(57)【要約】【課題】安価且つ大規模に実施でき且つ歩留まりを向上できる加熱プレス用ガラスの製造方法及び製造システムを提供すること。【解決手段】容器２１内に、第１平均サイズを有するガラス塊５０、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する離型剤５２とともに、第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材５１が併存した状態で、ガラス塊５０、離型剤５２、及び緩衝材５１を擦り合わせることで、ガラス塊５０の表面に離型剤５２を付着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に、第１平均サイズを有する第１素材、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する第２素材とともに、第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材が併存した状態で、前記第１素材、前記第２素材、及び前記緩衝材を擦り合わせることで、前記第１素材の表面に前記第２素材を付着する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法を用い、前記第１素材としてガラス塊を用い、前記第２素材として離型剤を用いることで、ガラス塊の表面に離型剤が付着した加熱プレス用ガラスを作製する離型剤付着工程を有する加熱プレス用ガラスの製造方法。
【請求項３】
前記容器に振動手段を設け、この振動手段によって前記容器を振動させ、前記ガラス塊、前記離型剤及び前記緩衝材を混合させることで、前記ガラス塊に前記離型剤を付着する請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記容器内の物体群を、第１平均サイズと、第２平均サイズ及び第３平均サイズとの間の第１目開きを有する第１篩に通すことで、前記加熱プレス用ガラスと、前記離型剤及び前記緩衝材とを分離する分離工程を更に有する請求項２又は３記載の製造方法。
【請求項５】
分離した離型剤及び／又は緩衝材を前記離型剤付着工程において再利用する請求項４記載の加熱プレス用ガラスの製造方法。
【請求項６】
前記第２平均サイズが前記第３平均サイズよりも大きい請求項２から５いずれか記載の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス塊、前記離型剤及び前記緩衝材を、前記ガラス塊１００質量部に対して、前記緩衝材を３０〜８０質量部、前記離型剤を０．０１〜１質量部となるように混合する請求項２から６いずれか記載の製造方法。
【請求項８】
前記緩衝材として、樹脂又はプラスチック製の粒子を用いる請求項２から７いずれか記載の製造方法。
【請求項９】
前記離型剤として、窒化ホウ素の粉末を用いる請求項２から８いずれか記載の製造方法。
【請求項１０】
容器と、この容器内の第１平均サイズを有する第１素材、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する第２素材とともに、第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材を擦り合わせる擦手段と、を備え、前記第１素材の表面に前記第２素材を付着させる付着装置。
【請求項１１】
加熱プレス用ガラスの製造システムであって、
容器と、この容器内の第１平均サイズを有するガラス塊、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する離型剤、及び第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材を擦り合わせる擦手段と、を有し、前記ガラス塊の表面に前記離型剤が付着した加熱プレス用ガラスを作製する離型剤付着装置を備える製造システム。
【請求項１２】
前記擦手段は、前記容器を振動させる振動手段を有する請求項１１記載の製造システム。
【請求項１３】
粉粒体が流通可能な流通経路に、第１平均サイズと、第２平均サイズ及び第３平均サイズとの間の第１目開きを有する第１篩が配置された分離装置を更に備え、
前記加熱プレス用ガラスが、前記離型剤及び前記緩衝材から分離される請求項１１又は１２記載の製造システム。
【請求項１４】
