專利名稱：成形品的制造方法、密封部件以及包括其的成形裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過熱懸垂成形方法的成形品的制造方法，以及使用該制造 方法得到的密封部件以及成形裝置。
背景技術：
作為眼鏡片用玻璃模的成形方法，采用了按希望獲得的面形狀應用不同 的磨削程序、成形出具有相應面形狀的母模的方法，例如使用通過機械磨削 研磨法、機械磨削法或放電加工等電加工方法制作的耐熱性母模，使玻璃厚 板與之接觸并加熱軟化，來轉(zhuǎn)印母模的面形狀的方法。
近年來，由于加入了軸對稱的非球面透鏡設計，追求輕薄化的多焦點眼 鏡片的需求正在增加。因此，作為獲得這樣的復雜形狀眼鏡片的模具的成形
方法，提出了熱懸垂成形法(特開平6-130333號公報，特開平4-275930號公 報)。

發(fā)明內(nèi)容
熱懸垂成形法是，在模具上面承載包括如玻璃等熱軟化性物質(zhì)的成形原 材料，通過將溫度加熱到其軟化點以上的溫度，軟化成形原材料而與模具粘 合，由此，將模具的形狀轉(zhuǎn)印在成形原材料的頂面上，制造具有所希望的面 形狀的成形品。例如在成形用于眼鏡片的鑄模的情況下，成形原材料的頂面 成為用來形成光學功能表面的面，因此要求高的表面精度。
本發(fā)明的目的在于提供制造成形品的方法，在通過熱懸垂成形方法中， 高精度成形成形原材料的頂面，所述成形品具有所希望的表面形狀。
傳統(tǒng)的熱懸垂成形方法中，在成形過程中，有時在載置于成形模具上的 成形原材料的頂面上，飛散、混入空氣中的灰塵或電爐內(nèi)的爐灰等異物。但 是，即便很少量的異物混入在上述頂面上，也成為了降低表面精度的原因。 為了防止異物的混入，也考慮了整個成形工藝在清潔間內(nèi)進行，但若要設置一種能夠容納電爐的清潔間，則大幅度增加制造成本，故不優(yōu)選。因此，本 發(fā)明者們反復進行研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，為了防止異物混入成形原材料的頂面， 使用密封部件來密封成形模具的成形面?zhèn)乳_放部，由此不用增加制造成本， 且可成形高精度的成形原材料頂面，由此完成了本發(fā)明。
本發(fā)明提供一種成形品的制造方法，該方法包括通過在成形模具的成 形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生 變形的溫度，通過將該成形原材料的底面粘合在所述成形面上，使得所述成 形原材料的頂面成形為希望的形狀；其中，
將成形原材料設置在成形模具上，在通過密封部件將所述成形模具的成 形面?zhèn)乳_放部密封的狀態(tài)下進行所述成形。
本發(fā)明還提供一種密封部件，所述密封部件用于成形品的制造方法，所 述制造方法是通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原 材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料的底
面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形狀；
其中，所述密封部件用于密封成形模具的成形面?zhèn)乳_放部，所述成形模 具上設置有成形原材料。
本發(fā)明進一步提供一種成形裝置，所述成形裝置用于成形品的制造方 法，所述制造方法是通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成 形原材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料 的底面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形 狀；其中，所述成形裝置包括成形模具與本發(fā)明所述的密封部件，通過所述 密封部件在設置了成形原材料的成形模具的成形面?zhèn)乳_放部形成密封空間。 根據(jù)本發(fā)明，防止異物在成形過程中向成形原材料的頂面混入，可 以高精確度下成形為所希望的形狀的成形品。
具體實施例方式
以下，詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明的成形品的制造方法，該方法包括通過在成形模具的成形面上 設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的 溫度，通過將該成形原材料的底面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材 料的頂面成形為希望的形狀；其中，將成形原材料設置在成形模具上，在通過密封部件將所述成形模具的成形面?zhèn)乳_放部密封的狀態(tài)下進行所述成形。 其中，本發(fā)明所指的"密封"是指，將內(nèi)部空間與外部空間隔離，使得灰塵 或灰土等異物不能進出的程度，但可以允許氣體的進出。加熱軟化了的成形原材料的表面，其活性非常高。成形步驟通常需要長 時間進行，在其間若是有空氣中的灰塵或電爐內(nèi)的爐灰等異物附著在成形原 材料的頂面上，則其粘合牢固，成形精度降低，甚至是不能形成光學面。相 對于此，本發(fā)明根據(jù)密封部件，將成形原材料的成形面?zhèn)乳_放部密封，在該 狀態(tài)下加熱軟化成形原材料而進行成形，因此可以防止上述異物的混入。此 外，使用如上所述的密封部件，其優(yōu)點是不用設置可容納電爐的大型清潔間 裝置。上述密封部件只要是能夠密封設置有成形原材料的成形模具的成形面 側(cè)開放部即可?；趫Dl說明如上所述的密封部件的一例。但是，本發(fā)明并 不限于圖l所示的方案。此外，在下述中主要說明密封部件為蓋部件的技術 方案，但本發(fā)明的密封部件并不限于蓋形狀。圖1是在成形面上載置成形原材料，在上部開放部上設置了蓋部件的成 形模具的示意圖。圖l(a)示出加熱軟化前的狀態(tài)，圖l(b)示出加熱軟化后的 狀態(tài)。而且，圖l所示的方案中，在蓋部件與成形模具之間設置環(huán)狀的保持 部件，保持部件外周的階梯部上的端面與蓋部件開口部端面相配合。當不使 用保持部件的情況下，在成形模具的外周部上設置用于保持密封部件的階梯 部，使該階梯部端面與密封部件開口部相配合。在圖1中示出的蓋部件為圓柱形狀的一部分，只有圓柱形狀的一側(cè)底面 開口，在內(nèi)部形成有空間。對于密封部件的尺寸沒有特別的限定，但從耐沖擊性和導熱效率方面考慮，厚度為1 5mm左右，內(nèi)部高度為5 100mm左右， 優(yōu)選為30 60mm左右。如圖1所示的蓋部件上形成有梯度部(段付(少部)，從梯度部到開口部的 側(cè)面的厚度，比從梯度部到開口部的頂面的側(cè)面的厚度薄。如上所述，通過 使密封部件的開口部端面的厚度薄，密封部件與保持部件(當不使用保持部 件的情況下為成形模具)之間的接觸面變小，由于密封部件自身的重量，給 予開口部端面的每單位面積的壓力變大，可以提高密封部件內(nèi)部的氣密性。此外，當使用圖1所示的保持部件的情況下，只要蓋部件的開口部端面的面 積小，則可以減少與保持部件的密封部件之間的接觸部的面積，可以實現(xiàn)持部件整體的小型化。由于通過保持部件的小型化而使保持部件的熱膨脹量 減少，從而可以提高密封部件的氣密性。
