略使玻璃料滴有所變形。從而實(shí)現(xiàn)玻璃料滴的上部與吸熱器14的觸接面14a之間的面接觸。在與玻璃料滴觸接之前，吸熱器14和觸接面14a被保持在低于玻璃料滴的溫度的預(yù)定的保持溫度上。對玻璃料滴和吸熱器14的觸接面14a之間的觸接保持預(yù)選定的時(shí)間，玻璃料滴中的熱能，特別是玻璃料滴上部的熱能被傳導(dǎo)給吸熱器14。因而造成玻璃料滴的溫度，特別是玻璃料滴上部溫度的急劇下降。在本實(shí)施例中，吸熱器14由鐵(熱導(dǎo)率在73至130W/m·K之間)制成。另外，也可以應(yīng)用諸如銅(熱導(dǎo)率在166至180W/m·K之間)等其它的金屬材料。在當(dāng)吸熱器14的熱導(dǎo)率相對較低時(shí)并且在與玻璃料滴觸接之前保持在較高的保持溫度上的情況下，則將會(huì)降低冷卻效率。為了在上表面的冷卻步驟后實(shí)現(xiàn)玻璃料滴溫度條件的最佳化，必須對制作吸熱器14的金屬材料、保持溫度、玻璃和吸熱器14之間的觸接面積、玻璃和吸熱器14直接的觸接時(shí)間和頂壓沖程進(jìn)行相應(yīng)的選擇。
一旦吸熱器14在預(yù)定的壓力下實(shí)現(xiàn)與玻璃料滴的接觸，則作為副效將抑制在玻璃料滴的下表面上，即與下模的接觸面上褶皺的生成，這些褶皺通常被稱作料滴線，所述料滴線將造成在玻璃料滴的下表面上出現(xiàn)表面瑕疵并勢必增大磨削余量。
在上述的上表面冷卻步驟中，吸熱器具有一個(gè)與將在下面述及的玻璃壓型步驟中應(yīng)用的上模的模壓表面的形狀類似的頂壓表面。在此情況下，上表面的冷卻步驟還起著作為預(yù)壓步驟的作用。通過在玻璃壓型步驟之前進(jìn)行的預(yù)壓步驟，從而將進(jìn)一步改善相對于玻璃壓型步驟中的模具的玻璃形狀的可再現(xiàn)性。
在上表面冷卻步驟之后，玻璃料滴被輸送至熱輻射抑制步驟。在本實(shí)施例中，熱輻射抑制步驟在圖1中所示的位置C、D和E位置上連續(xù)地進(jìn)行。在預(yù)先進(jìn)行的上表面冷卻步驟中實(shí)現(xiàn)冷卻后，熱輻射抑制步驟將起著抑制玻璃料滴的熱輻射的作用，通過在上表面和內(nèi)部之間的熱交換實(shí)現(xiàn)均勻的熱分布。為實(shí)施熱輻射抑制步驟，在位置C、D和E上設(shè)置有熱屏蔽件15，該熱屏蔽件精確地在外環(huán)模和下模的上面，在兩者之間不留任何大的間隙。熱屏蔽件15最好沿轉(zhuǎn)臺(tái)10的旋轉(zhuǎn)軌跡或環(huán)路設(shè)置，由上表面冷卻步驟結(jié)束后的緊接著的一個(gè)位置開始到玻璃壓型步驟開始前緊鄰的另一位置，如圖所示在任何兩個(gè)位置之間沒有任何大的間隙，因而甚至在轉(zhuǎn)臺(tái)10旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能起作用。
熱屏蔽件優(yōu)選由低輻射系數(shù)的材料制成，至少在面向玻璃料滴上表面的面是由低輻射系數(shù)的材料構(gòu)成的，從而使玻璃料滴的熱輻射幾乎不會(huì)被吸收。上述的面優(yōu)選其輻射系數(shù)等于或小于0.4，特別優(yōu)選的是等于或小于0.1。
另外，熱屏蔽件至少在面向玻璃料滴上表面的面上具有一個(gè)金屬表面，優(yōu)選具有一個(gè)金屬拋光面。通常拋光的金屬面的輻射系數(shù)很低(0.1左右)。但一旦該金屬面被氧化，則其輻射系數(shù)將會(huì)有很大的提高。鑒于熱屏蔽件長時(shí)間地位于作為玻璃料滴的熔融玻璃附近，所以熱屏蔽件優(yōu)選由甚至在相對高溫的情況下也能保持表面光亮和光滑的金屬材料制成。例如優(yōu)選應(yīng)用諸如鉑和鎳等金屬材料。
陶瓷的耐熱性能很好，但與拋光的金屬表面相比，其輻射系數(shù)相對較大(例如氧化鋁在540℃溫度下其輻射系數(shù)大約為0.7)?？紤]到鉑是很昂貴的這一因素，所以在實(shí)際中應(yīng)用的是在相對較高的溫度下可以耐氧化的鎳板。