分離された離型剤及び／又は緩衝材を、前記離型剤付着装置の容器に供給する再供給手段を更に備える請求項１３記載の製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある素材の表面に他の素材を付着する技術に関し、特に加熱プレス用ガラスの製造方法及び製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リヒートプレス等の加熱プレス用ガラスとしては、プレス金型へのガラスの癒着を抑制するため、ガラス塊の表面に離型剤を付着したものが使用されている。加熱プレス用ガラスに限らず、ある素材（第１素材と称する）の表面への他の素材（第２素材と称する）の付着は、第１素材の損傷を抑制するべく、第２素材を第１素材の表面に、手作業で慎重にまぶしたり、場合によっては第１素材と第２素材とを袋や容器の中で混合したりすることで行われてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来の方法は慎重な手作業を要するため、付着物の製造コストが嵩むとともに、付着物の大量生産が困難である。第１素材と第２素材とを袋や容器の中で混合する態様では、第１素材が割れやすい場合等において第１素材の損傷を招くおそれがある。特に、加熱プレス用ガラスに離型剤を付着する場合には、余剰の離型剤がそのまま廃棄されており、廃棄コスト及び資源活用の点での問題も存在する。
【０００４】
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、安価且つ大規模に実施でき且つ歩留まりを向上できる付着方法及び付着装置を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、安価且つ大規模に実施でき且つ歩留まりを向上できる加熱プレス用ガラスの製造方法及び製造システムを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、第１素材及び第２素材とともに緩衝材を用いることで、第１素材及び第２素材を機械的に擦り合わせたとしても、第１素材又は第２素材の損傷が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【０００６】
（１）  容器内に、第１平均サイズを有する第１素材、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する第２素材とともに、第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材が併存した状態で、前記第１素材、前記第２素材、及び前記緩衝材を擦り合わせることで、前記第１素材の表面に前記第２素材を付着する方法。
【０００７】
（２）  （１）記載の方法を用い、前記第１素材としてガラス塊を用い、前記第２素材として離型剤を用いることで、ガラス塊の表面に離型剤が付着した加熱プレス用ガラスを作製する離型剤付着工程を有する加熱プレス用ガラスの製造方法。
【０００８】
（３）  前記容器に振動手段を設け、この振動手段によって前記容器を振動させ、前記ガラス塊、前記離型剤及び前記緩衝材を混合させることで、前記ガラス塊に前記離型剤を付着する（２）記載の製造方法。
【０００９】
（４）  前記容器内の物体群を、第１平均サイズと、第２平均サイズ及び第３平均サイズとの間の第１目開きを有する第１篩に通すことで、前記加熱プレス用ガラスと、前記離型剤及び前記緩衝材とを分離する分離工程を更に有する（２）又は（３）記載の製造方法。
【００１０】
（５）  分離した離型剤及び／又は緩衝材を前記離型剤付着工程において再利用する（４）記載の加熱プレス用ガラスの製造方法。
【００１１】
（６）  前記第２平均サイズが前記第３平均サイズよりも大きい（２）から（５）いずれか記載の製造方法。
【００１２】
（７）  前記ガラス塊、前記離型剤及び前記緩衝材を、前記ガラス塊１００質量部に対して、前記緩衝材を３０〜８０質量部、前記離型剤を０．０１〜１質量部となるように混合する（２）から（６）いずれか記載の製造方法。
【００１３】
（８）  前記緩衝材として、樹脂又はプラスチック製の粒子を用いる（２）から（７）いずれか記載の製造方法。
【００１４】
（９）  前記離型剤として、窒化ホウ素の粉末を用いる（２）から（８）いずれか記載の製造方法。
【００１５】
