CN101500956A - 耐热强化玻璃及耐热强化玻璃的制造方法 - Google Patents

耐热强化玻璃及耐热强化玻璃的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供作为大楼用或住宅用的窗和门的玻璃，具有满足阻火性能的强度且影像品质高的耐热强化玻璃。所述耐热强化玻璃是切割成规定尺寸的玻璃板经物理强化处理而得的强化玻璃，其特征在于，具有相对于所述玻璃板面和端面倾斜的棱部研磨面，所述棱部研磨面与所述玻璃板面所成的角度为135度～170度，由所述棱部研磨面与所述玻璃板面形成的角部的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，所述崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下。

Description

耐热强化玻璃及耐热强化玻璃的制造方法
技术领域
本发明涉及耐热强化玻璃，特别涉及大楼用或住宅用的防火窗及防火门所用的耐热强化玻璃及耐热强化玻璃的制造方法。
背景技术
对于一般的钠钙玻璃，在建筑基准法中规定的防火窗的防火试验时或火灾发生时，发生于端部的拉伸应力导致破损。该拉伸应力源于嵌入于窗框中的端部和暴露于火焰的面部的温度差等。以往，作为用于防止火势蔓延等的防火玻璃，一般采用埋入金属网而使得火灾发生时即使玻璃破裂也不会因脱落而开口的嵌网玻璃。近年来，由于外观上的优点等，提出了即使没有金属网火灾发生时玻璃也不会破裂而发挥防火性能的防火玻璃。
为了确保端部的强度，这样的防火玻璃需要通过所谓的物理强化处理来提高表面压缩应力；所述物理强化处理是将玻璃板加热至软化点附近后，吹送压缩空气等将玻璃板急冷的用于物理强化的热处理。该处理由于自玻璃板较柔软的状态向玻璃面吹送压缩空气等来急冷，所以玻璃表面上可能会产生急冷的痕迹或翘曲，平坦性变差，影像品质的下降不可避免。
此外，玻璃板如果在未对切割后的玻璃切割端面进行研磨的状态下端部承受拉伸应力，则应力集中在位于玻璃板面和端面的交界的角部的微细裂缝的部分，特别是切割时由轮刀式切割机或金刚石刀具形成龟裂的部分，从而造成破裂。因此，为了使玻璃板的端部表面的强度(以下称为“边缘强度”)提高，重要的是如何进行倒角。还有，边缘强度是指玻璃板的端部破裂时在端部表面产生的拉伸应力。
引用文献1中提出了将玻璃的端部研磨成曲面形状后，研磨曲面端部和平面部(板面)的交界部分，再通过物理强化处理使边缘强度提高了的防火玻璃。然而，该引用文献1记载的玻璃板的端部研磨方法中，必须使用特殊的曲面形状的研磨轮，需要制作新的研磨轮，玻璃端部的加工成本和其品质管理成本增加。
引用文献2中提出了仅对玻璃端面的两端部的棱面进行倒角，再通过物理强化处理使边缘强度提高了的防火玻璃。
这样切割玻璃并将端部通过与通常不同的方法研磨后进行物理强化处理而提高了耐热强度的玻璃在防火玻璃中被专门称为耐热强化玻璃。作为耐热强化玻璃所需的性能例如在日本需要满足建筑基准法第2条第9款的2和建筑基准法第64条中所规定的阻火性能。作为对其进行评价的试验，例如有基于ISO834-1:1999的加热温度曲线的防火试验。为了在该试验中合格，要求在防火试验中不产生透过火焰的龟裂等损伤和间隙，所以基本上不包括像嵌网玻璃那样即使玻璃破裂也不脱落的玻璃，必须玻璃不会破裂。因此，将端部加工后的物理强化处理前的边缘强度和由物理强化处理产生的边缘附近的表面压缩应力相加而得的值，即物理强化处理后的玻璃板所具有的边缘强度必须至少高于上述试验时产生的边缘的拉伸应力。边缘的表面压缩应力越高，则物理强化处理后的边缘强度越高，对于试验时产生的拉伸应力的可靠性提高。然而，如果为了提高边缘的表面压缩应力而在物理强化处理中将急冷开始的玻璃温度设得过高，则如前所述在玻璃板上出现热处理痕迹和翘曲，平坦度变差，无法满足作为玻璃板的影像品质。
此外，耐热强化玻璃一直被用于公寓或办公楼等大楼，最近对住宅用的需求也不断增加。然而，用于住宅用的窗和门的玻璃如果以引用文献1或2中的任一种方法加工端面，进行与以往相同的条件下的物理强化处理，则由于厚度比用于大楼的玻璃小，所以容易产生热处理痕迹和翘曲，影像品质容易出现问题。