與成形模具或者保持部件相配合的密封部件的開口部端面，為了提高密 封性，優(yōu)選為光滑面。此外，為了使成形部件的熱分布均勻，與密封部件的 開口部相對的內(nèi)側(cè)頂面形狀與成形原材料頂面形狀相似，更優(yōu)選是與成形原 材料的頂面形狀相類似。此外，與蓋部件的開口部相對的內(nèi)側(cè)頂面優(yōu)選形成
情況下，設置在成形模具上的成形原材料上均勻地照射了來自密封部件的輻 射熱，可以提高成形原材料的熱分布的均勻性。但是，成形原材料的頂面形 狀根據(jù)項目的不同而異。在成形頂面形狀相互不同的多個成形原材料時，為 了確保熱分布的均勻性，密封部件的內(nèi)側(cè)頂面優(yōu)選為大致平面。進一步，密 封部件的內(nèi)側(cè)頂面的周邊部，如圖l所示，優(yōu)選是帶有倒角的形狀。當具有 一定棱角的情況下，在一部分上容易發(fā)生熱分布不均勻的現(xiàn)象，但如圖l所 示那樣，是具有倒角形狀時，可以使密封部件內(nèi)部的熱分布均勻。此外，當 蓋部件為使用陶瓷制造的情況下，具有棱角時，由于陶瓷自身的特性，容易 出現(xiàn)缺口，如上所述的帶有倒角的形狀時具有提高耐久性的效果。
通過將上述密封部件與成形模具或設置在成形部件上的保持部件相配 合，使密封部件的內(nèi)部與外部的氣氛相隔離。如上所述，通過密封部件內(nèi)部 的氣氛與外部相隔離開，不但可以防止灰塵或爐灰等異物的飛散、混入，也 可以得到照射成形原材料所處的氣氛的溫度分布的不均勻性以及急劇的溫 度變化的緩沖效果。根據(jù)現(xiàn)有熱懸垂成形方法，成形原材料設置在成形模具 上，與成形模具一起導入爐內(nèi)。但是爐內(nèi)部的溫度不均勻，很難在爐內(nèi)均勻 地加熱多個成形原材料。此外，爐溫變化直接影響了成形原材料，因急劇的 溫度變化，有可能發(fā)生應力變形的可能性。
于是，上述密封部件暫時保持外部的熱量，密封部件自身的溫度分布均 勻。因此，蓄積的熱量從密封部件向內(nèi)部放射。如上所述那樣，通過調(diào)整密 封部件的內(nèi)側(cè)頂面的形狀，控制了以密封部件的各個部作為熱源發(fā)射的熱量 均勻地照射在成形原材料上，可以均勻地加熱成形原材料。此外，爐內(nèi)的急 劇變化的溫度，通過密封部件而得到緩和，因此可以防止由急劇的溫度變化 所導致的應力變形等的發(fā)生。為了良好的進行成形原材料的加熱軟化，上述
密封部件的導熱率優(yōu)選為3~170W/mk，更優(yōu)選為90~120W/mk。上述密封部件優(yōu)選是由耐熱性優(yōu)異的陶瓷材料制成。作為陶瓷材料，例
如可以使用氧化鋁類(八1203)、鋁鈦類(Al203-Tic)、氧化鋯類(ZrO。、氮化硅 類(SisN4)、氮化鋁類(A1N)、碳化硅類等Si02、 A1203、 MgO為主成分的陶瓷。 在這里，"作為主成分"是指，上述組分占密封部件的組成成分的50質(zhì)量％ 以上。
作為密封部件的原材料，優(yōu)選的耐熱性材料為例如Si02、 A1203、 MgO 的含量為99%以上，其余為K20的陶瓷。
作為密封部件的材質(zhì)，第一優(yōu)選是滿足硬度(維氏硬度(匕'少力一X))為 7~24Hv、彎曲強度為400 2000MPa、楊氏模量為180-410GPa、線膨脹系數(shù) 4.30~10.8 x 10E-6、耐熱溫度750~850°C、密度為3.10~10.70g/cm3的材料。 第二優(yōu)選是滿足硬度(維氏硬度(匕'7力一X'))為7 15Hv、楊氏模量為 190 210GPa、線膨脹系數(shù)6.0 7.0x 10E-6、耐熱溫度775~825°C的材料。第 三優(yōu)選是滿足硬度(維氏硬度(匕、、7力一X))為9 15Hv、楊氏模量為 180 402GPa、線膨脹系數(shù)4.30-10.8 x 10E-6、耐熱溫度800°C的材料。進一 步，密封材料的原材料優(yōu)選是疏水性材料。
對于密封部件的制造方法，沒有特別的限定，例如通過陶瓷制造的蓋部 件的情況下，可以通過粉末冶金法進行制造。具體而言，將陶瓷粉末的顆粒 粉裝入作為蓋部件的鑄模的模具中，加壓成形。接著，將成形的陶瓷在高溫 下如1000。C以上的溫度(例如1550。C 1750。C)下加熱預定時間(例如10個小 時左右)，由此制造了陶瓷燒結(jié)體的蓋部件。其后，優(yōu)選對密封部件的開口 部端面進行光滑加工。關于光滑加工，沒有特別的限定，可以使用常規(guī)的倒
角法進行即可。例如，將成形制芯盤的平面型(総型夕、'^亇皿o平面夕^:7。)
安裝在加工裝置的下軸上，以大約200 300rpm的速度旋轉(zhuǎn)研磨，由此可以 得到光滑面。在光滑加工中，優(yōu)選給加工面供給(例如大致l-2L/分鐘)冷卻 用水。
當用陶瓷制造密封部件的情況下，優(yōu)選在上述密封部件的內(nèi)側(cè)頂面上， 實施防止粒子飛散加工。這是為了防止在成形過程中陶瓷微粒掉下而污染成 形原材料頂面。作為防止微粒飛散加工，可以使用涂布上釉、燒成的方法。 在上述的密封部件的制造步驟中，在加壓成形后、進行燒成前，通過將上釉 涂布在密封部件內(nèi)側(cè)的頂面上，然后通過燒成，使得上釉粘合在蓋部件的內(nèi)密封部件內(nèi)側(cè)頂面上進行。此外，通過后述的設置在成形模具上的通孔進行 抽吸，并成形的情況下，優(yōu)選是在密封部件的內(nèi)側(cè)頂面上進行防止微粒飛散 加工，在側(cè)面未實施防止微粒飛散加工而確保通氣性。上釉通常是用來給燒結(jié)物的表面帶來光澤的粘性物質(zhì)，其包含玻璃粒子。常用的上釉包括Si02、 A1203、 CaO、 MgO、 K20、 Na20、 Fe203、 Li20 等。在密封部件內(nèi)側(cè)頂面上涂布上釉，然后燒成至高于熔點的溫度，如此一 來，由于玻璃粒子熔融而在密封部件的內(nèi)面上形成涂層，通過該涂層，可以 防止來自成形原材料內(nèi)側(cè)頂面的陶瓷微粒的飛散。上釉可以使用具有比成形 原材料的加熱軟化溫度更高熔點的物質(zhì)，例如具有115(TC 1300。C的熔點物 質(zhì)。通過比成形原材料的加熱軟化溫度更高的熔點的上釉來形成的涂層，因 為在成形中不會熔融而被維持，因此發(fā)揮防止微粒飛散的效果，故優(yōu)選。作為設置成形原材料的成形模具，可以使用在熱懸垂成形方法中使用的 目前公知的成形模具。進而，在本發(fā)明中，優(yōu)選使用具有規(guī)定粗糙度的成形 面的成形^^莫具。通常情況下，在熱懸垂成形方法中使用的成形模具的成形面為，通過研 磨等方法進行拋光加工。但是，與成形原材料接觸的成形模具的成形表面為 如研磨面等的光滑面時，頻繁地發(fā)生與成形材料之間的熔合，在除去成形原 材料時損壞成形模具表面等，因此具有降低耐久性的可能性。相對于此，使 用一種具有規(guī)定粗糙度的成形面的成形模具，就可以防止與成形原材料之間 的熔合。關于這一點，基于圖2進行說明的。圖2示出加熱軟化前后的成形模具與成形原材料之間的接觸狀態(tài)的放 大示意圖，所述成形模具具有規(guī)定粗糙度的成形模具。