JP5751209B2

JP5751209B2 - ガラス板の製造方法及び製造装置

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Publication number: JP5751209B2
Application number: JP2012107427A
Authority: JP
Inventors: 修志池永
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: JP2013234091A

Description

本発明はガラス板の製造方法及び製造装置に関するものである。更に詳しくは、例えば携帯用デジタル機器の画像表示面に設けられる穴あきカバーガラス板の製造方法及び製造装置に関するものである。

画像表示機能を有する携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）には、その画像表示面を保護するためのカバーガラス板が通常設けられる。そのカバーガラス板は、平板状に成形された大面積の板ガラスを所定のサイズに切断することにより製造される。このため、板ガラスの切断後にはその外形枠加工（例えば、面取り加工）や穴あけ（つまり、貫通穴の形成）等の後加工が必要になる。

ガラス製品に穴あけ加工を施す従来の方法としては、回転砥石、ドリル、超音波加工、ブラスト加工等の機械加工方法；化学的処理におけるエッチング加工方法；イオンビーム、レーザービーム、電子ビーム等によるエネルギービーム加工方法が知られている。また、ガラス成形を利用して穴をあける方法として、穴をあける部分の肉厚を他の部分の肉厚よりも薄く成形し、薄く成形された部分をバーナーで加熱して焼き切る方法（特許文献１参照）；成形品の片面に必要な穴深さ以上の穴を形成し、反対面に研磨加工を施すことによって貫通穴を形成する方法（特許文献２，３参照）がある。また、内側金型と外側金型の両者をガラス受け面高さが一致する第１基準位置に配置し、両者同時にプレス成形を行った後、内側金型のみを両者のガラス受け面高さが一致しない第２基準位置までさらにプレスし、その剪断力によって内径部を抜き取って、外形形状の形成と同時に穴を形成する方法（特許文献４参照）もある。

特開２０００−５３４３５号公報特開２００３−２０１１４７号公報特開２００３−５５００１号公報特開２０００−３１９０２６号公報

溶融ガラスを金型で直接プレスするダイレクトプレス成形によりガラス製品の形状を形成する場合に、上記の機械加工方法、エッチング加工方法、エネルギービーム加工方法や特許文献１〜３で提案されているような穴あけ方法では、ガラス成形後に穴あけ加工が必要になったり、後加工としての研磨加工が必要になったりして、製造工程が増えてしまう。

また、特許文献４に記載の方法では、ガラス板が薄板である場合に、第１のプレス成形でガラスが固化してしまい、第２のプレスの剪断力による抜き取りでガラス板が割れる虞がある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、ダイレクトプレス成形において、貫通穴を持つガラス板を精度よく容易に製造することを可能とする製造方法及び製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明のガラス板の製造方法は、貫通穴を有するガラス板の製造方法であって、外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、を組み合わせることにより、前記凹部と凸部との嵌合状態で前記外壁部で囲まれた空間内に前記凸部が配置された金型空間を構成する準備工程と、前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下する滴下工程と、前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを途中まで中間プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばす第１プレス工程と、前記第１上型及び第２上型を組み合せた状態の両者で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填する第２プレス工程と、前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する離型工程と、を有することを特徴とする。

第２の発明のガラス板の製造方法は、貫通穴を有するガラス板の製造方法であって、
外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、を組み合わせることにより、前記凹部と凸部との嵌合状態で前記外壁部で囲まれた空間内に前記凸部が配置された金型空間を構成する準備工程と、前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下する滴下工程と、前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばす第１プレス工程と、前記第１上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填する第２プレス工程と、前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する離型工程と、を有することを特徴とする。

第３の発明のガラス板の製造方法は、上記第１又は第２の発明において、前記滴下工程における溶融ガラス滴下時の第１上型と下型との隙間が、ガラス板厚の２〜５倍であることを特徴とする。

第４の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記下型の凹部の周囲と前記第１上型の凸部の周囲とに面取り形状が形成されており、前記第１プレス工程又は第２プレス工程におけるプレスにより、前記貫通穴に相当する凸部の周囲に面取りを付加することを特徴とする。

第５の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記貫通穴の開口の最小寸法が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする。

