(57)【要約】【課題】熱成形によって成形された特に中空ガラス体のガラス壁における歪みあるいは壁厚変動を防止する。  【解決手段】熱成形を真空成形法あるいは真空深絞り成形法を用いて実施する。この方法によって製造された中空ガラス体及び中性微子検出機用測定体スリーブについても開示する。この測定体スリーブを用いることにより、測定を妨げる可能性のある歪みあるいは壁厚変動は生じない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空深絞り成形法を用いることを特徴とする硼珪酸平板ガラスの熱成形方法。
【請求項２】
前記硼珪酸平板ガラスが硼珪酸フロートガラスであることを特徴とする請求項１項記載の方法。
【請求項３】
前記硼珪酸フロートガラスの線熱膨張係数が３．３×１０−６／Ｋであることを特徴とする請求項２項記載の方法。
【請求項４】
ａ）成形対象製品の最終形状に切り取られたガラス板を作製する工程と、
ｂ）前記最終形状の硼珪酸ガラス板を予め加熱された真空成形型中へ定置する工程と、
ｃ）前記硼珪酸ガラス板を粘性状態になるまで加熱する工程と、
ｄ）前記硼珪酸ガラス板の下方の前記予め加熱された真空成形型を真空にして前記粘性状態まで加熱された硼珪酸ガラス板を前記予め加熱された真空成形型の形状へ適合させる工程と、
ｅ）前記工程ｄ）における処理を行った後に前記硼珪酸ガラス板から成形されたガラス体を冷却する工程から構成される請求項１項記載の方法。
【請求項５】
前記硼珪酸平板ガラスが硼珪酸フロートガラスであることを特徴とする請求項４項記載の方法。
【請求項６】
前記硼珪酸フロートガラスの線熱膨張係数が３．３×１０−６／Ｋであることを特徴とする請求項５項記載の方法。
【請求項７】
前記硼珪酸フロートガラスがＢＯＲＯＦＬＯＡＴ（登録商標）ガラスであることを特徴とする請求項５項記載の方法。
【請求項８】
硼珪酸平板ガラスの真空深絞り成形法を用いた熱成形加工によって製造され及び歪み及び壁厚変動のないことを特徴とする中空ガラス体。
【請求項９】
請求項８項記載の中空ガラス体から成ることを特徴とする中性微子検出機用測定体スリーブ。
【請求項１０】
ａ）成形対象生産の最終形状に切り取られた硼珪酸ガラス板を作製する工程と、
ｂ）前記最終形状の硼珪酸ガラス板を予め加熱された真空成形型中へ定置する工程と、
ｃ）前記硼珪酸ガラス板を粘性状態になるまで加熱する工程と、
ｄ）前記硼珪酸ガラス板の下方の前記予め加熱された真空成形型を真空にして前記粘性状態まで加熱された硼珪酸ガラス板を前記予め加熱された真空成形型の形状へ適合させる工程と、
ｅ）工程ｄ）における処理後に前記硼珪酸ガラス板から成形された中空ガラス体を冷却する工程から構成される硼珪酸平板ガラスの真空深絞り成形法を用いた熱成形加工によって製造され、及び歪み及び壁厚変動のないことを特徴とする中空ガラス体。
【請求項１１】
前記硼珪酸ガラス板に線熱膨張係数が３．３×１０−６／Ｋである硼珪酸フロートガラスが含まれることを特徴とする請求項１０項記載の中空ガラス体。
【請求項１２】
測定体スリーブが請求項９項記載の中空ガラス体から成ることを特徴とする中性微子検出器用測定体スリーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平板ガラス、特に硼珪酸ガラスから成るフロートガラスの熱成形方法に関する。本発明はさらに、該方法を用いて製造される中空ガラス体、及び該ガラス体の中性微子検出器中における測定体スリーブとしての使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
硼珪酸ガラスは、一般的にＳｉＯ２を７０〜８０％、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）を７〜１３％、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏを４〜８％、さらに酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を２〜７％含む硼酸含有珪酸ガラスである。かかる組成をもつガラスは典型的には化学作用及び温度差に対して高耐久性である。そのため、このようなガラスは主として化学産業において実験室装置及び製薬装置等のみならず、家庭用の耐熱性調理器具あるいは台所器具にも利用されている。
