JPH03271128A - 強化ガラスの製造法 - 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、板ガラス、特に薄板ガラス、ことに１．５〜
３．０ｍｍ厚程炭熱複雑型状の板ガラスをより安定して
効率的に風冷強化する方法に関する。

自動車用窓ガラスに採用し得るような満足すべき強化度
等が得られる強化ガラスの製造方法に関するものであり
、さらに鉄道車輌用窓ガラスをはじめ、建築用、家具用
、一般産業用あるいは電子部品用ガラス等にも広く採用
し得るものである。

〔従来の技術〕

最近ことに自動車の軽量化に伴い、用いられる強化ガラ
スの薄板化と従来に比して複雑で大型化が求められるな
かで、割れた際、大小片や細長片となり、運転者や同乗
者に負傷を与える危険性があるため、安全面から例えば
破壊開始点付近の半径７．５ｃｍの円形区域および端縁
の付近の３ｃｍ＋幅の帯域を除き任意の５×５ｄの区域
内におけるガラス破片数が６０〜４００個の範囲内であ
り、破片の面積が３−を越えず、細長い破片（シャープ
エツジという〉も例えば７５ｍ５＋以上の長さを越える
ものが存在しない等の条件を満たす必要があり、これら
の性能を満足しなければ、強化薄板ガラスを自動車用窓
ガラスとして使用できないようになっている。

一方板厚が３．５ｍｍ以下、ことに３．Ｏｎ以下で複雑
な型状の薄板ガラスにおいては、加熱した薄板ガラスに
風冷エアを吹付けて急冷するだけでは、板厚が薄すぎ型
状が複雑なために、板厚方向の温度差を充分得ることな
らびに安定した冷却作業等が困難であり、なかなか上述
の条件を満す強化薄板ガラスが製造し難いものであった
。

従来、薄板ガラスの強化方法としては、ミストスプレー
法、浸漬法、固体接触法、イオン交換法あるいは結晶晶
出法等があって、それぞれ問題があるものであり、なか
でも風冷強化法では薄板化されれば増々困難であるとさ
れており、板厚が２．５〜３．０　ａｓのガラス板に対
する風冷強化方法としては、例えばガラスの少なくとも
１表面にノズルで噴流を吹き付けるガラス強化方法にお
いて、ノズル出口で少なくとも音速を許容する圧力で気
体をノズルに供給し、かつ前記噴流が該気体と噴霧状液
体の混合からなる強化方法およびその装置（特開昭６０
−１０３０４３号公報）、さらに、ガラスシートの両表
面にノズルで気体を吹き付けてガラスシートを強化する
方法において、気体の最大の圧力降下がノズルの自由末
端で起きるようにしたガラス強化方法およびその装置（
特開昭６０−１４５９２１号公報）が知られ、さらにま
た冷却エアの圧力を１．５〜８ｋｇ／ｃｉのゲージ圧か
ら急激に０．０１〜０．２　ｋｇ／ａ＋！のゲージ圧に
減じてエアチャンバーに送り込み、該エアチャンバー内
から前記冷却用ノズルの先端までの間を衝撃波管的に用
いる薄板ガラスの強化方法（特開昭６２−１５８１２８
号公報）、ならびに前記に加えて、ガラス物品の中央部
より周辺部を逐次遅らせて冷却するガラス物品の熱処理
法（特開昭６４−３０２９号公報）等を本出願人が既に
提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の特開昭６０−１０３０４３号公報に記載された方
法およびその装置では、気体噴流よりも大きい比熱を有
する混合物をほぼ音速でぶつけて微細化させ、その微細
化された液体とエアとの混合物を吹き付けることにより
ガラス表面から迅速に熱を除去しようとするものである
が、結局前記混合物の２相噴流でなければ充分な強化波
が得られず、空気噴流では目標の強化が得られないもの
であり、しかも吹付手段として公知のＬａｖａｌノズル
を採用して液体の小滴をきわめて微細に霧化し、気体と
霧化液体の混合物を衝撃波発生地点とノズル出口の間で
均一になる時間があるようにする必要があるものであり
、さらに２相流合物の音速の噴出を許容するために、ノ
ズルニ少なくとも１０．９１　バー／Ｌ’　（約０．９
３Ｋｇ／ｃｎ）のゲージ圧力で気体を供給する必要があ
るものであり、設備上も精密仕上げを必要として経費も
かかり、場合によっては小滴の液体がガラス面に接触し
て破壊を起すことがあるものである。