但如果熱屏蔽件的熱容量很大，則將會(huì)由于與玻璃料滴的溫差而增大冷卻效果。所以考慮到這些特性，熱屏蔽件優(yōu)選具有一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)由一種作為面向玻璃料滴的上表面的面的其輻射系數(shù)等于或小于0.4的材料和一種作為內(nèi)部的其熱容量盡可能小的和熱導(dǎo)率低的材料構(gòu)成。如圖2D所示，熱屏蔽件15由一其熱容量很小的絕熱體15a和一覆蓋在絕熱體15a上的并且其輻射系數(shù)等于或小于0.4的覆層15b構(gòu)成。這樣一種復(fù)合結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高的屏蔽效果和絕熱效果。實(shí)際應(yīng)用中，采用一種厚度為0.5mm的薄金屬(鎳)板對一種厚度為20mm的并且絕熱性能優(yōu)良的陶瓷纖維板進(jìn)行覆蓋。
其中，必須將熱屏蔽件保持在低于玻璃料滴的內(nèi)部溫度的溫度上，以避免玻璃料滴被絕熱件加熱。優(yōu)選將熱屏蔽件保持在在玻璃相變點(diǎn)Tg與玻璃料滴的平均溫度之間范圍內(nèi)的一個(gè)溫度上。
上述的上表面冷卻步驟和熱輻射抑制步驟起著實(shí)現(xiàn)最佳溫度條件的作用，即實(shí)現(xiàn)在接著進(jìn)行的玻璃壓型步驟中玻璃料滴被壓型時(shí)和在玻璃壓型步驟之后的玻璃料滴的最佳粘滯度的作用。具體地說，通過在玻璃壓型步驟之前進(jìn)行上表面冷卻步驟，將迅速地消除玻璃料滴上的必要量度的熱能。在此情況下，將首先增大玻璃料滴的內(nèi)部和周邊部分的溫差。然后，在接著進(jìn)行的熱輻射抑制步驟中，玻璃料滴表面的熱輻射將被抑制，同時(shí)在玻璃料滴的內(nèi)部與外周邊部分(特別是玻璃料滴的上部)之間進(jìn)行熱交換，以便減少兩者間的溫差，從而使整個(gè)玻璃料滴接近實(shí)現(xiàn)均勻的粘滯度(溫度)。
在應(yīng)用轉(zhuǎn)臺(tái)的本實(shí)施例中，上表面冷卻步驟的作業(yè)時(shí)間是由轉(zhuǎn)臺(tái)10的停轉(zhuǎn)周期決定的。換句話說，在上表面的冷卻步驟中，對包括降低吸熱器14的高度、對玻璃料滴進(jìn)行冷卻和向上收起吸熱器14的過程必須在重復(fù)進(jìn)行的預(yù)定的步進(jìn)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺(tái)10的停轉(zhuǎn)周期時(shí)間內(nèi)進(jìn)行完畢。例如可以將利用吸熱器14的冷卻時(shí)間選定在1至3秒之間。熱輻射抑制步驟的作業(yè)時(shí)間是由從下模11由位置B開始輸送到向位置F(玻璃壓型步驟)的輸送結(jié)束的時(shí)間周期決定的。優(yōu)選將熱輻射抑制步驟的作業(yè)時(shí)間選定在3至50秒的時(shí)間范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，作業(yè)時(shí)間為15至20秒。
然后將經(jīng)在上表面冷卻步驟和熱輻射抑制步驟中經(jīng)溫度控制處理的玻璃料滴輸送給工位F，進(jìn)行壓型(實(shí)施玻璃壓型步驟)。如圖2E中所示，在玻璃壓型步驟應(yīng)用一個(gè)在其下表面上具有一個(gè)玻璃模壓面的上模16。當(dāng)玻璃料滴輸送到工位F時(shí)，通過具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸16a的與上模16連接的升降單元將上模16向下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對玻璃料滴的壓型。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行玻璃壓型步驟的時(shí)間點(diǎn)是非常重要的。