第６の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記貫通穴の開口の最小寸法が０．５〜２ｍｍであり、前記第１プレス工程のプレス後１秒以内に前記第２プレス工程のプレスを行うことを特徴とする。

第７の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、ガラス板厚が０．７〜５ｍｍであることを特徴とする。

第８の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、ガラス板が、α≦１００×１０^-7（ただし、α：線膨張係数である。）、３００℃≦Ｔｇ≦７００℃（ただし、Ｔｇ：ガラス転移温度である。）のガラス特性を有することを特徴とする。

第９の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記第１上型の凸部のテ―パ角度が３〜１０°であることを特徴とする。

第１０の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第９のいずれか１つの発明において、前記第１上型の凸部の長さがガラス板厚の３〜１０倍であることを特徴とする。

第１１の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明において、前記滴下工程で溶融ガラスを下型上に供給してから、ガラス温度が（Ｔｇ＋１００）℃〜（Ｔｇ＋３００）℃になった時に（ただし、Ｔｇ：ガラス転移温度である。）、前記第１プレス工程において第２上型で下型上の溶融ガラスをプレスすることを特徴とする。

第１２の発明のガラス板の製造方法は、上記第１〜第１１のいずれか１つの発明において、ガラス板が、携帯用デジタル機器の画像表示面に設けられる薄板状のカバーガラス板であることを特徴とする。

第１３の発明のガラス板の製造装置は、貫通穴を有するガラス板の製造装置であって、外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、前記開口部に嵌合可能な凸部を有する第２上型と、装置各部を制御する制御部と、を有し、前記下型の凹部と前記第１上型の凸部とを嵌合させて前記外壁部で囲まれた空間内に前記第１上型の凸部が配置された金型空間を構成し、前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下させ、前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを途中まで中間プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばし、前記第１上型及び第２上型を組み合せた状態の両者で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填し、前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する制御を、前記制御部で行うことを特徴とする。

第１４の発明のガラス板の製造装置は、貫通穴を有するガラス板の製造装置であって、外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、前記開口部に嵌合可能な凸部を有する第２上型と、装置各部を制御する制御部と、を有し、前記下型の凹部と前記第１上型の凸部とを嵌合させて前記外壁部で囲まれた空間内に前記第１上型の凸部が配置された金型空間を構成し、前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下させ、前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばし、前記第１上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填し、前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する制御を、前記制御部で行うことを特徴とする。

本発明によれば、下型の外壁部で規制された溶融ガラスを第１上型の凸部の周りに充填し、その凸部からの離型により溶融ガラスに貫通穴を成形するので、研磨加工等の後加工を必要とせずにダイレクトプレス成形で貫通穴の形成を完了させることができる。第１上型の凸部の周りに溶融ガラスが回り込むように充填されて貫通穴が成形されるので、貫通穴部分のガラスくずが発生しない。また、貫通穴とガラス面を同時成形するので、成形時間の短縮も可能となる。

さらに、第１上型の開口部を通して第２上型で下型上の溶融ガラスを途中まで中間プレスするかあるいは完全プレスすることにより、外壁部まで溶融ガラスを伸ばしておくので、貫通穴周辺や外壁部まで溶融ガラスを良好に充填するとともにガラス板を薄くすることができる。また、第１上型と第２上型で一体的に完全プレスするかあるいは第１上型で完全プレスすることにより、カバーガラス板の外形部を形成する外壁部で溶融ガラスが規制されるので、貫通穴の全周に溶融ガラスを良好に充填することができる。したがって、小径の貫通穴が高精度で形成されたガラス板を容易に製造することができる。

カバーガラス板の製造方法及び製造装置の第１の実施の形態を示す製造工程図。カバーガラス板の製造方法及び製造装置の第２の実施の形態を示す製造工程図。カバーガラス板の具体例を示す平面図。

