JPH08217467A - 腕時計用カバーガラスの製造方法 - Google Patents
腕時計用カバーガラスの製造方法Info
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- JPH08217467A JPH08217467A JP4348695A JP4348695A JPH08217467A JP H08217467 A JPH08217467 A JP H08217467A JP 4348695 A JP4348695 A JP 4348695A JP 4348695 A JP4348695 A JP 4348695A JP H08217467 A JPH08217467 A JP H08217467A
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- glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
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- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/088—Flat discs
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/12—Cooling, heating, or insulating the plunger, the mould, or the glass-pressing machine; cooling or heating of the glass in the mould
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/40—Product characteristics
- C03B2215/44—Flat, parallel-faced disc or plate products
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラスが熱間プレス成形されることによって
ガラス表面における微小なマイクロクラックの残留問題
を無くすだけでなく、鏡面加工を施した温度差のあるプ
レス金型で熱間成形されることによって、ガラス表面を
急冷し熱強化処理を行い、イオン交換による化学強化法
を使用せずにガラスの破壊強度をアップする。 【構成】 ガラスを700〜1000℃の作業域温度範囲まで
加熱し、軟化状態にあるガラスをプレス法によって加圧
成形し、プレス金型表面の鏡面形状で転写し成形しなが
らガラスを急冷することにより、ガラス表面に圧縮応力
及びガラス内部の引っ張り応力を得る。
ガラス表面における微小なマイクロクラックの残留問題
を無くすだけでなく、鏡面加工を施した温度差のあるプ
レス金型で熱間成形されることによって、ガラス表面を
急冷し熱強化処理を行い、イオン交換による化学強化法
を使用せずにガラスの破壊強度をアップする。 【構成】 ガラスを700〜1000℃の作業域温度範囲まで
加熱し、軟化状態にあるガラスをプレス法によって加圧
成形し、プレス金型表面の鏡面形状で転写し成形しなが
らガラスを急冷することにより、ガラス表面に圧縮応力
及びガラス内部の引っ張り応力を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、腕時計用カバーガラス
の強度アップ、並びに強化処理方法に関するものであ
り、通常のイオン交換による化学強化処理法を使用せず
に、小径薄物の腕時計用カバーガラスを強化することが
可能な、ガラスの成形処理に関するものである。
の強度アップ、並びに強化処理方法に関するものであ
り、通常のイオン交換による化学強化処理法を使用せず
に、小径薄物の腕時計用カバーガラスを強化することが
可能な、ガラスの成形処理に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および課題】従来、腕時計用カバーガラス
の材質の種類は、青板（ソーダガラス）、白板（Ｂ-27
0）、ＢＫ−７（ホウ珪酸ガラス）、及びアルミナ添加
の特殊ガラス（高強度ガラス）等があり、使用目的に見
合った各種ガラスが腕時計カバーガラスに転用され使用
されている。
の材質の種類は、青板（ソーダガラス）、白板（Ｂ-27
0）、ＢＫ−７（ホウ珪酸ガラス）、及びアルミナ添加
の特殊ガラス（高強度ガラス）等があり、使用目的に見
合った各種ガラスが腕時計カバーガラスに転用され使用
されている。
【０００３】一般に腕時計用カバーガラスの加工方法
は、一枚の大きな定尺寸法の板ガラスをそれぞれ腕時計
カバーガラスに必要な大きさの概略寸法に切断し、外径
