CN102741190A - 玻璃板及玻璃板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种强度良好的玻璃板，作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架中的夹层玻璃用的玻璃板。本发明的玻璃板将玻璃板的边缘的平面压缩应力的最大值设为10MPa以上18MPa以下，并将玻璃板的边缘的内侧的平面拉伸应力的最大值设为2.4MPa以下。

Description

玻璃板及玻璃板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃板，特别地，涉及一种构成被用作汽车车窗用玻璃的夹层玻璃的玻璃板、即具有较为理想的平面压缩应力和平面拉伸应力的玻璃板及玻璃板的制造方法。
背景技术
夹层玻璃是以隔着PVB(聚乙烯醇缩丁醛)制等的塑料制中间膜的方式将两块玻璃板彼此接合的层叠玻璃，除了汽车的前挡风玻璃之外，也被用作车窗玻璃。这种夹层玻璃根据汽车的车身线、设计上的要求而被制造成弯曲状。
作为夹层玻璃中使用的玻璃板的弯曲成形方法，存在以下方法：在具有对应于期望的弯曲面的弯曲成形面的成形模上载置平板状的玻璃板，在该状态下将成形模搬入加热炉内，在加热炉内将玻璃板加热至玻璃软化点温度附近。根据该成形方法，玻璃板随着软化因自重而沿着成形模的弯曲成形面弯曲，因此，被制造成具有期望的弯曲面的玻璃板。另外，作为另一弯曲成形方法，也已知以下方法：在将加热后的玻璃板载置于成形模的状态下，利用按压元件从上方按压该玻璃板而使其弯曲成形。
车用的夹层玻璃嵌入固定于车辆的框中，但此时，为使夹层玻璃不破损而在玻璃板的边缘形成有平面压缩应力(以下，在本说明书中，将形成于玻璃板的边缘的平面压缩应力称为边缘压缩应力，以下也记为E/C)。在形成有残余应力的玻璃板中，在玻璃板的截面方向上，分别在表面形成表面压缩应力，在内部形成内部拉伸应力。平面残余应力被如下定义。在玻璃板的截面方向上的表面压缩应力和内部拉伸应力的积分值中，在表面压缩应力较大的情况下，形成平面压缩应力。与平面压缩应力的区域相邻的区域是以与平面压缩应力取得平衡的方式使内部拉伸应力较大的平面拉伸应力的区域。即，以与E/C取得平衡的方式在紧靠边缘的内侧区域沿着边缘形成平面拉伸应力(以下，在本说明书中，将形成于紧靠玻璃板边缘的内侧的区域的平面压缩应力称为内部拉伸应力，以下也记为I/T)。该I/T在玻璃板的面内侧的与边缘相距大致50mm的范围内的周部存在峰值。若E/C较大，则I/T当然也较大。由于平面拉伸应力大是指该部分的玻璃板的截面方向上的表面压缩应力层较薄的意思，因此，周部是与边缘、面内相比容易破损的部分。
由于现有的夹层玻璃用树脂制的封闭条(日文：モール)等将玻璃板的边缘及周部覆盖，因此，即便形成一定程度较大的I/T，也没有问题。然而，由于在汽车的设计所要求的平滑安装(flash mount)方式(以车体面和玻璃面大致共面的形态安装夹层玻璃的方式)中，周部朝车外露出，因此，要求减小I/T。
另外，近年来，从要求汽车轻量化、碰撞时确保乘员安全性的观点来看，板厚为1.5mm～3.2mm左右这样的较薄的单板的玻璃板被用作夹层玻璃。为了采用平滑安装方式将这种较薄的玻璃板不破损地嵌入车体侧，需要E/C足够大、I/T足够小的玻璃板。
在现有技术即专利文献1中，公开了一种板厚为1.5mm～2.5mm的玻璃板、即在玻璃板的距端部1.5cm以内的周边部形成有24.5MPa～49.0MPa的E/C的夹层玻璃用的玻璃板。由于该玻璃板的E/C较大，因此，I/T也必然较大，由此，在形成有I/T的部分朝车外露出的情况下，玻璃板容易因飞石等而破损。
在专利文献2中，公开了一种板厚为1.5mm～2.5mm的玻璃板、即在玻璃板的距端部1.5cm以内的周边部形成19.6MPa～34.3MPa的E/C并在与该周边部相邻的内侧区域形成7.8MPa以下的I/T的夹层玻璃用的玻璃板。由于该玻璃板的E/C较大、I/T也较大，因此，存在与专利文献1相同的问题。
在专利文献3中，公开了一种在玻璃板的端缘周边部形成4.9MPa～49.0MPa的E/C的夹层玻璃用的玻璃板。然而，未记载I/T。
在专利文献4中，公开了一种厚度为1.5mm～4mm的玻璃板、即在玻璃板的周边部形成50MPa～100MPa的E/C并在与该周边部相邻的内侧区域形成比10MPa小的I/T的夹层玻璃用的玻璃板。由于该玻璃板的E/C较大，因此，I/T也较大，由此，存在与专利文献1相同的问题。
在专利文献5中，公开了一种E/C的最大值比29.4MPa大的夹层玻璃用玻璃板和I/T的最大值比3.9MPa小的夹层玻璃用的玻璃板。由于该玻璃板的E/C也较大，因此，I/T也较大，由此，存在与专利文献1相同的问题。
在专利文献6中，公开了一种厚度为1.1mm～2.6mm的玻璃板、即在玻璃板的端缘形成20MPa～80MPa的E/C并在其内侧区域形成0MPa～15MPa的I/T的夹层玻璃用的玻璃板。由于该玻璃板的E/C也较大，因此，I/T也较大，由此，存在与专利文献1相同的问题。
在专利文献7中，公开了一种随着从玻璃板的周边端部朝向玻璃板中央部，平面残余应力从压缩应力单调变化为拉伸应力，在玻璃板周边部形成15MPa以上的E/C，并在其内侧区域无峰值地形成2.5MPa以下的平面拉伸应力的玻璃板。即，该玻璃板不存在I/T，玻璃板的中央区域整体形成平面拉伸应力。由于没有I/T，因此，能避免表面压缩应力层变薄这样的问题，但根据该制造方法仅适用于汽车的车门玻璃这样的在一个方向上具有曲率的玻璃板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特公昭63－17777号公报