具體地說，當(dāng)在上表面冷卻步驟和熱輻射抑制步驟中經(jīng)溫度控制的玻璃料滴的內(nèi)部的粘滯度在103.5與106.5泊(dPa·s)之間，優(yōu)選在104與106泊(dPa·s)之間，特別優(yōu)選在104.5與105.5泊(dPa·s)之間時(shí)，進(jìn)行玻璃壓型步驟。在本實(shí)施例中在粘滯度為105泊(dPa·s)時(shí)進(jìn)行玻璃壓型步驟。在玻璃壓型步驟中，玻璃料滴的外周邊部分的溫度優(yōu)選保持在Tg與Tg＋50℃之間。在本實(shí)施例中，玻璃料滴的溫度被保持在Tg＋10℃。上述粘滯度大大高于已有的直接壓型系統(tǒng)中在壓型時(shí)的在102與103泊(dPa·s)之間的粘滯度。為什么在如此高的粘滯度的情況下進(jìn)行壓型的原因在于，為了對壓型后出現(xiàn)的玻璃熱縮進(jìn)行抑制并減少在玻璃表面出現(xiàn)下凹紋痕。就采用轉(zhuǎn)臺(tái)對玻璃料滴進(jìn)行輸送的輸送速度而言，可以通過改變玻璃壓型步驟的工位實(shí)現(xiàn)對相宜的壓型時(shí)間的調(diào)整，例如移至G或H位置。在上述玻璃壓型步驟中，壓型的壓力大約是已有的直接壓型系統(tǒng)的壓力的六倍，以便實(shí)現(xiàn)在型腔內(nèi)的具有高粘滯度的玻璃料滴的徹底的軋壓。壓型壓力在2.942至7.845兆帕之間，優(yōu)選在4.903至6.865兆帕之間，在本實(shí)施例中壓型壓力大約為6.472兆帕。
重要的是如何穩(wěn)定地在上述條件下實(shí)施玻璃壓型步驟。如下所述，在將熔融的玻璃加在下模的模壓面上之后，玻璃的下部勢必被持續(xù)地向較低的溫度冷卻。所以進(jìn)行玻璃壓型步驟的時(shí)刻必須確定在玻璃料滴的下部的限定的溫度條件下的特定時(shí)間瞬間。如果超過該特定的時(shí)間瞬間，玻璃下部的粘滯度將超出適于壓型模壓的范圍，因此如果在這種狀態(tài)下進(jìn)行壓型，則模壓質(zhì)量勢必是不能令人滿意的。因而在特定的時(shí)間瞬間前的有限時(shí)間周期內(nèi)，必須在當(dāng)玻璃料滴的上部被置于模壓的最佳條件(粘滯度)并且當(dāng)玻璃料滴的內(nèi)部和外周邊部分的溫度相互接近的時(shí)間瞬間進(jìn)行玻璃壓型步驟。
為了實(shí)現(xiàn)玻璃料滴的內(nèi)部和外周邊部分的溫度的相互接近，一種方案是在上表面冷卻步驟后對上表面進(jìn)行加熱處理。而本發(fā)明的熱輻射抑制步驟與上述方案不同。具體地說，為了在上述有限的時(shí)間周期內(nèi)使玻璃料滴的上部均勻地具有所需程度的或所需程度左右的粘滯度，在將玻璃料滴加在下模上后必須降低玻璃料滴的熱能。其中當(dāng)作為玻璃料滴的熔融玻璃被加在下模上時(shí)玻璃料滴所具有的熱能被稱作初始熱能。這里要指出的是，由于與下模模壓面接觸的玻璃料滴下部的溫度將被急劇降低，同時(shí)如果玻璃料滴的初始熱能很高，則并不太容易將玻璃料滴內(nèi)部的溫度降低到與適于壓型的粘滯度相符的溫度上。如果在與玻璃料滴初始熱能相關(guān)的限定條件下對玻璃料滴進(jìn)行重新加熱，則在從冷卻步驟到玻璃壓型步驟的有限時(shí)間周期內(nèi)很難對玻璃料滴的熱能進(jìn)行控制。例如在為了實(shí)現(xiàn)均勻的熱分布對玻璃料滴進(jìn)行重新加熱時(shí)，過量的加熱將會(huì)導(dǎo)致過低的粘滯度。在玻璃壓型步驟中具有過低粘滯度的玻璃料滴被從構(gòu)成模具的部件間的間隙中擠壓出，具體地說，從上模與下模之間的間隙或上模與圓環(huán)模之間的間隙擠壓出。這將會(huì)帶來各種缺點(diǎn)，例如形狀和質(zhì)量的瑕疵、模具受損、大幅度地縮短模具的壽命和增大制作成本。
另外，在對玻璃料滴進(jìn)行重新加熱以便實(shí)現(xiàn)均勻的熱分布時(shí)，很難對用于對曾經(jīng)被冷卻一次的玻璃料滴的上部重新進(jìn)行加熱的加熱器功率控制的基準(zhǔn)加以確定。此外，附加需要被冷卻過一次的玻璃料滴進(jìn)行重新加熱的能量。
