DE102016113463A1

DE102016113463A1 - Gehärtete glasplatte

Info

Publication number: DE102016113463A1
Application number: DE102016113463.5A
Authority: DE
Inventors: Kazushige Yoda; Masao Fukami; Shinya OHTA; Yasumasa Kato; Shigeru EZAKI
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2017-01-26
Also published as: CN106365422A; US9944550B2; JP2017024976A; US20170022089A1; JP6702027B2; CN106365422B

Abstract

Es wird eine gehärtete Glasplatte bereitgestellt, wobei die Dicke der gehärteten Glasplatte weniger als oder gleich 2,7 mm ist, wobei auf einer Oberfläche der gehärteten Glasplatte eine Mehrzahl von Spannungsspuren ausgebildet ist, wobei der Abstand zwischen am nächsten beieinander liegenden Spannungsspuren der Mehrzahl von Spannungsspuren weniger als oder gleich 20 mm ist, wobei die Oberfläche der gehärteten Glasplatte einen ersten gedachten Kreis umfasst, der durch Verbinden von Punkten, die von der Mitte von einer der Mehrzahl von Spannungsspuren um 2,5 mm getrennt sind, gebildet wird, wobei die gehärtete Glasplatte einen Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, umfasst, der durch eine elastische Welle, die während eines Brechens erzeugt wird, nicht beeinflusst wird, und wobei in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die in dem ersten gedachten Kreis vorliegen, größer als oder gleich 3,4 ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gehärtete bzw. vorgespannte Glasplatte und insbesondere eine gehärtete Glasplatte mit einer geringen Plattendicke, die für eine in den letzten Jahren vorgesehene Gewichtsverminderung eines Fahrzeugs angepasst ist.
Als Fensterglas eines Fahrzeugs wurde bisher eine gehärtete Glasplatte verwendet. Die gehärtete Glasplatte umfasst eine Druckspannungsschicht, die auf der Oberfläche der gehärteten Glasplatte ausgebildet ist, und eine Zugspannungsschicht an einem Mittelabschnitt in der Dickenrichtung der gehärteten Glasplatte. Die gehärtete Glasplatte kann durch Anwenden eines Härtungsverfahrens auf die Oberfläche der Glasplatte in einem Hochtemperaturzustand, wie z. B. 650°C bis 700°C, durch Blasen von Luft erzeugt werden.
In den letzten Jahren gibt es zum Erreichen einer Gewichtsverminderung eines Fahrzeugs im Hinblick auf eine Kraftstoffeinsparung einen Bedarf für eine Glasplatte mit einer geringen Plattendicke, die einen Sicherheitsstandard erfüllt, der für das gehärtete Glas für das Fahrzeug erforderlich ist.
Das Patentdokument 1 und das Patentdokument 2 offenbaren eine gehärtete Glasplatte, die eine Glasplatte mit einer geringen Plattendicke ist und die den Sicherheitsstandard erfüllt, der für die gehärtete Glasplatte für das Fahrzeug erforderlich ist.
[Patentdokument 1] Japanisches ungeprüftes Patent mit der Veröffentlichungsnummer S59-19050
[Patentdokument 2] Japanisches ungeprüftes Patent mit der Veröffentlichungsnummer S52-121620
In dem Fall der Anwendung der Offenbarung des Patentdokuments 1 und des Patentdokuments 2 auf eine Glasplatte mit einer geringen Plattendicke, wie z. B. auf eine Glasplatte mit einer Dicke von weniger als oder gleich 2,7 mm, besteht eine Tendenz dahingehend, dass ein längliches Bruchstück (Splitter) mit einer Länge, die größer als 75 mm ist, und ein großes Bruchstück mit einer Fläche, die 3 cm² übersteigt, erzeugt werden, so dass der Sicherheitsstandard nicht stabil erfüllt werden kann.
Im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Hintergrund stellt die vorliegende Anmeldung eine gehärtete Glasplatte bereit, die einen Bruchstandard für ein Fahrzeugfensterglas einfach erfüllen kann und die eine geringe Plattendicke aufweist.
Zum Lösen der vorstehend genannten Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine gehärtete Glasplatte bereit, die durch ein Kühlmedium gehärtet worden ist, das von einer Mehrzahl von Düsen gesprüht wird, wobei die Dicke der gehärteten Glasplatte weniger als oder gleich 2,7 mm ist, wobei auf einer Oberfläche der gehärteten Glasplatte durch das Kühlmedium, das von der Mehrzahl von Düsen gesprüht wird, eine Mehrzahl von Spannungsspuren gebildet worden ist, wobei der Abstand zwischen am nächsten beieinander liegenden Spannungsspuren der Mehrzahl von Spannungsspuren weniger als oder gleich 20 mm ist, wobei die Oberfläche der gehärteten Glasplatte einen ersten gedachten Kreis umfasst, der durch Verbinden von Punkten, die von der Mitte von einer der Mehrzahl von Spannungsspuren um 2,5 mm getrennt sind, gebildet wird, wobei die gehärtete Glasplatte einen Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, umfasst, der durch eine elastische Welle, die während eines Brechens erzeugt wird, nicht beeinflusst wird, und wobei während des Brechens in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die in dem ersten gedachten Kreis vorliegen, größer als oder gleich 3,4 ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine gehärtete Glasplatte bereitgestellt, die einen Bruchstandard für ein Fahrzeugfensterglas einfach erfüllen kann und die eine geringe Plattendicke aufweist.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, deutlicher.
1 ist ein schematisches Diagramm, das Hauptkomponenten einer thermischen Härtungsvorrichtung zur Herstellung einer gehärteten Glasplatte gemäß einer Ausführungsform zeigt,
2 ist eine Vorderansicht der gehärteten Glasplatte G, die durch die thermische Härtungsvorrichtung gehärtet wird,
3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Bereich einer elastischen Welle und einen Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, zeigt,
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Zählen der Anzahl von Rissen zeigt, die in einem ersten gedachten Kreis vorliegen,
5 ist ein Diagramm, das ein größtes Bruchstück und ein kleinstes Bruchstück zeigt,
6A, 6B und 6C sind Diagramme, die einen Zustand eines Bruchstücks während des Brechens zeigen,
7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Distanz des Hin- und Herbewegens und der Anzahl der Risse zeigt, die in dem ersten gedachten Kreis vorliegen, und
8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Distanz des Hin- und Herbewegens und der Anzahl von Rissen zeigt, die in dem zweiten gedachten Kreis vorliegen.
Eine gehärtete Glasplatte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In der vorliegenden Beschreibung wird die gehärtete Glasplatte G beschrieben, die in der Draufsicht eine rechteckige Form aufweist; die Form der gehärteten Glasplatte G ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die gehärtete Glasplatte G eine polygonale Form aufweisen, wie z. B. eine Trapezform oder eine Dreiecksform, und eine Kante und/oder ein Eckenabschnitt der polygonalen Form kann eine Bogenform aufweisen.
Es sollte beachtet werden, dass in dem folgenden Teil der vorliegenden Beschreibung „parallel” eine Abweichung in einem Ausmaß zulässt, so dass die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Beispielsweise ist eine Abweichung in einem Ausmaß von ±3 Grad von „parallel” im strengen Sinn zulässig.
Die 1 ist ein schematisches Diagramm, das beispielhaft Hauptkomponenten einer thermischen Härtungsvorrichtung 10 zur Herstellung einer gehärteten Glasplatte gemäß der Ausführungsform zeigt. Die 2 ist eine Vorderansicht der gehärteten Glasplatte G, die durch die thermische Härtungsvorrichtung 10 gehärtet wird. Die 3 ist ein schematisches Diagramm, das einen Bereich einer elastischen Welle und einen Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, zeigt.
Die gehärtete Glasplatte G wird durch die thermische Härtungsvorrichtung 10 gehärtet. Die gehärtete Glasplatte G umfasst eine erste Oberfläche G1, eine zweite Oberfläche G2, die der ersten Oberfläche G1 gegenüberliegt, und eine Seitenoberfläche G3, welche die erste Oberfläche G1 und die zweite Oberfläche G2 verbindet.
Die Dicke der gehärteten Glasplatte G ist größer als oder gleich 1,8 mm und kleiner als oder gleich 2,7 mm. Insbesondere beträgt die Dicke der gehärteten Glasplatte G im Hinblick auf eine Gewichtsverminderung eines Fahrzeugs vorzugsweise weniger als oder gleich 2,5 mm und mehr bevorzugt weniger als oder gleich 2,3 mm. Wenn die Plattendicke größer als oder gleich 1,8 mm ist, besteht ferner eine Tendenz dahingehend, dass in einem thermischen Härtungsverfahren eine Oberflächendruckspannung, die einen Bruchstandard erfüllt, und eine Zugspannung, die zusammen mit der Oberflächendruckspannung auftritt, gebildet werden.
