JPH02208239A - 薄肉強化ガラス製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クリスタルガラス製品等の肉厚の薄い（薄肉
）ガラス製品の製造分野等において利用できる薄肉強化
ガラス製品の製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来より、ガラス製品を軟化温度近傍まで加熱しな後、
このガラス製品の内外表面に空気等の冷却媒体を吹き付
けて急冷し、該ガラス製品の内外表面近傍には圧縮応力
層を、ガラス内部の中心部近傍には引張り応力層をそれ
ぞれ形成させることにより、該ガラス製品を強化するガ
ラス製品の強化方法が知られている（例えば、特開昭６
２−３６０３０号公報参照）。

ところで、この方法を用いて、−室以上の肉厚（数ｍｍ
以上）を有するガラス製品を強化することは比較的容易
であったが、それ以下の肉厚の薄肉ガラス製品を強化す
ることは著しく困難とされていた。

これは、上述の強化方法の原理が、加熱後、急冷の際に
生ずるガラス製品の表面と内部との温度差によって表面
近傍に圧縮応力層を形成させ、ガラス内部の中心部近傍
に引張り応力層を形成させるものであるのに対し、ガラ
ス製品の肉厚が薄いと、これら圧縮応力層及び引張り応
力層を形成させるなめに必要な温度差を前記ガラスの表
面と内部（中心部）との間に生じさせることが困難とな
るためである。

それ故、従来から、上述の方法で薄肉ガラス製品の強化
を可能にするなめに、急冷の際に吹き付ける冷却媒体（
通常は空気〉の吹き付は圧力を高めたり、あるいは、吹
き付ける量を増大させたり、さらには、冷却用媒体とし
て空気に霧状の水を混入したものを用いる等の方法によ
り、急冷の際におけるガラス製品の表面近傍と内部との
温度差を確保することが試みられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の冷却媒体の圧力を高めなり、ある
いは、吹き付ける量を増大させたりする方法は、加熱に
よって軟化状態にある製品を変型させるおそれが大きい
とともに、冷却媒体を供給するためのブロアーあるいは
コンプレッサー等を大型のものにしなければならず、コ
スト的にも著しく不利になるという欠点があった。

また、冷却用媒体として空気に霧状の水を混入したもの
を用いる方法は、比較的安価に冷却能力を高めることは
できるが、微細な水滴が加熱されたガラス表面に直接吹
き付けられるため、サーマルショックによってガラスに
傷が入りゃずいという欠点があった。このような傷があ
ると、わずかな外力でガラス製品が破壊するおそれがあ
り、製品の致命的欠陥になりかねないものである。

このように、従来試みられていた方法は、いずれも、製
造条件を極めて厳格に管理すれば導入も不可能ではない
が、品質のよい製品を安定して安価に製造する観点から
は、著しく不利なものであった。

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、薄
肉強化ガラス製品を安定して安価に得ることを可能にす
る薄肉強化ガラス製品の製造方法を提供することを目的
としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以下の構成とすることにより、上述の課題を
解決している。

軟化温度近傍まで加熱したガラス製品の表面を急冷して
、該ガラス製品の表面近傍に圧縮応力層を形成させるこ
とにより該ガラス製品を強化する第１工程と、 この強化されたガラス製品に、酸磨き（Ａｃｉｄ　Ｐｏ
１ｉｓｈ　）を施して、前記強化されたガラス製品の圧
縮応力層の一部を除去することにより肉厚を薄くする第
２工程とを含む構成。

［作用］ 上述の構成においては、第１工程によってガラス製品の
表面近傍に圧縮応力層が形成されて、該ガラス製品は強
化される。

そして、この強化されたガラス製品は、第２工程の酸磨
きによって圧縮応力層の一部が除去されて肉厚を薄くさ
れる。

すなわち、上述の構成によれば、所望の薄肉のガラス製
品（例えば、肉厚０．８〜１．４　ｍｍのクリスタルガ
ラス製品）を得る場合、まず、第１工程において、比較
的肉厚の厚い状態（例えば、肉厚１．６〜２．ｍｍ）で
、つまり、前述の急冷強化法によって変形や傷等が生ず
るおそれのない状態で強化を施すことができる。

次に、第２工程の酸磨きによって、前記強化されなガラ
ス製品の圧縮応力層の一部（例えば、表面から０．２−
０．８　ｍｍの深さまで）を除去して所望の肉厚（例え
ば、０．８〜１．４　ｍｍの肉厚〉まで薄くできる。

なお、この酸磨きによって、強化ガラスの圧縮応力層の
一部が除去されるが、残留した圧縮応力層によって強化
ガラスとしての性質は維持される。

すなわち、本発明者等の調査によれば、酸磨きにより強
化ガラス表面の圧縮応力層の一部を取り除いて肉厚を薄
くした場合、残った圧縮応力層の応力値は幾分小さくな
るものの、表面部近傍に圧縮応力層が形成され、ガラス
内部の中心部近傍には引張り応力層が形成されていると
いう、強化ガラスとしての性質はそのまま保存されるこ
とが解明されている。

また、酸磨きは、静的な化学反応工程であるので、ガラ
ス製品に有害な外力が加わったり、傷を付けなりする等
のおそれがない。

このようにして、上述の構成によれば、従来は製造が著
しく困難であった薄肉強化ガラス製品を比較的容易にか
つ安定して得ることができる。

［実施例］ （第１実施例） 以下、本発明の第１実施例にかかる薄肉強化ガラス製品
の製造方法について詳述する。なお、この実施例は、口
肉厚が１゜４ｍｍであって、口部を強化したクリスタル
ガラスタンブラ−を製造した例である。