為了提高在短的作業(yè)時(shí)間內(nèi)的效率和為了實(shí)現(xiàn)對各種玻璃的軟化，在實(shí)際應(yīng)用中用于重新加熱的加熱器必須具有1000℃或高于1000℃的熱容量。所以不太昂貴的鎳鉻加熱器不能承受或耐如此高的溫度并且能夠制作加熱器的適用材料受到局限并且非常昂貴。這將造成生產(chǎn)成本的提高。即使應(yīng)用這種昂貴的加熱器在長期使用的過程中也不可避免地會(huì)出現(xiàn)線路斷路等問題。此點(diǎn)將造成生產(chǎn)過程的工作效率的降低。
在本實(shí)施例中，在冷卻步驟之后和玻璃壓型步驟之前的時(shí)間周期內(nèi)不對玻璃料滴的上部進(jìn)行重新加熱，而是以非接觸方式用熱屏蔽件對玻璃料滴的上表面進(jìn)行遮蓋，從而實(shí)現(xiàn)對玻璃料滴的熱輻射的抑制，以便利用此方式縮小玻璃料滴的內(nèi)部與外周邊部分之間的溫差。所以為了實(shí)現(xiàn)在玻璃壓型步驟中進(jìn)行模壓前的均勻的熱分布，可以對作為玻璃料滴的熔融的玻璃加在下模上時(shí)由熔融玻璃攜帶的一部分初始熱能加以有效的利用。所以為實(shí)現(xiàn)對玻璃料滴的熱能的控制，僅需要對在上表面冷卻步驟中導(dǎo)出的熱能進(jìn)行控制。這樣即可實(shí)現(xiàn)對熱能控制的簡化。另外，可以避免玻璃料滴的上部的粘滯度被過度的降低(特別是可以避免玻璃料滴的上部的粘滯度低于其內(nèi)部)。此點(diǎn)將避免在對玻璃料滴模壓時(shí)出現(xiàn)“成型毛刺”等質(zhì)量瑕疵。另外，不再需要用于重新加熱的熱能和加熱器。此點(diǎn)避免了作為加熱器的斷路的結(jié)果導(dǎo)致的生產(chǎn)過程中工作效率的降低。
如上所述，在本實(shí)施例中，在冷卻步驟和玻璃壓型步驟之間的時(shí)間周期內(nèi)對玻璃料滴的上部不再重新加熱。所以在上表面冷卻步驟中，加在下模模壓面上的玻璃料滴的初始總熱能必須在短時(shí)間內(nèi)減少到略大于目標(biāo)總熱能的量度上，所述目標(biāo)總熱能系推定的當(dāng)稍后在整個(gè)玻璃料滴上均勻的實(shí)現(xiàn)適于模壓的粘滯度時(shí)的玻璃料滴具有的總熱能。在熱輻射抑制步驟中，即使在熱輻射抑制步驟的功能發(fā)生作用的情況下，也會(huì)有一預(yù)定的熱能由玻璃料滴中被導(dǎo)出。所以確定的在上表面冷卻步驟中的冷卻條件(例如，吸熱器與玻璃料滴的上表面的接觸時(shí)間、在與玻璃料滴接觸時(shí)的吸熱器的溫度)應(yīng)以實(shí)現(xiàn)壓型時(shí)的相應(yīng)的粘滯度條件為準(zhǔn)，同時(shí)還要將在熱輻射抑制步驟中上述被導(dǎo)出的熱能考慮進(jìn)去。
如上所述，在加入作為玻璃料滴的熔融的玻璃之后和在模壓之前的時(shí)間周期內(nèi)，限定的條件是，玻璃料滴的下部必須具有不超出可以進(jìn)行壓型處理的相應(yīng)的粘滯度范圍的粘滯度。所以，優(yōu)選連續(xù)地進(jìn)行上表面冷卻步驟、熱輻射抑制步驟(用于縮減玻璃料滴的內(nèi)部和上表面的溫差的步驟)和玻璃壓型步驟。采取此方式時(shí)，從盡可能早的初期階段，即緊接著冷卻步驟，至位于壓型步驟直接前面的最后階段，熱屏蔽件設(shè)置在靠近玻璃料滴的上表面的位置。因此，在玻璃料滴的下部的粘滯度超出適度的粘滯度范圍前，在玻璃料滴中始終存在非常均勻的熱分布。