如圖2所示，在規(guī)定 粗糙度的成形面上，進行軟化的同時，即便是在成形原材料的一部分上發(fā)生 熔合，也未在成形面的整個面上發(fā)生熔合，只限于在凸部的一部分上發(fā)生， 因此，成形原材料與成形模具的成形面的粘接強度不牢固。因此，容易從成 形模具除去成形原材料，可以防止成形模具以及軟化后的成形原材料的(成 型品)的損傷。但是，當成形面的粗糙度多大，則影響成形原材料頂面形狀， 不能得到所希望的面形狀?？紤]到以上幾點，可優(yōu)選使用的成形模具如下 例如，最大高度Rmax在0.1 100pm的范圍，局部封頂?shù)钠骄g隔S為0.01 1.00mm的范圍，且具有多個凹凸。上述的Rmax是指根據(jù)JISBO601-1982 中規(guī)定的表面粗糙度的定義測定得到的值。此外，上面所述的局部封頂?shù)钠骄g隔S是指根據(jù)JIS K7125中規(guī)定的定義測定得到的值。上述粗糙度最大 高度Rmax優(yōu)選在1~10pm的范圍，更優(yōu)選在3 9pm的范圍。上述局部封頂 的平均間隔S為0.01~0.1mm的范圍，更優(yōu)選為0.05~0.5mm。此外，上述成 形面的粗糙度是根據(jù)JIS BO601-1982中規(guī)定的表面粗糙度的定義測定得到 的數(shù)平均粗糙度Ra優(yōu)選在0.01 10|am的范圍，更優(yōu)選在0.1 lnm的范圍， 進一步優(yōu)選在0.3 0.9pm的范圍。只要是在上述的范圍內(nèi)，可以兼具防止熔 合與成形精度。
上述凹凸的高度以及間隔的測定，主要使用例如f 一 ， 一水乂 >公司 制造的7才一厶夕卩廿一7來進行。7才一厶夕卩廿一7是將紅寶石或鉆石 設置在測頭的尖端上，測頭的尖端與透鏡的表面接觸并移動，在掃描透鏡表 面而測定表面形狀。其測定掃描軌跡通常只是直線狀。只在部分表面上進行 測定，且測定掃描方向垂直于成形模具的成形面的凹凸。在測定結(jié)束后，從 測定得到的凹凸的高度和間隔，來分別分析并求出成形模具成形面凹凸高度 以及凹凸間隔。
上述成形模具可以通過在常規(guī)的熱懸垂成形方法中使用的目前公知成
形模具中所使用的原材料形成。但是，金屬對于軟化加工的最高溫度800。C 下的耐久性不夠，此外，熱膨脹率大，因此在80(TC附近的溫度變化下，由 于熱膨脹而形狀發(fā)生大變化。當變形量大時，成形材料與成形模具的接觸面 上，在冷卻時出現(xiàn)的收縮差而有可能破壞成形原材料或成形模具中的至少一 個。因此，在本發(fā)明的成形模具優(yōu)選使用，其熱膨脹系數(shù)與成形原材料相近， 且由耐久性優(yōu)異的耐熱性材料形成的模具。作為成形原材料的優(yōu)選的耐熱性 材料，可以舉出，在之前的適用于密封部件的材料中所記載的耐熱性材料。
上述具有表面粗糙度的成形面是，未進行研磨，而可以通過常規(guī)的切削 或研削加工來得到。上述成形面優(yōu)選是復雜曲面的形狀。因此，具有球面形 狀的研磨面的高精度的球面形狀成形原材料與復雜形狀模具之間，在成形原 材料的頂面上容易形成復雜曲面的光學面。若成形面為具有上述表面粗糙度 的成形面，不需要將成形面研磨成復雜曲面形狀的步驟，而可制得鏡面的復 雜曲面玻璃光學面。這對于成本以及產(chǎn)率方面具有很大的優(yōu)勢。
在本發(fā)明中，在成形之前，將包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料設置在成
形^^具的成形面上。作為所述熱軟化性物質(zhì)，可以使用玻璃。其中，無鉛類、
璲石類、鋇類、磷酸鹽類、含氟類、氟磷酸類等玻璃。作為玻璃材料原材料的組成成分，第一適合的玻璃例如含有Si02、 B203、 A1203,玻璃材料的組 成成分以摩爾百分比計為，Si02為45 85。/。，八1203為4~32%， Na20+Li20為 8~30%(其中，Li20占Na20+Li20的70%以下)，ZnO和/或F2的總量為 2~13%(其中F2<8%)， Na20+Li20/Al203為2/3-4/1， Si02+Al203+Na20+Li20+ ZnO+F2>^%。第二適合的玻璃例如玻璃材料的組成成分以摩爾百分比計為，Si02為 50~76%, A1203為4.8 14.9%， Na20+Li20為13.8~27.3%(其中，Li20占 Na20+Li20的70%以下)，ZnO和/或F2的總量為3~11%(其中F2<8%), Na20+Li20/Al203為2/3-4/1 ， Si02+Al203+Li20+Na20+ Li2O+ZnO+F2>90%。第三適合的玻璃例如含有Si02(47.8%), Al2O3(14.0%)， Na20(12.1%)， B203(%)， ZnO(6.0%)， F2(2%), MgO(2%)， LiO(16.1%), As2O3(0.3%)。第四適合的玻璃例如含有Si02(63.6%)， Al203(12.8%), Na2O(10.5%), B203(1.5%), ZnO(6.3%)， Li20(4.8%), As2O3(0.3%)， Sb2O3(0.2%)。為了提高玻璃的穩(wěn)定性、易于熔融、著色等，還可以在玻璃中添加不超 過10%的范圍內(nèi)的其他金屬氧化物，例如MgO、 PbO、 CdO、 B203、 Ti02、 Zr02或著色金屬氧化物等。此外，作為玻璃材料的其他特征，例如是熱特性變形溫度是460-483 °C、退火溫度為490 62rC,軟化點為610~770°C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為 510~665°C，屈服點(Ts)為535 575°C，比重為2.47~3.65(g/cm3)，折射率為 Ndl.52300~l.8061、熱擴散比率為0.3~0.4cm2*min,泊松比0.17~ 0.26,光 彈性常數(shù)2.82xlOE-12,楊氏模量6420 9000kgf/mm2，線膨脹系數(shù) 8~10xlOE-6/°C;更優(yōu)選為，變形溫度是460。C、退火溫度為490。C，軟化點 為650。C，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為485°C,屈服點(Ts)為535°C,比重為 2.47(g/cm3)，折射率為Ndl.52300、熱擴散比率為0.3576cm2*min,泊松比 0.214,光彈性常數(shù)2.82xlOE-12，楊氏模量8340kgf/mm2，線膨脹系數(shù) 8.5xlOE-6廠C。其中，本發(fā)明可以適用上述記載之外的玻璃，并不限于如上所述的范圍。 上述成形原材料可通過將熱軟化性物質(zhì)加工成所希望的形狀而制造得 到。成形原材料的加工可以采用目前公知的方法。成形原材料的形狀可為平 板狀、球狀、橢圓形狀、旋轉(zhuǎn)對稱形狀(托力克透鏡、非球面旋轉(zhuǎn)對稱折射 性透鏡)、復雜曲面形狀(漸增折射性透鏡、非球面旋轉(zhuǎn)對稱折射性透鏡)，優(yōu)選是在雙面上具有球面的研磨面的彎液面形狀。