以下、本発明を実施したガラス板の製造方法及び製造装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。

図１にカバーガラス板６の製造方法及び製造装置の第１の実施の形態を示し、図３にカバーガラス板６の外観を示す。この製造方法は、図１（Ａ），（Ｂ）の断面図に示す準備・滴下工程と、図１（Ｃ）の断面図に示す第１プレス工程と、図１（Ｄ）の断面図に示す第２プレス工程と、図１（Ｅ）の断面図に示す離型工程と、を有している。カバーガラス板６は、例えば、画像表示機能を有する携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）の画像表示面（ディスプレイ，タッチパネル等）を覆うために用いられる薄板状のガラス板であり、ダイレクトプレス成形（つまり、金型上に直接滴下された溶融ガラスのプレス成形）で小径の貫通穴（長穴を含む。）６ｈを有する状態としたものである。

この実施の形態では、製造装置として、溶融ガラス５を滴下するための滴下部（フィーダー）と、溶融ガラス５をダイレクトプレス成形するための金型部と、装置各部を制御する制御部１０と、を備えている。滴下部は、白金ノズル７Ａ，ブレード７Ｂ等で構成されている。金型部は、外壁部４ｗで囲まれた空間の底部に凹部４ｈを有する下型４と、凹部４ｈに嵌合可能な凸部１ｐ及び上方に配置された開口部１ｈを有するリング状の第１上型１と、開口部１ｈに嵌合可能な凸部２ｐを有する第２上型２と、を備えており、第１上型１と第２上型２とで上型３（図１（Ｂ））を構成している。

以下に、制御部１０による装置各部に対する制御を説明する。まず、準備・滴下工程（Ａ）で、下型４と第１上型１とを組み合わせることにより、凹部４ｈと凸部１ｐとの嵌合状態で外壁部４ｗで囲まれた空間内に凸部１ｐが配置された金型空間４ｖを構成する。そして、第１上型１の開口部１ｈを通して下型４に一定量の溶融ガラス５を滴下する。つまり、溶融炉で溶かして得られた溶融ガラス５を、白金ノズル７Ａから流し出してブレード７Ｂで切断することにより、一定量の溶融ガラス５を下型４上に滴下する。滴下後、図１（Ｂ）に示すように、下型４及び第１上型１の上方に第２上型２が位置するようにセットする。

次の第１プレス工程（Ｃ）で、第１上型１の開口部１ｈを通して第２上型２の凸部２ｐで下型４上の溶融ガラス５を途中まで中間プレスすることにより、外壁部４ｗまで溶融ガラス５を伸ばす。第２プレス工程（Ｄ）に移行して、第１上型１及び第２上型２を組み合せた状態の両者３で下型４上の溶融ガラス５を完全プレスすることにより、外壁部４ｗで規制された溶融ガラス５を凸部１ｐの周りに充填する。これにより、溶融ガラス５にはガラス面５ｓと共に貫通穴５ｈが成形され、その周囲には面取り部５ｃが成形される。

次の離型工程（Ｅ）で上型３及び下型４の離型を行うと、ガラス面６ｓに小径の貫通穴６ｈを有するカバーガラス板６が得られる。このとき、第１上型１の凸部１ｐからの離型により溶融ガラス５に貫通穴６ｈが形成されるが、離型前の貫通穴５ｈの成形は、前述したように、第２プレス工程（Ｄ）において第１上型１の凸部１ｐの周りに溶融ガラス５が回り込むように充填されることにより行われる。また、外壁部４ｗで溶融ガラス５が規制されることにより、カバーガラス板６の外形部が形成される。

図２にカバーガラス板６の製造方法及び製造装置の第２の実施の形態を示し、図３にカバーガラス板６の外観を示す。この製造方法は、図２（Ａ），（Ｂ）の断面図に示す準備・滴下工程と、図２（Ｃ）の断面図に示す第１プレス工程と、図２（Ｄ）の断面図に示す第２プレス工程と、図２（Ｅ）の断面図に示す離型工程と、を有している。カバーガラス板６は、例えば、画像表示機能を有する携帯用デジタル機器（例えば、携帯電話，スマートフォン，モバイルコンピュータ等）の画像表示面（ディスプレイ，タッチパネル等）を覆うために用いられる薄板状のガラス板であり、ダイレクトプレス成形（つまり、金型上に直接滴下された溶融ガラスのプレス成形）で小径の貫通穴（長穴を含む。）６ｈを有する状態としたものである。