Die thermische Härtungsvorrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl von Düsen 12 zum Sprühen eines Kühlmediums in die Richtung der gesamten Bereiche der ersten Oberfläche G1 und der zweiten Oberfläche G2. Luft kann als Beispiel des Kühlmediums genannt werden. Bei den Düsen 12 ist eine Mehrzahl von Düsen symmetrisch angeordnet (gestaffelte Anordnung).
Dabei ist die Anordnung der Mehrzahl von Düsen nicht auf die gestaffelte Anordnung beschränkt und die Mehrzahl von Düsen kann z. B. in der Art eines quadratischen Gitters angeordnet sein.
Das Kühlmedium von den Düsen 12 wird auf die Oberfläche der gehärteten Glasplatte G gesprüht, die durch die thermische Härtungsvorrichtung 10 gehärtet wird. Dadurch werden Spannungsspuren 14 gebildet, wie es in der 2 gezeigt ist. Auf der Oberfläche der gehärteten Glasplatte G werden die Spannungsspuren 14 unmittelbar unterhalb der jeweiligen Düsen 12 gebildet; insbesondere werden die Spannungsspuren 14 an den Positionen gebildet, die den Abschnitten entsprechen, die ein höheres Abschreckungsvermögen aufweisen. Solche Positionen neigen dazu, verglichen mit anderen Abschnitten stärker abgeschreckt zu werden. Folglich wird, wenn diese Abschnitte in einer Draufsicht betrachtet werden, eine starke Ebenendruckspannung erzeugt. Demgemäß können die Spannungsspuren 14 durch eine polarisierende Platte oder eine sensible Farbplatte betrachtet werden. In der 2 sind die Spannungsspuren 14 durch Kreise gezeigt; die Formen der Spannungsspuren 14 sind jedoch nicht auf die Kreise beschränkt. Die Formen der Spannungsspuren 14 können verschiedene Formen sein, wie z. B. elliptische Formen, eine rechteckige Form und eine polygonale Form, oder die Formen der Spannungsspuren 14 können Punktformen sein.
Wie es vorstehend beschrieben ist, werden die Spannungsspuren 14 an den Positionen gebildet, die unmittelbar unterhalb der Düsen 12 liegen. Folglich sind die Spannungsspuren 14 entsprechend wie die Düsen 12 symmetrisch angeordnet (gestaffelte Anordnung). Wie es in der 2 gezeigt ist, umfassen die Spannungsspuren 14 eine erste Spannungsspur 14A, eine zweite Spannungsspur 14B, eine dritte Spannungsspur 14C und eine vierte Spannungsspur 14D.
Die zweite Spannungsspur 14B, die dritte Spannungsspur 14C und die vierte Spannungsspur 14D sind so angeordnet, dass sie von der ersten Spannungsspur 14A durch einen Referenzabstand „a” beabstandet sind. Insbesondere wenn die erste Spannungsspur 14A als die Mitte betrachtet wird, ist der Referenzabstand „a” ein Abstand zwischen der ersten Spannungsspur 14A und den Spannungsspuren, die der ersten Spannungsspur 14A am nächsten liegen. Der Abstand zwischen den Spannungsspuren gibt einen Abstand zwischen der Mitte einer spezifischen Spannungsspur und der Mitte einer anderen Spannungsspur an, die sich am nächsten zu der spezifischen Spannungsspur befindet. Es kann mehr als eine der Spannungsspuren vorliegen, die den gleichen Abstand zwischen den Spannungsspuren aufweisen. Für den Fall dieser Ausführungsform gibt es für die erste Spannungsspur 14 sechs Spannungsspuren, die den gleichen Abstand zwischen den Spannungsspuren aufweisen.
Es sollte beachtet werden, dass für einen Fall der gestaffelten Anordnung wie in dieser Ausführungsform der Referenzabstand „a” gleich einer Länge einer kurzen Achse des Parallelogramms ist, das nachstehend beschrieben ist.
Es ist bevorzugt, dass der Referenzabstand „a” weniger als oder gleich 20 mm, mehr bevorzugt weniger als oder gleich 18 mm, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 16 mm, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 14 mm, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 13,5 mm, noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 12 mm und noch mehr bevorzugt weniger als oder gleich 10 mm beträgt.
Durch Einstellen eines solchen Referenzabstands „a” sind die Spannungsspuren 14 mit einem kleinen Abstand ausgebildet. An einer Innenseite der Spannungsspur 14 in der Dickenrichtung der Platte wird eine hohe innere Zugspannung erzeugt, bei der es sich um eine Energiequelle zum Verlängern und Verzweigen eines Risses handelt. Folglich werden dann, wenn der Abstand der Spannungsspuren 14 klein ist und die Spannungsspuren 14 dicht ausgebildet sind, die Energiequellen zum Verlängern und Verzweigen von Rissen konzentriert. Folglich kann bei einem Bruch die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Im Allgemeinen wird in der gehärteten Glasplatte in den Bereichen, bei denen die Spannungsspuren 14 ausgebildet sind, eine Ebenendruckspannung erzeugt, und in den Bereichen zwischen den Spannungsspuren 14 wird eine Ebenenzugspannung erzeugt. Wenn an einem Grenzabschnitt eine Differenz zwischen der Ebenendruckspannung und der Ebenenzugspannung zu groß wird, wird in der gehärteten Glasplatte an dem Grenzabschnitt eine signifikante optische Verzerrung erzeugt. Dies war eine Ursache einer Unannehmlichkeit für einen Fahrer eines Fahrzeugs, wie z. B. einer Verzerrung eines Orts oder Vorgangs. Folglich wird bisher während des thermischen Härtens nach der Bildung eines Musters auf der gehärteten Glasplatte durch die Ebenendruckspannung und die Ebenenzugspannung das Muster durch Hin- und Herbewegen der Glasplatte mattiert, wobei insbesondere der Grenzabschnitt zwischen der Ebenendruckspannung und der Ebenenzugspannung mattiert wird.
Dagegen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, dass dann, wenn der Referenzabstand „a” auf weniger als oder gleich einem spezifischen konstanten Wert eingestellt wird, wie dies in der Ausführungsform der Fall ist, ein Fahrer eines Fahrzeugs dazu neigt, den Grenzabschnitt nicht als eine signifikante optische Verzerrung wahrzunehmen. Der Grund dafür liegt darin, dass dann, wenn die Lücke zwischen den Spannungsspuren 14 verkleinert wird, selbst wenn eine große Differenz an einem Grenzabschnitt zwischen der Ebenendruckspannung und der Ebenenzugspannung erzeugt wird, der Abstand, mit dem die Grenzabschnitte wiederholt ausgebildet werden, ebenfalls klein ist, so dass der Fahrer dazu neigt, die Grenzabschnitte nicht als eine signifikante optische Verzerrung wahrzunehmen. Folglich ist es nicht erforderlich, die Grenzabschnitte zwischen der Ebenendruckspannung und der Ebenenzugspannung zu mattieren und die Distanz des Hin- und Herbewegens kann vermindert werden. Alternativ kann ein Hin- und Herbewegen nicht durchgeführt werden.
Insbesondere für einen Fall, bei dem die gehärtete Glasplatte G eine komplex geformte Oberfläche aufweist, sind der Abstand zwischen der Spitze der Düse 12 und der Glasplatte G und die Distanz des Hin- und Herbewegens der Glasplatte G beschränkt, so dass verhindert wird, dass die Spitze der Düse 12 und die Glasplatte G während des Hin- und Herbewegens in Kontakt kommen. Folglich war es schwierig, eine gehärtete Glasplatte bereitzustellen, die den Bruchstandard für ein Fahrzeugfensterglas einfach erfüllen kann und die eine geringe Plattendicke aufweist. Im Gegensatz dazu kann mit dem vorstehend beschriebenen Referenzabstand „a” die Distanz des Hin- und Herbewegens vermindert werden, so dass selbst dann, wenn die gehärtete Glasplatte eine komplex geformte Oberfläche aufweist, die Glasplatte mit einer ausreichenden Qualität erhalten werden kann.
Es sollte beachtet werden, dass sich in der vorliegenden Beschreibung eine komplex geformte Oberfläche auf eine Oberfläche bezieht, die in zwei Richtungen gekrümmt ist, wobei es sich um eine spezifische Richtung und eine Richtung senkrecht zu der spezifischen Richtung handelt.
Dabei ist für den Referenzabstand „a” eine Abweichung in einem Ausmaß zulässig, so dass die Wirkung nicht beeinträchtigt wird. Beispielsweise ist eine Abweichung in einem Ausmaß von ±1 mm zulässig.
Es sollte beachtet werden, dass die Ausführungsform nicht auf den Fall beschränkt ist, bei dem keinerlei Hin- und Herbewegen durchgeführt wird. Wie es nachstehend beschrieben ist, ist z. B. ein Hin- und Herbewegen in einem Ausmaß zulässig, so dass die Distanz des Hin- und Herbewegens weniger als oder gleich etwa 25 mm beträgt.
Zusätzlich ist auf der Oberfläche der gehärteten Glasplatte G eine Parallelogrammfläche 16 durch die erste Spannungsspur 14A, die zweite Spannungsspur 14B, die dritte Spannungsspur 14C und die vierte Spannungsspur 14D ausgebildet. Die Parallelogrammfläche 16 wird durch Verbinden der Mitten der ersten Spannungsspur 14A, der zweiten Spannungsspur 14B, der dritten Spannungsspur 14C und der vierten Spannungsspur 14D gebildet und die Parallelogrammfläche 16 ist in der 2 der Bereich, der von der Punktlinie umgeben ist. Die Länge einer Kante der Parallelogrammfläche 16 ist der Referenzabstand „a”, die Länge der kurzen Achse der Parallelogrammfläche 16 ist der Referenzabstand „a” und die Länge der langen Achse der Parallelogrammfläche 16 wird geometrisch aus dem Referenzabstand „a” erhalten.