成形原材料的表面優(yōu)選為鏡面，其表面粗糙度優(yōu)選是，粗糙度最大高度Rmax0.04jim以下，算數(shù)平均粗 糙度Ra為0.005pm以下。成形原材料的粗糙度的下限值例如最大粗糙度 RmaxO.01 pm,算數(shù)平均粗糙度Ra為0.01 ^im。接著，如上所述那樣，通過密封部件將設置了成形原材料的成形模具的 成形面?zhèn)乳_放部密封，然后將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度。發(fā)生 變形的溫度是指，當成形原材料包括玻璃的情況下，優(yōu)選為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 (Tg)以上的溫度。加熱方法可以采用目前公知的方法，例如可以將成形模具 設置在電爐內(nèi)進行。控制電爐內(nèi)氣氛的溫度，使得成形原材料達到設定好的 溫度，由此可以將成形原材料加熱至所希望的溫度。如上所述那樣，在本發(fā) 明中，通過密封部件加熱成形原材料，因此能夠進行均勻的加熱。關于溫度 控制，在下述中詳細說明。如圖l(a)所示，在加熱之前，成形原材料底面與成形面之間，在其一部 分上存在間隙而未完全粘合。在這個狀態(tài)下，加熱成形原材料，則隨著軟化 成形原材料的流動性增加，如圖l(b)所示那樣，是與成形面粘合的狀態(tài)。而 且，在使用具有規(guī)定的粗糙度的成形面的成形模具的情況下，這里所說的"粘 合"并不是指，成形面原材料浸入至成形面表面的凹凸內(nèi)的狀態(tài)。在本發(fā)明中使用的所述成形模具上具有多個通孔，所述通孔自成形面貫 通到成形面相反側(cè)的面，上述成形時優(yōu)選通過所述通孔進行抽吸。如上所述， 在成形面上設置通孔而進行抽吸，由此可以縮短成形原材料的變形時間，可 以提高產(chǎn)率。此外，如圖2所示的放大示意圖，在使用表面上具有凹凸的成 形模具的情況下，即使是通過加熱軟化粘合了模具成形面與成形原材料底面 之后，在成形面與成形原材料之間也存在如圖2(b)所示的空間。通過形成所 述空間，可以達到如上所述的防止熔合的效果，但另一方面，在該空間中殘 留有空氣，形成儲氣罐(空気溜玄19),當儲氣罐滯留在成形面與成形原材料 之間，具有未能排出的空氣被封住的可能性。但儲氣罐使成形面與成形原材 料之間形成空間，有可能成為阻礙調(diào)整成形原材料形狀的主要原因，成形原 材料的形狀是通過成形原材料與成形面的接觸來進行調(diào)整的。因此，在通過 使用具有如上所述的規(guī)定粗糙度的成形面的情況下，在成形面上設置通孔以 進行抽吸，由此除去儲氣罐而優(yōu)選。但是，當密封部件的密封性過高，則具 有空吸泵的脈沖變得不勻的可能性。進而，使用空吸泵抽吸，直至達到抽吸力極限之后，有時不能由通孔進行抽吸。因此，在成形面上設置通孔進行抽 吸的情況下，為了控制抽吸時的流量，以使得空吸泵的脈沖平緩，優(yōu)選使用 具有規(guī)定通氣性的密封部件。使用具有規(guī)定通氣性的密封部件，當密封部件 內(nèi)部變成一定的負壓時有外部空氣導入，因此密封部件內(nèi)部成為過負壓，防 止了停止抽吸的發(fā)生。此外，對于導入密封部件內(nèi)部的外部氣體來說，由于 密封部件起到過濾器的作用，防止了塵?；蚧覊m等異物的混入，因此對于外 部氣體的清潔度是不存在問題的。如上，為了保證規(guī)定的通氣性，密封材料優(yōu)選是由多孔材料構(gòu)成，其氣孔率為5~80%，更優(yōu)選為30~40%。此外，如上所述那樣，進行防止粒子飛散加工時，通過只在密封部件內(nèi)側(cè)頂面實施該處理，可以維持側(cè)面的通氣性。 根據(jù)本發(fā)明的成形品的制造方法，在制造眼鏡片用鑄?；蛘哞T模的一部 分時，在使用具有通孔的成形模具的情況下，在粘合成形模具的成形面與成 形原材料時，通孔的成形面?zhèn)乳_口的設置位置優(yōu)選與位于成形原材料底面的 所述眼鏡片的折射率測定部相當?shù)奈恢孟嗷ゲ恢丿B。所述鑄模可以用于制造眼鏡片，具體而言，將兩塊鑄模安裝在環(huán)狀墊圏 上，在由鑄模與墊圈形成的腔內(nèi)注入透鏡原料液，然后進行聚合而制備得到。 一般情況下，用于該方法的成形模具的設計是按照以下的順序進行的，決定 眼鏡片的面形狀(決定設計值)-將眼鏡片的設計值轉(zhuǎn)換為鑄模的面形狀(決 定鑄模的設計值)—鑄模的設計值轉(zhuǎn)換為成形模具的面形狀。各個轉(zhuǎn)換可以 采用常規(guī)的方法。通過上述順序決定面形狀，使用具有這種面形狀的成形模 具制造鑄模，位于該鑄模的腔內(nèi)部的面的形狀轉(zhuǎn)印在眼鏡片上，由此可以形 成光學功能面。但是，對于成形的鑄模上，發(fā)生通過通孔抽吸導致的預料之 外的變形，會變成與設計值為不同形狀的光學功能面。關于眼鏡片而言，對 光學特性的影響最大的位置為折射率測定基準點。當該部分的面形狀大大地 偏離了設計值，則獲得具有所希望的折射率的眼鏡片變得困難。因此優(yōu)選在 鑄模表面的、轉(zhuǎn)印到眼鏡片上而形成折射率測定基準點的位置上，為了防止 上述變形的發(fā)生，在粘合成形模具的成形面與成形原材料時，通孔的成形面 側(cè)開口的設置位置優(yōu)選與位于成形原材料底面的所述眼鏡片的折射率測定 部相當?shù)奈恢孟嗷ゲ恢丿B。從而，可以得到在相當于折射率測定基準點的位 置上，沒有發(fā)生因抽吸引起的變形的眼鏡片用鑄模(或者其一部分)，并且 通過使用這種鑄模，可以得到具有所希望的光學特性的高品質(zhì)眼鏡片。當成形原材料成形為成形品(鑄?；蚱湟徊糠?時，在該鑄模中，成形原材料的 頂面(與成形面粘合的面為相反側(cè)的面)被轉(zhuǎn)印到眼鏡片上。所述成形原材料的底面的"相當于折射率測定基準點的位置"是指，在 得到的鑄模表面中轉(zhuǎn)印到眼鏡片的折射率測定基準點的部分，并與成形原材 料的頂面部分相對置的成形原材料的底面的部分。下面，說明關于眼鏡片的折射率基準點進行說明。一般情況下，眼鏡片的分類如下單焦點眼鏡片、多焦點眼鏡片和漸增 折射率眼鏡片。所述成形模具為可以用于制造任意種眼鏡片，但適于制造單 焦點眼鏡片以及漸增折射率眼鏡片，特別適于制造漸增折射率眼鏡片。關于折射率測定基準點，在JIST7315、 JIST7313,或JIST7330中有規(guī) 定。折射率測定基準點是，眼鏡片的物體側(cè)或眼球側(cè)的面上例如用直徑為 8.0 8.5mm左右的圓圍住的部分。對于單焦點眼鏡片來說，折射率測定基準 點位于透鏡表面的中央部。此外，漸增折射率眼鏡片和多焦點眼鏡片具有多 個折射率測定基準點。如下所述，漸增折射率眼鏡片大可分為通用漸增折射 率眼鏡片、中近漸增折射率眼鏡片、近近漸增折射率眼鏡片的三類。對于通 用漸增折射率眼鏡片和中近漸增折射率眼鏡片來說，存在遠用部測定基準點 和近用部測定基準點的兩個折射率測定基準點，對于近近漸增折射率眼鏡片 來說，存在兩個近用部測定基準點。通過成形品的制造方法II來制造鑄模(或 者其一部分)時，上述兩個折射率測定基準點相當?shù)奈恢蒙鲜褂貌痪哂谐尚?面?zhèn)乳_口的成形模具，其中，所述鑄模用來制造漸增折射率眼鏡片。關于漸增折射率眼鏡片，在JIST7315、 JIST7330中有概述。