（１０）  容器と、この容器内の第１平均サイズを有する第１素材、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する第２素材とともに、第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材を擦り合わせる擦手段と、を備え、前記第１素材の表面に前記第２素材を付着させる付着装置。
【００１６】
（１１）  加熱プレス用ガラスの製造システムであって、
容器と、この容器内の第１平均サイズを有するガラス塊、及び第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する離型剤、及び第１平均サイズより小さい第３平均サイズを有する緩衝材を擦り合わせる擦手段と、を有し、前記ガラス塊の表面に前記離型剤が付着した加熱プレス用ガラスを作製する離型剤付着装置を備える製造システム。
【００１７】
（１２）  前記擦手段は、前記容器を振動させる振動手段を有する（１１）記載の製造システム。
【００１８】
（１３）  粉粒体が流通可能な流通経路に、第１平均サイズと、第２平均サイズ及び第３平均サイズとの間の第１目開きを有する第１篩が配置された分離装置を更に備え、
前記加熱プレス用ガラスが、前記離型剤及び前記緩衝材から分離される（１１）又は（１２）記載の製造システム。
【００１９】
（１４）  分離された離型剤及び／又は緩衝材を、前記離型剤付着装置の容器に供給する再供給手段を更に備える（１３）記載の製造システム。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ガラス塊と離型剤との擦り合わせを緩衝材が併存した状態で行うため、機械的に擦りあわせを行ってもガラス塊の損傷が抑制される。このため、安価且つ大規模に実施でき且つ歩留まりを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
［加熱プレス用ガラスの製造システム］
図１は、本実施形態に係る加熱プレス用ガラスの製造システム１０のブロック図である。製造システム１０は、離型剤付着装置２０と、分離装置３０と、を備える。各構成要素の詳細を以下説明する。
【００２３】
（離型剤付着装置）
離型剤付着装置２０は容器２１と、擦手段とを有する。特に限定されないが、本実施形態の擦手段は、容器２１の中央に突設された突起と、この突起に内蔵されている振動源２３とで構成され、この振動源２３が、容器２１内にて、第１素材としてのガラス塊５０、及び第２素材としての離型剤５２を擦り合わせる。かかる容器２１内にガラス塊５０及び離型剤５２が共存する状態で振動源２３を稼動すると、ガラス塊５０及び離型剤５２が振動して流動する。これにより、ガラス塊５０が離型剤５２と擦りあわされて、ガラス塊５０の表面に離型剤５２が付着した加熱プレス用ガラス５３が作製される。
【００２４】
本実施形態における擦手段は、突起及び振動源２３を有する振動手段で構成したが、これに限られるものではない。例えば、容器２１内で撹拌体を回転させ、ガラス塊５０を直接的に動かすことで、ガラス塊５０に離型剤５２を付着させる態様も、擦手段の一態様である。ただし、ガラス塊５０を直接的に動かす態様よりも、ガラス塊５０を間接的に動かす本実施形態の方が、ガラス塊５０の破損を抑制しつつ離型剤５２の付着を行うことができる点で好ましい。
【００２５】
加熱プレス用ガラス５３を加熱プレス（例えばリヒートプレス）することで得られるガラス成形体はレンズ等の光学素子に有用であり、この光学素子は光学機器の製造に有用である。なお、本実施形態でのガラス塊５０はガラス角材又は丸棒切断品等であるが、これに限られず任意形状であってよい。また、ガラス塊５０は、加熱プレスの際に角部が結晶化する等の事態が抑制され、歩留まりを向上できるよう、予め又は容器２１内での擦り合わせによって面取りして角部を喪失させることが好ましい。
【００２６】
離型剤５２は、ガラス塊５０の第１平均サイズより小さい第２平均サイズを有する必要がある。これにより、後述の第１篩３１によって加熱プレス用ガラス５３を分離することができる。なお、離型剤は一般的にガラス塊よりも小さいため、従来汎用されている離型剤を本発明においても使用できる。第２平均サイズは、特に限定されず、数ｎｍ〜数μｍであってよい。
【００２７】
本明細書における「平均サイズ」とは、任意形状の物体に関して、例えば骨材のふるい分け試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １１０２）を用いて計測された粒径の平均値を指す。
【００２８】