この実施の形態では、製造装置として、溶融ガラス５を滴下するための滴下部（フィーダー）と、溶融ガラス５をダイレクトプレス成形するための金型部と、装置各部を制御する制御部１０と、を備えている。滴下部は、白金ノズル７Ａ，ブレード７Ｂ等で構成されている。金型部は、外壁部４ｗで囲まれた空間の底部に凹部４ｈを有する下型４と、凹部４ｈに嵌合可能な凸部１ｐ及び上方に配置された開口部１ｈを有するリング状の第１上型１と、開口部１ｈに嵌合可能な凸部２ｐを有する第２上型２と、を備えており、第１上型１と第２上型２とで上型３（図２（Ｂ））を構成している。

以下に、制御部１０による装置各部に対する制御を説明する。まず、準備・滴下工程（Ａ）で、下型４と第１上型１とを組み合わせることにより、凹部４ｈと凸部１ｐとの嵌合状態で外壁部４ｗで囲まれた空間内に凸部１ｐが配置された金型空間４ｖを構成する。そして、第１上型１の開口部１ｈを通して下型４に一定量の溶融ガラス５を滴下する。つまり、溶融炉で溶かして得られた溶融ガラス５を、白金ノズル７Ａから流し出してブレード７Ｂで切断することにより、一定量の溶融ガラス５を下型４上に滴下する。滴下後、図２（Ｂ）に示すように、下型４及び第１上型１の上方に第２上型２が位置するようにセットする。

次の第１プレス工程（Ｃ）で、第１上型１の開口部１ｈを通して第２上型２の凸部２ｐで下型４上の溶融ガラス５を完全プレスすることにより、外壁部４ｗまで溶融ガラス５を伸ばす。第２プレス工程（Ｄ）に移行して、第１上型１で下型４上の溶融ガラス５を完全プレスすることにより、外壁部４ｗで規制された溶融ガラス５を凸部１ｐの周りに充填する。これにより、溶融ガラス５にはガラス面５ｓと共に貫通穴５ｈが成形され、その周囲には面取り部５ｃが成形される。

各実施の形態によれば、下型４の外壁部４ｗで規制された溶融ガラス５を第１上型１の凸部１ｐの周りに充填し、その凸部１ｐからの離型により溶融ガラス５に貫通穴６ｈを成形するので、研磨加工等の後加工を必要とせずにダイレクトプレス成形で貫通穴６ｈの形成を完了させることができる。第１上型１の凸部１ｐの周りに溶融ガラス５が回り込むように充填されて貫通穴６ｈが成形されるので、貫通穴６ｈ部分のガラスくずが発生しない。また、貫通穴６ｈとガラス面６ｓを同時成形するので、成形時間の短縮も可能となる。

さらに、第１上型１の開口部１ｈを通して第２上型２で下型４上の溶融ガラス５を途中まで中間プレスするか（図１（Ｃ））あるいは完全プレスする（図２（Ｃ））ことにより、外壁部４ｗまで溶融ガラス５を伸ばしておくので、貫通穴６ｈ周辺や外壁部４ｗまで溶融ガラス５を良好に充填するとともにカバーガラス板６を薄くすることができる。また、第１上型１と第２上型２で一体的に完全プレスするか（図１（Ｄ））あるいは第１上型１で完全プレスする（図２（Ｄ））ことにより、カバーガラス板６の外形部を形成する外壁部４ｗで溶融ガラス５が規制されるので、貫通穴６ｈの全周に溶融ガラス５を良好に充填することができる。したがって、小径の貫通穴６ｈが高精度で形成された高強度のカバーガラス板６を容易に製造することができる。

１回目のプレス（第２上型２での中間プレス又は完全プレス）を行わないと、貫通穴６ｈ周辺や外壁部４ｗまで溶融ガラス５が伸びず、カバーガラス板６を薄板にすることも不可能である。２回目のプレス（第１上型１と第２上型２での一体的な完全プレス又は第１上型１での完全プレス）を行わないと、カバーガラス板６の外形部から溶融ガラス５がはみ出し、貫通穴６ｈの全周に溶融ガラス５が充填されなくなる。したがって、各実施の形態のように２回のプレスを行うことが好ましく、１回目のプレス後１秒以内に２回目のプレスを行うようにするのが更に好ましい。１回目のプレス後１秒以内に２回目のプレスを行うようにしないと、上型３と接触する部分でのガラス冷却により溶融ガラス５が伸びにくくなり、穴付きのカバーガラス板６を薄く成形することが困難になる。