专利文献2：日本专利特公昭63－17778号公报
专利文献3：日本专利特公平6－29148号公报
专利文献4：日本专利特许第3295909号公报
专利文献5：日本专利特许第3556220号公报
专利文献6：日本专利特表2004－508995号公报
专利文献7：日本专利特开平11－11989号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，专利文献1～专利文献6中公开的玻璃板作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架的夹层玻璃用的玻璃板，存在不具有较佳的E/C和I/T这样的问题。另外，专利文献7公开的玻璃板存在可适用的部位被限定这样的问题。
本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种强度上良好的玻璃板和玻璃板的制造方法，该玻璃板作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架的夹层玻璃用的玻璃板。
解决技术问题所采用的技术方案
为实现上述目的，本发明提供一种玻璃板，该玻璃板包括：周缘区域，该周缘区域沿着玻璃板的周围具有一定的宽度，且形成有边缘压缩应力；中间区域，该中间区域与上述周缘区域的内周侧相邻并具有规定宽度，且形成有内部拉伸应力；以及中央区域，该中央区域占有上述中间区域的内周侧，且与上述中间区域的边界的平面应力为零，其特征是，上述周缘区域的边缘压缩应力的最大值处于10MPa以上18MPa以下，上述中间区域的内部拉伸应力的最大值处于2.4MPa以下。
另外，为实现上述目的，本发明提供一种玻璃板，该玻璃板包括：周缘区域，该周缘区域沿着玻璃板的周围具有一定的宽度，且形成有边缘压缩应力；中间区域，该中间区域与上述周缘区域的内周侧相邻并具有规定宽度，且形成有内部拉伸应力；以及中央区域，该中央区域占有上述中间区域的内周侧，且与上述中间区域的边界的平面应力实质上为零，其特征是，上述周缘区域的边缘压缩应力的最大值处于10MPa以上18MPa以下，上述中间区域的内部拉伸应力的最大值处于2.4MPa以下。
根据本发明，特别地，在板厚为1.5mm～3.0mm的玻璃板中，将玻璃板的边缘压缩应力的最大值设为10MPa以上18MPa以下，将玻璃板的内部拉伸应力的最大值设为2.4MPa以下。其结果是，能提供一种强度良好的玻璃板，作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架中的夹层玻璃用的玻璃板。
另外，在本发明中，较为理想的是，上述中间区域形成于玻璃板的距边缘不足60mm的区域。在形成有内部拉伸应力的区域中，表面压缩应力层较薄、即中间区域延伸到较大的范围是不理想的。
另外，在本发明中，更为理想的是，上述中间区域的内部拉伸应力的最大值处于1.8MPa以下。
根据本发明，能提供一种通过将上述中间区域的内部拉伸应力的最大值设为2.4MPa以下、更为理想的是设为1.8MPa以下来保证强度的玻璃板，作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架的夹层玻璃用的玻璃板。
在本发明中，对玻璃板的面内的中央区域的平面应力没有要求。虽然面内的平面应力大致为零，但也可使中间区域与中央区域的边界暂时为零，在中央区域形成平面压缩应力的区域。
另外，本发明提供一种夹层玻璃，该夹层玻璃是将两块以上的玻璃板隔着中间膜接合在一起而形成的，其特征是，上述玻璃板中的至少一块玻璃板是上述玻璃板。由于是使用强度良好的玻璃板的夹层玻璃，因此，作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架的夹层玻璃是优选的。
另外，为制造本发明的玻璃板而提供一种玻璃板的制造方法，包括：加热成形工序，在该加热成形工序中，对玻璃板进行加热以使其弯曲成形；以及退火工序，在该退火工序中，利用顶起构件将载置于环状的成形模的处于应变点以上的高温状态下的上述玻璃板顶起，以使其离开上述成形模来进行退火，上述玻璃板的制造方法的特征是，在上述退火工序中，在顶起玻璃板之前，将上述玻璃板的面内侧的与边缘相距50mm以上的至少包括在顶起上述玻璃板时与上述顶起构件抵接的位置在内的区域比上述玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下的温度，当上述边缘的温度为退火点＋20℃时，形成上述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低3℃以上的状态，当上述边缘的温度为应变点时，形成上述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低8℃以上的状态。
另外，本发明提供一种玻璃板的制造方法，包括：加热成形工序，在该加热成形工序中，对玻璃板进行加热以使其弯曲成形；以及退火工序，在该退火工序中，对载置于环状的成形模的处于应变点以上的高温状态下的上述玻璃板进行退火，上述玻璃板的制造方法的特征是，上述退火工序包括利用顶起构件将玻璃板顶起，以使其离开上述成形模的工序，且在顶起玻璃板之前，将上述玻璃板的面内侧的与边缘相距50mm以上的至少包括在顶起上述玻璃板时与上述顶起构件抵接的位置在内的区域比上述玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下的温度，当上述边缘的温度为退火点＋20℃时，形成上述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低3℃以上的状态，当上述边缘的温度为应变点时，形成上述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低8℃以上的状态。