在熱輻射抑制步驟中，優(yōu)選盡可能地縮小玻璃料滴的暴露面積，以便對除了向下模的熱輻射以外的玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制。為此，至少在熱輻射抑制步驟中，玻璃料滴必須被容納在下模的型腔或由下模和圓環(huán)模限定的腔體內(nèi)，其中模的上表面遮蓋有一熱屏蔽件。例如為了實(shí)現(xiàn)在上表面冷卻步驟中玻璃料滴上部的冷卻，吸熱器對下模的模壓面上的玻璃料滴實(shí)施頂推，從而使玻璃料滴被容納在下模的型腔內(nèi)或由下模和圓環(huán)模限定的腔體內(nèi)。另外，在熱輻射抑制步驟中，也可以以圓環(huán)模為基準(zhǔn)相對降低下模，以便使玻璃料滴的上表面低于圓環(huán)模的上端，從而使玻璃料滴容納在由下模和圓環(huán)模限定的腔體內(nèi)。在上述兩種情況中的任何一種中，出于對減少熱輻射量的考慮，優(yōu)選將熱屏蔽件設(shè)置在接近于圓環(huán)模上端的位置，其接近程度以屏蔽件不與玻璃料滴接觸為限。
由于在上述熱輻射抑制步驟中玻璃料滴被容納在下模的型腔或由下模和圓環(huán)模限定的腔體內(nèi)，所以可以避免玻璃料滴與熱屏蔽件接觸，甚至如果采用將容納有玻璃料滴的下模輸送到熱屏蔽件下方的方式時(shí)，也是如此。所以可以在由上表面冷卻步驟的工位向玻璃壓型步驟工位輸送的過程中進(jìn)行熱輻射抑制步驟。因此，在有限的時(shí)間周期內(nèi)可以有效地實(shí)現(xiàn)玻璃料滴的均勻的熱分布。
對熱輻射抑制步驟的時(shí)間必須在一限定的范圍內(nèi)進(jìn)行選擇，超過此限定范圍，在玻璃料滴的下部通過與下模的熱交換被冷卻并且其溫度降到相變點(diǎn)Tg或相變點(diǎn)Tg左右后，則很難進(jìn)行模壓處理。考慮到下模的溫度和玻璃料滴的熱容量，選定的時(shí)間優(yōu)選在3至50秒的范圍內(nèi)。
接著，將在圖1中F工位上被壓型的玻璃，經(jīng)G、L輸送到工位M，在此位置進(jìn)行脫模。在玻璃經(jīng)工位G、L至M的輸送過程中玻璃被大氣溫度逐步自然冷卻，因而其體積由于熱縮略有縮小。在已有的直接壓型系統(tǒng)中，在壓型后玻璃料滴的熱縮過程中將出現(xiàn)下凹紋痕的問題。但在本發(fā)明中，通過在玻璃壓型步驟之前對玻璃料滴相應(yīng)的溫度控制，將縮小玻璃料滴的內(nèi)部與外周邊部分的溫差。因此勢必也減小了在壓型時(shí)和壓型后玻璃的內(nèi)部與外周邊部分間的溫差，因而有效地抑制了下凹紋痕的出現(xiàn)。在G至M的每個(gè)位置上，對下模11進(jìn)行相對于圓環(huán)模17的逐步提升。如圖2G所示，在位置L時(shí)玻璃的外圓周面高于圓環(huán)模17。如圖2H所示，當(dāng)玻璃的內(nèi)部的溫度在相變點(diǎn)的±50℃范圍內(nèi)，優(yōu)選±30℃，特別優(yōu)選±10℃范圍內(nèi)時(shí)，采用拾取器(圖中未示出)對玻璃進(jìn)行真空抽吸并對玻璃進(jìn)行脫模。
因此應(yīng)用本發(fā)明的方法可對光學(xué)透鏡毛坯進(jìn)行模壓，而不會(huì)出現(xiàn)玻璃成型毛刺。模壓制成的的光學(xué)透鏡毛坯是中間產(chǎn)品或半成品，接著對其進(jìn)行磨削/拋光，加工成光學(xué)透鏡。應(yīng)用本發(fā)明方法制成的光學(xué)透鏡毛坯在其表面僅有少量的下凹紋痕并因此減少了磨削余量。對根據(jù)本實(shí)施例試制出的光學(xué)透鏡毛坯所進(jìn)行的測定得出如下結(jié)果。與已有的系統(tǒng)相比磨削余量可以減少到50％。

其中，單面磨削余量系對壓型產(chǎn)品的上表面或下表面磨削加工的磨削余量。中心厚度容差系預(yù)選定的中心厚度與實(shí)際測出的中心厚度間的差。厚度偏差是在一共同的圓周上的最大厚度與最小厚度的差。曲率半徑精確度系預(yù)選定的曲率半徑與實(shí)際測出的曲率半徑的差。壓型產(chǎn)品的下表面上的石粉的粒度系外加的物料，例如涂布在下模上的用于當(dāng)壓型的產(chǎn)品由模具中脫出或分離出時(shí)提高脫模性能的由六面晶系氮化硼構(gòu)成的耐熱固體潤滑粉。
在本實(shí)施例中在轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)置有多個(gè)下模。另外也可以采用任何其它類型的可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)將下模輸送給相應(yīng)的步驟的工位并可對下模在步驟系列中反復(fù)使用的輸送裝置，例如可以應(yīng)用諸如傳送帶等線性輸送裝置。
下面將對在各步驟時(shí)的熔融玻璃的溫度條件加以說明。如圖3所示，在將玻璃料滴加在下模上之后和將透鏡毛坯脫模之前，玻璃在其內(nèi)部和外周邊部分中具有不同的溫度條件。圖中用實(shí)線對在應(yīng)用本發(fā)明的方法時(shí)玻璃在其上部、中心和下部的溫度變化進(jìn)行了描述。另一方面，在圖中用虛線對應(yīng)用沒有上表面冷卻步驟和熱輻射抑制步驟的已有的直接壓型系統(tǒng)時(shí)的玻璃在其上部、中心和下部的溫度變化進(jìn)行了描述。
在對應(yīng)用本發(fā)明時(shí)玻璃的溫度變化進(jìn)行說明之前，將對應(yīng)用已有系統(tǒng)時(shí)的溫度變化做一簡述。當(dāng)在玻璃加料步驟中將熔融的玻璃加在下模的模壓面上時(shí)，玻璃下部的溫度通過保持在Tg-10℃溫度上的下模與熔融玻璃的下部之間的熱交換被急劇降低并被保持在其溫度低于玻璃相變點(diǎn)Tg的平衡狀態(tài)。另一方面，加在下模模壓面上的玻璃料滴的上部和內(nèi)部被圍繞玻璃料滴的大氣溫度冷卻，其溫度被逐步降低。此時(shí)，與玻璃內(nèi)部相比，玻璃上部的溫度的變化率很高。因而在玻璃壓型步驟開始之前玻璃內(nèi)部和上部之間的溫差將逐步增大。在玻璃壓型步驟中其溫度保持在Tg-100℃左右的上模將對玻璃料滴的上部和內(nèi)部進(jìn)行冷卻。此時(shí)，實(shí)現(xiàn)玻璃料滴的上部與上模的直接接觸并因而將溫度急劇降低到相變點(diǎn)Tg以下的程度。另一方面，由于玻璃料滴的體積較大，因而玻璃內(nèi)部不太易于冷卻。此點(diǎn)將導(dǎo)致在玻璃壓型步驟后玻璃內(nèi)部與玻璃的上部或與玻璃的下部之間的溫差的增大。由于壓型時(shí)玻璃的粘滯度很低，因而在壓型后玻璃的熱縮很大，導(dǎo)致玻璃表面出現(xiàn)下凹紋痕。
下面將對照圖3中的實(shí)線對本發(fā)明中的玻璃溫度的變化加以說明。在玻璃加料步驟中當(dāng)將熔融的玻璃加在下模的模壓面上時(shí)，玻璃下部的溫度通過下模與熔融玻璃的下部之間的熱交換被急劇降低并且其溫度被保持在Tg與Tg-50℃之間的平衡狀態(tài)，即不高于玻璃的相變點(diǎn)Tg。另一方面，加在下模模壓面上的玻璃料滴的上部和內(nèi)部被圍繞玻璃的大氣溫度冷卻，其溫度被逐步降低。此時(shí)，與玻璃內(nèi)部相比，玻璃上部的溫度的變化率很高。一直到此階段玻璃的每一部分的溫度變化與上述結(jié)合已有系統(tǒng)所述的溫度變化類似。
在本發(fā)明進(jìn)行上表面冷卻步驟時(shí)作為整體的玻璃料滴的熱能被迅速導(dǎo)出。特別是與冷卻件直接接觸的玻璃料滴的上表面的溫度下降與內(nèi)部的溫度下降相比更為迅速。這時(shí)的溫差大于在將作為玻璃料滴的熔融的玻璃加入時(shí)的初始階段。接著在熱輻射抑制步驟中對玻璃料滴上表面的熱輻射進(jìn)行抑制時(shí)，在通過玻璃內(nèi)部與上部(表面)之間的熱交換玻璃內(nèi)部的溫度被降低的同時(shí)，對上部的溫度重新進(jìn)行測定。結(jié)果是，玻璃上部與玻璃內(nèi)部之間的溫差將逐步縮小。玻璃下部的溫度將大大受到其熱容量很大的下模的影響。所以在將作為玻璃料滴的熔融的玻璃加入后，即使在熱輻射抑制步驟中溫度的下降率略有減少，其下部的溫度也將被持續(xù)地向預(yù)先被保持在玻璃相變點(diǎn)Tg的下模的溫度降低。一旦玻璃料滴下部的溫度被冷卻到玻璃相變點(diǎn)Tg或相變點(diǎn)Tg左右，則對玻璃進(jìn)行模壓已經(jīng)不可能。所以，在將作為玻璃料滴的熔融的玻璃加在下模上以后，對進(jìn)行模壓的時(shí)間點(diǎn)的限定取決于玻璃下部的溫度下降狀況(粘滯度)。