形状及び外径寸法までの切削成形加工を行い、更に上下
面のガラス厚み方向を研磨し外観鏡面を完成させた後、
ガラス材質の強度アップのため最終工程において強化処
理を行う必要がある。
は、一枚の大きな定尺寸法の板ガラスをそれぞれ腕時計
カバーガラスに必要な大きさの概略寸法に切断し、外径
形状及び外径寸法までの切削成形加工を行い、更に上下
面のガラス厚み方向を研磨し外観鏡面を完成させた後、
ガラス材質の強度アップのため最終工程において強化処
理を行う必要がある。
【０００４】この強化処理は、腕時計用カバーガラスの
一般的厚みが0.8〜1.5mmの範囲で非常に薄い為、落下の
衝撃及び衝突時に割れ易いというガラスの欠点を補うた
め行うもので、この破損し易い薄板ガラスの強度をアッ
プするための強化処理方法としては化学強化法がよく知
られている。
一般的厚みが0.8〜1.5mmの範囲で非常に薄い為、落下の
衝撃及び衝突時に割れ易いというガラスの欠点を補うた
め行うもので、この破損し易い薄板ガラスの強度をアッ
プするための強化処理方法としては化学強化法がよく知
られている。
【０００５】化学強化処理はイオン交換法と呼ばれ、一
般的には硝酸カリウム（ＫＮＯ3）の溶融塩溶液（約400
℃）に数時間浸漬し、ガラス組成中に存在するＮａ+と
硝酸カリウム中のＫ+が置き換わり、イオン半径の若干
大きいＫ+が数μmの深さでガラス表面に浸入することに
より、ガラス表面の圧縮応力が増大し、表面硬度が高く
なり、ガラス板全体の破壊強度が飛躍的にアップするも
のである。
般的には硝酸カリウム（ＫＮＯ3）の溶融塩溶液（約400
℃）に数時間浸漬し、ガラス組成中に存在するＮａ+と
硝酸カリウム中のＫ+が置き換わり、イオン半径の若干
大きいＫ+が数μmの深さでガラス表面に浸入することに
より、ガラス表面の圧縮応力が増大し、表面硬度が高く
なり、ガラス板全体の破壊強度が飛躍的にアップするも
のである。
【０００６】この他に、ガラスの強化手段として風冷強
化処理が一般的に知られている。風冷強化は、高温状態
の成形ガラスを冷風ガスによりガラス表面を急冷熱処理
するものであり、これはビルの窓ガラス、自動車用の窓
ガラス等の大きなガラス板には適用できても、腕時計用
カバーガラスの薄型小サイズでは処理が不可能であり、
実質的に腕時計用カバーガラスの強化処理法は、上記の
化学強化法しか用いられていないのが現状であった。
化処理が一般的に知られている。風冷強化は、高温状態
の成形ガラスを冷風ガスによりガラス表面を急冷熱処理
するものであり、これはビルの窓ガラス、自動車用の窓
ガラス等の大きなガラス板には適用できても、腕時計用
カバーガラスの薄型小サイズでは処理が不可能であり、
実質的に腕時計用カバーガラスの強化処理法は、上記の
化学強化法しか用いられていないのが現状であった。
【０００７】又、腕時計用カバーガラスに限らず、上下
面研磨を施した一般的なガラスの表面は、研磨が不十分
な場合、ガラス表面に微小なマイクロクラック、及び内
部歪みが存在することがあり、強度低下による割れ発生
原因の一つとなっている。このガラス表面に残留する微
小なマイクロクラックは、成形加工後、ガラス自体をガ
ラス軟化点付近まで加熱し、徐冷処理するアニール処理
をもって初めて取り除くことができるが、アニール処理
後は再度ガラスの強度アップのため化学強化処理を行う
必要があった。
面研磨を施した一般的なガラスの表面は、研磨が不十分
な場合、ガラス表面に微小なマイクロクラック、及び内
部歪みが存在することがあり、強度低下による割れ発生
原因の一つとなっている。このガラス表面に残留する微
小なマイクロクラックは、成形加工後、ガラス自体をガ
ラス軟化点付近まで加熱し、徐冷処理するアニール処理
をもって初めて取り除くことができるが、アニール処理
後は再度ガラスの強度アップのため化学強化処理を行う
必要があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスが熱間
プレス成形されることによってガラス表面における微小
なマイクロクラックの残留問題を無くすだけでなく、鏡
面加工を施した温度差のあるプレス金型で熱間成形され
ることによって、ガラス表面を急冷し熱強化処理を行
い、イオン交換による化学強化法を使用せずにガラスの
破壊強度をアップするガラスの強化方法及びその製造方
法である。
プレス成形されることによってガラス表面における微小
なマイクロクラックの残留問題を無くすだけでなく、鏡
面加工を施した温度差のあるプレス金型で熱間成形され
ることによって、ガラス表面を急冷し熱強化処理を行
い、イオン交換による化学強化法を使用せずにガラスの
破壊強度をアップするガラスの強化方法及びその製造方
法である。
【０００９】ガラス材質は白板、青板、ＢＫ−７など一