【０００３】
硼珪酸ガラスを含む平板ガラスは垂直及び水平圧伸成形加工によって製造することができる。しかしながら平板ガラスの成形にはフロート加工が特に重要である。フロート加工による成形により極めて表面が滑らかで光学品質の均質な厚さをもつ硼珪酸ガラスを製造することが可能である。例えば、商品名ＢＯＲＯＦＬＯＡＴ（登録商標）で知られる硼珪酸ガラスは高品質な硼珪酸フロートガラスとして公知である。
【０００４】
硼珪酸ガラスはＵＶ透過性に優れる他に、ガラス組成に従って相違する線熱膨張性が極めて小さい。通例としてガラスの名称には熱膨張係数をそれぞれ表す特性値が付与される。例えば、典型的な硼珪酸ガラス３．３またはＢＯＲＯＦＬＯＡＴ（登録商標）３３の場合、線熱膨張係数は３．３×１０−６／Ｋである。
【０００５】
圧伸成形された硼珪酸平板ガラスあるいは硼珪酸フロートガラスは、さらに加工されて別のガラス製品を製造するために用いられる典型的半完成品である。かかる更なる加工においては平板ガラス片の熱成形がしばしば必要とされる。
【０００６】
これまで伝統的な曲げあるいは吹き込み方法を用いて、例えば特にＢＯＲＯＦＬＯＡＴ（登録商標）ガラスを含む硼珪酸ガラスのような平板ガラス片が成形されてきた。伝統的曲げ方法では、珪酸または適当な金属から成る成形型を補助的に用いて重力作用を利用して成形が行われていた。このような公知の曲げあるいは吹き込み加工では成形されたガラス壁中に歪みあるいは壁厚の変動が生ずるため、成形されたガラス体の例えば測定体スリーブとしての使用が妨げられてきた。後続の冷却処理中に研削あるいは研磨等を行って改善あるいは修正する方策を採ることは猶可能であるが、作業が著しく増大し、そのためにコストも増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した欠点のない硼珪酸平板ガラス熱成形方法を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明はさらに、歪みあるいは壁厚変動のない中空ガラス体または半完成品、特に測定体スリーブを提供することを別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明において硼珪酸平板ガラスの熱成形は、真空（減圧、低圧）深絞り成形法を用いて実施される。
真空深絞り成形法は、軟化したガラス塊がその均質な厚さスペクトルを変化させることなく、平板ガラスを粘性状態のまま成形して真空成形型の形状へ適合させることができる点で有利である。そのため、ガラス壁中の歪みあるいは壁厚の変動が生ずることを防止することが可能である。また、本発明方法によれば、上述した従来のガラス製造機またはガラス製造装置を用いた曲げ方法あるいは吹込み方法では不可であった硼珪酸ガラス、特に中空ガラス体の極めて均質な成形が容易となる。
【００１０】
前記真空深絞り成形法によって得られた成形製品、特に中空ガラス体は、その製造出発材料と同程度の光学特性を保持している。
【００１１】
本発明に従った真空深絞り成形方法には好ましくは下記工程が含まれる。
ａ）硼珪酸ガラス板を対象成形製品の最終形状またはサイズに切り取る工程、
ｂ）最終形状に切り取られた硼珪酸ガラス板を予め加熱した真空成形型中へ定置する工程、
ｃ）硼珪酸ガラス板を粘性状態になるまで加熱する工程、
ｄ）前記粘性状態まで加熱された硼珪酸ガラス板を前記予め加熱された真空成形型の形状へ適合させまたはそれと同一形状とするために、硼珪酸ガラス板の下方の前記予め加熱された真空成形型を真空にする（減圧する）工程、及び
ｅ）前記硼珪酸ガラス板から成形されたガラス製品、特に中空ガラス体を冷却する工程。
【００１２】
この方法によって硼珪酸平板ガラスからの成形ガラス体、特に中空ガラス体の製造が容易となる。