この実施例は以下の手順で行った。

（１）加熱工程 口肉厚が１．、８２ｍ　ｍのスリスタルガラスタンブラ
ーを、口部強化用加熱炉に通すことにより、屈伏点温度
（＝　５３０℃）近傍まで加熱する。

（２）急冷工程 前記口部が屈伏点温度にあるタンブラ−を、５〜６０ｒ
ｐｍの速度で回転させながら、口部内表面に対しては、
タンブラ−内部に棒状ノズルを挿入し、このノズルから
０．５〜５．０ｋｇ／ａ＋ｆの圧縮空気を噴射して内表
面を急冷し、一方、外表面に対しては、タンブラ−の周
囲に配置した複数のノズルから０．０５〜１．０　ｋｇ
／　ｃａｔの圧縮空気を噴射して外表面を急冷した。

なお、上述の工程（１）及び（２）は、本発明における
第１工程を構成するものである。

（３）カット加工工程 こうして口部が強化されたタンブラ−に所定のカット加
工を行った。

（４）酸磨き工程 カット加工後のタンブラ−に、混Ｗｔｉ（ＨＦ＝３〜１
０ｗｔ％、Ｈ２５ｏ４＝６３〜７０ｗｔ％）を用いて約
３０分間酸磨きを施した。

その結果、タンブラ−の肉厚が０．４２ｍｍ薄くなり、
肉厚が１．４−ｍｍのタンブラ−が得られた。

なお、この工程（４）は本発明における第２工程を構成
するものである。

第１図は、上述の各工程におけるタンブラ−（強化品）
の諸特性と、同様のタンブラ−であって強化を施さなか
ったタンブラ−（未強化品）の諸特性とを示した図であ
る。

第１図から明らかなように、強化品は、未強化品に比較
して著しく優れた実用強度を有していることがわかる。

すなわち、第１図における繰返衝撃強度は、衝撃に対す
る耐久性を表しているが、強化品は未強化品に比較して
酸磨き前は勿論のこと、酸磨き後も著しく優れている。

また、耐熱強度及び加傷強度は、製品の安定性、すなわ
ち、強化品の表面の圧縮応力層とその内部の引張応力層
とがバランスよく形成されているか否かを示すが、これ
も未強化品と同じ程度の極めて優れた安定性を有してい
る。

なお、第１図の諸特性評価は、以下の方法で行ったもの
である。

■　繰返衝撃強度 タンブラ−開口部上端部から下方に５ｍｍ下がった位置
に、約２５０　ｇの棒を、自然落下に近い状態で落下さ
せ、破損するまでの回数を調べる。

繰返衝撃回数は、２００回を上限とし、２００回目で破
損しなかったものは、生き残り率を１００％とする。

また、２００回以前に破損したものは、２００回を１０
０％として、破損時衝撃回数の２００回に対するパーセ
ンテージを生き残り率とする。

実際には、下記の式で求めた。

生き残り率＝ΣＡ　ｎ　Ｘ　１００　／　２００　Ｎた
だし、Ａｎ：耐衝撃回数 Ｎ　；サンプル数 とする。

■　耐熱強度 タンブラ−を８０℃の熱水に５分間浸した後、取り出し
てタンブラ−内の熱水を取り除く。これを１０秒以内に
３０℃の水中に浸した後、取り出して割れの発生の有無
を調べる。

生き残り率は、サンプル数に対する生き残り数のパーセ
ンテージで示す。

実際は、下記の式で求めた。

生き残り率−（Ｎ−Ｐ）　Ｘ１００　／Ｎただし、Ｐ；
破損数 Ｎ；サンプル数 とする。

■　加傷強度 タンブラ−内外表面に、約５０μｍの深さの傷を付け、
破損や傷の伸長があるか否かを調べる。

生き残り率は、サンプル数に対する破損や傷のなかった
ものの数のパーセンテージで示す。

実際には、以下の式で求めた。

生き残り率−（Ｎ−Ｐ）　Ｘ１００　／Ｎただし、Ｐ；
破損または傷の伸長したものの数 Ｎ；サンプル数 とする。

（第２実施例） この実施例は、口肉厚が１．１５ｍｍであって、口部を
強化したクリスタルガラスタンブラ−を製造した例であ
る。

この実施例は、前記第１実施例の場合と工程及びその条
件がほとんど同じである。この実施例が前記第１実施例
と異なる点は、酸磨き前（加熱工程前）におけるタンブ
ラ−として、肉厚が１．５ｍｍであるタンブラ−を用い
た点である。

第１図から明らかなように、この実施例によっても前記
第１実施例と同様の効果が得られている。

なお、本発明は、上述の各実施例に限られるものでなく
、例えば、急冷強化の条件もしくは酸磨きの条件等を、
適用するガラスの種類や厚さ等によって適宜選定した場
合も含まれることは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、要するに、急冷強化を
施した後に、この強化したガス製品に、酸磨き（Ａｃｉ
ｄ　Ｐｏ１ｉｓｈ　＞を施して、前記強化されたガラス
製品の圧縮応力層の一部を除去することにより肉厚を薄
くするようにしたもので゛、これにより、薄肉強化ガラ
ス製品を安定して安価に得ることを可能にしたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は強化品及び未強化品の緒特性を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軟化温度近傍まで加熱したガラス製品の表面を急冷して
   、該ガラス製品の表面近傍に圧縮応力層を形成させるこ
   とにより該ガラス製品を強化する第１工程と、 この強化されたガラス製品に、酸磨き（Ａｃｉｄ　Ｐｏ
   ｌｉｓｈ）を施して、前記強化されたガラス製品の圧縮
   応力層の一部を除去することにより肉厚を薄くする第２
   工程とを含む薄肉強化ガラス製品の製造方法。