专利文献1：日本专利特开平9-71429号公报
专利文献2：日本专利特开平11-79769号公报
发明的揭示
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供作为大楼用或住宅用的窗和门的玻璃、即使表面压缩应力小也能满足阻火性能的耐热强化玻璃及耐热强化玻璃的制造方法。此外，本发明的目的在于提供即使表面压缩应力小也能满足阻火性能、且影像品质高的耐热强化玻璃及耐热强化玻璃的制造方法。
本发明根据上述目的而发现即使降低表面压缩应力也可以确保作为耐热强化玻璃的强度的端部的加工方法并实施。此外，本发明除该端部的加工方法之外，还发现满足高影像品质的物理强化处理的方法并实施。
即，为了实现上述目的，本发明的强化玻璃是切割成规定尺寸的玻璃板经物理强化处理而得的强化玻璃，其特征在于，具有相对于所述玻璃板面和端面倾斜的棱部研磨面，所述棱部研磨面与所述玻璃板面所成的角度为135度～170度，由所述棱部研磨面与所述玻璃板面形成的角部的崩缺(カケ)(也称“碎片(chip)”)的棱线方向的长度在200μm以下，所述崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下。
此外，本发明的所述强化玻璃中，玻璃板的表面的压缩应力较好是在板厚为2.5mm以上且不足3.5mm时为70MPa～155MPa，3.5mm以上且不足4.5mm时为75MPa～160MPa，4.5mm以上且不足5.5mm时为85MPa～170MPa，5.5mm以上且不足6.3mm时为95MPa～180MPa，6.3mm以上且不足7.0mm时为105MPa～190MPa，7.0mm以上且不足9.0mm时为120MPa～205MPa，9.0mm以上且不足11.0mm时为135MPa～220MPa，11.0mm～20.0mm时为150MPa～240MPa。
另外，本发明的所述强化玻璃中，较好是玻璃板的端面经过研磨。
另外，本发明的所述强化玻璃较好是所述棱部研磨面在玻璃端面侧的投影宽度为0.3mm～1.3mm，在玻璃板面侧的投影宽度为0.3mm～3mm。
本发明的强化玻璃的制造方法是包括对切割成规定尺寸的玻璃板的端部进行加工的工序和对所述端部加工后的玻璃板进行物理强化处理的工序的强化玻璃的制造方法，其特征在于，所述对端部进行加工的工序中，对于所述玻璃板面及端面进行研磨而形成棱部研磨面，使棱部的面和所述玻璃板面所成的角度达到135度～170度，使由所述棱部研磨面与所述玻璃板面形成的角部存在的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，该崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下。
此外，本发明的强化玻璃的制造方法中，较好是所述进行物理强化处理的工序包括将所述研磨后的玻璃板加热至620℃～660℃的步骤和从玻璃板的两面向所述加热后的玻璃板吹送5℃～80℃的压缩空气来进行急冷的步骤，使所述压缩空气的压力在板厚为2.5mm以上且不足3.5mm时为10kPa～25kPa，3.5mm以上且不足4.5mm时为7kPa～20kPa，4.5mm以上且不足7.0mm时为6kPa～15kPa，7.0mm以上且不足9.0mm时为5kPa～13kPa，9.0mm以上且不足11.0mm时为4kPa～12kPa，11.0mm～20.0mm时为2kPa～10kPa。
另外，本发明的所述强化玻璃的制造方法中，较好是所述对端部进行加工的工序包括所述玻璃板的端面的研磨。
另外，本发明的所述强化玻璃的制造方法中，所述对端部进行加工的工序较好是研磨至所述棱部研磨面在玻璃端面侧的投影宽度为0.3mm～1.3mm，在玻璃板面侧的投影宽度为0.3mm～3mm。
如果采用本发明，则可以提高基于物理强化处理的热处理前的边缘强度，所以可以获得即使基于热处理的表面压缩应力低也能满足阻火性能的耐热强化玻璃和耐热强化玻璃的制造方法。另外，因为可以减少所需的表面压缩应力，所以可以获得能降低热处理的玻璃温度且具有高影像品质的耐热强化玻璃和耐热强化玻璃的制造方法。
附图的简单说明