根据本发明，由于利用顶起构件将被冷却装置冷却至应变点以下的玻璃板的区域顶起，因此，能不产生应变地将玻璃板从成形模上顶起。
另外，将顶起构件的顶起位置设定为玻璃板的距边缘50mm以上的区域。也就是说，将其设定于离开认为可存在I/T峰值的周部(面内侧的与边缘相距50mm的范围)的区域，因此，能防止因顶起构件的接触而引起的周部的冷却速度的降低。其结果是，能减小I/T。由于此时的边缘的温度处于应变点以上，因此，能使E/C形成得足够高。被顶起区域是指在玻璃板的周部外所存在的区域。更具代表性而言，是比弯曲成形的玻璃板的周部更靠内侧的区域，是包括该玻璃板的中央区域的区域。
另外，在退火工序中，在玻璃板的边缘的温度为退火点＋20℃的时间点，形成边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低3℃以上的状态，能期待充分的应力缓和。此外，通过在应变点时间点形成边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低8℃以上的状态，能获得较高E/C。
另外，根据本发明，较为理想的是，在上述退火工序中，在上述玻璃板的边缘的温度为退火点的温度的时间点，形成上述边缘的温度比距上述边缘10mm内侧的温度低8℃以上的状态。藉此，能进一步可靠地形成较高的E/C的应力分布。
另外，根据本发明，较为理想的是，在上述退火工序中，当上述玻璃板的边缘的温度比应变点－10℃的温度高时，利用上述顶起构件将玻璃板G顶起。
在上述玻璃板的边缘的温度达到应变点为止的期间、或达到应变点－10℃左右为止的期间中，将边缘的温度比距边缘10mm内侧的温度低8℃以上的状态维持数秒至数十秒，从而能进一步增大E/C。另外，存在以下效果：通过在边缘的温度比应变点高的时间点顶起玻璃板G，从而容易在达到应变点时产生温度差。
另外，根据本发明，较为理想的是，在上述退火工序中，当上述边缘的温度比退火点高时，利用上述顶起构件将玻璃板G顶起。藉此，能进一步可靠地在退火点时，在上述边缘和距上述边缘10mm内侧之间形成8℃以上的温度差。
另外，根据本发明，较为理想的是，在上述加热成形工序中，将上述玻璃板加热至退火点＋32℃以上。通过这样形成高温状态，能可靠地使应力缓和。
另外，本发明提供一种夹层玻璃的制造方法，其特征是，至少使用一块通过上述玻璃板的制造方法制造出的玻璃板，将两块以上的玻璃板隔着中间膜而接合在一起。根据本发明，能制造出对于以平滑安装方式嵌入车辆的框架是优选的夹层玻璃。
发明效果
如上所述，根据本发明的玻璃板，将玻璃板的边缘压缩应力的最大值设为10MPa以上18MPa以下，并将玻璃板的内部拉伸应力的最大值设为2.4MPa以下，因此，能提供一种强度良好的玻璃板，作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架中的夹层玻璃用的玻璃板。另外，根据本发明的玻璃板的制造方法，能充分减小I/T，能使E/C形成得足够高。
此外，根据本发明的夹层玻璃的制造方法，能获得边缘强度较高且I/T较低的夹层玻璃。
附图说明
图1是表示本发明的玻璃板的一实施方式的俯视图。
图2是包括本发明的玻璃板退火装置的夹层玻璃用玻璃板的制造装置的侧视图和俯视图。
图3是说明玻璃板的面内和周部的温度变化的玻璃板的俯视图。
图4是表示玻璃板与冷却装置的冷却箱之间的配置关系的立体图。
图5是表示顶起构件的主要部分的侧视图。
图6是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘及冷却区域的温度历史的例1的图表。
图7是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘与边缘内侧10mm位置之间的温度差的例1的图表。
图8是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘及冷却区域的温度历史的例2的图表。
图9是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘与边缘内侧10mm位置之间的温度差的例2的图表。
图10是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘及冷却区域的温度历史的例3的图表。
图11是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘与边缘内侧10mm位置之间的温度差的例3的图表。
图12是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘及冷却区域的温度历史的例4的图表。
图13是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘与边缘内侧10mm位置之间的温度差的例4的图表。
图14是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘及冷却区域的温度历史的例5的图表。