下型４へのガラス供給時に、下型４の凹部４ｈを第１上型１の凸部１ｐで塞いでおかないと、滴下した溶融ガラス５が凹部４ｈに入り込むおそれがあり、それが穴あけを困難にする原因となる。したがって、溶融ガラス５を下型４に供給する際に、下型４の凹部４ｈに第１上型１の凸部１ｐを挿入して下型４の凹部４ｈを塞いだ状態とすることにより、溶融ガラス５に対する貫通穴６ｈの形成を容易に行うことが可能となる。

溶融ガラス５の滴下時の第１上型１と下型４との隙間Δ（図１（Ａ），図２（Ａ））を、ガラス板厚ｔ（図１（Ｅ），図２（Ｅ））の２〜５倍とすることが好ましい。溶融ガラス５の滴下時の第１上型１と下型４との隙間Δをガラス板厚ｔの２〜５倍にすれば、第１上型１の凸部１ｐの強度を確保しながら、を外壁部４ｗまで迅速かつ容易に伸ばすことが可能となる。

隙間Δがガラス板厚ｔの２倍を下回ると、１回目のプレス（第２上型２での中間プレス又は完全プレス）時に溶融ガラス５が伸びにくくなる。隙間Δがガラス板厚ｔの５倍を上回ると、第１上型１の凸部１ｐの長さＬ（図１（Ａ），（Ｅ）；図２（Ａ），（Ｅ））が長すぎて強度的に不利になる。また、２回目のプレス（第１上型１と第２上型２での一体的な完全プレス又は第１上型１での完全プレス）では、プレス開始までの時間が長くなってしまい、溶融ガラス５が冷却して薄板ガラス成形に不利となる。

下型４の凹部４ｈの周囲と第１上型１の凸部１ｐの周囲とに面取り形状を形成し、第１プレス工程（Ｃ）及び第２プレス工程（Ｄ）におけるプレスにより、貫通穴６ｈに相当する凸部１ｐの周囲に面取りを付加することが好ましい。各実施の形態では、下型４の凹部４ｈの周囲と第１上型１の凸部１ｐの周囲とに、面取り形状の面取り部１ｃ，４ｃが形成されている（図１（Ａ），図２（Ａ））。これにより、第１，第２プレス工程（Ｃ），（Ｄ）でのガラス面５ｓの成形において凸部１ｐの周囲（すなわち貫通穴５ｈの周囲）に面取り部５ｃを付加することができる。つまり、ダイレクトプレス成形で貫通穴６ｈの周囲に面取り部６ｃを付加することができる。成形による穴及び面取りは、機械加工等による穴及び面取りよりも、クラック等の発生が少なく強度的に優れている。このため、機械加工等による穴及び面取りの後工程を無くして、良品率を上げることが可能である。

貫通穴（長穴を含む。）６ｈの開口の最小寸法ｄ（図１（Ｅ），図２（Ｅ），図３）を０．５〜５ｍｍとすることが好ましい。貫通穴６ｈの開口の最小寸法ｄが０．５ｍｍを下回ると、第１上型１の凸部１ｐの最小寸法も０．５ｍｍを下回るため強度が低くなる。その結果、貫通穴６ｈを成形プレスする際に凸部１ｐが曲がったり破損したりするおそれがある。貫通穴６ｈの開口の最小寸法ｄが５ｍｍを上回ると、穴あきカバーガラス板６を薄く成形することが困難になる。したがって、貫通穴６ｈの開口の最小寸法ｄを０．５〜５ｍｍにすれば、貫通穴５ｈ成形時の第１上型１の凸部１ｐの曲がりや破損を防止しながら、穴あきカバーガラス板６を薄く成形することができる。