图1是本发明的实施方式的强化玻璃板的简略剖视图。
图2是本发明的实施方式的玻璃板端部的研磨加工方法的简略说明图。
图3是本发明的实施方式的强化玻璃板的采用筒状磨具的研磨状态的简略剖视图。
图4是本发明的另一实施方式的强化玻璃板的研磨状态的简略剖视图。
图5是本实施例的玻璃板端部的截面尺寸及部位说明图。
图6是表示基于表1的试验结果的威布尔概率轴上的图(威布尔图)。
符号的说明
1：玻璃板，1a：玻璃板面，1b：端面，1c：棱部研磨面，1d：角部，2(2a、2b、2c)：磨具，3：磨粒层，4：旋转轴，5：圆盘，6：研磨用带，7：圆筒。
实施发明的最佳方式
以下，根据附图对本发明的实施方式的强化玻璃进行说明。
图1是本发明的实施方式的强化玻璃板的简略剖视图。如图1所示，玻璃板1被切割成规定尺寸，仅端面1b的两端侧的棱部被研磨，形成相对于玻璃板面1a及端面1b倾斜的棱部研磨面1c。可以是玻璃板1的端面1b经切割加工后的状态，较好是进行研磨加工而使切割品质引起的边缘强度的偏差稳定化，特别好是采用平行研磨(玻璃的用于研磨的输送(搬运)方向和玻璃与磨具的研磨面接触处的磨具的旋转方向相同的研磨方法)的研磨加工。
玻璃板面1a和棱部研磨面1c所成的角度A为135度～170度。如果角度A小于135度，则由棱部研磨面1c和玻璃板面1a形成的角部容易产生崩缺，物理强化处理前的边缘强度不足，需要直至高温的加热和风压高的冷却处理，玻璃产生应变和变形，影像品质变差。此外，如果角度A大于170度，则需要高精度的棱部研磨，设备成本增大。较好是更不易发生崩缺的151度～170度，更好是154度～170度。还有，图1的角度A只要在上述范围内，相对于上下的玻璃面可以不同。
通常的棱部的研磨中，使角度A达到135度加上制造误差的程度的范围内主要是因为如果在不研磨棱部的状态下残留角部，则在后续工序和运输中角部容易破裂，并不是为了主动提高边缘的强度。本发明的棱部的研磨中，为了主动地提高边缘强度而使角度A比通常大。通过加大角度A，如后所述端部研磨后的以角部1a为起点的破坏减少而边缘强度提高的原因尚不清楚，但估计主要原因如下。端部加工中，按压角部1d的磨具而产生的反作用力矢量的方向大致为与棱部研磨面1c垂直的方向。角度A较大时，反作用力矢量为角度A的一半左右，所以不易发生自玻璃板面1a和棱部研磨面1c的崩缺。另一方面，角度A较小时，反作用力矢量接近玻璃板面1a，所以容易发生自玻璃板面1a的崩缺。
根据上述理由，认为角度A越大，则越不易发生自角部1d的崩缺，端部研磨后的边缘强度显著提高。
一般的钠钙玻璃在火灾发生时由于嵌入于窗框中的端部和暴露于火焰的面部的温度差等而产生端部最大的拉伸应力，从而导致破损。破裂几乎都以存在于棱部的崩缺为起点。因此，由棱部研磨面1c和玻璃板面1a形成的角部1d的棱线(图1的沿与纸面垂直的方向延伸的棱线)上存在崩缺的情况下，该崩缺的大小必须在一定限度以下。该崩缺的棱线方向的长度必须在200μm以下。该崩缺的棱线方向的长度是指由于角部1d的棱线上产生的崩缺而失去的棱线(假想棱线)的长度。此外，崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度必须在100μm以下。崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度是指与由于角部1d的棱线上产生的崩缺而失去的棱线(假想棱线)垂直的方向的最大宽度。崩缺的大小通过使用数字显微镜(例如，基恩士公司(株式会社キ—エンス)制，制品名数字显微镜的型号VH-6200)观察研磨后的玻璃的角部1d，测定各距离而得到。
如果如上所述使角度A为135度～170度且使角部1d存在的崩缺的长度于棱线方向在200μm以下，与棱线垂直方向的最大宽度在100μm以下，则玻璃板1的边缘强度的3σn-1下限值超过70MPa。为了确保边缘强度，棱部的研磨后的表面粗糙度也是边缘强度的影响因子，但重要的是通过崩缺的存在和大小来进行控制。
如上所述，通过本发明的端部的加工法，可以显著地提高边缘强度，所以作为耐热强化玻璃可以提高阻火性能。此外，可以对应于边缘强度的提高而减小端部的表面压缩应力，物理强化处理中即使降低冷却开始的玻璃温度，也可以在维持作为耐热强化玻璃所需的阻火性能的情况下提高影像品质。