图15是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘与边缘内侧10mm位置之间的温度差的例5的图表。
图16是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘及冷却区域的温度历史的例6的图表。
图17是表示相对于玻璃板的温度测量经过时间的玻璃板的边缘与边缘内侧10mm位置之间的温度差的例6的图表。
图18是表示例2与例5的玻璃板的平面应力的应力分布的图表。
具体实施方式
以下，根据附图，对本发明的玻璃板及玻璃板的制造方法的优选实施方式进行说明。
图1示出了本发明的玻璃板G的俯视图。图1所示的玻璃板G可以是单板的玻璃板G，另外，也可以是两块以上的玻璃板G隔着中间膜而接合在一起的夹层玻璃。
玻璃板G是板厚为1.5mm～3.0mm的玻璃板。另外，玻璃板G包括：周缘区域A1，该周缘区域A1沿着玻璃板G的周围具有规定的宽度，且形成有边缘压缩应力；中间区域A2，该中间区域A2与上述周缘区域A1的内周侧相邻并具有一定的宽度，且该中间区域A2形成有内部拉伸应力；以及中央区域A3，该中央区域A3包含占有该中间区域A2的内周侧且与中间区域A2的边界的平面应力为零的区域。
在图1中，符号C1表示玻璃板G的边缘、即玻璃板G周缘的边，点划线C2表示例如将玻璃板G的距边缘C1朝内侧规定距离的点连接的线，另外，点划线C3表示例如将玻璃板G的距边缘C1朝内侧规定距离的点连接的线。因此，上述中间区域A1是由边缘C1和点划线C2围住的玻璃板G的带状的周边区域，上述中间区域A2是由点划线C2和点划线C3围住且与玻璃板G的上述中间区域A1相邻的玻璃板G的进一步面内方向上的呈带状更靠内侧的周边区域。虽然点划线C2及点划线C3根据玻璃板的大小、厚度等是合适的，但例如，点划线C2表示将玻璃板G的距边缘C1朝内侧10mm的点连接的线，另外，点划线C3表示将玻璃板G的距边缘C1朝内侧60mm的点连接的线。
此外，在该玻璃板G中，形成于周缘区域A1的边缘压缩应力的最大值处于10MPa以上18MPa以下，形成于中间区域A2的内部拉伸应力的最大值处于2.4MPa以下。
另外，玻璃板G的中间区域A2形成于玻璃板G的距边缘G3不足a(a＝60mm)的区域是较为理想的。此外，形成于中间区域A2的内部拉伸应力的最大值处于1.8MPa以下是较为理想的。
以下，对制造图1所示的本发明的玻璃板G的方法进行说明。
图2(A)是制造本发明的玻璃板G的制造装置、即包括具有退火装置的退火炉(退火平台)10和设于退火炉10前段的加热炉12在内的夹层玻璃的弯曲成形装置14的示意侧视图。图2(B)是夹层玻璃的弯曲成形装置14的示意俯视图。
夹层玻璃用玻璃板的制造装置14的制造对象的玻璃板G是单板的厚度为1.5mm～3.0mm的汽车用前挡风玻璃，但并不限定于前挡风玻璃。即，玻璃板G也可以是如前挡风玻璃那样在多个方向上具有曲率的曲率较大的弯曲形状的玻璃板，另外，还可以是仅在一个方向上具有曲率的曲率较小的弯曲形状的侧挡风玻璃(side glass)。该玻璃板G在以载置于对其边缘进行支承的环状的成形模16的状态穿过加热炉12的过程中被加热并弯曲成形，然后，该玻璃板G被设置于退火炉10的退火装置退火而制造成夹层玻璃用的弯曲的玻璃板。
详细而言，弯曲成形前的平板状的玻璃板G载置于自重弯曲用的成形模16并被适当结构的搬运元件搬入加热炉12，该成形模16载置于台车18上。在穿过该加热炉12的过程中，玻璃板G被未图示的加热器加热至软化点温度附近(例如580℃～700℃)。接着，玻璃板G随着加热软化并因自重而在边缘沿着成形模的弯曲形状被支承的状态下使内表面挠曲来弯曲。藉此，平板状的玻璃板G弯曲成具有期望弯曲面的玻璃板。
弯曲成形后的玻璃板G在高温状态下与成形模16一起被上述搬运元件从加热炉12搬入退火炉10。在此，玻璃板G利用退火装置进行规定的退火处理。在后面对该退火处理进行说明。然后，玻璃板G被从退火炉10朝外部搬出而放冷。经由上述加热、弯曲成形及退火各工序，平板状的玻璃板G被制造成夹层玻璃用的弯曲玻璃板G。成形模16及台车18由经得住加热炉12的玻璃板成形温度(580℃～700℃)程度的耐热材料构成。玻璃板G的弯曲成形方法并不限于上述自重弯曲成形，能适用通过成形模制件对载置于成形模的玻璃板进行按压成形等公知的各种成形方法。在该情况下，通过成形模制件而按压成形的玻璃板随后被移送至环状的成形模，并采用本发明的退火方法。
另一方面，除了对载置有玻璃板的成形模16进行搬运的搬运载置之外，在退火炉10中还设有由一对冷却装置20、22和顶起构件36构成的退火装置。
图3左侧的玻璃板G的双点划线A是将被顶起构件36顶起的部分连接的外周，由双点划线A围住的区域包括被顶起区域(A0)。通常，该被顶起区域A0是包括玻璃板的中央区域的区域。另外，玻璃板G的由边缘G3和点划线B围住的区域G2表示玻璃板G的周部。此处，点划线B是将例如玻璃板G的距边缘G3朝内侧10mm的部分连接的线。以下，在本说明书中，也将玻璃板G的由边缘G3和点划线B围住的区域G2称为周部。
另外，符号G3表示玻璃板G的边缘，由该边缘G3和点划线B围住的区域G2表示玻璃板G的周部。
一对冷却装置20、22以隔着玻璃板G的方式上下配置，利用上述冷却装置20、22将玻璃板G面内的被顶起区域冷却至应变点(例如510℃)以下。更为理想的是，将上述顶起区域冷却至比应变点(510℃)低的温度。