貫通穴６ｈの開口の最小寸法ｄを０．５〜２ｍｍとし、第１プレス工程（Ｃ）のプレス後１秒以内に第２プレス工程（Ｄ）のプレスを行うことが好ましい。１回目のプレス後１秒以内に２回目のプレスを行うようにすれば、貫通穴６ｈ成形時の第１上型１の凸部１ｐの曲がりや破損を防止しながら、貫通穴６ｈの開口の最小寸法ｄを０．５〜２ｍｍにして、穴あきカバーガラス板６をより一層薄く成形することができる。

ガラス板厚ｔ（図１（Ｅ），図２（Ｅ））を０．７〜５ｍｍとすることが好ましく、１〜３ｍｍとすることが更に好ましい。下型４へのガラス供給後には、下型４の接地面でガラス冷却が生じて、貫通穴５ｈの成形後に貫通穴５ｈ周辺（つまり凸部１ｐ周辺）の溶融ガラス５の冷却が始まる。そのため、ガラス板厚ｔを０．７ｍｍ未満に成形することが困難になる。つまり、下型４に滴下された溶融ガラス５は、貫通穴５ｈの成形により貫通穴５ｈ周辺部分が冷却されるので、ガラス板厚ｔに制限が生じてしまう。ガラス板厚ｔを０．７〜５ｍｍにすれば、冷却による制限を受けることなく、カバーガラス板６の強度及び貫通穴６ｈの精度を高くすることができ、ガラス板厚ｔを１〜３ｍｍにすれば、その効果は更に大きくなる。

カバーガラス板６は、α≦１００×１０^-7（ただし、α：線膨張係数である。）、３００℃≦Ｔｇ≦７００℃（ただし、Ｔｇ：ガラス転移温度である。）のガラス特性を有することが好ましい。ガラス線膨張係数αが１００×１０^-7よりも大きいと、貫通穴５ｈを第１上型１の凸部１ｐでプレス成形した際に貫通穴５ｈの周辺部分のガラス収縮が大きくなり、第１上型１の凸部１ｐを貫通穴５ｈから抜く際にクラック等が発生しやすくなる。したがって、α≦１００×１０^-7のガラス材料を用いれば、貫通穴５ｈ成形時のガラス収縮を抑えて、第１上型１の凸部１ｐを溶融ガラス５から抜く際にクラック等が発生するのを防止することができる。

また、ガラス転移温度の範囲：３００℃≦Ｔｇ≦７００℃は、ダイレクトプレスが可能な温度域である。つまり、Ｔｇ＞７００℃のガラス成形では金型温度をＴｇ：７００℃付近まで上げる必要があり、金型の温度耐久性，寿命等に問題が発生する。したがって、ガラス転移温度が７００℃以下のガラス材料を用いれば、ダイレクトプレスを行っても金型の温度耐久性，寿命等に問題が生じないようにすることができる。また、カバーガラス板６のガラス材料としての現実的なガラス転移温度を考慮すると、Ｔｇは３００℃以上が好ましい。

上述した観点から、例えば、貫通穴６ｈの開口の最小寸法ｄ（図１（Ｅ），図２（Ｅ），図３）を２ｍｍとし、ガラス板厚ｔ（図１（Ｅ），図２（Ｅ））を１ｍｍとし、線膨張係数αを５０×１０^-7とし、ガラス転移温度Ｔｇを５００℃とする組み合わせが好ましい。

第１上型１の凸部１ｐのテ―パ角度を３〜１０°とすることが好ましい。凸部１ｐのテ―パ角度が３°を下回ると、第１上型１の凸部１ｐを貫通穴５ｈから抜く際に貫通穴５ｈの周辺部分がガラス収縮して、クラック等が発生しやすくなる。また、テ―パ角度が１０°を上回ると、上側のガラス面６ｓと下側のガラス面６ｓとで貫通穴６ｈの開口の寸法差が大きくなりすぎてしまう。したがって、第１上型１の凸部１ｐのテ―パ角度を３〜１０°にすれば、凸部１ｐを溶融ガラス５から抜く際に貫通穴５ｈ周囲のガラスが収縮してクラック等が発生するのを防止することができ、また、貫通穴６ｈの上面側と下面側との寸法差を小さくすることができる。

