JPS6071534A - ガラス製品表面の研磨方法 - 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】 本発明は、ガラス製品表面の研磨方法に関する。

製造後のガラス製品は、その表面に２種のきずまたは欠
陥（ｄｅｆｅｃｔ　）を有している。その１つけ”肉眼
的規模のきず”と呼ばれる、ガラス製品の製造に個有の
きす、例えば型の結合部の跡、平滑化することを必要と
する鋭利な端部、工作機械の衝撃のごとき偶発的原因に
よる圧痕であり、他の１つは、表面の粗さ、微細な亀裂
等の如き“１顕微鏡的規模のきず”と称されるきすであ
る；このようなきすは、得られるガラス製品の外観（光
輝性、透明性等）およびその機械的性質（圧縮強度等）
を損うものである。

上記の如き欠陥を排除するためにガラス製品の製造時に
使用される方法は研磨であり、この研磨を行うことによ
って不均一性と他の欠陥を消失せしめることにより製品
の表面状態を改良することができる。

現在まで使用されてきたガラス製品を研磨するための工
業的方法としては、機械的研磨および化学的研磨がある
。機械的研磨は、ガラス製品を次第に微細になる研削砥
石上を連続的に通過させることにより行なわれる。この
方法は高品質の製品が製造できるが、非常に費用を要す
る。更に、この方法は高級香水類、カットグラス等用に
製造されたビンの如き特定の形状を有する製品に利用さ
れるＫすぎない。化学的研磨はガラス製品を酸浴、多く
の場合はフッ化木葉酸中に浸漬することからなる。酸浴
中に浸漬することによって、石英質支持格子の表面的破
壊と、カチオン、特にアルカリカチオンの除去が生ずる
Ｏしかしながら、この処理は、激しい清浄または浄化作
用を行うに過ぎず且つすべての種類のガラスに適用でき
るものではない。更に、この方法では、使用する化学薬
剤を考慮に入れた場合、その使用および環境に関して多
くの問題を生じる。

例えば、米国特許第３．１８８．１９０号明細曹に開示
されている如く、酸素−炭化水素火炎、特に酸素−天然
ガス火炎によってガラス製品を研磨することがすでに試
みられている。この方法ではガラス製品を酸素−炭化水
紫火・炎の前方を通過させている；これによシ表面の再
溶融と亀裂の充填とを行っている。理論的には、この火
炎研磨方法ではすべての結合が高温で正常な状態となる
ための時間を有するので、満足できる表面品質が得られ
るべきである。しかるに上記方法では過度の深部加熱（
１ｎ−ｄｅｐｔｈ　ｈｅａｔｉｎｇ　）が起るため、適
正な表面品が得られる前に、ガラス製品の変形（ｃｏｌ
ｌａｐｓｅ　）が生ずることが認められた。この種の方
法は従って実際には非常に大きな厚さのガラス製品につ
いてのみ成功し得るものである。

従って、本発明は、火炎によシガラス製品を研磨する方
法であってかつ加工すべきガラス製品の厚さおよびその
外形がいかなるものであっても完全な表面品質を得るこ
とができしかも前記したごときガラス製品の早期の変形
を防止することを可能にする、火炎によるガラス製品の
研磨方法を提供することを目的とする。

従って本発明によれば、ガラス製品の表面を酸素と燃料
とからなる火炎に暴露することから々るガラス製品表面
の研磨方法において、上記火炎として、対流による熱の
移動から生じる熱エネルギーが、輻射による熱の移動か
ら生じる熱エネルギーより大であるような火炎を使用す
ることを特徴とする、ガラス製品の表面の研磨方法が提
供される。特定の方法においてそして本発明の好ましい
態様においては、上記の火炎は、輻射により伝達される
エネルギー全体の割合が最大で２５チであり、且つ、ｈ
／Ｒｅ　の値が少なくとも３２　Ｗ／ｍ２にであるよう
な火炎である（上記式中のｈは対流熱交換係数であり、
Ｒｅはレイノルズ数である）。実際上、対流によシ伝達
される火炎の全エネルギーの割合Ｅｃｖは特にファクタ
ーｈ／Ｒｇ・５に比例する。

本発明の他の態様によれば、使用する火炎は、ＯＨ″″
イオンを含有しており、そして化学量論的には、供給さ
れるエネルギー１チルξ−（ｔｈｅｒｍｉｅ）（千キロ
カロリー）あたシのＯＨ″″の数が１．５モル以上であ
ることが好ましい。

本発明の別の態様では、使用する火炎は酸化性の火炎で
ある。

前記従来法で生じる問題点を解決すべく、本発明者は、
製品の表面で得られる温度Ｔ１が高く、一方、製品の内
部の温度Ｔ２を低い値に保持できるような方法、すなわ
ち、Ｔ２とＴ１との間に最大の温度差へＴが生ずる方法
を検討した。本発明者の研究から次の如き知見が得られ
た。すなわち、ガラスの場合には輻射による熱の移動は
、ガラスが牛透明の媒体であるのでガラスの厚みの内部
で生じる。これに対して、対流による熱の移動は表面に
おいてのみ生じる。このことが本発明者が、対流による
熱の移動量が輻射による熱の移動量を明らかに越えるよ
うな火炎を開発した理由である６更に、・本発明者は、
研磨方法において実質的な程度で現われる他のパラメー
ター、すなわちガラスの表面張力およびガラスの粘度の
検討も行なったＯ 表面張力に関しては、ガラス製品の表面層が表面張力σ
１と温度Ｔ１を有し、且つ該ガラス製品の表面層の下方
の内部層が表面張力σ２と温度Ｔ２　（これＩ′ｉＴ１
よりも低い）を有するものとした場合に、満足できる研
磨作用を得るための必要条件は、表面層がより深い層に
わたって広がっているべきこと、すなわち表面層とよシ
深い層との間の表面張力差△σが増大していることであ
る。本発明者の研究によれば、Δσを高めるためには、
一方では２層間の温度差を高める、すなわち八Ｔを大と
する必要があり、他方ではσ１を低下させる（σ２の値
は影響されないため）必要があること、そしてσ１の値
を低下させるためには、表面層の温度Ｔ１を高め、周囲
の酸化性の雰囲気の０Ｉ（−イオンの濃度を高め、且つ
周囲に酸化性の雰囲気を有する必要があることを認めた
。本発明者はこのような知見を考ｗ、に入れて、前述の
如き輻射による熱の移動に比較して、対流による熱の移
動を促進させかつ好ましく　ｕ　ＯＨ−イオンも含み且
つ酸化性である火炎を開発したものである。