Die Oberfläche des gehärteten Glases G umfasst eine Druckspannungsschicht und ein innerer Abschnitt des gehärteten Glases G in der Dickenrichtung der Platte umfasst eine Zugspannungsschicht. Durch Bereitstellen eines lokalisierten Aufpralls auf der gehärteten Glasplatte werden Risse auf der Oberfläche erzeugt. Wenn die Risse die Zugspannungsschicht erreichen, nachdem sie durch die Druckspannungsschicht verlaufen sind, werden die Risse durch die Zugspannung in verschiedene Richtungen der Glasplatte verlängert und die gehärtete Glasplatte G bricht. Dabei wird eine elastische Welle erzeugt und die elastische Welle breitet sich innerhalb der gehärteten Glasplatte G in die Richtung einer Umfangskante der gehärteten Glasplatte G aus.
Die elastische Welle wird zu einem Zeitpunkt erzeugt, der mit dem Zeitpunkt identisch ist, zu dem die Risse die Zugspannungsschicht erreichen und damit beginnen, sich in verschiedene Richtungen der Glasplatte zu verlängern, und die elastische Welle breitet sich von dem Bruchursprung (d. h., dem Ausgangspunkt der Risse) in einer konzentrischen Weise aus. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle ist höher als die Verlängerungsgeschwindigkeit der Risse und im Allgemeinen beträgt die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle vom 1,1-fachen der Verlängerungsgeschwindigkeit der Risse bis zu dem 2,3-fachen der Verlängerungsgeschwindigkeit der Risse.
Nachdem die elastische Welle an der Umfangskante der gehärteten Glasplatte G reflektiert worden ist, trifft die elastische Welle auf eine Spitze des Risses auf, der später verlängert wird. Nachdem die Spitze des Risses und die elastische Welle miteinander zusammengestoßen sind, findet eine Energiefluktuation statt, so dass eine Tendenz zur Verzweigung der Risse besteht. Als Ergebnis ist die Größe eines Bruchstücks in einem Bereich (der nachstehend als „Bereich einer elastischen Welle 38” bezeichnet wird) kleiner, der in Bezug auf den Punkt weiter entfernt ist, bei dem die elastische Welle und der Riss aufeinander auftreffen, und zwar ausgehend von dem Ausgangspunkt des Risses, relativ zu der Größe eines Bruchstücks in einem Bereich (der als „Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist” bezeichnet wird) näher an dem Ausgangspunkt des Risses, verglichen mit dem Punkt, bei dem die elastische Welle und der Riss aufeinander auftreffen. Folglich ist das Brechen innerhalb des Bereichs 39, der frei von einer elastischen Welle ist, wichtig für die Bestimmung, ob die gehärtete Glasplatte G den Bruchstandard für das Fahrzeugfensterglas erfüllt.
Unter der Annahme, dass die gehärtete Glasplatte G bei dem Schwerpunkt A bricht und dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle das Doppelte der Verlängerungsgeschwindigkeit des Risses ist, werden der Bereich der elastischen Welle 38 und der Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben.
Gemäß der 3 wird, wenn die gehärtete Glasplatte G bei dem Schwerpunkt A als Ausgangspunkt bricht, die elastische Welle nach dem Ausbreiten entlang der Geraden 36, die sich von dem Schwerpunkt A zu einem Punkt B auf dem Unterkantenabschnitt der gehärteten Glasplatte G erstreckt, regulär an dem Punkt B reflektiert und die elastische Welle breitet sich entlang der Geraden 37 aus. Folglich trifft der Riss, der sich von dem Schwerpunkt A als Ausgangspunkt entlang der Geraden 35 in die Richtung der Unterkante der gehärteten Glasplatte G verlängert, an einem Punkt C auf die elastische Welle auf, die sich entlang der Geraden 37 ausbreitet.
Die gestrichelte Linie 31 ist eine Linie, die durch Verbinden der Punkte, an denen die elastische Welle, die an der Unterkante der gehärteten Glasplatte G regulär reflektiert wird, auf den Riss auftrifft, der sich von dem Schwerpunkt A als Ausgangspunkt in die Richtung der Unterkante verlängert, erhalten wird. Entsprechend ist die gestrichelte Linie 32 eine Linie, die durch Verbinden der Punkte, an denen die elastische Welle, die an der linken Kante der gehärteten Glasplatte G regulär reflektiert wird, auf den Riss auftrifft, der sich von dem Schwerpunkt A als Ausgangspunkt in die Richtung der linken Kante ausbreitet, erhalten wird, die gestrichelte Linie 33 ist eine Linie, die durch Verbinden der Punkte, an denen die elastische Welle, die an der Oberkante der gehärteten Glasplatte G regulär reflektiert wird, auf den Riss auftrifft, der sich von dem Schwerpunkt A als Ausgangspunkt in die Richtung der Oberkante ausbreitet, erhalten wird, und die gestrichelte Linie 34 ist eine Linie, die durch Verbinden der Punkte, an denen die elastische Welle, die an der rechten Kante der gehärteten Glasplatte G regulär reflektiert wird, auf den Riss auftrifft, der sich von dem Schwerpunkt A als Ausgangspunkt in die Richtung der rechten Kante ausbreitet, erhalten wird.
Wie es vorstehend beschrieben ist, ist der Bereich (schraffierte Bereich), der von den gestrichelten Linien 31, 32, 33 und 34 umschlossen ist, der Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, und der Bereich, der von dem Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, verschieden ist, ist der Bereich einer elastischen Welle 38.
Dabei kann der Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, abhängig von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle variiert werden. Beispielsweise kann der Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, ein Bereich mit einer Breite sein, der einem Abstand zwischen der Linie, die durch Verbinden der Punkte erhalten wird, an denen die elastische Welle, die regulär an der Umfangskante der gehärteten Glasplatte G reflektiert wird, auf den Riss auftrifft, der sich von dem Schwerpunkt A ausbreitet, wobei angenommen wird, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle das 1,7-fache der Verlängerungsgeschwindigkeit des Risses beträgt, und der Linie entspricht, die durch Verbinden der Punkte erhalten wird, an denen die elastische Welle, die regulär an der Umfangskante der gehärteten Glasplatte G reflektiert wird, auf den Riss auftrifft, der sich von dem Schwerpunkt A ausbreitet, wobei angenommen wird, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elastischen Welle das 2,3-fache der Verlängerungsgeschwindigkeit des Risses beträgt.
Während des Brechens der gehärteten Glasplatte G ist in dem Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die innerhalb eines ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, der durch Verbinden der Punkte erhalten wird, die von der Mitte der Spannungsspur 14 um 2,5 mm getrennt sind, vorzugsweise größer als oder gleich 3,4, mehr bevorzugt größer als oder gleich 4 und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 4,2.
Die Mitte der Spannungsspur 14 bedeutet die Mitte der Spannungsspur 14, die durch eine polarisierende Platte oder eine sensible Farbplatte festgestellt wird.
Der erste gedachte Kreis 18 ist ein Kreis mit einem Radius von 2,5 mm und der erste gedachte Kreis 18 ist in einer gedachten Weise auf der Oberfläche der gehärteten Glasplatte G ausgebildet. In der 2 ist der erste gedachte Kreis 18 so gezeigt, dass die Größe des ersten gedachten Kreises 18 geringer ist als die Größe der Spannungsspur 14; die Größe des ersten gedachten Kreises 18 kann jedoch mit der Größe der Spannungsspur 14 identisch sein oder die Größe des ersten gedachten Kreises 18 kann geringer sein als die Größe der Spannungsspur 14.
Die 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Zählen der Anzahl der Risse zeigt, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen. Die Anzahl der Risse, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, gibt die Anzahl der Risse an, die gezählt werden, ohne Risse, die sich vorwiegend verlängern (die nachstehend als „Hauptrisse” bezeichnet werden), von Rissen zu unterscheiden, die sich an dem Verzweigungspunkt verzweigen, wie es in der 4 gezeigt ist. Dabei stellt der Hauptriss einen Riss dar, der derart ist, dass sich der Winkel des Risses vor und nach dem Verzweigungspunkt nahezu nicht ändert.
Ferner gibt der Durchschnitt der Anzahl der Risse, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, den Durchschnittswert der Anzahl von Rissen an, die jeweils innerhalb der ersten gedachten Kreise vorliegen, die allen Spannungsspuren 14 in dem Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, entsprechen. Es sollte beachtet werden, dass für einen Fall, bei dem die Anzahl der ersten gedachten Kreise in dem Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, 100 übersteigt, der Durchschnittswert der Anzahl von Rissen, die innerhalb jedweden zwanzig ersten gedachten Kreisen der ersten gedachten Kreise vorliegen, die in den Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, einbezogen sind, als Referenz verwendet werden kann.