作为评价阻火性能的方法，例如前述的基于ISO834-1：1999的加热曲线的防火试验中，将强化玻璃嵌入窗框后，从玻璃板的一面通过燃烧器的火焰和炉内的辐射热加热玻璃。该情况下，在玻璃板的边缘产生的拉伸应力中，除了由于玻璃板的中央和端部的温度差而产生的应力之外，还有边缘因窗框的变形而变形所产生的弯曲应力。物理强化处理后的边缘强度必须高于该拉伸应力。
该防火试验时在边缘产生的拉伸应力在至少玻璃板中央为较高温度时产生，发生翘曲引起的作为玻璃板的刚性的变化，所以并不一定明确。因此，以往作为物理强化处理后的边缘强度在安全范围内，所以一直以来不区别玻璃板的厚度，基于某一较厚的大楼用玻璃板的防火试验的结果来推测一定的拉伸应力，确定所需的表面压缩应力。
与之相对，本发明中，为了确保阻火性能，进而同时实现阻火性能的确保和影像品质的进一步提高，通过防火试验等求出了玻璃板的厚度和拉伸应力的关系。结果发现：板厚越小，则自加热开始至出现最大值的时间越短，玻璃温度也越低，且端部的变形也越小，所以玻璃板的由于中央和端部的温度差而产生的应力的最大值变小。根据这些发现，虽然以往在板厚2.5～9.0mm左右也设定与厚板(板厚10mm左右)大致相同的表面压缩应力，但是对于薄板即使是较低的表面压缩应力也具有阻火性能，可以获得高影像品质。实际上，防火试验时在边缘产生的拉伸应力与板厚10mm时相比，2.5mm以上且不足3.5mm时减少约60MPa，3.5mm以上且不足4.5mm时减少约55MPa，4.5mm以上且不足5.5mm时减少约45MPa，5.5mm以上且不足6.3mm时减少约35MPa，6.3mm以上且不足7.0mm时减少约25MPa，7.0mm以上且不足9.0mm时减少约15MPa。还有，11.0mm～20.0mm时增加约15MPa。
通过基于以上发现随板厚的减小而降低所需的表面压缩应力并以前述的本发明的端部的加工方法提高边缘强度，可以在维持作为耐热强化玻璃所需的阻火性能的情况下，进一步提高影像品质。
即，本发明的强化玻璃较好是对应于所述玻璃板的板厚的各自的表面压缩应力如下：2.5mm以上且不足3.5mm时为70MPa～155MPa，3.5mm以上且不足4.5mm时为75MPa～160MPa，4.5mm以上且不足5.5mm时为85MPa～170MPa，5.5mm以上且不足6.3mm时为95MPa～180MPa，6.3mm以上且不足7.0mm时为105MPa～190MPa，7.0mm以上且不足9.0mm时为120MPa～205MPa，9.0mm以上且不足11.0mm时为135MPa～220MPa，11.0mm～20.0mm时为150MPa～240MPa。
更优选的表面压缩应力的范围是，所述玻璃板的板厚为2.5mm以上且不足3.5mm时为70MPa～130MPa，3.5mm以上且不足4.5mm时为75MPa～135MPa，4.5mm以上且不足5.5mm时为85MPa～140MPa，5.5mm以上且不足6.3mm时为95MPa～150MPa，6.3mm以上且不足7.0mm时为105MPa～160MPa，7.0mm以上且不足9.0mm时为120MPa～175MPa，9.0mm以上且不足11.0mm时为135MPa～190MPa，11.0mm～20.0mm时为150MPa～210MPa。通过在这些范围内设定表面压缩应力，虽然对于防火试验时产生的拉伸应力的余量相对于优选范围的情况下降，但可以提供维持所需的阻火性能且进一步接近物理强化处理前的影像品质的强化玻璃。
还有，表面压缩应力可以通过JIS R3222(2003年版)中记载的某一差示折射计测定。从影像品质方面来看，在端部和玻璃板的中央部差别较大的情况下，玻璃板容易出现翘曲，所以更好是表面压缩应力在玻璃板的面内没有分布。较好是至少在自端面起50mm为止的部分满足上述的范围。
棱部研磨面1c在端面1b侧的投影宽度B和棱部研磨面1c在玻璃板面1a侧的投影宽度C的大小根据玻璃板的厚度适当确定，但为了抑制由于玻璃板切割时的划切割线的工序中产生的裂缝而在玻璃板端部产生拉伸应力的情况下的应力集中，较好是B为0.3mm～1.3mm，C为0.3mm～3mm，特别好是C为0.5mm～1.3mm。