般的に溶融成形可能なガラスを用い、各ガラス材質の軟
化点付近である700〜1000℃の作業域温度範囲にガラス
を加熱し、それぞれのガラス材質の転移点温度よりマイ
ナス50〜100℃低い温度に設定した金型でガラスをプレ
ス成形することにより、軟化状態のガラスは、プレス成
形時にガラス内部とガラス表面との冷却温度差により、
ガラス表面には圧縮応力得られ、前記風冷強化同様にガ
ラスの破壊強度がアップする。
般的に溶融成形可能なガラスを用い、各ガラス材質の軟
化点付近である700〜1000℃の作業域温度範囲にガラス
を加熱し、それぞれのガラス材質の転移点温度よりマイ
ナス50〜100℃低い温度に設定した金型でガラスをプレ
ス成形することにより、軟化状態のガラスは、プレス成
形時にガラス内部とガラス表面との冷却温度差により、
ガラス表面には圧縮応力得られ、前記風冷強化同様にガ
ラスの破壊強度がアップする。
【００１０】つまりガラス表面は、プレス成形直前には
高温度に加熱され軟化状態にあるので、プレス成形され
た場合、金型の鏡面形状に転写されながら急冷すること
になる。このため成形されたガラス板の表面には圧縮応
力が、またガラス内部には引っ張り応力が残り、よって
風冷強化と同様な強化処理効果により破壊強度が増加す
る。
高温度に加熱され軟化状態にあるので、プレス成形され
た場合、金型の鏡面形状に転写されながら急冷すること
になる。このため成形されたガラス板の表面には圧縮応
力が、またガラス内部には引っ張り応力が残り、よって
風冷強化と同様な強化処理効果により破壊強度が増加す
る。
【００１１】ガラスの加熱温度範囲は700〜1000℃であ
るが、好ましくは800〜900℃が良く、700℃以下ではガ
ラスが軟化せず成形が不可能であり、1000℃以上では完
全にガラスが溶融してしまう。また、プレス金型温度
は、各ガラス材質のガラス転移点温度に対してマイナス
50〜100℃の温度設定範囲になる温度差がないと本発明
の強化処理効果は薄れてしまう。
るが、好ましくは800〜900℃が良く、700℃以下ではガ
ラスが軟化せず成形が不可能であり、1000℃以上では完
全にガラスが溶融してしまう。また、プレス金型温度
は、各ガラス材質のガラス転移点温度に対してマイナス
50〜100℃の温度設定範囲になる温度差がないと本発明
の強化処理効果は薄れてしまう。
【００１２】また、プレス金型の鏡面形状を転写する事
により、ガラス表面の加工による微傷マイクロクラック
が発生しないことも強度を増加させる要因となる。使用
する金型材質は耐熱性、耐溶着性、離形性の優れたもの
が良く、低熱膨張率のものが好ましく超硬合金、セラミ
ックス、金属酸化物の焼結体等が適している。また、こ
れらに白金合金等のコーティング処理を施したものでも
良い。
により、ガラス表面の加工による微傷マイクロクラック
が発生しないことも強度を増加させる要因となる。使用
する金型材質は耐熱性、耐溶着性、離形性の優れたもの
が良く、低熱膨張率のものが好ましく超硬合金、セラミ
ックス、金属酸化物の焼結体等が適している。また、こ
れらに白金合金等のコーティング処理を施したものでも
良い。
【００１３】
【実施例１】本発明の実施例を図１を用いて説明する。
まず、白板（Ｂ270）ガラス１を厚み2.5mm、外径φ50mm
に切断し、予備加熱した後、プレス成形機のステンレス
枠２にセットし、バーナー８で加熱しながら所定温度83
0℃まで加熱した。同時に、図１のような形状でガラス
接触面部分を鏡面加工した超硬合金材（ＷＣ）に白金合
金をコーテイングしたプレス金型３を、電気ヒーター７
にて加熱しながら、プレスするガラス１材質である白板
の転移点温度より低い、520℃に温度設定する。
まず、白板（Ｂ270）ガラス１を厚み2.5mm、外径φ50mm
に切断し、予備加熱した後、プレス成形機のステンレス
枠２にセットし、バーナー８で加熱しながら所定温度83
0℃まで加熱した。同時に、図１のような形状でガラス
接触面部分を鏡面加工した超硬合金材（ＷＣ）に白金合
金をコーテイングしたプレス金型３を、電気ヒーター７
にて加熱しながら、プレスするガラス１材質である白板
の転移点温度より低い、520℃に温度設定する。
【００１４】双方の温度設定終了後、プレス成形機のス
テンレス枠２内の軟化状態のガラス１に対し矢印方向か
らプレス金型３で圧力を加え、図２のようにプレス金型
３の鏡面部分で冷却しながらガラス１をプレス成形し、
ボックス形状のガラス４を得た。この工程において、プ
レス圧は15〜20Kg／cm2の圧力で形成し、プレス成形処
理時間は約８秒で行った。
テンレス枠２内の軟化状態のガラス１に対し矢印方向か
らプレス金型３で圧力を加え、図２のようにプレス金型
３の鏡面部分で冷却しながらガラス１をプレス成形し、
ボックス形状のガラス４を得た。この工程において、プ