離型剤５２の素材は、加熱プレス（例えばリヒートプレス）で使用される金型への癒着を抑制できる限り、特に限定されない。このうち、ガラスの熱間成形にて慣用されている点で、離型剤５２はＢＮ（窒化ホウ素）の粒子を含むことが好ましいが、ガラスの組成に応じ、ＢＮ（窒化ホウ素）以外の離型剤を用いてもよい。
【００２９】
本実施形態の製造システム１０は、図示しない緩衝材供給手段を更に備え、この緩衝材供給手段によって容器２１に緩衝材５１が供給される。ただしこれに限られず、作業者が手作業で緩衝材を容器２１に加えてもよい。これにより、ガラス塊５０及び離型剤５２の擦り合わせが緩衝材５１の併存下で行われるため、擦り合わせ時におけるガラス塊５０の破損が抑制され、歩留まりを向上できる。なお、緩衝材５１の組成は特に限定されないが、ガラス塊５０の破損をより抑制できるよう、緩衝材５１はガラス塊５０よりも適宜柔らかいことが好ましく、例えば、樹脂又はプラスチック（例えば、ポリエチレンテレフタレート）製の粒子を含むことが好ましい。また、緩衝材の形状も特に限定されないが、ガラスと接触した際の衝撃を低減できるよう、滑らかな形状、例えば球、楕円球、略円柱形状等であることが好ましい。
【００３０】
緩衝材５１は、第１篩３１の第１目開きより小さい第３平均サイズを有する。これにより、緩衝材５１は第１篩３１を通過するため、第１篩上に残留する加熱プレス用ガラス５３から分離することができる。なお、図１に示されるように通常は緩衝材５１が離型剤５２よりも大きい場合が想定されるが、これに限られず、離型剤５２が緩衝材５１よりも大きくてもよい。つまり、第３平均サイズは、通常１〜２ｍｍ程度であってよいが、これに限られるものではない。
【００３１】
本実施形態のようにガラス塊５０、緩衝材５１、離型剤５２を混合する場合、その混合量比は、ガラス塊の大きさ、表面積及び表面状態、緩衝材及び離型剤の種類に応じて変動させてよい。市販のデジタルカメラ等に使用されるレンズ用のガラス材料の場合、ガラス塊１００質量部に対し、緩衝材５１を好ましくは３０〜８０質量部、より好ましくは４０〜７０質量部、最も好ましくは５０〜６０質量部程度の比で混合する。また、離型剤５２は、ガラス塊１００質量部に対し、好ましくは０．０１〜１質量部、より好ましくは０．０５〜０．８質量部、最も好ましくは０．１〜０．５質量部程度の比で混合する。
【００３２】
本実施形態では、第１素材としてガラス塊を用い、第２素材として離型剤を用いたが、これに限られるものではなく、任意の組み合わせが本発明で使用できる。他の素材を用いた場合、離型剤付着装置２０は付着装置を構成することになる。
【００３３】
（分離装置）
分離装置３０は第１篩３１及び第１受け部材３５を有し、これら第１篩３１及び第１受け部材３５は、粉粒体が流通可能な流通経路の上流から順に、この順番で配置されている。
【００３４】
ここで、第１篩３１は、第１平均サイズと、第２平均サイズ及び第３平均サイズとの間の第１目開きを有する。これにより、第１平均サイズを有する加熱プレス用ガラス５３（加熱プレス用ガラス５３は、離型剤の付着により理論的にはガラス塊５０よりも僅かに大きいはずであるが、第１平均サイズを有するものとみなしてよい）は第１篩３１上に残留する一方、第１平均サイズよりも小さい緩衝材５１及び離型剤５２は第１篩３１を通過し、第１受け部材３５に回収される。
【００３５】
このようにして、離型剤５２が表面に付着され、且つ残留の緩衝材５１及び離型剤５２から分離された加熱プレス用ガラス５３には、加熱プレスが施され、ガラス成形体が製造されることになる。他方、加熱プレス用ガラス５３から分離された離型剤５２は、図示しない再供給手段によって離型剤付着装置２０の容器２１に供給され、再利用されることが好ましい。同様に、加熱プレス用ガラス５３から分離された緩衝材５１も、図示しない再供給手段によって離型剤付着装置２０の容器２１に供給され、再利用されることが好ましい。ここで、緩衝材５１と離型剤５２との再利用は、互いに混合した状態で行ってもよいし、別々に行ってもよい。本実施形態では、分離された離型剤５２及び緩衝材５１の双方を再利用しているが、これに限られず、一方のみであってもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、設備の簡素化の観点から、緩衝材５１及び離型剤５２を分離しないまま容器２１へ供給しているが、これに限られない。つまり、緩衝材５１の第３平均サイズと離型剤５２の第２平均サイズの間の第２目開きを有する第２篩を、流通経路の第１受け部材３５の下流に設けることで、この第２篩上に残留する緩衝材５１と、緩衝材５１を通過する離型剤５２とを分離してもよい。これにより、緩衝材５１及び離型剤５２それぞれの容器２１への供給量を正確に調節できる。