【００１３】
前記真空成形型の成形型材料には炭素を０．２〜０．２５％含むクロムニッケル鋼が用いられる。この成形型材料は８００℃以上の成形温度においても高い成形型安定性をもつことを特徴とし、成形型へのガラスの付着を起こすこともない。成形型の形状は、真空圧伸成形加工中にガラス表面を傷つけることなくガラスの均質な下向あるいは下方圧伸が起こるように設計される。もし成形型の表面がコストを要する作業工程を経て高度に研磨されているならば、ガラス表面に生ずる欠陥は最小限に抑えられる。
【００１４】
一定の大きさに加工された円形板（板）を予め加熱されたスチール成形型中へ入れ、それらを一緒にオーブン中へ移す。これによって均質な下方圧伸処理が確実に行われ、ガラス全面に亘って均質な厚さが確保される。
【００１５】
ガラス温度は温度センサ（高温計）を用いて継続的にモニターされる。
【００１６】
前記真空深絞り成形において用いられる０．１〜０．６バールの低圧（真空）はバルブを用いて適切に制御される。
【００１７】
成形変形加工が終了した際には、成形されたガラス製品は成形型から真空あるいは吸引を用いて取り出される前に成形型中に一定時間留めておかなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に従った方法の実施態様においては、好ましくは硼珪酸フロートガラスが前記硼珪酸ガラスとして用いられ、特に市販のＢＯＲＯＦＬＯＡＴ（登録商標）ガラスが用いられる。
【００１９】
本発明に従った方法のこれらの実施態様においては、特に硼珪酸ガラスから外面及び内面が極めて滑らかな中空ガラス体が製造される。このような滑らかな面はミラー及びｎｍ及びμｍ範囲のコーティングのための基体面として最も適するものである。
【００２０】
本発明に従った方法のさらに別の実施態様において線熱膨張係数が３．３×１０−６／Ｋである硼珪酸ガラスが用いられる場合、成形されるガラス製品、特に中空硼珪酸ガラス体にはとりわけ耐熱性及び／または温度安定性との関連においてさらに用途が拡がる可能性が生ずる。
【００２１】
本発明に従って硼珪酸ガラスが加工される場合、該硼珪酸ガラスは新たに要求されている用途に利用可能である。第一に、本発明に従って成形されたより大型の中空ガラス体の管及び遷移ガラス等の部品を真空密閉及び耐圧方式で任意の金属と結合させて優れたガラス吹き込み及び加工を行うことが可能である。
【００２２】
例えば特に有利に中性微子検出器用のスリーブの製造が可能である。かかる測定体にはＵＶ透過性に優れる材料が必要とされる。同時に、前記スリーブ体は８バールまでの圧力に耐えられ、またその全体に亘って均質な壁厚を有するものでなければならない。
【００２３】
前記電子測定装置への結合はスリーブ中に密閉状態とされるように行われるべきであり、かかる方式の結合によって圧力ロス及びガス消失が防止される。
【００２４】
このような要求は、測定体スリーブが誤った測定結果を生ずる可能性のある要因に干渉することなく実放射スペクトルにおける必要な放射透過性を保証するものであることから、本発明に従った技術的方法を用いて製造された中空硼珪酸ガラス体を用いることによって満たされる。
【００２５】
上記において本発明は平板硼珪酸ガラスの熱成形方法、同方法により製造される中空ガラス体、及び同ガラス体の中性微子検出器中の測定体スリーブとしての使用として具現化されて説明及び記載されているが、本発明の精神からまったく逸脱することなく本発明へ種々の変更及び変形を加えることが可能であることから、本発明を上述した詳細へ限定する趣旨ではない。
【００２６】
本発明要旨は、さらなる分析を必要とせず、上記説明によって十分開示されているから、第三者は、最新の知識を適用することにより、先行技術の見地に立って本発明の全般的あるいは特定の態様の必須な特徴を明らかに構成している特徴を漏らすことなく本発明を種々用途へ容易に適合させることが可能である。
【外国語明細書】
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