即，由于使用冷却装置20、22对上述面内进行冷却之前的玻璃板G的离外周较近的部分容易散热，因此，图3左侧的玻璃板的包括被顶起区域在内的由双点划线A围住的区域处于温度比周部G2的温度高的状态。接着，利用图2的冷却装置20、22，对与由双点划线A围住的区域至少相同或比由双点划线A围住的区域大的图3右侧所示的玻璃板G的由双点划线围住的冷却区域G1进行局部冷却。藉此，冷却区域G1比周部G2较快地冷却。即，当冷却区域G1的温度被冷却至应变点以下时，周部G2还处于温度比冷却区域G1的温度高的状态，至少边缘G3的温度处于应变点以上的状态，玻璃板G的边缘从应变点以上的温度开始冷却。
冷却区域G1是例如玻璃板G的从边缘G3朝面内侧离开b(b＝50mm)以上的区域，是指包括被顶起区域在内的区域。为了进一步可靠地使周部G2的冷却延迟，也可采用将b设为100mm以上的玻璃板G的内侧区域作为冷却区域G1。尽管周部G2在图1的周缘区域A1和中间区域A2的范围内，中间区域A2是形成有I/T的区域，但周部G2被定义为产生I/T的峰值的区域。
另外，图3左侧所示的玻璃板G是刚被搬入退火炉10后的玻璃板G。图3右侧所示的玻璃板G是被后述顶起构件36顶起之前的玻璃板G。
图4是表示冷却装置20、22与玻璃板G之间的位置关系一例的立体图。
图示的上方的冷却装置20的代表例由箱型的金属制的冷却箱(壳体)24和朝冷却箱24供给冷却用空气的鼓风机(空气供给装置)26构成。冷却箱24隔着规定的间隙配置于玻璃板G的上方并构成为能对图3所示的冷却区域G1进行局部冷却的长方体形状。冷却区域G1并不限于长方形，冷却箱24的形状也可采用对应于以能适用于玻璃板的各种型号的方式设置的顶起构件的通用形状，这点是较为理想的。冷却箱的纵向×横向的长度比800mm×1200mm小，较为理想的是，使冷却箱的纵向×横向的长度比400mm×800mm小，来构成对应于顶起构件的通用的冷却装置。另外，该冷却箱24具有配置于玻璃板G的从边缘G3朝面内侧离开100mm以上的区域的大小。通过使用这种尺寸的冷却箱，能仅对玻璃板G的从边缘G3朝面内侧离开50mm以上的区域(即、由从玻璃板G整周的边缘朝玻璃板G的内侧方向离开50mm以上的线围住的区域)、即除了周部G2之外的区域进行局部辐射冷却。
在对图3所示的冷却区域G1进行局部冷却的情况下，冷却箱24的俯视形状呈与冷却区域G1相似且稍小的形状。另外，冷却区域G1的大小由冷却箱24与玻璃板G之间的距离决定。此外，以俯视观察时彼此的重心一致的方式配置冷却箱24。
将冷却箱24的表面温度(与玻璃板G相对的面)控制为300℃～350℃，并以该温度对冷却区域G1进行辐射冷却。藉此，能将玻璃板G的冷却区域G1有效地冷却至应变点以下。
另外，在冷却箱24的内部，通过使三块立板28、28、28呈锯齿状配置而将弯曲行进的通风路30形成于冷却箱24的内部整个区域。另外，在冷却箱的一侧面，与通风路30的一端部连通的入口32开口，并且与通风路30的另一端部连通的出口34开口。鼓风机26经由未图示的管与入口32连通，未图示的排气管与出口34连通。
鼓风机26将外部气体或温度被未图示的控制器控制为20℃～50℃的冷却空气经由上述管供给至上述入口32。所供给的空气在流过通风路30的过程中对冷却箱24进行冷却。藉此，所供给的空气与因来自玻璃板G的辐射热而被加热的冷却箱24之间进行热交换，其结果是，所供给的空气在出口34处以250℃～300℃被排出。该排出的空气经由上述排气管而被排出至退火炉10的外部。这样，由于冷却箱24被冷却空气冷却，因此，能将冷却箱24的表面温度控制为300℃～350℃。
由于图示的下方的冷却装置22是与上方的冷却装置20相同的结构，因此，标注与冷却装置20相同的符号而省略其说明。并不是说必须要上方的冷却装置和下方的冷却装置这两个冷却装置，也可利用上述任一个冷却装置来进行冷却。如上所述，仅玻璃板G的冷却区域G1被冷却装置20、22冷却至应变点以下。
实施方式的冷却装置20、22采用通过辐射冷却对玻璃板G的冷却区域G1进行冷却的方式，但也可采用朝冷却区域G1喷出气体来对冷却区域G1进行冷却的方式。然而，在喷出气体的冷却方法中，与玻璃板G碰撞的气体可能也会对周部G2及边缘G3进行冷却，因而难以对形成于玻璃板G的应力分布进行控制。由此，如实施方式那样，使用利用辐射热来进行冷却的冷却装置20、22是较为理想的。
仅冷却区域G1被冷却至应变点以下的玻璃板G的冷却区域G1被图2、图5所示的顶起构件36顶起。玻璃板G在该状态下被退火规定时间。
图5是表示顶起构件36的主要部分的侧视图。
顶起构件36由三根或四根杆38、38…和使杆38、38…同时升降移动的汽缸机构40构成。在杆38的上端部设有与玻璃板G的下表面抵接的缓冲件42。为了不在玻璃板G上产生伤痕，该缓冲件42由不锈钢布、玻璃纤维布和以其它各种耐热纤维等形成的耐热布构成。
如图5所示，汽缸机构40包括汽缸44和活塞46，在活塞46的上端部连接有框架48，在该框架48的上表面固定有杆38、38…的下端部。因此，当使汽缸44的活塞46伸长时，杆38、38…上升，从而使缓冲件42、42…与玻璃板G的由双点划线A围住的区域(图3的A0区域)内的下表面抵接。接着，通过持续进行的活塞46的伸长动作，玻璃板G被顶起，以将玻璃板G整体朝上方推离成形模16。在该状态下，对玻璃板G进行退火。汽缸机构40是一例，也可利用伺服电动机等公知的元件使杆38、38…上升。
另外，在图5所示的情况下，四根杆38、38…分别配置于图3中由双点划线A围住的长方形的四个角。此外，还将由双点划线A围住的长方形设在800mm×1200mm以下且重心相同的300mm×300mm以上(未图示)的范围内。通过采用上述结构，在通常车用的前挡风玻璃用的玻璃板的情况下，具有通用性，能稳定地顶起玻璃板。