【００３７】
本明細書における流通経路は、粉粒体が流通（ここで流通には、粉粒体の自然な移動（例えば落下）のみならず、人為的な搬送も含まれる）可能な空間を有している限りにおいて、仕切り形成された空間（例えば、包囲部材で包囲されている）を有していても有していなくてもよく、また、全体が一体化されていても分断されていてもよい。
【００３８】
本実施形態では、設備の簡素化の観点から、第１篩３１の下方に第１受け部材３５を配置し、第１篩３１を通過した緩衝材５１及び離型剤５２が３５へと自然落下する構成を採用している。このため、落下衝撃による緩衝材５１及び離型剤５２の損傷を抑制するよう、第１篩３１及び第１受け部材３５の間隔を調節することが好ましい。また、第１篩３１を振動させる振動手段を設けることで、篩い分けを迅速化してもよい。なお、第１篩３１はガラス塊５０と緩衝材５１及び離型剤５２とを分離できればよく、網状物、或いはプラスチック等の平板に穴を開けたものであってもよい。
【００３９】
［加熱プレス用ガラスの製造方法］
本発明の一実施形態に係る加熱プレス用ガラスの製造方法を、以上の製造システム１０を用いて行う場合を中心に説明する。
【００４０】
まず、容器２１内にガラス塊５０、離型剤５２、及び緩衝材５１を供給し、ガラス塊５０及び離型剤５２を容器２１内で擦りあわせる。これにより、ガラス塊５０及び離型剤５２を容器２１内で擦りあわせることで、ガラス塊５０の表面に離型剤５２が付着した加熱プレス用ガラス５３を作製する（離型剤付着工程）。ここで、擦り合わせを緩衝材５１が併存した状態で行うため、離型剤付着工程におけるガラス塊５０の損傷が抑制され、歩留まりを向上できる。
【００４１】
このようにして作製された加熱プレス用ガラス５３を加熱プレス（例えばリヒートプレス）することで、光学素子等に有用なガラス成形体を製造できる。このガラス成形体からなる光学素子を用いて光学機器を製造することも好ましい。
【００４２】
本実施形態のように、容器２１に振動手段としての突起及び振動源２３を設け、これら突起及び振動源２３によって容器２１を振動させることで、ガラス塊５０に離型剤５２を付着することが好ましい。これにより、ガラス塊５０の破損を抑制しつつ離型剤５２の付着を行うことができる。また、振動手段に限らず機械的手段を用いて擦りあわせを行うことで、加熱プレス用ガラス５３の製造を安価且つ大規模に実施できる。
【００４３】
ここで、緩衝材としては、樹脂又はプラスチック製の粒子を用いることが好ましい。これにより、ガラス塊５０の破損をより抑制できる。また、離型剤としては、慣用の離型剤、例えば窒化ホウ素の粉末を用いることが好ましい。
【００４４】
本実施形態では、第１素材としてガラス塊を用い、第２素材として離型剤を用いることで、加熱プレス用ガラスを製造したが、これに限られるものではなく、任意の組み合わせが本発明で使用できる。つまり、任意の第１素材の表面に第２素材を付着させる方法も、本発明に包含される。
【００４５】
次に、容器２１内の物体群（緩衝材５１、離型剤５２、及び加熱プレス用ガラス５３）を、第１平均サイズと、第２平均サイズ及び第３平均サイズとの間の第１目開きを有する第１篩３１に通すことで、加熱プレス用ガラス５３と、離型剤５２及び緩衝材５１とを分離する（分離工程）ことが好ましい。
【００４６】
加熱プレス用ガラス５３から分離された離型剤５２及び／又は緩衝材５１は、特に限定されないが、廃棄量低減の観点から、上記の離型剤付着工程で再利用することが好ましい。このとき、離型剤５２と緩衝材５１とは分離しても、分離しなくてもよい。
【００４７】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、図１に示される各材料の移送、供給、投入等は、機械的に行われてもよいし、人為的に行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る加熱プレス用ガラスの製造システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  製造システム
２０  離型剤付着装置
２１  容器
２３  振動源（擦手段）
３０  分離装置
３１  第１篩
３５  第１受け部材
５０  ガラス塊
５１  緩衝材
５２  離型剤
５３  加熱プレス用ガラス
【図１】
2010053007.tif 000003