さらに特開昭６０−１４５９２１号公報に記載の方法お
よびその装置では、ノズル先端を挟めてオリアイス状と
するため、ノズルに少なくとも０．９パールのゲージ圧
でエアを供給する必要があり、エア圧力の変動がつたわ
りやすく、薄板ガラスになるにつれて、変形しやすくな
り、エアノズルの配置をも変更する必要があるものであ
り、さらにまた特開昭６２−）５８１２８号公報に記載
の方法では、設備上必ずしもまだまだ充分効率よく製造
できるものであると言いきれるまでには至らないもので
あり、また、特開昭６４−３０２９号公報に記載の方法
では、板厚が３〜５ｍｍのガラス物品を通常の強化ガラ
スの強化波までにはいたらない程度の強化にたいして有
用な方法であって、薄板強化ガラスの通常程度の強化に
対しては設備上あるいは作業上等から必ずしも効率的な
ものとは言い難いものであった。

ことに１．５〜３．Ｏｎ厚の複雑な型状である強化板ガ
ラスにおいて、破砕時のシャープエツジの発生もほとん
どなく、充分な強化波となって自動車用窓ガラス等とし
て有用となるとともに、強化加工する際強化する板ガラ
スのぶれあるいはゆれを解消して、板の変形等の発生を
阻止し、破損等も激減するものとなる方法であって、か
つ強化する板ガラスの大きさあるいは厚み等の諸条件に
適宜コントロールできる方法が望まれるものであった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前述のかかる問題点に鑑みて威したものであ
って、高圧の冷却エアを急激に開放しながらエアチャン
バーへ送りこんで冷却ノズルから噴流し、初期冷却能を
高めるコンブレストエアとブロアによるエアとを特異な
圧力差でもって併用し、ことに複雑な型状の薄板ガラス
を急冷することによって、急冷強化時のバタッキ等をほ
ぼ解消してより安定確実な強化加工操業ができて生産性
が向上し、かつ自動車用窓ガラスにも採用し得るような
強化度となる強化ガラスの製造法を提供するものである
。

すなわち、本発明は歪点以上に加熱した板ガラスの表面
を一対のエアチャンバーに配置した冷却用ノズルから冷
却エアを吹き付けて強化する板ガラスの強化方法におい
て、コンプレッサーに繋がるノズルＮＣとブロワに繋が
るノズルＮ８とを併用し、前記ノズルＮＢから強化する
板ガラスに吹き付ける冷却エアは、衝撃波を発現したエ
アを伴い、かつ該ノズルＮＢの圧力ＰＢと該ノズルＮＢ
の圧力とＰＣとが０　＜　（Ｐｇ　　ＰＣ）≦５００ｗ
ｍＡｑであることを特徴とする強化ガラスの製造法を提
供するものである。

ここで、コンプレッサーに繋がるノズルＮＣとブロワに
繋がるノズルＮＢとを併用するようにしたのは、コンプ
レッサーによる冷却エアの圧力ＰＣを２〜８　ｋｇ／ｃ
ｄの圧力から急激に１０００〜４０００ｍｍＡｑ好まし
くは２０００〜３５００ｍＡｑの圧力に減圧して、エア
チャンバーから冷却用ノズルＮＣ先端までの間を衝撃波
管的に用いて急冷却するようにし、加熱した薄板ガラス
表面に生じている熱移動を抑制するような境膜を破壊す
ることあるいは薄めることによって熱の空気中への放散
を促進し、初期の奪熱硬化を高らしめて冷却能を大幅に
増加するとともに、ブロワによる冷却エアの圧力ＰＢで
もって急冷時における薄板ガラスのブレ、バタツキなど
による変形等を抑制するようにするためである。