下面，關 于漸增折射率眼鏡片進行說明。漸增折射率眼鏡片是根據(jù)使用頻率分別將遠處、中間處、近處的視野區(qū) 域進行分配的透鏡。使用頻率高且經(jīng)常采用遠用領域的時候多，則對應遠處 重視、近處重視而進行設計。對應物距的視野寬度不同而用途也不同，可分 為通用漸增折射率透鏡、中近漸增折射率透鏡、近近漸增折射率透鏡的三大 類。也可稱為遠處重視類型、遠中重視類型。通用漸增折射率透鏡用于遠近 兩種，具有從遠處到近處均可看見的功能，但中間領域和近用領域的視野寬 度受到限制。通常情況下，遠近視野領域越寬，則中間領域中容易出現(xiàn)漸增 所特有的波動以及變形。中近漸增折射率透鏡通過限定遠用領域而具有寬的 中間領域和近用領域。遠用領域位于通用領域的上方，具有長的漸增帶，雖然很少出現(xiàn)漸增所特有的波動以及變形，但不適于看遠處。近近漸增折射率 透鏡是以近用領域為主，且沒有遠用領域，因此也可分類為單焦點透鏡。上 述的任意分類中的漸增折射率透鏡，都可以適用于通過本發(fā)明的制造方法制 造得到的成形品作為鑄模而制造得到的目標透鏡。漸增折射率透鏡是根據(jù)透鏡凹凸面上所設置的漸增因素，分為三類。第 一是，在凸面上設置了漸增面的凸面(外面)漸增折射率透鏡，第二是，在凹 面上設置了漸增面的凹面(內(nèi)面)漸增折射率透鏡，第三是，在雙面上分割設 置漸增因素的雙面非球面形漸增折射率透鏡(也稱為雙面復合漸增)。凸面漸增折射率透鏡是在凸面上具有漸增面，根據(jù)凸面的光學面表面形 狀形成漸增折射率。對于凹面漸增折射率透鏡，除了凹面與凸面之間區(qū)別， 其余相同。雙面非球面形漸增折射率透鏡是為了獲得凸面漸增折射率透鏡與凹面漸增折射率透鏡雙方的優(yōu)點而具有如下結(jié)構(gòu)的漸增折射率透鏡與漸增帶的長度相關的縱方向的折射率變化設置在凸面?zhèn)?，搖晃或變形相關的橫方向的 折射率變化設置在凹面?zhèn)?。?雙面復合漸增"面的外側(cè)與里側(cè)都不是漸增 面，而是由特殊的非球面構(gòu)成，這與傳統(tǒng)的"雙面漸增折射率透鏡"為不同 結(jié)構(gòu)的漸增折射率透鏡，傳統(tǒng)的"雙面漸增折射率透鏡"是，外側(cè)與里側(cè)同 時使用漸增面來分擔規(guī)定的加入度數(shù)。因為能夠組合應用透鏡的雙面，可以 擴大對于整個遠中近方位的清晰視野，特別是改善了透鏡周邊部的波動或變 形。對于任意一種的漸增折射率透鏡，均適于通過本發(fā)明的制造方法制造得 到的成形品作為鑄模，使用該鑄模制造的目標透鏡。 接著，關于上述通孔的設置進行說明。 上述通孔可以是一個，但優(yōu)選設置多個。對于形成在成形模具上的通孔的個^t，沒有特別的限定，可以適情況而定，例如具有80 100mm左右直徑 的成形面，可以在成形面上設置6~60個左右的通孔開口。此外，如圖3(a) 所示，多個通孔在成形面的整個面上以相同的間隔均勻設置。其中，如上所 述那樣，在成形面與成形原材料底面粘合時，在成形原材料底面的眼鏡片上 與折射率測定基準點相當?shù)奈恢?，?yōu)選該位置與成形面?zhèn)乳_口不重疊地設置 通孔。成形模具的通孔優(yōu)選是在至少成形面的周邊部設置，更優(yōu)選是比成形原材料的外徑更小的范圍內(nèi)，多個通孔設置在至少是雙重同心圓的圓周上。在這里，成形面周邊部是指，環(huán)繞成形面中心部的部分，成形面中心部是指，例如，從成形面中心到1/2半徑止的位置。在圖3(b)和(C)中，未在成形模具的成形面的幾何中心附近設置通孔，而是在成形面周邊部上設置通孔的一例。在這些情況下，通孔的成形面?zhèn)乳_口的設置位置優(yōu)選不與粘合成形模具的成形面與成形原材料時的成形原材料底面的所述眼鏡片的折射率測定部相當?shù)奈恢孟嘀丿B。進一步，在圖3(b)中，設置在周邊部的通孔是等間隔設置在多個同心圓上，在離中心近的位置，每 單位面積的通孔的數(shù)量少，隨著遠離中心的位置增加了每單位面積的通孔的 數(shù)量。即，通孔是從中心部向周邊部增加而設置(在中心附近設置少，在周 邊部設置多)。本發(fā)明者們進行研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如上所述那樣設置通孔， 特別是使用玻璃材料作為成形原材料時，可以保證準確的轉(zhuǎn)印性，同時，整 面范圍內(nèi)均勻進行熱軟化變形，可控制玻璃材料內(nèi)部的變形的發(fā)生。對于其 詳細理由雖未明確，但如下進行推測。關于玻璃材料的變形速度以及易變形性，其中心部最大，相反，對于周邊部而言，變形速度比較小，進而具有不易變形的性質(zhì)。如圖3所示那樣， 成形原材料的底面為凸面，模具成形面為凹面的情況下，玻璃材料的支撐部 分為玻璃材料的外周端部。此時，根據(jù)玻璃材料的成形面被支撐的周邊部， 在加熱軟化時難以發(fā)生移動，起到阻礙周邊部周圍因軟化引起的變形的作 用，外周部的變形速度變小，形狀也不易變形。另一方面，在中心部沒有支 撐部分，不存在阻礙軟化變形的原因。本發(fā)明者們明確了玻璃材料的變形從 中央部開始發(fā)生、依序波及到周邊部的事實。但是，玻璃材料的周邊部與中央部的變形溫度的差異是在玻璃材料的內(nèi) 部發(fā)生變形的主要原因。 一旦玻璃材料的中央部事先被熱軟化變形，周邊部 未發(fā)生變形，則玻璃材料的中心部與周邊部之間顯然要發(fā)生變形。進一步， 在周邊部的變形速度小以及變形不易性是降低轉(zhuǎn)印精度的主要原因。從而， 在模具成形面的周邊部多設置通孔，增強抽吸力在不易變形的周邊部的分 配，在容易變形的中心部配置少量的通孔，通過適當分配單位面積的抽吸力， 可以保證準確的轉(zhuǎn)印性，同時，整面范圍內(nèi)均勻進行熱軟化變形，可控制玻 璃材料內(nèi)部的變形的發(fā)生。如上所述，通過通孔的設置，控制玻璃材料在不 同位置的變形溫度、變形難易性的差異，可以提高玻璃形狀的轉(zhuǎn)印重復性。同時，如上所述，通過通孔進行抽吸，由此具有能夠縮短成形原材料的變形 時間，可提高產(chǎn)率的優(yōu)點。關于通孔的設置，依據(jù)成形原材料而可適當選擇。例如，加工對象的形狀如平均曲率在8力一:/以上等具有比較大的力一:T、時是適合使用圖3(b), 如平均曲率在5力一y以下等具有比較小的力一7'時是適合使用圖3(c)。另 外，如圖3(a)所示那樣，在整個面上均勻設置通孔的情況是，適合用于漸增 折射率透鏡等復雜曲面形狀的透鏡上。為了通過通孔進行抽吸的同時，以高精度進行成形，通孔的直徑、抽吸 時成形原材料的粘度、成形原材料的厚度、抽吸壓力優(yōu)選滿足下述式1。特 別是，如上所述那樣，在使用成形面的表面粗糙度大的成形模具時，通過通 孔的抽吸過量，則成形面的表面粗糙度或通孔的形狀，影響成形原材料的頂 面形狀，因此在進行抽吸時優(yōu)選是在滿足下述式1的條件下進行。此外，為 了平緩空吸泵的脈沖，在滿足下述式1的條件下進行抽吸，進而，優(yōu)選是使 用如上所述那樣具有適當?shù)耐庑缘拿芊獠考?。?shù)學式1式l具體而言，式l可以是下述式l-l。