ガラスの粘度に関しては、満足できる研磨作用を確保す
るためには、表面層の粘度η１を低下させる、すなわち
該表面層の温度を高める必要がある。他方では、内部温
度Ｔ２が、ガラスの粘度により製品の軟化が生じるよう
な値を越えないように注意すべきである。従って、また
この目的のためには、外側層と内側層との間の温度差へ
Ｔができるだけ大となるような火炎を使用すべきである
。

本発明の好ましい実施態様では、ガラス製品を酸素−木
葉火炎によって研磨する。事実、酸素−水素火炎は、処
理する製品を変形させることなしに満足できる研磨作用
を確保するために必要な、本発明者によって見出された
特性を満足し得る程度に有するものである。

比較例により説明すれば、上記火炎で得られる同一のエ
ネルギーを基準とした場合、酸素−水素火炎における対
流移動によって伝導される熱エネルギーＰｃｖを、酸素
と天然ガスの火炎の場合および酸素−プロパン火炎の場
合と比較すると、次の通りである。

Ｐｃｖ（Ｈ２）　＝　１．６５Ｐｃｖ（ＧＮ）＝２．５
５Ｐｃｖ（ＣｘＨａ）また、前記火炎で得られる同一エ
ネルギーを基準とすると、酸素−水素火炎の輻射により
伝導される熱エネルギーＰｒを、酸素−天然ガス火炎お
よび酸素−プロパン火炎と比較すると次の通りである。

Ｐｒ（Ｈ２）　＝　０．３Ｐｒ（ＧＮ）　＝　０．２４
Ｐｒ（ＣｓＴ（ａ　）上記から明らかな通シ、本発明で
使用することが好ましい酸素−水素火炎によって、酸素
−炭化水素火炎の場合よりも非常に大きい対流移動と輻
射移動との間の比を得ることができる。

更に、酸素−水素火炎中に含まれているＯＨ−イオンの
量は、酸素−天然ガスの火炎の場合より１５〜２５％大
であり、酸素−プロパン火炎の場合よりも４０〜６０％
大である。これは５〜５０ｑｂの燃料の過剰量に相当す
る。従って、本発明で用いることが好ましい酸素−水素
火炎によれば、他の２種の酸素−炭化水素火炎よりも表
面層の表面張力σ１を大巾に低下させ得ることが明らか
である。

更に、酸素−水素火炎の酸化性は容易に調節することが
できる。事実、過剰の酸素（５〜５０チ。

好ましくｆｆ２０％　）を添加する場合に、火炎の逆流
（ｂｌｏｗ−ｂａｃｋ　）が生じたときの爆発を防止す
るために酸素と水素とを別々に供給するので、また、水
素は極めて迅速に混合するかつ炭化水素のごとき他の燃
料より明らかに大きな燃焼速度を有するガスであるので
、混合物が極めて迅速に均一になり且つ過剰の酸素が安
定なままである火炎が得られる。この安定性は酸素−炭
化水素火炎では得られないものである。

従って、前述の特定の特性を有する火炎、特に酸素−水
素火炎をガラス製品の研磨だ利用することによって、酸
素−炭化水素火炎を用いて行った種々の試験の結果から
解決することができないことが証明されている前記問題
点を解決し得ることが明らかである。

第１頁の続き ０発　明　者　ミ　シェル・ルー　フランス国、マノ１
−リー、４ ［相］発　明　者　ジャン・ヴアラデイエ　フランス国
、ヴＩドクトウール・ソ ・ネ・う・コケット、プラス・ド・う・メリイ・シャテ
ィロン、アヴニューデュ・ｉルメット、９０・ビイ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ガラス製品の表面を酸素と燃料とからなる火炎に
   暴露することからなるガラス製品表面の研磨方法におい
   て、上記火炎として、対流によ・る熱移動から生じる熱
   エネルギーが、輻射による熱移動から生じる熱エネルギ
   ーよシも大であるような火炎を使用することを特徴とす
   る、ガラス製品表面の研磨方法。 ２、　火炎として、輻射によシ伝達される全エネルギー
   の割合が多くとも２５チであり、且つｈ／Ｒ叱５　の値
   が少なくとも３２　Ｗ／ｍ２にであるような火炎を特徴
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法０ ３、　使用する火炎が、ＯＨ−イオンを含有している特
   許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法０ ４、　供給されるエネルギー１チルミーあたりのＯＨ−
   イオンの数が化学量論的に１．５モルよシ犬である特許
   請求の範囲第５項に記載の方法０５、火炎が酸化性火炎
   である、特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかの項
   に記載の方法。 ６　火炎が酸素と水素とからなる火炎である、特許請求
   の範囲第１項〜第５項のいずれかの項に記載の方法。 ２　火炎が５チ〜５０チ過剰の酸素を含有する特許請求
   の範囲第６項に記載の方法。