レス圧は15〜20Kg／cm2の圧力で形成し、プレス成形処
理時間は約８秒で行った。
【００１５】このときプレス金型３の設定温度とガラス
軟化点温度まで加熱されたガラス温度との温度差によ
り、プレス金型３接触面においてガラス表面は急冷（39
℃／秒）となり、一方ガラス内部においては表面接触部
より金型温度の影響を受けずに保温状態となるので前記
ガラス接触面よりは除冷となる。
軟化点温度まで加熱されたガラス温度との温度差によ
り、プレス金型３接触面においてガラス表面は急冷（39
℃／秒）となり、一方ガラス内部においては表面接触部
より金型温度の影響を受けずに保温状態となるので前記
ガラス接触面よりは除冷となる。
【００１６】同様な方法でプレス成形を繰り返し、成形
されたボックス形状のガラス４の外径寸法を図３に示す
ような形状（φ23mm）に研削加工し、約320枚のガラス
４を作成した。
されたボックス形状のガラス４の外径寸法を図３に示す
ような形状（φ23mm）に研削加工し、約320枚のガラス
４を作成した。
【００１７】この上記ガラス４を強度テスト用サンプル
とし、荷重試験機を用いて破壊強度試験を実施した。比
較サンプルとして通常の機械的研磨加工によるものを化
学強化処理を施したものと、未強化のものを荷重破壊試
験し、表１に測定結果をまとめた。荷重試験方法は図４
に示す荷重測定端子５でガラス４中心部を押す方法で行
い、ガラス４が破損した時点の最大荷重値を記録した。
ガラス４各100枚を１ロットとして合計３ロット300枚を
実測し、それぞれのロットごとの平均値を算出した。
（表１において本発明のガラスをＡ、化学強化したガラ
スをＢ、未強化のガラスをＣとする。）
とし、荷重試験機を用いて破壊強度試験を実施した。比
較サンプルとして通常の機械的研磨加工によるものを化
学強化処理を施したものと、未強化のものを荷重破壊試
験し、表１に測定結果をまとめた。荷重試験方法は図４
に示す荷重測定端子５でガラス４中心部を押す方法で行
い、ガラス４が破損した時点の最大荷重値を記録した。
ガラス４各100枚を１ロットとして合計３ロット300枚を
実測し、それぞれのロットごとの平均値を算出した。
（表１において本発明のガラスをＡ、化学強化したガラ
スをＢ、未強化のガラスをＣとする。）
【００１８】
【表１】
【００１９】
【実施例２】同様にガラス板厚t=1.0mm及びt=0.8mmの板
厚ガラスについてもプレス成形を行い、共に外径寸法φ
23mmの強度テスト用サンプルガラス４を作成し、破壊強
度試験を行い、結果をそれぞれ表２及び表３にまとめ
た。
厚ガラスについてもプレス成形を行い、共に外径寸法φ
23mmの強度テスト用サンプルガラス４を作成し、破壊強
度試験を行い、結果をそれぞれ表２及び表３にまとめ
た。
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】表１、表２、表３の結果から、化学強化Ｂ
に比べ多少の差はあるが、未強化Ｃとは明らかに異なる
破壊強度値を示しており、腕時計用カバーガラスとして
の規格範囲においては十分満足する強度であり、実際に
時計ケースに組み込んだ状態で、防水加圧、落下衝撃等
の試験に問題はなかった。
に比べ多少の差はあるが、未強化Ｃとは明らかに異なる
破壊強度値を示しており、腕時計用カバーガラスとして
の規格範囲においては十分満足する強度であり、実際に
時計ケースに組み込んだ状態で、防水加圧、落下衝撃等
の試験に問題はなかった。
【００２３】
【発明の効果】ガラスを熱間プレス成形する本発明の腕
時計用カバーガラスの製造法では、鏡面加工を施したプ
レス金型で軟化状態のガラスを熱間成形することによっ
て、ガラス表面における微小なマイクロクラックの残留
問題が無くなり、同時に急冷熱処理による強化ができ、
従来のイオン交換による化学強化法を用いずとも、ガラ
スの破壊強度をアップすることができた。
時計用カバーガラスの製造法では、鏡面加工を施したプ
レス金型で軟化状態のガラスを熱間成形することによっ
て、ガラス表面における微小なマイクロクラックの残留
問題が無くなり、同時に急冷熱処理による強化ができ、
従来のイオン交換による化学強化法を用いずとも、ガラ
スの破壊強度をアップすることができた。
【図１】本発明の腕時計用カバーガラスを製造するため
のプレス成形機の概略図。
のプレス成形機の概略図。
【図２】本発明の腕時計用カバーガラスのプレス成形工
程を示す図。
程を示す図。
【図３】プレス成形後と整形加工後のガラス形状を示す
図。
図。
【図４】ガラスの荷重試験方法を示す概略図。
１ ガラス ２ ステンレス枠 ３ プレス金型 ４ ガラス ５ 荷重測定端子 ６ 熱電対 ７ 電気ヒーター ８ バーナー
Claims (3)
- 【請求項１】 ガラスを700〜1000℃の作業域温度範囲