數(shù)學式2式1-1H — 2.0x10，) xio2(r)2上述式中，H為通孔的直徑(mm)、 V為抽吸時成形原材料的粘度(泊)、 T為成形原材料的厚度(mm)、P為抽吸壓力(mmHg/cm2)。其中1泊=0.1Pa s。 系數(shù)K為優(yōu)選為1.8 3.0 x l(T9)。具體而言，通孔的直徑為0.3~0.5mm,抽吸時玻璃原材料的粘度6.81 x 10+7 l，26x 10+8泊、玻璃原材料的厚度為4 7mm,抽吸壓力為80 120mm Hg/cm2(-1.0 x 104~1.6 x 104 Pa/cm2)。關于成形原材料的厚度，在成形過程中^f見為不變，在上述式l中，成形 原材料的厚度是成形開始前的厚度。在本發(fā)明中，基于上述式l,在加熱軟化時，通過熱電偶對成形原材料的溫度進行監(jiān)視，計算成形原材料的粘度， 且可設定抽吸壓力，此外，從使用的成形原材料的粘度特性求出的粘度與溫 度之間的關系，可設定抽吸壓力。在抽吸過程中的玻璃材料，因加熱而處于軟化狀態(tài)。本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)， 處于軟化狀態(tài)的玻璃的變形表現(xiàn)出與粘彈性體一樣的舉止。在此，優(yōu)選是考 慮了粘彈性變形特征下進行所述抽吸。下面，詳述以上所述的觀點。當玻璃材料的粘彈性變形的情況下，凹凸雙面的變形如下其中一面在 與成形面連接的方向上被壓縮，相反，另一面是被拉伸，^旦凹凸雙面中間存 在中立面，該中立面為在面的切線方向上既不壓縮，也未拉伸。從而，通常 在支持固定部分的粘彈性體的變形量小，變形速度也小。相反，離支撐部越 遠的部分表現(xiàn)出變形量大，變形速度快的傾向。例如，研究板狀粘彈性體的 形狀變化。為了明確粘彈性體中立面的變形量，特意選擇在不會斷裂的粘彈 性體的中立面作為研究對象。粘彈性體中立面的兩端被固定而支撐，施加如重力般恒定的力(V)的情況下，以支撐固定位置為原點，與原點之間距離 X與變形量w，可通過以下式知道。 式2w=VX2/2D* (L—X/3)其中，D為抗彎曲剛性模量(根據(jù)原材料而固定)，L為粘彈性體的截 面長度(固定值)。根據(jù)上述式2，粘彈性體的變形量在支撐部分為0,隨著遠離支撐部分 而按照二維曲線的規(guī)律變化。如上所述，成形原材料的底面為凸面，模具成 形面為凹面時，如下進行玻璃材料的載置支撐固定玻璃材料的周邊部，中 央部附近被分開。從而，玻璃材料發(fā)生粘彈性體的變形時，可預知在中央部 的變形大，進而周邊部的支撐固定部分的變形小。因此，玻璃材料具有只施 加對整體玻璃材料均勻地作用的重力時難以變形的部分，特別是支撐固定部 分難以變形。因此，本發(fā)明者們?nèi)缦路峙淞四＞叱尚蚊嫔系耐椎脑O置少 量設置在容易變形的中央部，在不易變形的玻璃材料的端部多設置，將抽吸 力多分配在周邊部上。即，中央部與周邊部的通孔的設置，如上述式2所示 那樣，中央部為最小，隨著接近周邊部而增加。此外，通孔的分布按照上述 式，與從中心的距離成比例，呈二次函數(shù)遞增。接著，基于圖4說明抽吸方法。圖4示出抽吸方法的一例。但本發(fā)明并不限于圖4所示出的方案。如圖4所示，將設置了成形原材料的成形模具402設置在抽吸臺403上。 通過抽吸臺403與空吸泵404進行抽吸。抽吸臺403為凹陷形狀的中空的板 狀臺，成形模具載置于凹陷的部分。成形原材料例如是耐熱鋼材(SUS310S )， 在抽吸臺上面的成形模具載置處，設置有吸氣口 407。進而，抽吸臺下面具 有排氣口，該排氣口是用來將抽吸的氣體運送到空吸泵，且連接到與空吸泵 相連的抽吸端子405上。所設置的抽吸壓力優(yōu)選滿足上述式1，例如可以是 8(M20mmHg(-1.0 x 104~1.6 x 104 Pa)。此外，如圖l所示，本發(fā)明還可設置保持部件，該保持部件設置在密封 部件和成形模具之間，以定位成形原材料的位置。從而正確的控制成形原材 料的載置位置，可提供表面精度。而且在上述密封部件的開口部設計成形原 材料的保持功能，也可將密封部件與保持部件形成為一體。例如，在密封部 件的內(nèi)側(cè)側(cè)面上設置突起部，該突起部與成形原材料的側(cè)面的至少 一部相接 觸的狀態(tài)下，將成形原材料設置在成形模具的成形面上，從而定位成形原材 料，可實現(xiàn)保持。而且，可以在整個保持部件內(nèi)周設置所述突起部，也可以 僅在其一部分設置所述突起部。例如，可以在保持部件內(nèi)側(cè)側(cè)面內(nèi)周上優(yōu)選 以等間隔設置三個以上的突出部。但是，為了進行準確的定位保持，優(yōu)選在 整個保持部件內(nèi)側(cè)側(cè)面的內(nèi)周以環(huán)狀形成。在本發(fā)明中，通過密封部件將設置了成形原材料的成形模具的成形面?zhèn)?開放部密封，然后將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度。發(fā)生變形的溫 度是指，當成形原材料包括玻璃的情況下，優(yōu)選為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上 的溫度。加熱方法可以采用目前公知的方法，例如可以將成形模具設置在電 爐內(nèi)進行?？刂齐姞t內(nèi)氣氛的溫度，使得成形原材料達到設定好的溫度，由 此可以將成形原材料加熱至所希望的溫度。對于溫度的控制，在下面詳細描 述。通過如上的加熱軟化，成形原材料的底面前端與成形面粘合。從而成形 面形狀轉(zhuǎn)印在成形原材料的頂面上，可以將成形原材料的頂面成形為所希望 的形狀。特別是在本發(fā)明中，優(yōu)選使用具有復雜曲面形狀的成形面的成形模 具。因此，通過組合使用具有球面形狀的研磨面的高精度球面形狀成形原材 料與復雜曲面形狀模具，可以在成形原材料的頂面上容易形成復雜曲面的光 學面。進一步，本發(fā)明涉及一種密封部件，所述密封部件用于成形品的制造方法，所述制造方法是通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成 形原材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料 的底面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形 狀；其中，所述密封部件用于密封設置了成形原材料的成形模具的成形面?zhèn)?開放部。本發(fā)明的有關密封部件的詳細描述，如上所述。本發(fā)明還涉及一種成形裝置，所述成形裝置用于成形品的制造方法，所 述制造方法是通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原 材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料的底 面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形狀。所 述成形裝置包括成形模具與本發(fā)明的密封部件，通過所述密封部件在設置了 成形原材料的成形^t具的成形面?zhèn)乳_放部形成密封空間。本發(fā)明的成形裝置 可以包括多組成形原材料與密封部件。在成形多個具有不同的頂面形狀的成 形原材料時，通過結(jié)合其內(nèi)側(cè)頂面與成形原材料的頂面形狀為大致相同的密 封部件，如上所述那樣可以提高熱分布的均勻性。這是適用于少量的多種類 型的生產(chǎn)。另一方面，在之前所述那樣，可以使用內(nèi)側(cè)頂面為大致平面的密 封部件。這不需要根據(jù)不同項目而組合對應的成形原材料，可以達到量產(chǎn)化， 故優(yōu)選。此外，如上所述，可以使用具有通孔的成形模具作為成形模具。這 里，本發(fā)明的成形裝置還可以包括用于減少密封空間壓力的吸引裝置。除此 之外，關于成形裝置的詳細描述如之前說明一樣。下面，對本發(fā)明的成形品制造方法的具體實施方式