第１上型１の凸部１ｐの長さＬ（図１（Ｅ），図２（Ｅ））をガラス板厚ｔの３〜１０倍とすることが好ましい。第１上型１の凸部１ｐの長さＬが、ガラス板厚ｔに対して３倍を下回ると、貫通穴５ｈの成形後に第１上型１の凸部１ｐが下型４の凹部１ｈに完全に入っていない状態で、ガラス面５ｓを成形することになる。その結果、凸部１ｐと凹部１ｈとの間に溶融ガラス５が回り込んで、貫通穴６ｈの周辺部分にバリやクラックが発生しやすくなる。また、第１上型１の凸部１ｐの長さＬが、ガラス板厚ｔに対して１０倍を上回ると、第１上型１の凸部１ｐの強度が弱くなって破損しやすくなる。

したがって、凸部１ｐの長さＬをガラス板厚ｔの３倍以上にすれば、貫通穴５ｈの成形後に凸部１ｐが凹部４ｈに充分に入った状態で、ガラス面５ｓを成形することができる。その結果、凸部１ｐと凹部４ｈとの間に溶融ガラス５が回り込んでバリやクラックが発生する、といった問題を回避することができる。一方、凸部１ｐの長さＬをガラス板厚ｔの１０倍以下にすることにより、第１上型１の凸部１ｐの強度に問題が生じないようにすることができる。

滴下工程（Ａ）で溶融ガラス５を下型４上に供給してから、ガラス温度が（Ｔｇ＋１００）℃〜（Ｔｇ＋３００）℃になった時に（Ｔｇ：ガラス転移温度）、第１プレス工程（Ｃ）において第２上型２で下型４上の溶融ガラス５を中間プレス（図１（Ｃ））又は完全プレス（図２（Ｃ））することが好ましい。溶融ガラス５を下型４に供給してからガラス温度＞（Ｔｇ＋３００）℃で成形すると、ガラス温度が高すぎて、第２上型２の凸部２ｐへのガラス融着が発生しやすくなり、貫通穴６ｈの周辺部分のバリも発生しやすくなる。また、溶融ガラス５を下型４に供給してからガラス温度＜（Ｔｇ＋１００）℃で成形すると、ガラス温度が低すぎて、貫通穴５ｈとガラス面５ｓの成形時にクラックが発生しやすくなり、面精度も悪くなる傾向になる。

したがって、溶融ガラス５を下型４上に供給してから、（Ｔｇ＋３００）℃以下で成形すれば、凸部２ｐへのガラス融着を防止して、貫通穴６ｈにバリが発生するのを防止することができる。一方、溶融ガラス５を下型４上に供給してから、（Ｔｇ＋１００）℃以上で成形すれば、貫通穴５ｈ及びガラス面５ｓの成形時にクラックや面精度低下が発生するのを防止することができる。

以下の製造条件等によりカバーガラス板６（図３等）を製造した。得られたカバーガラス板６にはクラック等の無いことを確認した。
〈ガラス溶融〉
ガラス材料：アルミノシリケートガラス
ガラス転移温度：Ｔｇ＝５４０℃
屈伏点：Ａｔ＝６１５℃
線膨張係数α＝９９×１０^-7
〈ガラス供給〉
溶融炉からフィーダーにより下型４の金型面に供給した。

〈プレス金型〉
金型（上型３，下型４）の材質：ステンレス（ＳＴＡＶＡＸ）
金型受け面，成形面には、硬質クロムメッキを形成した。
金型サイズ：２５０×１５０ｍｍ
〈成形ガラス〉
外形サイズ：２００×１００ｍｍ，板厚：１ｍｍ，重量：５０ｇ
〈成形条件〉
プレス圧：５０ｋｇ／ｃｍ²
プレス時間：１０秒
プレスタイミング：１０秒（ガラス表面温度：７００℃）
金型（上型３，下型４）の温度：５００℃
〈穴形状〉
１．２ｍｍ×５ｍｍの長穴

１第１上型
１ｃ面取り部
１ｐ凸部
１ｈ開口部
２第２上型
２ｐ凸部
３上型
４下型
４ｃ面取り部
４ｈ凹部
４ｖ金型空間
４ｗ外壁部
５溶融ガラス
５ｃ面取り部
５ｈ貫通穴
５ｓガラス面
６カバーガラス板
６ｃ面取り部
６ｈ貫通穴
６ｓガラス面
７Ａ白金ノズル
７Ｂブレード
１０制御部