在玻璃壓型步驟中，上模對玻璃料滴的上部和內(nèi)部的冷卻方式與已有的系統(tǒng)類似。此時(shí)，玻璃的上部與其溫度保持在Tg-50℃與Tg-150℃之間的溫度上的上模直接接觸，從而使上部被急劇地冷卻到低于玻璃料滴相變點(diǎn)Tg的溫度上。由于與已有系統(tǒng)相比壓型時(shí)玻璃料滴的內(nèi)部溫度相對較低，所以在壓型后玻璃料滴的內(nèi)部與上部的溫差相應(yīng)較小。其結(jié)果是，將抑制玻璃表面上出現(xiàn)下凹紋痕并避免下凹紋痕的不均勻的分布。在上表面冷卻步驟和熱輻射抑制步驟后玻璃料滴內(nèi)部的粘滯度將達(dá)到一相應(yīng)的程度，即被抑制在根據(jù)位置的不同在103.5-106.5泊(dPa·s)之間，并與不進(jìn)行該步驟的情況相比實(shí)現(xiàn)此點(diǎn)所用的時(shí)間較短。此點(diǎn)將提高透鏡毛坯的生產(chǎn)率。當(dāng)在圖1的G至L的位置上經(jīng)自然冷卻玻璃的上部、中心和下部的溫度接近相變點(diǎn)Tg時(shí)，將對透鏡毛坯進(jìn)行脫模。最好是在每一部分的溫度在以相變點(diǎn)Tg為基準(zhǔn)的±10℃范圍內(nèi)時(shí)，對透鏡毛坯進(jìn)行脫模。
在上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例做了說明。但顯然本發(fā)明并不僅僅限定在該實(shí)施例上，可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種其它方式的變動(dòng)和改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明對玻璃制品進(jìn)行模壓的方法不僅僅適用于制作上述的光學(xué)透鏡毛坯，而且也適用于制作普通的玻璃制品。特別有益的是，本發(fā)明適用于在中心部位和周邊部分具有不同厚度的光學(xué)透鏡和相對較薄的玻璃制品。
如上所述，在應(yīng)用所謂的直接壓型系統(tǒng)的模壓方法時(shí)，根據(jù)本發(fā)明可以對在透鏡毛坯表面上出現(xiàn)的下凹紋痕進(jìn)行抑制并避免下凹紋痕集中在局部的范圍內(nèi)。其結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)僅需要在磨削/拋光步驟中去除的較小的磨削余量，因而可以減少磨削屑和拋光屑。
根據(jù)本發(fā)明，與已有的系統(tǒng)相比可以在較短的時(shí)間內(nèi)并應(yīng)用對隨位置的不同出現(xiàn)的變化進(jìn)行抑制的方式實(shí)現(xiàn)玻璃的最佳粘滯度，從而大大提高了透鏡毛坯的生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用模具通過對玻璃料滴進(jìn)行壓型模壓制成玻璃制品的方法，所述模具由一上模和一下模構(gòu)成，所述的上模和下模中的每一個(gè)模都具有模壓面，所述方法包括一加料步驟，用于將作為玻璃料滴的熔融的玻璃加在所述下模的模壓面上；一冷卻步驟，用于對加在所述下模的模壓面上的玻璃料滴的上表面進(jìn)行冷卻；一熱輻射抑制步驟，用于在所述的冷卻步驟后對玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制，以便使玻璃料滴的內(nèi)部和上表面的溫度相互接近；和一壓型步驟，用于在所述的熱輻射抑制步驟后，當(dāng)所述玻璃料滴所具有的粘滯度在103.5至106.5泊(dPa·s)范圍內(nèi)時(shí)利用所述上模和下模的模壓面對所述玻璃料滴壓型。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱輻射抑制步驟包括一用于將其溫度低于所述玻璃料滴的熱屏蔽件以非接觸方式置于接近所述玻璃料滴上部的位置的步驟。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中所述接近步驟用于將所述熱屏蔽件在3至50秒的時(shí)間間隔內(nèi)，其中也包括3秒和50秒本身，以非接觸方式置于接近所述玻璃料滴的上部的位置。