虽然将该顶起构件36配置成能穿过设于退火炉10的炉台的开口部进出是较为理想的，但也能根据需要将该顶起构件36一体地配置于台车18。
如上所述，由于将被顶起构件36顶起的区域设定为玻璃板G的从边缘G3朝面内侧离开50mm以上的区域、即设定为从产生I/T的峰值的周部朝向面内侧的区域，因此，能防止周部的冷却速度降低，从而能减小中间区域A2的I/T并形成足够大的E/C。
另外，将冷却区域G1设为大致四边形，但也可根据被顶起区域进行适当变更。例如，在用三根杆顶起的情况下，也可使冷却区域G1为大致三角形。即便在与图相同用四根杆顶起的情况下，也可将冷却区域G1仅设为与玻璃板接触的四个区域以分别进行冷却。
另一方面，在玻璃板G的退火中，将玻璃板的距周部G2更靠面内侧的至少被顶起构件顶起的区域、该情况下为冷却区域G1比玻璃板的边缘更快地冷却至应变点以下。此外，通过使周部G2的冷却速度比冷却区域G1的冷却速度慢，从而将周部G2的温度保持得较高。另一方面，边缘G3比周部G2更早被冷却。在该过程中，当边缘G3的温度为退火点＋20℃(例如570℃)时，形成边缘G3的温度比边缘内侧(即相当于边缘内侧10mm的部分)的温度低3℃以上的状态。其结果是，当边缘G3的温度为应变点(510℃)时，能形成边缘G3的温度比边缘的内侧(10mm)温度低8℃以上的状态。这种温度控制是例如通过从成形炉朝退火炉移动来对边缘G3进行冷却而形成的。另外，能通过对退火炉内的环境气体温度进行控制来实现。该状态并不限于在利用顶起构件36进行顶起之前还是之后。通过在边缘G3和边缘的内侧(10mm)形成规定的温度差直至退火点为止，能期待足够的应力缓和，若在应变点时间点温度差处于上述8℃以上，则能获得较高的E/C。上述玻璃板G的边缘G3的温度是指玻璃板G的最外层部分(即G3所示的端面部分)的温度。
较为理想的是，当边缘G3的温度为退火点的温度(例如550℃)时，形成边缘G3的温度比边缘的内侧(10mm)温度低8℃以上的状态。藉此，能进一步可靠地形成较高的E/C的应力分布。
更为理想的是，当边缘G3的温度比应变点－10℃(例如500℃)高时，利用顶起构件36顶起玻璃板G是较为理想的。这是由于以下缘故：为获得规定的应力分布而考虑在边缘G3的温度达到应变点为止的期间或达到应变点－10℃左右为止的期间，将边缘G3的温度比边缘的内侧(10mm)的温度低8℃以上的状态维持数秒至数十秒的时间。另外，存在以下效果：通过在边缘G3的温度比应变点高的时间点顶起玻璃板G，从而容易在应变点时产生温度差。
更为理想的是，当边缘G3的温度比退火点的温度(例如550℃)高时，顶起玻璃板G。藉此，能更可靠地在退火点形成8℃以上的温度差。
利用顶起构件顶起玻璃板的目的在于：若顶起时边缘G3和边缘内侧(10mm)的温度差不足8℃，则能通过顶起来冷却边缘G3，从而能在达到应变点之前在边缘G3和边缘的内侧(10mm)之间形成8℃以上的温度差。若没有顶起玻璃板，则由于成形模16的热容量较大，成形模16的温度不易降低，使得与成形模16接触的边缘G3的冷却较慢，从而不会在边缘G3和边缘内侧(10mm)之间产生8℃以上的温度差。
另外，由于退火区域的环境气体温度较低，因此，在玻璃板进入退火区域的瞬间容易产生边缘G3与边缘内侧(10mm)的温度差，当顶起玻璃板时，边缘G3与边缘内侧(10mm)的温度差有时已处于8℃以上。在该情况下，需通过顶起来维持边缘G3与边缘的内侧(10mm)的温度差直至达到应变点为止。若不顶起，则由于成形模16的温度不易降低，与成形模16接触的边缘G3的温度也不易降低，而使边缘G3与边缘内侧(10mm)的温度差变小。
更为理想的是，在将玻璃板G加热至退火点＋32℃(例如582℃)以上之后，进行退火。通过这样形成高温状态，能可靠地使应力缓和。
如上所述，在实施方式的玻璃板G的退火方法中，在加热后的玻璃板G被弯曲成形并载置于成形模16的状态下，首先，利用冷却装置20、22对玻璃板G的冷却区域G1进行冷却，以仅使冷却区域G1处于应变点以下的低温状态。接着，在该状态下驱动顶起构件36，利用杆38、38…将玻璃板Ｇ的冷却区域G1顶起，以将玻璃板G推离成形模16。通过这种退火方法，不产生面内的应变，就能从成形模16上顶起玻璃板G。
另外，在该工序中，在上述这样的边缘G3与边缘内侧(10mm)的温度条件下，对玻璃板G进行退火。如上所述，能将周缘区域A1的E/C设为10MPa～18MPa，并能将中间区域A2的I/T的最大值设为2.4MPa。由此，能制造出强度良好的玻璃板G，作为以平滑安装方式嵌入车辆的框架中的夹层玻璃用的玻璃板。
在实施方式中，记载了钠钙玻璃这一例，但退火点、应变点可根据玻璃的组成进行恰当变更。此外，记载了将一块玻璃板G载置于环状的成形模16来进行加热以使其弯曲成形，但也可将两块玻璃板在重叠状态下载置于成形模16来进行加热，并利用玻璃板的自重而使其弯曲成形。
将两块玻璃板在重叠状态下载置于成形模16来进行加热、并利用玻璃板的自重而使其弯曲成形的情况下的各种条件，也同样地采用上述将一块玻璃板G载置于环状的成形模16来加热以使其弯曲成形的情况下说明了的各种条件。