Claims

貫通穴を有するガラス板の製造方法であって、
外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、を組み合わせることにより、前記凹部と凸部との嵌合状態で前記外壁部で囲まれた空間内に前記凸部が配置された金型空間を構成する準備工程と、
前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下する滴下工程と、
前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを途中まで中間プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばす第１プレス工程と、
前記第１上型及び第２上型を組み合せた状態の両者で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填する第２プレス工程と、
前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する離型工程と、
を有することを特徴とするガラス板の製造方法。
貫通穴を有するガラス板の製造方法であって、
外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、を組み合わせることにより、前記凹部と凸部との嵌合状態で前記外壁部で囲まれた空間内に前記凸部が配置された金型空間を構成する準備工程と、
前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下する滴下工程と、
前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばす第１プレス工程と、
前記第１上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填する第２プレス工程と、
前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する離型工程と、
を有することを特徴とするガラス板の製造方法。
前記滴下工程における溶融ガラス滴下時の第１上型と下型との隙間が、ガラス板厚の２〜５倍であることを特徴とする請求項１又は２記載のガラス板の製造方法。
前記下型の凹部の周囲と前記第１上型の凸部の周囲とに面取り形状が形成されており、前記第１プレス工程又は第２プレス工程におけるプレスにより、前記貫通穴に相当する凸部の周囲に面取りを付加することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
前記貫通穴の開口の最小寸法が０．５〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
前記貫通穴の開口の最小寸法が０．５〜２ｍｍであり、前記第１プレス工程のプレス後１秒以内に前記第２プレス工程のプレスを行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
ガラス板厚が０．７〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
ガラス板が、α≦１００×１０^-7（ただし、α：線膨張係数である。）、３００℃≦Ｔｇ≦７００℃（ただし、Ｔｇ：ガラス転移温度である。）のガラス特性を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
前記第１上型の凸部のテ―パ角度が３〜１０°であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
前記第１上型の凸部の長さがガラス板厚の３〜１０倍であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
前記滴下工程で溶融ガラスを下型上に供給してから、ガラス温度が（Ｔｇ＋１００）℃〜（Ｔｇ＋３００）℃になった時に（ただし、Ｔｇ：ガラス転移温度である。）、前記第１プレス工程において第２上型で下型上の溶融ガラスをプレスすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
ガラス板が、携帯用デジタル機器の画像表示面に設けられる薄板状のカバーガラス板であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガラス板の製造方法。
貫通穴を有するガラス板の製造装置であって、
外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、前記開口部に嵌合可能な凸部を有する第２上型と、装置各部を制御する制御部と、を有し、
前記下型の凹部と前記第１上型の凸部とを嵌合させて前記外壁部で囲まれた空間内に前記第１上型の凸部が配置された金型空間を構成し、前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下させ、前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを途中まで中間プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばし、前記第１上型及び第２上型を組み合せた状態の両者で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填し、前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する制御を、前記制御部で行うことを特徴とするガラス板の製造装置。
貫通穴を有するガラス板の製造装置であって、
外壁部で囲まれた空間の底部に凹部を有する下型と、前記凹部に嵌合可能な凸部及び上方に配置された開口部を有する第１上型と、前記開口部に嵌合可能な凸部を有する第２上型と、装置各部を制御する制御部と、を有し、
前記下型の凹部と前記第１上型の凸部とを嵌合させて前記外壁部で囲まれた空間内に前記第１上型の凸部が配置された金型空間を構成し、前記第１上型の開口部を通して前記下型上に一定量の溶融ガラスを滴下させ、前記第１上型の開口部を通して第２上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部まで溶融ガラスを伸ばし、前記第１上型で前記下型上の溶融ガラスを完全プレスすることにより、前記外壁部で規制された溶融ガラスを前記凸部の周りに充填し、前記第１上型の凸部からの離型により溶融ガラスに前記貫通穴を形成する制御を、前記制御部で行うことを特徴とするガラス板の製造装置。