Wenn die Anzahl der Risse, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, derart ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, neigen die Risse, die durch die jeweiligen ersten gedachten Kreise 18 verlaufen, in dem Bereich zwischen den ersten gedachten Kreisen 18 dazu, miteinander verbunden zu werden. Folglich kann die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Darüber hinaus kann, wenn der Referenzabstand „a” innerhalb des vorstehend genannten Bereichs liegt und die Anzahl der Risse, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, derart ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die gehärtete Glasplatte G einfacher den Bruchstandard erfüllen. Der Grund dafür liegt darin, dass in dem Bereich zwischen den ersten gedachten Kreisen 18 die Risse, die durch die jeweiligen ersten gedachten Kreise 18 verlaufen, einfacher miteinander verbunden werden können.
Zusätzlich umfasst die gehärtete Glasplatte G ferner einen zweiten gedachten Kreis, der durch Verbinden der Punkte, die von der Mitte der Spannungsspur 14 um 5 mm getrennt sind, erhalten wird, und die durchschnittliche Anzahl der Risse, die innerhalb des zweiten gedachten Kreises vorliegen, ist vorzugsweise größer als oder gleich 8,8, mehr bevorzugt größer als oder gleich 9,1, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 9,5 und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 10.
Der zweite gedachte Kreis ist ein Kreis mit einem Radius von 5 mm und der zweite gedachte Kreis ist in einer gedachten Weise auf der Oberfläche der gehärteten Glasplatte G ausgebildet.
Wenn die Anzahl der Risse, die innerhalb des zweiten gedachten Kreises vorliegen, derart ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, neigen die Risse, die durch die jeweiligen zweiten gedachten Kreise verlaufen, in dem Bereich zwischen den zweiten gedachten Kreisen dazu, miteinander verbunden zu werden. Folglich kann die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Darüber hinaus kann, wenn der Referenzabstand „a” innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt und die Anzahl der Risse, die innerhalb des zweiten gedachten Kreises vorliegen, derart ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die gehärtete Glasplatte G einfacher den Bruchstandard erfüllen. Der Grund dafür liegt darin, dass in dem Bereich zwischen den zweiten gedachten Kreisen die Risse, die durch die jeweiligen zweiten gedachten Kreise verlaufen, einfacher miteinander verbunden werden können.
Zusätzlich ist während des Brechens der gehärteten Glasplatte G in dem Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl der Verzweigungspunkte, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, vorzugsweise größer als oder gleich 1,5, mehr bevorzugt größer als oder gleich 1,7 und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 2.
Der Verzweigungspunkt bezieht sich auf einen Punkt, an dem sich zwei oder mehr Risse schneiden und in dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, liegen drei Verzweigungspunkte vor.
Wenn die Anzahl der Verzweigungspunkte, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, derart ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, werden um den Verzweigungspunkt viele Risse mit verschiedenen Erstreckungswinkeln erzeugt, so dass in dem Bereich zwischen den ersten gedachten Kreisen 18 die Risse, die durch die jeweiligen ersten gedachten Kreise 18 verlaufen, dazu neigen, miteinander verbunden zu werden. Folglich kann die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Darüber hinaus kann, wenn der Referenzabstand „a” innerhalb des vorstehend beschriebenen Bereichs liegt und die Anzahl der Verzweigungspunkte, die innerhalb des ersten gedachten Kreises 18 vorliegen, derart ist, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die gehärtete Glasplatte G einfacher den Bruchstandard erfüllen. Der Grund dafür liegt darin, dass in dem Bereich zwischen den ersten gedachten Kreisen 18 die Risse, die durch die jeweiligen ersten gedachten Kreise 18 verlaufen, einfacher miteinander verbunden werden können.
Die 5 ist ein Diagramm, das ein größtes Bruchstück 50 und ein kleinstes Bruchstück 51 zeigt. Während des Brechens der gehärteten Glasplatte G ist in dem Bereich 39, der frei von einer elastischen Welle ist, das Verhältnis zwischen einer Fläche des größten Bruchstücks 50, wobei mindestens ein Teil davon innerhalb der Parallelogrammfläche 16 vorliegt, und einer Fläche des kleinsten Bruchstücks 51, wobei mindestens ein Teil davon innerhalb der Parallelogrammfläche 16 vorliegt, vorzugsweise größer als oder gleich 15, mehr bevorzugt größer als oder gleich 17, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 20, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 23 und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 25.
Das größte Bruchstück 50, wobei mindestens ein Teil davon innerhalb der Parallelogrammfläche 16 vorliegt, bezieht sich auf ein Bruchstück mit der größten Fläche der Bruchstücke, wobei mindestens ein Teil von jedem davon innerhalb der Parallelogrammfläche 16 vorliegt.
Ferner bezieht sich das kleinste Bruchstück 51, wobei mindestens ein Teil davon innerhalb der Parallelogrammfläche 16 vorliegt, auf ein Bruchstück mit der kleinsten Fläche der Bruchstücke, wobei mindestens ein Teil von jedem davon innerhalb der Parallelogrammfläche 16 vorliegt.
Ferner liegt die lange Achse b der Parallelogrammfläche 16 in jedweder Richtung von dem Ausgangspunkt des Risses in der Richtung der Kante der gehärteten Glasplatte G vor.
Das Verhältnis zwischen der Fläche des größten Bruchstücks 50 und der Fläche des kleinsten Bruchstücks 51 stellt einen Wert dar, der durch Dividieren der Fläche des größten Bruchstücks 50 durch die Fläche des kleinsten Bruchstücks 51 erhalten wird.
Ferner ist die Fläche des größten Bruchstücks 50 vorzugsweise größer als oder gleich 1,5 cm² und kleiner als oder gleich 3,0 cm², mehr bevorzugt größer als oder gleich 1,8 cm² und kleiner als oder gleich 2,9 cm² und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 2,0 cm² und kleiner als oder gleich 2,8 cm².
Wenn das größte Bruchstück 50 und das kleinste Bruchstück 51 mit dem vorstehend beschriebenen Verhältnis in mindestens eine Parallelogrammfläche 16 innerhalb des Bereichs 39, der frei von einer elastischen Welle ist, einbezogen sind, kann die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Darüber hinaus ist es mehr bevorzugt, dass das größte Bruchstück 50 den Schwerpunkt der Parallelogrammfläche 16 umfasst. Durch Anordnen von mindestens einer Parallelogrammfläche 16 innerhalb des Bereichs 39, der frei von einer elastischen Welle ist, auf diese Weise kann die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Ferner ist für einen Kreis 52 mit einem Durchmesser, der die größte Länge des größten Bruchstücks 50 ist, ein Teil der Fläche des Kreises 52, der durch das größte Bruchstück 50 eingenommen wird, vorzugsweise größer als oder gleich 30%, mehr bevorzugt größer als oder gleich 40%, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 50%, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 55% und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 60%.
Wie es durch den Doppelpfeil in der 5 gezeigt ist, stellt z. B. die größte Länge des größten Bruchstücks 50 die größte Länge von Längen von Geraden dar, die durch Verbinden von zwei Punkten auf der Umrisslinie des größten Bruchstücks 50 erhalten werden.
Der Kreis 52 mit dem Durchmesser, der die größte Länge des größten Bruchstücks 50 ist, stellt z. B. den Kreis 52 dar, der durch eine Punkt-Strich-Linie in der 5 gezeigt ist.
Wenn ein solches größtes Bruchstück 50 in mindestens eine Parallelogrammfläche 16 innerhalb des Bereichs 39, der frei von einer elastischen Welle ist, einbezogen ist, kann die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden.
Der Grund dafür, dass das Verhältnis zwischen dem größten Bruchstück 50 und dem kleinsten Bruchstück 51 in der vorstehend beschriebenen Weise festgelegt ist, und der Grund dafür, dass das größte Bruchstück 50 in der vorstehend beschriebenen Weise festgelegt ist, werden nachstehend durch Vergleichen des technischen Konzepts des Standes der Technik mit dem technischen Konzept der vorliegenden Anmeldung beschrieben.