若利用顶起构件将在两块玻璃板重叠的状态下载置于成形模的玻璃板的被顶起区域顶起，则在将与顶起构件抵接一侧的玻璃板、即下侧的玻璃板的被顶起区域比上述玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下之后，需利用上述顶起构件顶起上述玻璃板。虽然也将所载置的两块玻璃板中的上侧玻璃板的被顶起区域在与顶起构件抵接之前比上述玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下是较为理想的，但在上侧的玻璃板中，也不必一定要在与顶起构件抵接之前将被顶起区域比玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下。
另外，也可使在玻璃板G的边缘的温度为应变点－10℃以下时，解除将玻璃板G推离成形模16的状态，返回至玻璃板G的边缘载置于环状的成形模的状态以继续冷却。
另外，在实施方式中，将玻璃板G载置于成形模16来进行加热，并利用玻璃板的自重而使其弯曲成形，但也可在将加热后的玻璃板G载置于成形模之后，使用按压元件对玻璃板G进行按压以使其弯曲成形，然后，进行上述退火处理。在该情况下，被成形模按压成形的玻璃板随后被移送至环状的成形模，并采用本发明的退火方法。
本发明的夹层玻璃的制造方法具有：将多块(例如两块)玻璃板载置于从下方支持的支持模(环状模)，并对这些玻璃板进行加热以使其软化而弯曲成形为规定形状的成形工序；将弯曲成形的多块(例如两块)玻璃板隔着中间膜层叠的层叠工序；以及使层叠的上述玻璃板与上述中间膜压接以形成夹层玻璃的成形工序。
在成形工序中，将多块平板状的玻璃板弯曲成形，以获得规定形状的多块玻璃板。在成形工序中，将玻璃板载置于环状模上并利用加热炉加热以使其软化，能因重力而弯曲成形为规定形状。另外，也可将因重力而预备成形的玻璃板夹在环状模和冲压模之间，并进行加压来进行本成形。
在所获得的多块玻璃板被充分冷却之后，根据需要(例如为去除脱模剂)将其洗净并供给至层叠工序。
在层叠工序中，将弯曲成形后的多块玻璃板隔着中间膜层叠，并在密封的橡胶袋等中对其除气加压，以获得玻璃层叠体(未压接体)。然后，在压接工序中将玻璃层叠体放入高压釜内对其进行加热以使其压接，从而能获得具有规定弯曲形状的夹层玻璃20。
实施例
在图2所示的弯曲成形装置14中，隔着脱模剂将板厚为2mm的两块玻璃板重叠，并以支承玻璃板的边缘的方式使其载置于成形模16，使上述两块玻璃板穿过加热炉12来进行弯曲成形。接着，将成形后的玻璃板搬入退火炉10，如图4所示，利用冷却装置20、22对玻璃板G的冷却区域G1进行冷却。随后，驱动顶起构件36，利用图5所示的杆38顶起玻璃板G的冷却区域G1，从而将玻璃板G推离成形模16以使其冷却。如上所述，在表1所示的例1至例3、例6这四个冷却条件下，对成形后的玻璃板进行退火。玻璃板的退火点为550℃、应变点为510℃。例1至例3是本发明的实施例，例4、例5及例6是比较例。例4是不使用冷却装置20、22就进行退火，在比应变点高的温度下顶起玻璃板的例子，例5是不进行顶起的例子，例6是当玻璃板的边缘温度为退火点＋20℃时、未满足边缘的温度比距边缘10mm内侧的温度低3℃以上的状态的条件的例子。例4及例5中的条件如表1所述。
此时的温度历史在图6至图15中示出。图6、图8、图10、图12、图14、图16所示的图表的纵轴表示玻璃板的边缘G3及中心(包含在冷却区域G1中)的温度历史，横轴表示玻璃板的温度测量经过时间(从开始加热玻璃板所经过的时间)。温度测量开始的时间点没有意义，因而在各例中不一致。另外，图7、图9、图11、图13、图15、图17所示的图表的纵轴表示玻璃板的边缘G3与边缘内侧(10mm位置)的温度差，横轴表示玻璃板的温度测量经过时间。
[表1]
Figure BDA00001966277100191
在表1中，“退火点＋20℃”是指玻璃板的边缘温度为退火点＋20℃、即本实施方式中为570℃时的条件，“顶起时”是指玻璃板被顶起构件顶起时的条件。“应变点”是指玻璃板的边缘温度为应变点、即本实施例中为510℃时的条件。“时间点”是在各情况下的温度测量开始后的时间，“边缘”表示边缘G3的温度，“边缘内侧”表示从边缘G3朝内侧10mm(相当于线B的部分)的温度。“温度差”表示“边缘”与“边缘内侧”的温度差。
另外，在表2中，示出了在上述条件下对玻璃板进行退火时的应变产生和应力分布的结果。关于例2和例5，在图18中示出从玻璃板的边缘朝内表面方向的平面应力的应力分布。由图18可知，本发明的例2与比较例的例5相比，在I/T较小的状态下，E/C形成得较大。
[表2]
Figure BDA00001966277100201
根据图6、图8、图10可知，因冷却箱24的冷却而使边缘G3与中心的温度在顶起之前逆转，如表2所示，顶起时的中心的温度处于应变点以下。其结果是，在例1至例3中，在顶起部分中未产生较大的应变。另一方面，由于例4未使用冷却装置22、24，因此，如图12所示，边缘G3和中心的温度在顶起时未逆转。此外，由于冷却区域G1的温度处于应变点以上，因此，在顶起部分中产生了较大的应变。
另外，应力分布如表2所示，在例1至例3中，玻璃板的E/C处于10.0MPa以上18.0MPa以下，I/T处于2.4MPa以下，能形成足够大小的E/C，并使I/T足够小。另一方面，由于例5未顶起玻璃板，因此，在应变点时，不能在边缘G3和边缘内侧(10mm)产生8℃以上的温度差，从而不能形成足够的E/C。另外，在例6中，当处于退火点＋20℃时，不会在边缘G3和边缘内侧(10mm)之间产生3℃以上的温度差，应力缓和较小，因此，不能形成足够的E/C。
工业上的可利用性