進行說明。但，本發(fā) 明并不受以下實施方式的限制。首先，優(yōu)選的是在潔凈室內(nèi)設置成形模，使其成形面朝上。然后，在成形面周邊部和側(cè)面的梯度部嵌合保持部件。接著，沿保持部件將成形原材 料設置在成形面的指定位置。在水平方向上，由保持部件來支持固定成形原 材料側(cè)面上端部，另一方面在垂直方向上，成形原材料底面周邊部與成形才莫 成形面相接觸從而被保持固定。而且，成形原材料的與成形模接觸面一側(cè)的 中心部與模具成形面分開。相分開的距離，根據(jù)成形面原材料底面以及模具成形面的形狀而不同，^旦通常為約0.1 2.0mm左右。接下來，優(yōu)選的是加載密封部件，使其與保持部件嵌合。用密封部件 密封成形原材料后，將其從潔凈室轉(zhuǎn)移至電爐中，在電爐內(nèi)加載成形模、保 持部件、成形原材料和密封部件的組合，使用電爐進行熱處理。為了確實防止異物的混入，如上所述，優(yōu)選在潔凈室內(nèi)將成形原材料設置在成形模具上。 可以基于預先設定好的溫度程序在電爐內(nèi)實施溫度控制，進行熱軟化處 理。作為電爐，可以使用批處理型電爐或連續(xù)投料型電爐。先對批處理型電 爐進行說明。
批處理型電爐是一種裝置，其在較小的密閉空間內(nèi)設置被加工物，根據(jù) 預先設置的溫度程序來變化爐內(nèi)溫度。其具有多個傳感器，可以通過多個傳 感器進行溫度測定，來控制各加熱器，進行溫度管理。批處理型熱軟化爐的 內(nèi)部具有保持被加工物的支持部。而且，支持部可以在爐內(nèi)移動。通過支持 部的運轉(zhuǎn)，可以使爐內(nèi)的溫度分布不均平均化。
下面，對連續(xù)投料型電爐進行說明。
連續(xù)投料型電爐是一種具有如下結(jié)構(gòu)的裝置，其具有入口和出口，其通 過搬運器(- y《7—)等搬運裝置使被加工物在一定時間內(nèi)通過具有設定 溫度分布的電爐內(nèi)部，來進行熱處理。在連續(xù)投料型電爐中，考慮到生熱和 放熱，設置了多個加熱器和爐內(nèi)空氣循環(huán)控制裝置，由此可以實現(xiàn)爐內(nèi)部溫 度分布的均勻化。
可以采用PID控制來進行電爐內(nèi)各傳感器和加熱器的溫度控制。PID控 制是一種控制方法，其用于檢測程序設定溫度與實際溫度之間的偏差，并進 行調(diào)整使設定溫度與實際溫度之間的偏差為O(反饋)。PID控制在由偏差計算 輸出時是以"比例Proportional"、"積分Integral"、"微分Differential"的方 式求算的。PID控制的一般式如下PID控制的通式
必
P項
<formula>formula see original document page 23</formula>D項
—e = lim & a卜o
、A~
Ae = en-en-
丄(en-en-i) △f 、
所以
、
上式中，e為偏差，K為增益(角標為P的增益是比例增益、角標為I的 增益是積分增益、角標為D的增益是微分增益)，At為樣品時間(進樣時間、 控制周期)，角標n表示現(xiàn)在的時刻。
采用PID控制，可以根據(jù)歸因于投入的處理物的形狀、數(shù)量的熱量分布 變化，來高精度地對爐內(nèi)溫度進行控制。此外，電爐內(nèi)的搬運可以采用無滑 動方式(例如游梁)。
無滑動方式，溫度控制PID控制，測溫器，，f大制K熱電偶30水4 歹卜，最高使用溫度800°C,通常使用溫度590 650。C,內(nèi)部氛圍氣干燥 空氣(無油性粉塵(才"O夕'滅卜7 !i—))，氛圍氣控制在入口處為空氣幕、 在爐內(nèi)為空氣吹掃、在出口處為空氣幕，溫度控制精度±3°C,冷卻方法 空氣冷卻。當使用玻璃材料作為成形原材料時，可以通過加熱升溫使電爐內(nèi)的溫度 由室溫升溫至已超過玻璃化轉(zhuǎn)變點但尚未達到玻璃軟化點。優(yōu)選在不足玻璃 軟化點的溫度下保溫一定時間，然后緩慢將溫度降至室溫。
電爐內(nèi)的溫度控制是以一定時間為一個循環(huán)來進行的。
下面，說明溫度控制的一個例子，其使用玻璃材料作為成形原材料，并 以17個小時為一個循環(huán)。但，本發(fā)明并不受以下實施方式的限制。
爐內(nèi)溫度控制可以通過七個步驟進行。第一步驟為(A)預升溫步驟，第
二步驟為(B)快速加熱升溫步驟，第三步驟為(C)慢速加熱升溫步驟，第四步 驟為(D)恒溫保持步驟，第五步驟為(E)慢速冷卻步驟，第六步驟為(F)快速冷 卻步驟，第七步驟為(G)自然冷卻步驟。
在第一步驟(A)預升溫步驟中，在室溫附近的一定溫度保持卯分鐘。因 為這樣可以使玻璃材料各部分溫度分布均勻，能夠容易地重現(xiàn)熱軟化加工的 溫度控制引起的玻璃材料的熱分布。保持溫度可以是室溫左右(約20 30°C) 的任何溫度。
在第二步驟(B)快速加熱升溫步驟中，例如以4°C/min的速度加熱約卯 分鐘，使得溫度由室溫(例如25。C)升至[玻璃化轉(zhuǎn)變(以下也稱Tg)-50。C](以下 也稱T1)。在第三步驟(C)慢速加熱升溫步驟中，例如以2°C/min的速度加熱 約120分鐘，使得溫度由Tl升至[玻璃軟化點-約50。C](以下也稱T2)。在第 四步驟(D)恒溫保持步驟中，在溫度T2下保溫約60分鐘。
恒溫保持步驟中，對已在溫度T2下加熱的玻璃材料進行30分鐘的加熱。 再于溫度T2加熱30分鐘，在使用如上所述具有通孔的成形模具的情況下， 在后30分鐘中，可以同時進行自成形模具的通孔進行的抽吸處理。抽吸處 理是通過啟動設置在電爐外部的空吸泵來進行。如圖4所示，空吸泵404分 別連接在抽吸端子405、抽吸臺403和成形模具的通孔上。因此， 一旦空吸 泵進行抽吸，則負壓通過成形模具的通孔，抽吸載置在成形模具上的玻璃材 料。電爐以溫度T2加熱開始起過30分鐘后，通過規(guī)定的耐熱性母模的抽吸 口，例如以80~150mmHg(=1.0 x I04~1.6x 1()4pa)的壓力下抽吸。首先，啟動 爐外的空吸泵404,通過抽吸裝置405將中空結(jié)構(gòu)的抽吸臺的內(nèi)部成為負壓。 內(nèi)部為負壓的抽吸臺與成形模具的底面的通孔相通。成形模具底面的通孔貫 通至成形模具頂面的成形面，通過抽吸而產(chǎn)生負壓，通過該負壓抽吸承載在 成形模具上的玻璃材料。如上所述，通過通孔進行抽吸的情況下，優(yōu)選使用具有規(guī)定的通氣性的蓋部件。
一旦抽吸結(jié)束，則玻璃材料在成形模具上的熱軟化變形結(jié)束。在熱軟化