图2是本发明的实施方式的玻璃板端部的研磨加工方法的简略说明图，图3是本发明的实施方式的强化玻璃板的采用筒状磨具的研磨状态的简略剖视图。此外，图4是本发明的另一实施方式的强化玻璃板的研磨状态的简略剖视图。
如图2所示，要研磨的玻璃板1被如箭头D所示搬运，沿着其搬运路径，多个(图的例子中为3个)棱部研磨用筒状磨具2a、2b、2c连续地配置于一条直线上。对于排列有多个的棱部研磨用的磨具2a、2b、2c，最初配置平均磨粒径大且研磨效率高的磨具2a，下一磨具2b采用磨粒径比磨具2a小的磨具，最后的磨具2c配置对应于所需的精加工面(粗研磨精加工、研光精加工、精抛光精加工等)的磨粒径的粒度号的磨具。还有，粗研磨精加工中通常采用#200号(平均磨粒径100μm)的磨具，研光精加工中通常采用#500号(平均磨粒径45μm)的磨具，精抛光精加工中通常采用#800号(平均磨粒径30μm)的磨具。
如图3(a)所示，在圆筒的圆周上形成截面近似U字状的磨粒层3，将在该圆筒的中心设有旋转轴4的圆筒状磨具2相对于玻璃板1的端面1b的截面方向平行地配置，作为玻璃板1在通过轮刀式切割机等于玻璃板面1a划切割线(切割沟)来切断时强度方面最弱的部分(残留轮刀式切割机造成的龟裂的部分)的玻璃两棱部被各磨具2研磨。
因为被精加工至经过该研磨工序而得的由棱部研磨面1c和玻璃板面1a形成的角部1d存在的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下，所以可以抑制在端部产生拉伸应力时的崩缺处的应力集中。
如图3(b)所示，根据圆筒状磨具2的形状，端面1b可以进行研磨加工，也可以不进行，但进行研磨加工时可以具有不受切割面的影响的稳定的高边缘强度。如果使用这样的磨具2进行研磨，则玻璃板1的端面1b和棱部研磨面1c所成的角部实质上被R倒角，但该形状对边缘强度的影响不大。此外，如果在本发明的棱部研磨前对端面1b进行平行研磨，则可以具有更高的边缘强度。
该研磨工序并不局限于上述的采用圆筒状磨具2的研磨方法，例如可以通过以下的方法进行：如图4(a)所示，采用将磨粒层3安装于圆盘5上且在其中心设有旋转轴4的杯形磨具2，使该旋转轴4相对于端面1b倾斜，仅研磨棱部1c(玻璃板面1a和端面1b之间的交界的角)的方法；如图4(b)所示，使研磨用带6的外周面接触作为被加工物的玻璃板1的棱部1c来进行研磨的抛光方法；如图4(c)所示，采用将磨粒层3安装于圆筒7上且在其中心设有旋转轴4的圆筒状磨具2，使该旋转轴4相对于端面1b倾斜来进行研磨的方法；或者，将它们并用的研磨方法。不论是何种情况，进行前述的基于本发明的实施方式的棱部1c的研磨，精加工至角部1d存在的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下即可。
下面，对本发明的实施方式的物理强化处理进行说明。本发明的物理强化处理中，采用具备加热炉和冷却区域的水平强化装置；所述加热炉将经过所述的玻璃板端部的研磨加工工序的玻璃板承载于多个搬运用辊，使其水平移动的同时进行加热；所述冷却区域与所述加热炉连续，从玻璃板的上下面吹送用于急冷的压缩空气。
表面压缩应力因玻璃板的表面和内部的温度差而产生，所以玻璃板厚不同，则热容量不同，必须根据玻璃板厚改变冷却速度来进行调整。冷却速度随急冷前的玻璃板的温度和压缩空气的温度、压力而变化。此外，板厚越小，则热容量越小，为了加大玻璃板厚方向上的温度差，必须加快冷却速度。因此，板厚小的情况下，为了确保所需的表面压缩应力，与板厚大时相比，必须提高急冷前的玻璃温度，或者降低压缩空气的温度，或者提高压缩空气的压力。
本发明的物理强化处理中，为了将研磨工序后的玻璃板加热至620℃～660℃，均匀地赋予玻璃板表面以表面压缩应力，较好是对于玻璃板的上下面整面从喷嘴喷出5℃～80℃的压缩空气来进行急冷。通过使急冷前的玻璃板的温度在620℃以上，可以防止冷却过程中一时产生的拉伸应力引起的破裂，且产生足够的残余变形、即表面压缩应力来确保阻火性能；另一方面，通过使急冷前的玻璃板的温度在660℃以下，可防止热处理的痕迹和翘曲，确保良好的影像品质。由于空气被送风机压缩，压缩空气的温度因送风机的旋转能量而变得比外部气温高，有时上升至80℃左右。但是，可以通过以冷却机冷却冷却风来降低至5℃左右。