4.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中所述熱屏蔽件在其面向所述玻璃料滴的上表面的面上的輻射系數(shù)等于或小于0.4。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中所述接近步驟用于將所述熱屏蔽件在3至50秒的時(shí)間間隔，其中也包括3秒和50秒本身，以非接觸方式置于接近所述玻璃料滴的上部位置。
6.一種采用通過對玻璃料滴壓型模壓制成的玻璃制品制作最終玻璃制品的方法，所述方法包括如下步驟應(yīng)用按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法對所述玻璃制品進(jìn)行模壓；和對所述玻璃制品的表面進(jìn)行磨削和拋光，以便制作出最終的玻璃制品。
7.一種對玻璃制品進(jìn)行模壓的設(shè)備，包括一種模具，包括上模和下模，所述上模和下模中的每一個(gè)都具有模壓面；加料裝置，用于將作為玻璃料滴的熔融玻璃加在下模的模壓面上；冷卻器件，用于對加在下模的模壓面上的所述玻璃料滴的上表面進(jìn)行冷卻；熱輻射抑制器件，用于對被所述冷卻器件冷卻的玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制，從而使料滴的內(nèi)部和上部的溫度相互接近；和模具驅(qū)動(dòng)裝置，用于使所述上模和所述下模的模壓面相互接近，以便對玻璃料滴進(jìn)行壓型，當(dāng)通過所述的熱輻射抑制器件使其內(nèi)部和上表面的溫度相互接近的玻璃料滴的粘滯度在103.5至106.5泊(dPa·s)范圍內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)所述模具驅(qū)動(dòng)裝置。
8.按照權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述熱輻射抑制器件包括一個(gè)其溫度低于所述玻璃料滴內(nèi)部溫度的熱屏蔽件；和用于將所述熱屏蔽件以非接觸方式置于接近所述玻璃料滴的上部位置的件。
9.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中熱屏蔽件至少在其面向所述玻璃料滴的上表面的面上的輻射系數(shù)等于或小于0.4。
10.按照權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述熱屏蔽件包括涂覆有覆層的絕熱材料，至少在其面向玻璃料滴的上表面的面上的輻射系數(shù)等于或小于0.4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用模具對玻璃料滴進(jìn)行壓型對諸如光學(xué)透鏡毛坯等玻璃制品進(jìn)行模壓的方法和設(shè)備,所述模具由上模和下模構(gòu)成,每個(gè)模具有一模壓面,作為玻璃料滴的熔融的玻璃被加在下模的模壓面上。對加在下模模壓面上的玻璃料滴的上表面進(jìn)行冷卻。冷卻后對玻璃料滴的熱輻射進(jìn)行抑制,使玻璃料滴的內(nèi)部和上部之間的溫度相互接近。此后,當(dāng)玻璃料滴的粘滯度在10
文檔編號(hào)C03B11/12GK1340467SQ0113121
公開日2002年3月20日 申請日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者前田伸廣, 齋藤淳 申請人:保谷株式會(huì)社