In vielen Fällen werden gemäß dem Stand der Technik zum Erfüllen des Bruchstandards ein Muster der Ebenendruckspannung und ein Muster der Ebenenzugspannung in der gehärteten Glasplatte gebildet, so dass die Verlängerungsrichtungen der Risse gebogen sind und die Risse miteinander verbunden sind. Ferner besteht eine Tendenz dahingehend, dass in der Nähe des Schwerpunkts der Parallelogrammfläche ein großes Bruchstück erzeugt wird. Folglich sind die Verlängerungsrichtungen der Risse gebogen, so dass die Risse so geführt werden, dass sie durch einen Bereich in der Nähe des Schwerpunkts der Parallelogrammfläche verlaufen. Insbesondere besteht das technische Konzept des Standes der Technik darin, zu bewirken, dass die gehärtete Glasplatte in Bruchstücke zerbricht, so dass alle Bruchstücke einheitliche Größen aufweisen. Selbst bei diesem technischen Konzept besteht jedoch eine Tendenz dahingehend, dass ein großes Bruchstück innerhalb der Parallelogrammfläche erzeugt wird. Der Grund dafür ist folgendermaßen. Für einen Fall, bei dem die Risse so geführt werden, dass sie durch den Bereich in der Nähe des Schwerpunkts der Parallelogrammfläche verlaufen, werden Risse, die ursprünglich durch einen Abschnitt der Parallelogrammfläche verlaufen sollen, der von dem Bereich in der Nähe des Schwerpunkts der Parallelogrammfläche verschieden ist, ebenfalls zu dem Bereich in der Nähe des Schwerpunkts geführt, so dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass in dem Abschnitt der Parallelogrammfläche, der von dem Bereich in der Nähe des Schwerpunkts der Parallelogrammfläche verschieden ist, ein großes Bruchstück gebildet wird.
Im Gegensatz dazu wurde in der Ausführungsform gefunden, dass der Bruchstandard einfach erfüllt werden kann, ohne Risse innerhalb der Parallelogrammfläche 16 durch ein Muster einer Ebenenspannung zu führen, solange der Referenzabstand „a” klein ist und die Anzahl der Risse größer als die vorstehend beschriebene Anzahl oder identisch mit dieser ist und die Anzahl der Verzweigungspunkte in der Nähe der Mitte der Spannungsspur 14, wo eine innere Zugspannung groß ist, größer als die vorstehend beschriebene Anzahl oder identisch mit dieser ist. Insbesondere besteht das technische Konzept darin, zu bewirken, dass das größte Bruchstück in der Nähe des Schwerpunkts der Parallelogrammfläche erzeugt wird, und dass die gehärtete Glasplatte durch Verbinden von Rissen in einem Abschnitt, der von der Fläche in der Nähe des Schwerpunkts verschieden ist, in kleine Bruchstücke zerbricht. Da die Anzahl der Risse und die Anzahl der Verzweigungspunkte größer als eine vorgegebene Anzahl oder identisch mit dieser sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist die Dichte von Rissen hoch und die Risse neigen dazu, in einem Abschnitt, der von der Fläche in der Nähe des Schwerpunkts verschieden ist, verbunden zu werden, und der Referenzabstand „a” ist klein, so dass das größte Bruchstück weder dazu neigt, ein großes Bruchstück zu sein, noch dazu, ein längliches Bruchstück zu sein. Folglich kann eine Glasplatte erhalten werden, die den Bruchstandard einfach erfüllen kann.
Die durchschnittliche Oberflächendruckspannung der gehärteten Glasplatte G ist vorzugsweise größer als oder gleich 100 MPa und kleiner als oder gleich 165 MPa, mehr bevorzugt größer als oder gleich 105 MPa und kleiner als oder gleich 160 MPa und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 110 MPa und kleiner als oder gleich 155 MPa.
Mit einem solchen Wert der durchschnittlichen Oberflächendruckspannung kann in der gesamten gehärteten Glasplatte G eine innere Zugspannung erzeugt werden, die zum Bewirken der Ausbreitung und Verzweigung der Risse ausreichend ist.
Es sollte beachtet werden, dass sich in der gehärteten Glasplatte G, die durch Sprühen eines Kühlmediums von Öffnungen der Mehrzahl von Düsen 12 auf die erwärmte Glasplatte hergestellt wird, die Oberflächendruckspannung an einem Punkt, bei dem ein Strahlstrom des Kühlmediums auf die Glasplatte auftrifft (die Spannungsspur 14), von der Oberflächendruckspannung an einem Punkt zwischen den Spannungsspuren 14 unterscheidet. Folglich ist die durchschnittliche Oberflächendruckspannung der gehärteten Glasplatte G als ein Durchschnittswert festgelegt, der durch Durchschnittsbildung eines Werts an einem Punkt unmittelbar unterhalb der Düse 12 (die erste Spannungsspur 14A) und eines Werts an einem Schwerpunkt eines Dreiecks erhalten wird, das durch die erste Spannungsspur 14A und zwei Punkte (die zweite Spannungsspur 14B und die dritte Spannungsspur 14C) gebildet wird, wobei es sich um die der ersten Spannungsspur 14A am nächsten liegenden Spannungsspuren handelt, und die am nächsten beieinander vorliegen. Der Erstgenannte ist der Punkt, an dem erwartet wird, dass der Wert nahe an dem maximalen Wert der Oberflächendruckspannung liegt, und der Letztgenannte ist der Punkt, an dem erwartet wird, dass der Wert nahe an dem minimalen Wert der Oberflächendruckspannung liegt. Die Oberflächendruckspannung kann unter Verwendung eines Oberflächendruckspannungsmessgeräts des Babinet-Typs unter Verwendung der Photoelastizität von gestreutem Licht gemessen werden, das auf dem „Via-scope”-Verfahren beruht.
Ferner ist der Wert der Oberflächendruckspannung bei der Spannungsspur 14 vorzugsweise größer als oder gleich 120 MPa und kleiner als oder gleich 175 MPa, mehr bevorzugt größer als oder gleich 130 MPa und kleiner als oder gleich 175 MPa, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 140 MPa und kleiner als oder gleich 175 MPa, noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 143 MPa und kleiner als oder gleich 175 MPa und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 145 MPa und kleiner als oder gleich 175 MPa,
Mit einem solchen Wert der Oberflächendruckspannung bei der Spannungsspur 14 kann eine innere Zugspannung an einem Mittelabschnitt in der Plattendickenrichtung entsprechend der Position der Spannungsspur 14 erzeugt werden, die zum Bewirken einer Verlängerung und Verzweigung von Rissen ausreichend ist, so dass in der Nähe der Mitte der Spannungsspur 14 die Anzahl der Risse dazu neigt, größer als die vorstehend beschriebene Anzahl oder identisch mit dieser zu sein, und die Anzahl der Verzweigungspunkte dazu neigt, größer als die vorstehend beschriebene Anzahl oder identisch mit dieser zu sein
Ferner ist ein Wert, der durch Dividieren des Werts der Oberflächendruckspannung bei der Spannungsspur 14 durch den Wert der Oberflächendruckspannung am Schwerpunkt des vorstehend beschriebenen Dreiecks erhalten wird, vorzugsweise größer als oder gleich 1,05, mehr bevorzugt größer als oder gleich 1,07 und noch mehr bevorzugt größer als oder gleich 1,10. Mit einem solchen Wert kann bewirkt werden, dass die Anzahl der Risse größer als die vorstehend beschriebene Anzahl oder identisch mit dieser ist, und es kann bewirkt werden, dass die Anzahl der Verzweigungspunkte größer als die vorstehend beschriebene Anzahl oder identisch mit dieser ist, und es kann bewirkt werden, dass das größte Bruchstück innerhalb der vorstehend beschriebene Vorgabe liegt, so dass die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden kann.
Der Typ des Glases der gehärteten Glasplatte G gemäß der Ausführungsform ist ein Kalknatronglas. Das Kalknatronglas ist ein Glas, das als Hauptkomponenten SiO₂, CaO, Na₂O und K₂O umfasst. Es sollte beachtet werden, dass der Typ des Glases der gehärteten Glasplatte G gemäß der vorliegenden Erfindung nicht speziell beschränkt ist und der Typ des Glases ein alkalifreies Glas oder ein Aluminosilikatglas sein kann.
Die gehärtete Glasplatte G gemäß der Ausführungsform umfasst vorzugsweise, als Oxid, die folgende Glaszusammensetzung. Mit der folgenden Glaszusammensetzung können durch das thermische Härtungsverfahren selbst dann, wenn die Plattendicke der Glasplatte gering ist, eine hohe Oberflächendruckspannung und eine innere Zugspannung, die zusammen mit der Oberflächendruckspannung erzeugt wird, erzeugt werden. Ferner kann die Glasplatte einfach zu einer komplizierten Form, wie z. B. einer komplex geformten Oberfläche, ausgebildet werden.
Es sollte beachtet werden, dass ein Zahlenbereich „x bis y”, der nachstehend beschrieben ist, verwendet wird, um anzugeben, dass der Zahlenbereich „x” und „y” als den unteren Grenzwert bzw. den oberen Grenzwert umfasst, und in dem folgenden Teil der vorliegenden Beschreibung „x bis y” mit der gleichen Bedeutung verwendet wird, falls nichts anderes angegeben ist.
(Erstes Beispiel)