基于前述的表面压缩应力和冷却条件的关系，本申请发明的物理强化处理中，将所需的表面压缩应力设定得小至薄板的程度，所以显现表面压缩应力所需的压缩空气的压力较好是板厚为2.5mm以上且不足3.5mm时为10kPa～25kPa，3.5mm以上且不足4.5mm时为7kPa～20kPa，4.5mm以上且不足7.0mm时为6kPa～15kPa，7.0mm以上且不足9.0mm时为5kPa～13kPa，9.0mm以上且不足11.0mm时为4kPa～12kPa，11.0mm～20.0mm时为2kPa～10kPa。藉此，薄板的情况的压力可以比以往的假设为大楼用的厚板的情况小。
实施例
以下，对本发明的更具体的实施例进行说明。
通过图2所示的方法，使标称厚3mm和4mm的浮法玻璃板1(纵10cm×横100cm)以4m/分钟的输送速度行进，使3个磨具分别以3400～4000rpm的转速旋转，如下进行样品的加工。
[实施例1]：对于29块标称厚3mm的浮法玻璃(平均板厚实测值3.15mm)，依次用#140号、#325号、#600号圆筒状磨具，对棱部和端面进行研磨精加工。
[实施例2]：对于29块标称厚3mm的浮法玻璃(平均板厚实测值3.17mm)，依次用#120号、#270号、#500号圆筒状磨具，对棱部和端面进行研磨精加工。
[实施例3]：对于26块标称厚4mm的浮法玻璃(平均板厚实测值3.75mm)，依次用#120号、#270号、#500号圆筒状磨具，对棱部和端面进行研磨精加工。
[比较例1]：按照引用文献2的公知技术，对于21块标称厚4mm的浮法玻璃(平均板厚实测值4.26mm)，对端面的两端部进行轻倒角(以图4(a)的方法采用#500的磨具)。
图5(a)是本实施例的玻璃板端部的截面尺寸及部位说明图，(b)是比较例的玻璃板端部的截面尺寸及部位说明图。本实施例中，将破坏起点分类成玻璃板面e、m，玻璃板面和棱部研磨面所成的角f、l，棱部研磨面g、k，棱部研磨面和端面所成的角h、j，端面i的部分。还有，实施例1～3的样品通过圆形磨具对棱部和端面进行了研磨精加工，所以棱部研磨面和端面所成的角h、j呈R倒角形状。强度试验通过如下的4点弯曲试验进行：在室温16～21℃、相对湿度45～55％的条件下，可在样品的加工边的中央30cm部分负荷均匀的拉伸应力，负荷跨距30cm，支承跨距90cm。强度试验的结果(破坏应力、破坏起点的位置及破坏的块数)和玻璃板1的截面尺寸示于表1。崩缺的大小通过使用数字显微镜(例如，基恩士公司(株式会社キ—エンス)制，制品名数字显微镜的型号VH-6200)观察研磨后的玻璃的角部1d，测定各距离而得到。还有，表1的破坏应力是针对端部加工后、物理强化处理前的玻璃的值。
图6中表示基于表1的试验结果的威布尔概率轴上的图(以下称为“威布尔图”)。威布尔图经常被用于像玻璃这样破坏应力的偏差大的材料的强度评价，对除破坏起点在负荷跨距外的样品以外的所有破坏应力的结果进行了作图。该图中，图越靠右，则表示破坏应力越大。
[表1]
Figure A200780030170D00151
由表1可知，实施例1～3的情况与对端面的两端部进行了轻倒角的比较例1相比，平均破坏应力值增加30MPa以上(约1.5倍)，破坏应力3σn-1下限值也增加约19MPa以上(约1.4倍)。还有，3σn-1下限值是指以σ表示标准偏差值、以n表示样品数时的约1/1000的破坏概率，产生以3σn-1下限值表示的应力的情况下，表示约1000块有1块玻璃板发生破裂。
此外，由图6可知，实施例1～3的破坏应力与比较例1的破坏应力相比，从在耐热强化玻璃的设计方面重要的累积破坏概率小的区域至大的区域的整个范围内大。
在实施例1～3的情况下，该强度试验中的破坏起点的位置在以往发生频度高的角部1d(图5中的f、1)处的发生率达到5％以下。即，可以确认玻璃的破坏能够如下进行抑制：使棱部研磨面1c和玻璃板面1a所成的角度A达到135度～170度，且使由棱部研磨面1c与玻璃板面1b形成的角部1d存在的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下。