また前記ノズルＮＢの圧力ＰＢと前記ノズルＮＣの圧力
ＰＣとが、０　＜　（ＰＲ−ＰＣ）≦５００１１Ａｑで
あるようにしたのは、コンブレストエアの初期の奪熱硬
化を斉めれば高めるほど脈動現象すなわちブラストヘッ
ド内でのエアの息つぎ現象が発現し薄板ガラスのバタッ
キが生じやすくなり、粘弾性域にある薄板ガラスが例え
ばふれ止め具に常時単に当接しているのではなく、バタ
ッキによって衝打されるようなこととなって変形するこ
ととなるのを防ぐために必要であり、ＰＣ　＞　ＰＩに
なると前述のバタッキが大きくなって変形も大きくなり
光学的特性の低下あるいはクランクの発生等を起しやす
いものであり、（ＰＢ−ＰＣ）　＞５００ｍＡｑであれ
ば、コンブレストエアの硬化が小さくなって前述のこと
から薄板ガラスの強化度が小さくなり充分強化された強
化ガラスとは言えないものとなるものである。

また本発明を実施するに当って凹凸ブラストヘッドに突
出する前記両ノズルＮＢとＮＢについては、二重構造状
にして、ＮＣとＮＢのどちらかをなか側にしてもよいが
、ＮＢをなか側にした法が板ガラスの安定度ならびに強
化度は良好のようであるものであり、またＮＣとＮ６を
別々に配設してもよいものである。さらに凸ブラストヘ
ッド側のエア圧力の方が５０〜２００ｗｍＡｑｉ＆いと
より好ましいものであり、板ガラス表面と前記のノズル
間の距離は５〜３０ｍ程度がよいものである。

なお、本発明は垂直、水平前状態で強化処理するものの
両方に採用できることは言うまでもない。

さらにまた、本発明を実施するに際し、前段である加熱
処理時の条件によって、あるいは板ガラスの形状、板厚
、曲率等によっても、本発明の実施条件を必要に応じて
改変できることは言うまでもない。

〔作　用〕

前述したとおり、本発明の強化ガラスの製造法によって
、コンプレッサーによって衝撃波を発生しているエアと
ブロワずによるエアとそのエア圧力に特異な差をもたせ
て巧みに組み合わせて用い、かつ冷却とすることにより
、加熱した薄板ガラス表面に生じている熱移動を抑制す
るような境膜を破壊すること、あるいは薄めることによ
って熱の空気中への放散を促進し、初期の奪熱効果を高
らしめて冷却能を大幅に増加するとともに、強化する板
ガラスのバタッキを低減せしめて成形性に優れ、しかも
一端発現した中心部と表面部の温度差を保持し、すなわ
ち応力緩和の発生を出来るだけおさえることとなり、こ
とに従来より成形性に優れ、安定した品位の強化ガラス
となるものであり、薄板ガラス、特に１．５〜３．０ｍ
ｍ厚の複雑な型状である薄板ガラスにおいても、破砕時
のシャープエツジの発生もほとんどなく、充分な強化度
となり、自動車用窓ガラスをはじめ車輌用窓ガラス、建
築用言、電子部品等の広い分野でも使用され得るものと
なるものであり、加えて、強化する板ガラスのブレある
いはバタッキがほぼ解消して、板ガラスの変形量あるい
は急冷時の破損数を激減することができるものである。

特に薄板ガラスにおいて薄板化していく際、一般には板
ガラスの板厚の２乗に近似して、板ガラスが変形しやす
くなるものであるが、上述の種々の作用とともにそれが
阻止できるという極めて大きい作用効果を奏するもので
ある。さらに設備の過大化を防止できより効率的な実施
ができるものである。

〔実施例〕

次に本発明を実施例および比較例により更に具体的に説
明する。ただし、本発明は係る実施例に限定されるも゛
のではない。

大夏班 第１図に示すように、前記ＮＣとＮＢの冷却ノズル５を
交互にブラストヘッド凹凸型３．４に散在して配置した
エアチャンバー７とコンプレッサー９およびブロワ８と
をそれぞれ配管で接続し、前記エアチャンバー７前の配
管に開放ならびに圧力調節用機構を設けた設備を用いて
、吊具２で支持している６５０〜７００℃の温度に加熱
した７００〜６５０　Ｘ　５００ａ＋−の板ガラス１を
、板ＩＥ２．８゜２．５ｍｍと変更し、元圧を６．８．
７．０ｋｇ／−等から例えばノズル内圧力ＰＣを２２０
０〜２７００ｍ＊Ａｑに設定した衝撃波を発生している
エアと圧力２□２５００〜２８００ｍＡｑのブロワによ
るエアとを同時にあるいはほぼ同時でもって、しかもＯ
＜　（Ｐｇ　−ＰＣ）　≦５００ｍｍＡｑである両エア
でフレ止め具６に当接して安定した状態において冷却強
化処理を実施した。