Al₂O₃: 0 Gew.-% bis 3,5 Gew.-%
Na₂O und K₂O insgesamt: 12,0 Gew.-% bis 14,5 Gew.-%

(Zweites Beispiel)

Al₂O₃: 0 Gew.-% bis 2,0 Gew.-%
Na₂O und K₂O insgesamt: 13,0 Gew.-% bis 15,5 Gew.-%

Die vorstehend beschriebenen gehärteten Glasplatten G gemäß dem ersten und dem zweiten Beispiel können mindestens 65 Gew.-% bis 75 Gew.-% SiO₂ und 7 Gew.-% bis 14 Gew.-% CaO und Al₂O₃, Na₂O und K₂O in den vorstehend beschriebenen Bereichen umfassen.
(Drittes Beispiel)

SiO₂: 68,0 Gew.-% bis 75,0 Gew.-%
Al₂O₃: 0 Gew.-% bis 3,5 Gew.-%
CaO: 7,0 Gew.-% bis 13,0 Gew.-%
MgO: 0 Gew.-% bis 7,0 Gew.-%
Na₂O: 12,0 Gew.-% bis 15,0 Gew.-%
K₂O: 0 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%
Na₂O und K₂O insgesamt: 12,0 Gew.-% bis 14,5 Gew.-%

(Viertes Beispiel)

SiO₂: 68,0 Gew.-% bis 75,0 Gew.-%
Al₂O₃: 0 Gew.-% bis 2,0 Gew.-%
CaO: 7,0 Gew.-% bis 13,0 Gew.-%
MgO: 0 Gew.-% bis 7,0 Gew.-%
Na₂O: 12,0 Gew.-% bis 15,0 Gew.-%
K₂O: 0 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%
Na₂O und K₂O insgesamt: 13,0 Gew.-% bis 15,5 Gew.-%