通过对上述的端部加工后的玻璃板实施表面压缩应力150MPa(例如急冷前玻璃温度650℃，压缩空气温度42℃，压缩空气压力15.2kPa)的物理强化处理，可以获得阻火性能所需的边缘强度，同时可以获得高影像品质。此外，通过对上述的端部加工后的玻璃板实施表面压缩应力105MPa(例如急冷前玻璃温度635℃，压缩空气温度41℃，压缩空气压力8.0kPa)的物理强化处理，可以获得阻火性能所需的边缘强度，同时可以获得更高的影像品质。
如上所述，如果在实施例的条件下进行端部加工，则玻璃板1的边缘强度的3σn-1下限值超过70MPa。因此，为了使玻璃板1获得阻火性能所需的边缘强度，实施赋予比以往低的表面压缩应力的物理强化处理即可，生产性提高，特别是可以避免板厚3～6mm的耐热强化玻璃板的物理强化处理引起的玻璃板的影像品质下降。
另外，为了确认本发明的强化玻璃满足作为耐热强化玻璃的阻火性能，使用以表2所示的条件制成的强化玻璃，基于ISO834-1：1999的加热曲线实施防火试验。防火试验中的玻璃的尺寸为纵1676mm、横1176mm，将端部嵌入钢制的窗框8mm。此外，对于表2所示的条件的强化玻璃，在防火试验前将带条纹图案的板(条纹板)的条纹图案映于强化玻璃的表面，评价影像品质。其结果也示于表2。表面压缩应力是采用制品名称FSM-30(折原制作所有限公司(折原製作所社)制)，测定各4边的中央部的自端面50mm的区域的各1点，取平均值。表中的影像品质的评价中，作为经物理强化处理的玻璃，影像品质非常好的情况评价为◎，良好的情况评价为○，不好但不产生问题的情况评价为△。表中的对于防火试验中的阻火性能的判定基准为，对于没有向非加热侧的持续超过10秒的火焰喷出、没有向非加热侧的持续超过10秒的起火、没有产生透过火焰的龟裂等损伤和间隙，这些条件全部满足的情况下判定为合格。
由表2的结果可知，本发明的强化玻璃满足阻火性能，且通过使表面压缩应力在优选的范围内而同时满足阻火性能和影像品质，进而可以通过使表面压缩应力在更优选的范围内而维持阻火性能并满足更高的影像品质。
除了表2以外，对于7.7mm的厚度以实施例3的加工条件(表面压缩应力162MPa)、比较例1的加工条件(表面压缩应力198MPa)实施防火试验。考虑到它们的数据，对于针对其它厚度的优选的表面压缩应力，基于前述的因本发明而发现的板厚越小则所需的表面压缩应力越小的现象以及通过本发明的研磨而得到的边缘强度的提高程度来确定。此外，各板厚下所需的压缩空气的压力也基于前述的所需的表面压缩应力来确定。
[表2A]
 
制造条件及评价结果 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7
厚度(mm) 3.8 3.8 3.8 3.8
端部加工方法 实施例3 实施例3 实施例3 实施例3
表面压缩应力(MPa) 98 152 168 176
急冷前玻璃温度(℃) 632 650 662 665
压缩空气温度(℃) 41 42 40 42
压缩空气压力(kPa) 7.2 15.2 19.6 19.6
防火试验的评价结果(阻火性能) 合格 合格 合格 合格
影像品质的评价结果 ◎ ○ △ △
[表2B]
 
制造条件及评价结果 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11
厚度(mm) 5.7 5.7 5.7 5.7
端部加工方法 实施例3 实施例3 实施例3 实施例3
表面压缩应力(MPa) 110 121 168 183
急冷前玻璃温度(℃) 630 633 647 661
压缩空气温度(℃) 37 40 41 37
压缩空气压力(kPa) 7.1 8.0 13.2 15.7
防火试验的评价结果(阻火性能) 合格 合格 合格 合格
影像品质的评价结果 ◎ ◎ ○ △
[表2C]
 
制造条件及评价结果 实施例12 比较例2 比较例3
厚度(mm) 5.7 3.8 5.7
端部加工方法 实施例3 比较例1 比较例1
表面压缩应力(MPa) 187187 102102 124
急冷前玻璃温度(℃) 668 635 636