１２図はブラストヘッド３．４におけるノズルＮＣとＮ
Ｂの配置関係を示す部分拡大概略側面図であって、（ａ
）図は二重ノズル型とした場合、（ｂ１図は単独型ノズ
ルとした場合を示す。

第１表中の実施例１〜５はその一例を示すものである。

旦［１艷 本発明と比較のため、従来備えているブロワ−等からな
る強化処理装置を用いて風冷強化処理した場合、コンプ
レッサーを備えているが、（Ｐｌ−ＰＣ）の数値が本発
明の範囲外の場合を、前記板ガラスを用いて実施した。

第１表中の比較例１〜４はその一例を示すものである。

第１表中の板ガラスの強化度は板ガラスを欧州規格（Ｅ
ＣＥ　Ｒ４３）に記載している強化板ガラスの破砕試験
に従って行い、破砕した際の破砕数については破砕数が
６０〜４００個１５Ｘ５ｃｉにあるものを○印、それ以
外のものを×印で表わし、またシャープエツジ数は破砕
片の長さが７５ｍｍ以上、長さと幅の比が４以上のもの
とした。

なお表中の破砕数とシャープエツジ数は板ガラスの周辺
から２０ａ＋ｍおよび衝撃点から半径７５ｍ１以内を除
いた任意の位置における個数である。

また、成形性については、強化された板ガラスの凸面で
ある外側面と設計値との差が±１．５Ｕ以内を○印とし
、それ以外のものをＸ印とした。

なお、本成形性は反射像の歪みの状態も考慮に入れて○
、×印の判断を行った。

〔発明の効果〕

以上前述したことから明らかな如く本発明によれば、ブ
ロワｔを用いて風冷強化処理した場合あるいは本発明の
範囲外での実施では、薄板ガラスが、強化ガラスとして
特に自動車窓ガラス等に採用しがたいものしか得られな
いものであるが、本発明によれば薄板ガラス、特に３．
ＯＵ厚以下、ことに１．５〜３．０＠ＩＩ厚の複雑な型
状である板ガラスを極めて簡易な手段により、板ガラス
のバタッキをほぼ解消して板の変形等の発生を阻止し得
るようにすると共に破損等も激減して安定した品質の薄
板強化ガラス製品が効率よく得られるという効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示し、第１図は本発明の実
施に使用する強化処理装置の概略側面図であり、第２図
は冷却ノズルＮＣとＮＢの配置関係を示す部分拡大概略
側面図であって、（８１図は二重型ノズル、伽）図は単
独型ノズルをそれぞれ示す。 １−一−−板ガラス、　５−一−−冷却エアノズル８−
−−−ブロワ、　　　９−−−−コンプレッサー１１−
−−−ノズルＮＣ、　１２−−−−ノズルＮｌ第１図 〔≧２ 第２図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 歪点以上に加熱した板ガラスの表面を一対のエアチャン
   バーに配置した冷却用ノズルから冷却エアを吹き付けて
   強化する板ガラスの強化方法において、コンプレッサー
   に繋がるノズルＮ＿Ｃとブロワに繋がるノズルＮ＿Ｂと
   を併用し、前記ノズルＮ＿Ｃから強化する板ガラスに吹
   き付ける冷却エアが衝撃波を発現したエアを伴い、かつ
   該ノズルＮ＿Ｂの圧力Ｐ＿Ｂと該ノズルＮ＿Ｃの圧力Ｐ
   ＿Ｃとが０＜（Ｐ＿Ｂ−Ｐ＿Ｃ）≦５００ｍｍＡｑであ
   ることを特徴とする強化ガラスの製造法。