變形結(jié)束后，進行冷卻。在第五步驟(E)慢速冷卻步驟中，例如以rC/min的 速度冷卻約300分鐘，使得溫度降至(Tg-100。C)(以下也稱T3)，來固定軟化 引起的形狀變化。此外，該慢速冷卻步驟也包括消除玻璃偏差的退火因素。
接下來，在第六步驟(F)快速冷卻步驟中，例如以約1.5。C/min的速度進 行，使溫度降至約20(TC左右。軟化加工完畢的玻璃和成形模有可能因自身 熱收縮或?qū)囟茸兓臒崤蛎浵禂?shù)彼此不同而損壞。因此，優(yōu)選減小溫度變 化率，使得不至于出現(xiàn)損壞。
進而，當溫度降至200。C以下，則進行第七步驟(G)自然冷卻步驟。在(G) 自然冷卻步驟中，當溫度降至200。C以下，則采用自然冷卻冷卻至室溫。
軟化步驟完成，則玻璃材料底面與模具成形面之間彼此匹配。而另一方 面，玻璃材料頂面發(fā)生變形(這種變形與玻璃材料底面的形狀變形相應)，從 而形成希望的光學面。在通過以上步驟形成玻璃光學面后，將玻璃材料從成 形模上除去，可以獲得成形品。這樣獲得的成形品可以作為眼鏡片用模具使 用。特別是，在本發(fā)明的方法中，成形模成形面的面形狀高精度地轉(zhuǎn)印到成 形原材料頂面，因此，其適用于作為具有復雜面形狀的眼鏡片用模具的獲得 方法。作為這樣的眼鏡片用模具，可以列舉出漸增折射性透鏡。
工業(yè)實用性
本發(fā)明的可以適用于眼鏡片用鑄模的成形。


圖1是在成形面上載置成形原材料，在上部開放部上設置了蓋部件的成 形模具的示意圖。
圖2示出加熱軟化前后的成形模具與成形原材料之間的接觸狀態(tài)的擴 大示意圖。
圖3示出設置在成形模具的成形面上的通孔的具體例。 圖4示出抽吸方法的 一例。
權利要求
1.一種成形品的制造方法，該方法包括通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，以使將該成形原材料的底面粘合在所述成形面上，由此得到所述成形原材料的頂面成形為希望的形狀；其中，將成形原材料設置在成形模具上，在通過密封部件將所述成形模具的成形面?zhèn)乳_放部密封的狀態(tài)下進行所述成形。
2. 權利要求1所述的成形品的制造方法，其中，所述密封部件的熱傳 導率為3~170W/mk的范圍。
3. 權利要求l或2所述的成形品的制造方法，其中，所述密封部件由 陶瓷材料制成。
4. 權利要求3所述的成形品的制造方法，其中，所述陶瓷材料的氣孔 率為30~40%的范圍。
5. 權利要求1~4中任一項所述的成形品的制造方法，其中，所述成形 模具上具有多個通孔，所述通孔自成形面貫通到成形面相反側(cè)的面，所述制造方法中，上述成形時通過所述通孔進行吸引。
6. 權利要求5所述的成形品的制造方法，其中，所述吸引在通孔的直 徑、吸引時成形原材料的粘度、成形原材料的厚度以及吸引壓力的關系滿足 下述通式1的條件下進行數(shù)學式1 式l(尸)其中，H為通孔的直徑(mm)、 V為吸引時成形原材料的粘度(poise)、 T 為成形原材料的厚度(mm)、 P為吸引壓力(mmHg/cm2)、 K為任意的系數(shù)。
7. 權利要求3~6中任一項所述的成形品的制造方法，其中，在所述密 封部件的內(nèi)側(cè)頂面上實施了防止粒子飛散加工。
8. 權利要求1~7中任一項所述的成形品的制造方法，其中， 所述密封部件在內(nèi)側(cè)側(cè)面具有突起部；在所述突起部與所述成形原材料側(cè)面的至少 一部分在相接觸的狀態(tài)下，將所述成形原材料設置在成形模具的成形面上。
9. 權利要求1~8中任一項所述的成形品的制造方法，其中，所述密封 部件具有開口部，所述開口部的端面為光滑面。
10. 權利要求1~9中任一項所述的成形品的制造方法，其中，所述密封部件的內(nèi)側(cè)頂面形狀與成形原材料頂面形狀相似，或者是大致平面狀。
11. 一種密封部件，所述密封部件用于成形品的制造方法，所述制造方 法是通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料，將所 述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料的底面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形狀；其中，所述密封部件用于密封設置了成形原材料的成形模具的成形面?zhèn)?開放部。
12. 權利要求11所述的密封部件，其中，所述密封部件的熱傳導率為 3-170W/mk的范圍。
13. 權利要求11或12所述的密封部件，其中，所述密封部件由陶瓷材 料制成。
14. 權利要求13所述的密封部件，其中，所述陶瓷材料的氣孔率為 30~40%的范圍。
15. 權利要求13或14所述的密封部件，其中，在所述密封部件的內(nèi)側(cè) 頂面上實施了防止粒子飛散加工。
16. 權利要求11 15所述的密封部件，其中，所述密封部件在內(nèi)側(cè)側(cè)面 具有突起部。
17. 權利要求11 16中任一項所述的密封部件，其中，所述密封部件具 有開口部，所述開口部的端面為光滑面。
18. 權利要求11~17中任一項所述的密封部件，其中，所述密封部件的 內(nèi)側(cè)頂面形狀與成形原材料頂面形狀相似，或者是大致平面狀。
19. 一種成形裝置，所述成形裝置用于成形品的制造方法，所述制造方 法是通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料，將所 述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料的底面粘合在所 述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形狀；其中，所述成 形裝置包括成形模具與權利要求11~18中任一項所述的密封部件，通過所述 密封部件在設置了成形原材料的成形模具的成形面?zhèn)乳_放部形成密封空間。
20. 權利要求19所述的成形裝置，其中，所述成形模具上具有多個通 孑L，所述通孔自成形面貫通到成形面相反側(cè)的面。
21. 權利要求20所述的成形裝置，其中，所述成形裝置進一步包括吸引裝置，所述吸引裝置對所述密封空間進行減壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種成形品的制造方法，該方法包括通過在成形模具的成形面上設置包括熱軟化性物質(zhì)的成形原材料，將所述成形原材料加熱至發(fā)生變形的溫度，通過將該成形原材料的底面粘合在所述成形面上，使得所述成形原材料的頂面成形為希望的形狀，將成形原材料設置在成形模具上，在通過密封部件將所述成形模具的成形面?zhèn)乳_放部密封的狀態(tài)下進行所述成形。進而，本發(fā)明提供密封部件和成形裝置。通過本發(fā)明，防止異物在成形過程中向成形原材料的頂面混入，可以高精確度下成形為所希望的形狀的成形品。
文檔編號C03B23/025GK101321700SQ20068004497
公開日2008年12月10日 申請日期2006年11月20日 優(yōu)先權日2005年11月30日
發(fā)明者智者三樹男, 松島正明, 田口紀明 申請人:Hoya株式會社