压缩空气温度(℃) 37 38 38
压缩空气压力(kPa) 14.9 7.6 9.0
防火试验的评价结果(阻火性能) 合格 不合格 不合格
影像品质的评价结果 △ ◎ ◎
产业上利用的可能性
本发明可以提高具有满足阻火性能的边缘强度且影像品质高的住宅用的耐热强化玻璃。此外，通常也适合于需要耐热强度的热射线反射玻璃和热射线吸收玻璃的物理强化处理。
另外，在这里引用2006年8月14日提出申请的日本专利申请2006-221114号的说明书、权利要求书、附图和摘要的所有内容作为本发明说明书的揭示。

Claims (8)

1.强化玻璃，它是切割成规定尺寸的玻璃板经物理强化处理而得的强化玻璃，其特征在于，具有相对于所述玻璃板面和端面倾斜的棱部研磨面，所述棱部研磨面与所述玻璃板面所成的角度为135度～170度，由所述棱部研磨面与所述玻璃板面形成的角部的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，所述崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下。
2.如权利要求1所述的强化玻璃，其特征在于，所述强化玻璃的表面的压缩应力
在板厚为2.5mm以上且不足3.5mm时为70MPa～155MPa，
3.5mm以上且不足4.5mm时为75MPa～160MPa，
4.5mm以上且不足5.5mm时为85MPa～170MPa，
5.5mm以上且不足6.3mm时为95MPa～180MPa，
6.3mm以上且不足7.0mm时为105MPa～190MPa，
7.0mm以上且不足9.0mm时为120MPa～205MPa，
9.0mm以上且不足11.0mm时为135MPa～220MPa，
11.0mm～20.0mm时为150MPa～240MPa。
3.如权利要求1或2所述的强化玻璃，其特征在于，所述玻璃板的端面经过研磨。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的强化玻璃，其特征在于，所述棱部研磨面在玻璃板端面侧的投影宽度为0.3mm～1.3mm，在玻璃板面侧的投影宽度为0.3mm～3mm。
5.强化玻璃的制造方法，它是包括对切割成规定尺寸的玻璃板的端部进行加工的工序和对所述端部加工后的玻璃板进行物理强化处理的工序的强化玻璃的制造方法，其特征在于，所述对端部进行加工的工序中，对于所述玻璃板的端部的棱部进行研磨而形成棱部研磨面，使所述棱部研磨面和所述玻璃板面所成的角度达到135度～170度，使由所述棱部研磨面与所述玻璃板面形成的角部存在的崩缺的棱线方向的长度在200μm以下，所述崩缺的与棱线垂直的方向的最大宽度在100μm以下。
6.如权利要求5所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，所述进行物理强化处理的工序包括将所述研磨后的玻璃板加热至620℃～660℃的步骤和从玻璃板的两面向所述加热后的玻璃板吹送5℃～80℃的压缩空气来进行急冷的步骤，使所述压缩空气的压力
在板厚为2.5mm以上且不足3.5mm时为10kPa～25kPa，
3.5mm以上且不足4.5mm时为7kPa～20kPa，
4.5mm以上且不足7.0mm时为6kPa～15kPa，
7.0mm以上且不足9.0mm时为5kPa～13kPa，
9.0mm以上且不足11.0mm时为4kPa～12kPa，
11.0mm～20.0mm时为2kPa～10kPa。
7.如权利要求5或6所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，所述对端部进行加工的工序包括所述玻璃板的端面的研磨。
8.如权利要求5～7中的任一项所述的强化玻璃的制造方法，其特征在于，所述对端部进行加工的工序中，研磨至所述棱部研磨面在玻璃板端面侧的投影宽度为0.3mm～1.3mm，在玻璃板面侧的投影宽度为0.3mm～3mm。
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Patentee before: Asahi Glass Co., Ltd.