Al₂O₃ ist eine Komponenten zum Sicherstellen der Witterungsbeständigkeit und Al₂O₃ liegt vorzugsweise in einer Menge von größer als oder gleich 1,7 Gew.-% und mehr bevorzugt größer als oder gleich 1,8 Gew.-% vor. Wenn mehr als 3,5 Gew.-% Al₂O₃ vorliegen, wird die Viskosität größer und ein Schmelzen kann schwierig sein. Diesbezüglich liegen mehr bevorzugt weniger als oder gleich 3,3 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als oder gleich 2,0 Gew.-% Al₂O₃ vor.
Na₂O ist eine Komponente zum Verbessern der Schmelzbarkeit und wenn weniger als 12,0 Gew.-% Na₂O vorliegen, kann die Schmelzbarkeit verschlechtert werden. Es liegen mehr bevorzugt mehr als oder gleich 12,8 Gew.-% Na₂O und besonders bevorzugt mehr als oder gleich 13,0 Gew.-% vor. Wenn ferner mehr als 15,0 Gew.-% Na₂O vorliegen, kann die Witterungsbeständigkeit verschlechtert werden. Es liegen mehr bevorzugt weniger als oder gleich 14,8 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als oder gleich 13,8 Gew.-% Na₂O vor.
K₂O ist eine Komponente zum Verbessern der Schmelzbarkeit und K₂O liegt vorzugsweise in einer Menge von mehr als oder gleich 0,5 Gew.-% und mehr bevorzugt mehr als oder gleich 0,9 Gew.-% vor. Ferner kann, wenn mehr als 3,0 Gew.-% K₂O vorliegen, die Witterungsbeständigkeit verschlechtert werden und die Kosten für die Glasplatte werden erhöht. Es liegen mehr bevorzugt weniger als oder gleich 1,8 Gew.-% und besonders bevorzugt weniger als oder gleich 1,6 Gew.-% K₂O vor.
Es sollte beachtet werden, dass die Zusammensetzung der Glasplatte durch Fluoreszenzröntgenspektroskopie gemessen werden kann.
Zusätzlich ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der Glasplatte, die zur Herstellung der gehärteten Glasplatte G gemäß der Ausführungsform verwendet werden soll, vorzugsweise größer als oder gleich 90 × 10^–7/K und kleiner als oder gleich 100 × 10^–7/K, mehr bevorzugt größer als oder gleich 91 × 10^–7/K und kleiner als oder gleich 95 × 10^–7/K. Es sollte beachtet werden, dass in der vorliegenden Beschreibung der Wärmeausdehnungskoeffizient den durchschnittlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 50°C bis 350°C darstellt.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient hängt z. B. von dem β-OH-Wert (mm^–1) ab, der die Glaszusammensetzung und den Feuchtigkeitsgehalt darstellt. Für den Fall eines Kalknatronglases wird z. B. der Wärmeausdehnungskoeffizient größer, wenn der Gehalt der Alkalimetalloxide (wie z. B: Na₂O und K₂O) in dem Glas kleiner wird und wenn der β-OH-Wert (mm^–1) kleiner wird.
Ferner variiert der β-OH-Wert (mm^–1) der Glasplatte z. B. abhängig von dem Wassergehalt in den Ausgangsmaterialien, dem Typ der Wärmequelle zum Schmelzen der Ausgangsmaterialien (z. B. Schweröl, Flüssiggas, Elektrizität, usw.), der Wasserdampfkonzentration in einem Dissolver und der Verweilzeit des geschmolzenen Glases in dem Dissolver. Der β-OH-Wert (mm^–1) der Glasplatte wird vorzugsweise z. B. durch ein Verfahren eingestellt, bei dem ein Hydroxid anstelle eines Oxids als Ausgangsmaterialien des Glases verwendet wird (z. B. wird als eine Magnesiumquelle Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) anstelle von Magnesiumoxid (MgO) verwendet). In der Ausführungsform beträgt der Wassergehalt in der Glasplatte als β-OH-Wert (mm^–1) von 0,1 bis 0,4 und vorzugsweise von 0,2 bis 0,3.
Mit einem solchen Wärmeausdehnungskoeffizienten können durch das thermische Härtungsverfahren selbst bei einer geringen Plattendicke der Glasplatte eine hohe Oberflächendruckspannung und eine innere Zugspannung, die gleichzeitig mit der Oberflächendruckspannung erzeugt wird, erzeugt werden. Ferner kann die Glasplatte einfach in einer komplizierten Form, wie z. B. einer komplex geformten Oberfläche, ausgebildet werden.
[Beispiele]
Nachstehend werden Ergebnisse für Fälle beschrieben, bei denen die gehärteten Glasplatten unter Verwendung der thermischen Härtungsvorrichtung 10 hergestellt wurden, die in der 1 gezeigt ist, und diese zerbrochen wurden.
<Beispiel 1>
Die Bedingungen, bei denen das gehärtete Glas gemäß Beispiel 1 und das gehärtete Glas gemäß eines Vergleichsbeispiels hergestellt worden sind, sind nachstehend beschrieben.
Plattendicke der Glasplatte: 2,3 mm
Wärmeausdehnungskoeffizient: 90 × 10^–7/K
Temperatur des Glases vor dem Abschrecken: 680°C
Durchmesser der Düse: 3,4 mm
Abstand zwischen der Spitze der Düse und dem Glas: 15 mm
Referenzabstand „a” (kurze Achse a): 13,2 mm
Lange Achse b: 22,9 mm
Blasdruck: 29 kPa
Abschreckzeit: 5 Sekunden
Dabei wurde jede Probe hergestellt, während die Distanz des Hin- und Herbewegens während des Abschreckens (die auch als Distanz des Hin- und Herbewegens bezeichnet wird) auf 0 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 45 mm und 60 mm eingestellt war.
Die durchschnittliche Oberflächendruckspannung bei der Distanz des Hin- und Herbewegens von 0 mm betrug 145 MPa. Ferner betrug der Oberflächendruckspannungswert bei der Spannungsspur 14 152 MPa. Ferner betrug der Wert, der durch Dividieren des Oberflächendruckspannungswerts bei der Spannungsspur 14 durch den Oberflächendruckspannungswert bei dem Schwerpunkt des vorstehend beschriebenen Dreiecks erhalten wurde, 1,11.
Jede Probe, die unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen erzeugt worden ist, wurde bei dem Schwerpunkt der Probe als Startpunkt zerbrochen. Die 6A zeigt einen Zustand der Bruchstücke während des Zerbrechens für den Fall, bei dem die Distanz des Hin- und Herbewegens 0 mm betrug, die 6B zeigt einen Zustand der Bruchstücke während des Zerbrechens für den Fall, bei dem die Distanz des Hin- und Herbewegens 30 mm betrug, und die 6C zeigt einen Zustand der Bruchstücke während des Zerbrechens für den Fall, bei dem die Distanz des Hin- und Herbewegens 60 mm betrug. Ferner zeigt die 7 das Ergebnis des Zählens der Anzahl von Rissen in jedem der ersten gedachten Kreise, die durch Verbinden der Punkte erhalten wurden, die von der entsprechenden Mitte der Spannungsspur um 2,5 mm beabstandet sind, in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist. Entsprechend zeigt die 8 das Ergebnis des Zählens der Anzahl von Rissen in dem zweiten gedachten Kreis, der durch Verbinden der Punkte erhalten wurde, die von der Mitte der Spannungsspur um 5 mm beabstandet sind.
Es sollte beachtet werden, dass in den 6A, 6B und 6C Punkte als Spuren gezeigt sind, welche die Mitten der Spannungsspuren angeben.
Aus den 6A, 6B und 6C ist ersichtlich, dass für den Fall von 6A verglichen mit den Fällen von 6B und 6C die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden kann.
Aus der 7 ist ersichtlich, dass dann, wenn die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die innerhalb des ersten gedachten Kreises vorliegen, der durch Verbinden der Punkte gebildet wird, die von der Mitte der Spannungsspur um 2,5 mm beabstandet sind, größer als oder gleich 3,4 ist, die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden kann.
Aus der 8 ist ersichtlich, dass dann, wenn die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die innerhalb des zweiten gedachten Kreises vorliegen, der durch Verbinden der Punkte gebildet wird, die von der Mitte der Spannungsspur um 5 mm beabstandet sind, größer als oder gleich 8,8 ist, die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden kann.
<Beispiel 2>
Die Bedingungen, bei denen das gehärtete Glas gemäß Beispiel 2 hergestellt worden ist, sind nachstehend beschrieben.
Plattendicke der Glasplatte: 2,3 mm
Wärmeausdehnungskoeffizient: 90 × 10^–7/K
Temperatur des Glases vor dem Abschrecken: 665°C
Durchmesser der Düse: 4 mm
Abstand zwischen der Spitze der Düse und dem Glas: 20 mm
Referenzabstand „a” (kurze Achse a): 18 mm
Lange Achse b: 31,2 mm
Blasdruck: 22 kPa
Abschreckzeit: 5 Sekunden
Distanz des Hin- und Herbewegens: 0 mm
Im Beispiel 2 betrug die durchschnittliche Oberflächendruckspannung 117 MPa. Ferner betrug der Oberflächendruckspannungswert bei der Spannungsspur 14 123 MPa. Ferner betrug der Wert, der durch Dividieren des Oberflächendruckspannungswerts bei der Spannungsspur 14 durch den Oberflächendruckspannungswert bei dem Schwerpunkt des vorstehend beschriebenen Dreiecks erhalten wurde, 1,10.
Im Beispiel 2 übersteigen die Anzahl von Rissen und die Anzahl von Verzweigungspunkten, die während des Zerbrechens innerhalb des ersten Kreises vorliegen, der durch Verbinden der Punkte gebildet wird, die von der Mitte der Spannungsspur um 2,5 mm beabstandet sind, und die Anzahl von Rissen und/oder die Anzahl von Verzweigungspunkten, die während des Zerbrechens innerhalb des zweiten Kreises vorliegen, der durch Verbinden der Punkte gebildet wird, die von der Mitte der Spannungsspur um 5 mm beabstandet sind, die vorgegebenen Werte gemäß dieser Beschreibung, so dass ebenfalls die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden kann.
<Beispiel 3>
Die Bedingungen, bei denen das gehärtete Glas gemäß Beispiel 3 hergestellt worden ist, sind nachstehend beschrieben.
Plattendicke der Glasplatte: 2,3 mm
Wärmeausdehnungskoeffizient: 90 × 10^–7/K
Temperatur des Glases vor dem Abschrecken: 680°C
Durchmesser der Düse: 2,5 mm
Abstand zwischen der Spitze der Düse und dem Glas: 11 mm
Referenzabstand „a” (kurze Achse a): 9,8 mm
Lange Achse b: 17 mm
Blasdruck: 28 kPa
Abschreckzeit: 5 Sekunden
Distanz des Hin- und Herbewegens: 0 mm
Im Beispiel 3 betrug die durchschnittliche Oberflächendruckspannung 139 MPa. Ferner betrug der Oberflächendruckspannungswert bei der Spannungsspur 14 147 MPa. Ferner betrug der Wert, der durch Dividieren des Oberflächendruckspannungswerts bei der Spannungsspur 14 durch den Oberflächendruckspannungswert bei dem Schwerpunkt des vorstehend beschriebenen Dreiecks erhalten wurde, 1,12.
Im Beispiel 3 übersteigen die Anzahl von Rissen und die Anzahl von Verzweigungspunkten, die während des Zerbrechens innerhalb des ersten Kreises vorliegen, der durch Verbinden der Punkte gebildet wird, die von der Mitte der Spannungsspur um 2,5 mm beabstandet sind, und/oder die Anzahl von Rissen und die Anzahl von Verzweigungspunkten, die während des Zerbrechens innerhalb des zweiten Kreises vorliegen, der durch Verbinden der Punkte gebildet wird, die von der Mitte der Spannungsspur um 5 mm beabstandet sind, die vorgegebenen Werte dieser Beschreibung, so dass ebenfalls die Erzeugung eines länglichen Bruchstücks mit einer Länge von mehr als 75 mm und/oder eines großen Bruchstücks mit einer Fläche von mehr als 3 cm² verhindert werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Thermische Härtungsvorrichtung
12: Düse
14: Spannungsspur
14A: Erste Spannungsspur
14B: Zweite Spannungsspur
14C: Dritte Spannungsspur
14D: Vierte Spannungsspur
16: Parallelogrammfläche
31 bis 34: Linie, die Punkte verbindet, an denen ein Riss auf eine elastische Welle auftrifft
35: Verlängerung eines Risses
36: Ausbreitung einer elastischen Welle
37: Ausbreitung einer regulär reflektierten elastischen Welle
38: Bereich einer elastischen Welle
39: Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist
50: Größtes Bruchstück
51: Kleinstes Bruchstück
52: Kreis mit einem Durchmesser, der die größte Länge des größten Bruchstücks ist
a: Referenzabstand, kurze Achse
b: Lange Achse
G: Gehärtete Glasplatte
G1: Erste Oberfläche
G2: Zweite Oberfläche
G3: Seitenoberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 59-19050 [0004]
JP 52-121620 [0004]

Claims

Gehärtete Glasplatte, die durch ein Kühlmedium gehärtet worden ist, das von einer Mehrzahl von Düsen gesprüht wird, wobei die Dicke der gehärteten Glasplatte weniger als oder gleich 2,7 mm ist, wobei auf einer Oberfläche der gehärteten Glasplatte durch das Kühlmedium, das von der Mehrzahl von Düsen gesprüht wird, eine Mehrzahl von Spannungsspuren gebildet worden ist, wobei der Abstand zwischen am nächsten beieinander liegenden Spannungsspuren der Mehrzahl von Spannungsspuren weniger als oder gleich 20 mm ist, wobei die Oberfläche der gehärteten Glasplatte einen ersten gedachten Kreis umfasst, der durch Verbinden von Punkten, die von der Mitte von einer der Mehrzahl von Spannungsspuren um 2,5 mm getrennt sind, gebildet wird, wobei die gehärtete Glasplatte einen Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, umfasst, der durch eine elastische Welle, die während eines Brechens erzeugt wird, nicht beeinflusst wird, und wobei während des Brechens in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die in dem ersten gedachten Kreis vorliegen, größer als oder gleich 3,4 ist.
Gehärtete Glasplatte nach Anspruch 1, bei der während des Brechens in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl der Risse, die in dem ersten gedachten Kreis vorliegen, größer als oder gleich 4 ist.
Gehärtete Platte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche der gehärteten Glasplatte ferner einen zweiten gedachten Kreis umfasst, der durch Verbinden von Punkten, die von der Mitte der einen der Mehrzahl von Spannungsspuren um 5 mm getrennt ist, gebildet wird, wobei während des Brechens in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl von Rissen, die in dem zweiten gedachten Kreis vorliegen, größer als oder gleich 8,8 ist.
Gehärtete Glasplatte nach Anspruch 3, bei der während des Brechens in dem Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, die durchschnittliche Anzahl der Risse, die in dem zweiten gedachten Kreis vorliegen, größer als oder gleich 9,5 ist.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die durchschnittliche Oberflächendruckspannung der gehärteten Glasplatte größer als oder gleich 100 MPa und kleiner als oder gleich 165 MPa ist.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der Oberflächendruckspannungswert bei der einen der Mehrzahl von Spannungsspuren größer als oder gleich 120 MPa und kleiner als oder gleich 175 MPa ist.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Mehrzahl von Spannungsspuren eine erste Spannungsspur umfasst, wobei die Mehrzahl von Spannungsspuren ferner eine zweite Spannungsspur und eine dritte Spannungsspur umfasst, wobei die zweite Spannungsspur und die dritte Spannungsspur am nächsten bei der ersten Spannungsspur vorliegen und die zweite Spannungsspur und die dritte Spannungsspur am nächsten zueinander vorliegen, wobei die gehärtete Glasplatte ein Dreieck umfasst, das durch die erste Spannungsspur, die zweite Spannungsspur und die dritte Spannungsspur gebildet wird, und wobei ein Wert, der durch Dividieren eines Werts einer Oberflächendruckspannung bei der ersten Spannungsspur durch eine Oberflächendruckspannung bei einem Schwerpunkt des Dreiecks erhalten wird, größer als oder gleich 1,05 ist.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Mehrzahl von Spannungsspuren eine erste Spannungsspur umfasst, wobei die Mehrzahl von Spannungsspuren ferner eine zweite Spannungsspur, eine dritte Spannungsspur und eine vierte Spannungsspur umfasst, wobei die zweite Spannungsspur, die dritte Spannungsspur und die vierte Spannungsspur am nächsten bei der ersten Spannungsspur vorliegen, wobei die gehärtete Glasplatte eine Parallelogrammfläche bildet, die durch die erste Spannungsspur, die zweite Spannungsspur, die dritte Spannungsspur und die vierte Spannungsspur gebildet wird, und wobei die Parallelogrammfläche in den Bereich, der frei von einer elastischen Welle ist, einbezogen ist, der während des Brechens nicht durch die elastische Welle beeinträchtigt wird, wobei die lange Achse der Parallelogrammfläche in jedweder Richtung von einem Ausgangspunkt eines Risses in die Richtung einer Kante der gehärteten Glasplatte vorliegt und wobei das Verhältnis zwischen der Fläche eines größten Bruchstücks, wobei mindestens ein Teil des größten Bruchstücks in der Parallelogrammfläche vorliegt, und der Fläche eines kleinsten Bruchstücks, wobei mindestens ein Teil des kleinsten Bruchstücks in der Parallelogrammfläche vorliegt, größer als oder gleich 15 ist.
Gehärtete Glasplatte nach Anspruch 8, bei der die Fläche des größten Bruchstücks größer als oder gleich 1,5 cm² und kleiner als oder gleich 3,0 cm² ist.
Gehärtete Glasplatte nach Anspruch 8 oder 9, bei der das größte Bruchstück einen Schwerpunkt der Parallelogrammfläche umfasst.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der in einem Kreis mit einem Durchmesser, der die größte Länge des größten Bruchstücks ist, ein Teil einer Fläche des Kreises, der von dem größten Bruchstück eingenommen wird, größer als oder gleich 30% ist.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Dicke der gehärteten Glasplatte größer als oder gleich 1,8 mm und kleiner als oder gleich 2,5 mm ist.
Gehärtete Glasplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient der gehärteten Glasplatte von 50°C bis 350°C größer als oder gleich 90 × 10^–7/K und kleiner als oder gleich 100 × 10^–7/K ist.