根据本发明，当利用顶起构件将载置于环状的成形模的高温下的进行弯曲成形的玻璃板的面内区域顶起，以对该玻璃板进行退火时，玻璃板的被顶起区域被冷却至应变点以下，因此，不会在被顶起区域的玻璃板部分中产生应变。另外，在退火时，由于玻璃板的边缘的周边区域的温度条件被控制在规定范围内，因此，能减小紧靠玻璃板边缘的内侧的平面拉伸应力(即I/T)的值，并能增大玻璃板边缘的平面压缩应力(即E/C)的值，从而能获得边缘强度较高的玻璃板。根据本发明制造出的玻璃板最适合作为在制造夹层玻璃时所使用的两块坯板玻璃，若使用上述坯板玻璃来制造夹层玻璃，则能获得边缘强度较高、且I/T较低的夹层玻璃，作为汽车、其它车辆的夹层玻璃是有用的。
在此引用2010年2月3日提出申请的日本专利申请2010－022121号的说明书、权利要求书、附图及摘要的全部内容，以作为本发明的公开内容加以引入。
(符号说明)
10  退火炉
12  加热炉
14  夹层玻璃用玻璃板制造装置
16  成形模
18  台车
20  冷却装置
22  冷却装置
24  冷却箱
26  鼓风机
28  立板
30  通风路
32  入口
34  出口
36  顶起构件
38  杆
40  汽缸机构
42  缓冲件
44  汽缸
46  活塞
48  框架

Claims (12)

1.一种玻璃板，包括：
周缘区域，该周缘区域沿着玻璃板的周围具有一定的宽度，且形成有边缘压缩应力；
中间区域，该中间区域与所述周缘区域的内周侧相邻并具有规定宽度，且形成有内部拉伸应力；以及
中央区域，该中央区域占有所述中间区域的内周侧，且与所述中间区域的边界的平面应力为零，
其特征在于，
所述周缘区域的边缘压缩应力的最大值处于10MPa以上18MPa以下，所述中间区域的内部拉伸应力的最大值处于2.4MPa以下。
2.一种玻璃板，包括：
周缘区域，该周缘区域沿着玻璃板的周围具有一定的宽度，且形成有边缘压缩应力；
中间区域，该中间区域与所述周缘区域的内周侧相邻并具有规定宽度，且形成有内部拉伸应力；以及
中央区域，该中央区域占有所述中间区域的内周侧，且与所述中间区域的边界的平面应力实质上为零，
其特征在于，
所述周缘区域的边缘压缩应力的最大值处于10MPa以上18MPa以下，所述中间区域的内部拉伸应力的最大值处于2.4MPa以下。
3.如权利要求1或2所述的玻璃板，其特征在于，
所述中间区域形成于玻璃板的距边缘不足60mm的区域。
4.如权利要求1至3中任一项所述的玻璃板，其特征在于，
所述内部拉伸应力的最大值处于1.8MPa以下。
5.一种夹层玻璃，是将两块以上的玻璃板隔着中间膜接合在一起而形成的，其特征在于，
所述玻璃板中的至少一块玻璃板是权利要求1至权利要求4中任一项所述的所述玻璃板。
6.一种玻璃板的制造方法，包括：
加热成形工序，在该加热成形工序中，对玻璃板进行加热以使其弯曲成形；以及
退火工序，在该退火工序中，利用顶起构件将载置于环状的成形模的处于应变点以上的高温状态下的所述玻璃板顶起，以使其离开所述成形模来进行退火，
所述玻璃板的制造方法的特征在于，
在所述退火工序中，在顶起玻璃板之前，将所述玻璃板的面内侧的与边缘相距50mm以上的区域、即至少包括在顶起所述玻璃板时与所述顶起构件抵接的位置在内的区域比所述玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下的温度，
当所述边缘的温度为退火点＋20℃时，形成所述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低3℃以上的状态，当所述边缘的温度为应变点时，形成所述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低8℃以上的状态。
7.一种玻璃板的制造方法，包括：
加热成形工序，在该加热成形工序中，对玻璃板进行加热以使其弯曲成形；以及
退火工序，在该退火工序中，对载置于环状的成形模的处于应变点以上的高温状态下的所述玻璃板进行退火，
所述玻璃板的制造方法的特征在于，
所述退火工序包括利用顶起构件将玻璃板顶起，以使其离开所述成形模的工序，且在顶起玻璃板之前，将所述玻璃板的面内侧的与边缘相距50mm以上的至少包括在顶起所述玻璃板时与所述顶起构件抵接的位置在内的区域比所述玻璃板的边缘更早地冷却至应变点以下的温度，当所述边缘的温度为退火点＋20℃时，形成所述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低3℃以上的状态，当所述边缘的温度为应变点时，形成所述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低8℃以上的状态。
8.如权利要求6或7所述的玻璃板的制造方法，其特征在于，
在所述退火工序中，当所述边缘的温度为退火点时，形成所述边缘的温度比距离该边缘10mm的内侧的温度低8℃以上的状态。
9.如权利要求6至8中任一项所述的玻璃板的制造方法，其特征在于，
在所述退火工序中，当所述边缘的温度比应变点－10℃的温度高时，利用所述顶起构件将玻璃板G顶起。
10.如权利要求6至9中任一项所述的玻璃板的制造方法，其特征在于，
在所述退火工序中，当所述边缘的温度比退火点高时，利用顶起构件将玻璃板G顶起。
11.如权利要求6至10中任一项所述的玻璃板的制造方法，其特征在于，
在所述加热成形工序中，将所述玻璃板加热至退火点＋32℃以上。
12.一种夹层玻璃的制造方法，其特征在于，
至少使用一块通过权利要求6至权利要求11中任一项所述的玻璃板的制造方法制造出的玻璃板，将两块以上的玻璃板隔着中间膜而接合在一起。
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