まで加熱し、軟化状態にあるガラスをプレス法によって
加圧成形し、プレス金型表面の鏡面形状で転写し成形し
ながらガラスを急冷することにより、ガラス表面に圧縮
応力及びガラス内部の引っ張り応力を得ることを特徴と
する腕時計用カバーガラスの製造方法。 - 【請求項２】 プレス成形時の上下、又は左右方向から
の押圧プレス金型の温度を、ガラス材質の転移点以下マ
イナス50〜100℃に温度保持することを特徴とする請求
項１記載の腕時計用カバーガラスの製造方法。 - 【請求項３】 プレス成形に使用する金型材質が、耐熱
性、耐溶着性、離形性に優れた低熱膨張率の超硬合金、
セラミックス、金属酸化物焼結体からなる請求項１記載
の腕時計用カバーガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4348695A JPH08217467A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 腕時計用カバーガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4348695A JPH08217467A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 腕時計用カバーガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08217467A true JPH08217467A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12665058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4348695A Withdrawn JPH08217467A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 腕時計用カバーガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08217467A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001523211A (ja) * | 1998-03-02 | 2001-11-20 | サン−ゴバン・ヴイトラージユ | 熱強化用ガラスシート |
| WO2013001841A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Hoya株式会社 | 磁気ディスク用ガラス基板及びその製造方法 |
| JP2013028510A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの成形方法 |
| WO2013081119A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Hoya株式会社 | 電子機器用カバーガラスブランク及びその製造方法、並びに電子機器用カバーガラス及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-02-07 JP JP4348695A patent/JPH08217467A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001523211A (ja) * | 1998-03-02 | 2001-11-20 | サン−ゴバン・ヴイトラージユ | 熱強化用ガラスシート |
| JP4749519B2 (ja) * | 1998-03-02 | 2011-08-17 | サン−ゴバン グラス フランス | 熱強化用ガラスシート |
| WO2013001841A1 (ja) * | 2011-06-30 | 2013-01-03 | Hoya株式会社 | 磁気ディスク用ガラス基板及びその製造方法 |
| JP2013028510A (ja) * | 2011-07-29 | 2013-02-07 | Asahi Glass Co Ltd | ガラスの成形方法 |
| WO2013081119A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Hoya株式会社 | 電子機器用カバーガラスブランク及びその製造方法、並びに電子機器用カバーガラス及びその製造方法 |
| CN103946166A (zh) * | 2011-11-30 | 2014-07-23 | Hoya株式会社 | 电子设备用盖板玻璃毛坯及其制造方法、以及电子设备用盖板玻璃及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |