JP2003261344A - 熱強化ガラス物品の製造方法、およびそれに用いる製造装置 - Google Patents

熱強化ガラス物品の製造方法、およびそれに用いる製造装置

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JP2003261344A JP2002064290A JP2002064290A JP2003261344A JP 2003261344 A JP2003261344 A JP 2003261344A JP 2002064290 A JP2002064290 A JP 2002064290A JP 2002064290 A JP2002064290 A JP 2002064290A JP 2003261344 A JP2003261344 A JP 2003261344A
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Kazuaki Yuki
一哲 結城
Hiroaki Kato
浩昭 加藤
Hidekazu Nakaoka
英一 中岡
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 風冷強化方法において、冷却中にガラス表面
層と内部に大きな温度勾配を付与できる熱強化ガラス物
品の製造方法、および製造装置を提供する。 【解決手段】 歪み点以上軟化点以下に加熱したガラス
物品の表面を冷却しつつ、ミリ波帯の電磁波を照射して
前記ガラス物品を発熱させながら熱強化することを特徴
とする熱強化ガラス物品の製造方法である。ガラス物品
をその歪み点以上軟化点以下に加熱しうる加熱炉、前記
ガラス物品を搬送する搬送機構、および前記ガラス物品
を強制的に冷却しうる冷却機構を含む熱強化ガラス物品
の製造装置において、前記ガラス物品を発熱させうるミ
リ波帯の電磁波を照射する発振機構を備えることを特徴
とする熱強化ガラス物品の製造装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱強化ガラス物品
の製造方法、およびそれに用いる製造装置に関し、さら
に熱強化板ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスを強化する方法としては、大きく
分けて物理的方法と化学的方法がある。物理的な強化方
法としては、冷却方法の違いによって、風冷法、液冷
法、ミスト冷却法や固体接触冷却法などがある。このう
ち、風冷法が最も広く行われている。
【０００３】典型的な冷却方法である風冷強化方法は、
板ガラスを加熱炉にてガラスの軟化点付近にまで加熱し
た後、板ガラスの表面に空気を吹き付け急冷し、強化す
るものである。このようにして強化された板ガラスは、
未強化の板ガラスに比べて３倍以上の強度を有してお
り、車両用窓ガラスや安全ガラスとして広く用いられて
いる。
【０００４】自動車用窓ガラスの用途においては、軽量
化のために、板厚の薄い強化ガラスが求められている。
【０００５】しかしながら、板ガラスの厚みが薄くなる
と、風冷強化しようとしても、ガラス表面層と中心層の
温度勾配を大きくすることができなくなる。このため、
十分な強化度が得られなくなってしまう、という不具合
がある。
【０００６】そこで冷却能力を上げて、ガラス表面層と
内部に大きな温度勾配をつけようとすると、冷却時にガ
ラスが破損する確率が大きくなってしまい、工業的生産
の大きな妨げとなってしまう。また冷却能力を上げるに
しても、自ずと限界が存在する。
【０００７】またガラス表面層と中心層に大きな温度勾
配をつけようとして、加熱温度を上げると、熱による変
形を起こしやすくなるために、例えば板ガラスとしての
反射歪みや透視歪みなどの光学特性を損なうことになっ
てしまう。
【０００８】このような問題を解決するために、特開昭
５９−２２７７３２号には「ガラス板の強化装置」が、
特開昭５９−２２７７３３号には「ガラス板の強化方
法」が、提案されている。いずれも固体接触冷却法を前
提に適用される技術であり、その要旨は以下に示すよう
に同じであり、方法と装置の違いだけである。
【０００９】すなわち、「冷却作用を有するクラツパー
の間に加熱されたガラス板を挟んで上記クラツパーによ
りガラス板をその表面から冷却するとともに、ガラス板
に高周波電力を印可してガラス板の板厚方向の中心部と
表面部との温度差をより一層拡大させてガラス板を強化
する」技術である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した特開昭５９−
２２７７３２号や特開昭５９−２２７７３３号は、固体
接触冷却方法を前提とする技術であり、「クラツパー」
はガラス加熱用の電極とガラス冷却用接触材を兼用して
いる。そのためガラスは「クラツパー」に接触していな
ければならない。また、ここで示された数十ｋＨｚ〜数
十ＭＨｚの範囲の高周波電力を、「クラツパー」を介さ
ず直接ガラスに照射したとしても、ガラスを効果的に加
熱することはできない。
【００１１】また、固体接触冷却方法では、ガラスと冷
却用固体の均一な接触を維持することは難しい。また、
同時に曲げ加工を行うためには、「クラツパー」と加熱
されたガラスを、緩衝部材を介して挟み込むことにな
る。この緩衝部材の存在のため、ガラスの急速な冷却は
困難となってしまう。また、ガラスの熱が緩衝部材を通
して「クラツパー」に移るために、「クラツパー」の温
度が上昇する。したがって、十分にガラスを冷却しつづ
けることが困難となる。
【００１２】また「クラツパー」を冷却するための水槽
を設けた場合、冷媒である水自身が高周波電力で加熱さ
れることになる。これは、水に代えて油を冷媒とした場
合でも同様である。「クラツパー」にエアを吹き付けて
冷却することも考えられる。しかし、エアは通常水分を
含んでおり、この水分が高周波電力によって加熱されて
しまう。このため、乾燥エアを用いなければ、効果的に
冷却することができない。
【００１３】このように、「数十ｋＨｚ〜数十ＭＨｚ」
の範囲の高周波電力を、急冷中のガラスに照射したとし
ても、ガラスを効果的に熱強化することはできない。
【００１４】また通常の風冷強化の方法で、強化可能な
厚みを有する板ガラスでも、さらに強化度を上げた、い
わゆる超強化ガラスが求められている。
【００１５】そこで本発明は、以上の問題点を鑑みてな
されたもので、風冷強化方法において、冷却中にガラス
表面層と中心層に大きな温度勾配を付与し熱強化できる
ガラス物品の製造方法、およびそれに用いる製造装置の
提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、第１
形態として、熱強化ガラス物品の製造方法であって、請
求項１に記載された発明として、歪み点以上軟化点以下
に加熱したガラス物品の表面を冷却しつつ、ミリ波帯の
電磁波を照射して前記ガラス物品を発熱させながら熱強
化することを特徴とする熱強化ガラス物品の製造方法で
ある。
【００１７】請求項２に記載された発明として、請求項
１に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
ミリ波は、周波数で表して１１〜３００ＧＨｚの電磁波
である熱強化ガラス物品の製造方法である。
【００１８】請求項３に記載された発明として、請求項
２に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
ミリ波は、周波数で表して１８〜３００ＧＨｚの電磁波
である熱強化ガラス物品の製造方法である。
【００１９】請求項４に記載された発明として、請求項
１に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
冷却は風冷による熱強化ガラス物品の製造方法である。
【００２０】請求項５に記載された発明として、請求項
１に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
ガラス物品の中心層の温度が、粘性流を起こす温度域以
下に低下するまで、前記ミリ波の照射を行う熱強化ガラ
ス物品の製造方法である。
【００２１】請求項６に記載された発明として、請求項
１に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
ガラス物品の加熱温度は、前記ガラスの歪み点＋５０度
から歪み点＋２００度とした熱強化ガラス物品の製造方
法である。
【００２２】請求項７に記載された発明として、請求項
１に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
ガラス物品は、板ガラスである熱強化ガラス物品の製造
方法である。
【００２３】請求項８に記載された発明として、請求項
７に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
板ガラスの板厚が２．５ｍｍ以下である熱強化ガラス物
品の製造方法である。
【００２４】請求項９に記載された発明として、請求項
７に記載の熱強化ガラス物品の製造方法において、前記
板ガラスの中心層引張り応力が少なくとも２０ＭＰａで
ある熱強化ガラス物品の製造方法である。
【００２５】また本発明の第２形態として、熱強化ガラ
ス物品の製造装置であって、請求項１０に記載された発
明として、ガラス物品をその歪み点以上軟化点以下に加
熱しうる加熱炉、前記ガラス物品を搬送する搬送機構、
および前記ガラス物品を強制的に冷却しうる冷却機構を
含む熱強化ガラス物品の製造装置において、前記ガラス
物品を発熱させうるミリ波帯の電磁波を照射する発振機
構を備えることを特徴とする熱強化ガラス物品の製造装
置である。
【００２６】請求項１１に記載された発明として、請求
項１０に記載の熱強化ガラス物品の製造装置において、
前記ミリ波帯の電磁波はジャイロトロンにより発振され
る熱強化ガラス物品の製造装置である。
【００２７】請求項１２に記載された発明として、請求
項１０に記載の熱強化ガラス物品の製造装置において、
前記冷却機構は、冷却用空気を吹き付ける機構である熱
強化ガラス物品の製造装置である。
【００２８】請求項１３に記載された発明として、請求
項１０に記載の熱強化ガラス物品の製造装置において、
前記冷却機構内にあるガラス物品に、前記発振機構から
発せられたミリ波を照射する熱強化ガラス物品の製造装
置である。
【００２９】また本発明の第３形態として、熱強化され
た板ガラスであって、請求項１４に記載された発明とし
て、請求項１から９いずれかに記載の製造方法によっ
て、熱強化されたことを特徴とする熱強化板ガラスであ
る。
【００３０】請求項１５に記載された発明として、熱強
化された板ガラスであって、前記板ガラスの板厚が１．
８ｍｍ未満で、かつ中心層引張り応力が少なくとも１０
ＭＰａである熱強化板ガラスである。
【００３１】本発明の特徴は、風冷強化工程において、
冷却中のガラスにミリ波を照射することでガラスの中心
層を加熱して、ガラスの表面層と中心層に、より大きな
温度差を導入しながら、熱強化を行うことである。
【００３２】ここで、熱強化方法のメカニズムを確認し
ておく。この説明では、広く用いられている板ガラスの
熱強化を例としている。
【００３３】（１）まず板ガラスを加熱炉を用いて、ガ
ラスの軟化点付近にまで加熱する。 （２）加熱された板ガラスを前記炉から取り出し、その
表面に多量の冷却用空気を急速に吹き付けて、急冷す
る。 （３）そうすると、板ガラスの表面層は急速に冷やされ
て固まり始めて、熱収縮を起こす。 （４）この板ガラス表面層付近に発生した熱収縮は、ま
だ軟化状態にある板ガラスの中心層に、粘性流を引き起
こす。 （５）冷却が進み前記中心層において、ほとんど粘性緩
和の起こらない温度以下にまで冷却された時に、板ガラ
スの厚さ方向に温度勾配ができる。 （６）さらに冷却が進んで、板ガラスが常温にまで冷却
され熱的に平衡な状態となると、板ガラス中に存在して
いた温度勾配はなくなる。 （７）この過程において、温度の高かった板ガラスの中
心層は、表面層に近い部分に比べて、多く熱収縮をしな
ければならなくなる。 （８）そこで、板ガラスの中心層と表面層において、熱
収縮に差が発生することになる。 （９）このことが、板ガラスに内部応力を生じさせる。
この内部応力は、板ガラスの表面層近くでは圧縮応力で
あり、中心層では引張り応力となる。
【００３４】このように、熱強化された板ガラスの厚さ
方向における応力分布は、図９に示したようにほぼ放物
線状になる、とされる。また板ガラス全体として、圧縮
応力と引張り応力はつり合っている。板ガラスの表面層
近くに導入された圧縮応力が、ガラスの強度を大きくし
ていることになる。
【００３５】なお図において、横軸は応力（σ）を、縦
軸は板ガラスの厚み（ｔ）を表している。横軸の（＋）
側は引張り応力を、（−）側は圧縮応力を表している。
【００３６】板ガラスの強度を大きくするには、ガラス
の中心層で粘性流が起きている間に導入された温度勾配
を大きくすればよい。この温度勾配の大きさは、冷却能
力とガラスの厚みに比例する。このため、厚みの薄い板
ガラスでは、熱強化を施すことが困難になっていた。
【００３７】そこで本発明は、板ガラスの表面を冷却し
ている際に、ミリ波を照射することによって、板ガラス
中心層で粘性流が起きている状態をできるだけ保つよう
にして、導入できる温度勾配を大きくしようとしたこと
を特徴とするものである。
【００３８】この結果、本発明は従来、風冷強化が実質
的に不可能であった板厚の薄い板ガラスを強化できる、
好適な熱強化ガラスの製造方法および製造装置である。
また通常、建築用に使用されている厚みの板ガラスにお
いても、ガラスの中心層引張り応力が少なくとも７５Ｍ
Ｐａ以上であるような超強化ガラスの製造にも適してい
る。
【００３９】なおミリ波帯の電磁波の照射は、少なくと
も風冷の初期段階から行い、板ガラス中心層で粘性流が
起きている状態をできるだけ保つようにすることが重要
である。
【００４０】
【発明の実施の形態】図面を参照しながら、本発明を詳
細に説明する。なおガラス物品として、板ガラスを例に
説明する。
【００４１】図１は、本発明を実施しうる強化ガラスの
製造装置の一例である。製造装置１は、少なくとも加熱
炉２、冷却機構３および発振機構４を備えている。さら
に、加熱炉２と冷却機構３には、それぞれに付随する搬
送機構を備えている。
【００４２】加熱炉２における板ガラス５の加熱は、ヒ
ータによる電気加熱でも、バーナによるガス加熱でもよ
い（いずれも図示せず）。また発振機構による加熱であ
ってもよい。つまり、板ガラスを歪み点以上軟化点付近
にまで加熱しうる能力がある加熱方法であればよい。
【００４３】搬送機構は、図示しない駆動装置に接続さ
れた加熱炉用ローラー群２１と、冷却機構用ローラー群
３１からなっている。ローラー群３１は、その周囲を耐
熱性スリーブで被覆されているとよい。またこれに限ら
れることなく、吊り金具で板ガラスを吊り下げ、駆動装
置で搬送するようにしてもよい。
【００４４】なお、後述する発振機構が備えられた冷却
機構における搬送機構は、ミリ波の照射によって、加熱
されないような材質で構成されていることが好ましい。
例えば、ローラーの耐熱性スリーブの材料としては、金
属製繊維、高純度シリカ繊維、アルミナ繊維が好まし
い。これらの材料は、照射されるミリ波の波長域におい
て、誘電損率が小さいので、ミリ波の照射によって加熱
されることがなく、好ましい。また、目的の板ガラスだ
けを効率的に加熱することにもつながる。
【００４５】冷却機構３には、ブロワー３４，３５から
送られてくる冷却用空気を、板ガラス５の表面に吹き付
けるための上冷却ユニット３２と上冷却ユニット３３が
設けられている。各冷却ユニットには、それぞれ空気室
３６，３７とノズル群３８，３９が設けられている。こ
れにより、加熱された板ガラスを強制的に冷却すること
ができる。なお、板ガラスに吹き付けられた空気を強制
的に排気する機構を有していることが好ましい。
【００４６】なお、冷却用空気に水分が含まれている
と、ミリ波の照射によって、この空気が吹き付けられた
板ガラスの表面が優先的に発熱してしまう。このため、
風冷強化がうまく行われなくなる畏れがある。これを防
ぐため、冷却用空気には、乾燥空気を用いるとよい。
【００４７】発振機構４は、ミリ波を照射する発振器
（ジャイロトロン）を備えている。板ガラスにミリ波帯
の電磁波を照射すると、誘電体であるガラス内部で分子
振動が起こり、振動摩擦によってガラスが発熱する。こ
のような発振機構としては、ジャイロトロンを適用する
ことができる。なお、発振されるミリ波帯の電磁波の影
響が周囲へ及ばないように、冷却機構３は、その周囲を
金属製のチャンバーで構成されていることが好ましい。
発振器から発振されたミリ波は、導波管４９にてチャン
バー内に導かれている。
【００４８】このような構成により、加熱された板ガラ
スの表面を冷却しつつ、ミリ波を照射して板ガラスの内
部を発熱させながら強化することができる。
【００４９】板ガラスの加熱に用いるミリ波帯の電磁波
は、周波数で表して少なくとも１８ＧＨｚ以上の電磁波
を用いることが好ましい。このような周波数の電磁波で
あると、ガラスにエネルギーがよく吸収されるため、ガ
ラスを効率的に加熱でき、またミリ波が照射される範囲
内にある金属部分で、放電を起こすことがないので、好
ましい。
【００５０】板ガラスを加熱するためのミリ波帯の電磁
波は、冷却過程において板ガラス中心層の温度が粘性流
を起こす温度域より低下するまで、照射し続けておくこ
とが好ましい。続いて、常温まで冷却機構により、板ガ
ラスを冷却するとよい。また、冷却機構に続く搬送機構
上にて、放置し徐冷してもよい。
【００５１】本発明に用いうるジャイロトロン４１は、
図２に示したような構造を有している。ジャイロトロン
とは、電子サイクロトロン共鳴メーザー（ＣＲＭ）を発
振原理とし、大電力のミリ波帯の電磁波を高効率で発振
可能な電子管のことである。
【００５２】ジャイロトロン４１は、電磁波を発振する
空洞の共振器（キャビティ）４５をその中心に持ち、電
子銃４２やコレクタ４７からなるジャイロトロン本体
と、共振器部に強力な磁場を発生させるための主磁石４
６とから構成されている。また、電子銃４２の周りに
は、電子銃用電磁石４３が備えられている。これらの磁
石は必要な磁場を発生できれば、強力な永久磁石でもよ
いし、通常の電磁石や超伝導電磁石でもよい。
【００５３】マグネトロン入射型電子銃４２から生成さ
れた電子ビームは、ジャイロ運動しながらビームトンネ
ル４４を経て、空洞の共振器（キャビティ）４５に入射
する。そのジャイロ運動エネルギーは、強磁場が印加さ
れた円筒型の共振器（キャビティ）４５において、非常
に限られた空間でＣＲＭ原理により強磁場と相互作用さ
せて、電磁波のエネルギーに変換される。
【００５４】さらに、相互作用を終えた電子ビームはコ
レクタ４７で回収され、変換された電磁波は出力窓４８
から照射される。
【００５５】本発明では、ミリ波帯の電磁波の照射によ
り板ガラスの表面層と中心層に大きな温度差を導入する
ことができるので、熱強化のために冷却する直前の板ガ
ラスを必要以上の温度にまで加熱する必要がない。した
がって、板ガラスの加熱温度は、前記ガラスの軟化点近
傍にまで上げる必要がなく、歪み点＋５０度から歪み点
＋２００度の範囲にすればよい。この結果、板ガラスを
加熱しすぎることなく熱強化することができるので、熱
的影響による光学特性の劣化を少なくすることができ
る。このことは、特に薄板ガラスの強化において重要で
ある。
【００５６】（予備実験１）まず、本発明の特徴である
ミリ波帯の電磁波の照射により、板ガラスの中心層を加
熱できるか確認してみた。図３に測定の様子を模式的に
示した。なお図３では、説明のために単板ガラス５２の
一部を切り取った様子を示している。
【００５７】まず、２枚の単板ガラス（５１，５２）に
それぞれ溝５３を設け、この２つの溝を向かい合うよう
に２枚の単板ガラスに重ね合わせた。この溝部に熱電対
６１を挿入して、板ガラスの中心層の温度を測定できる
ようにした。また単板ガラス５２の表面にも熱電対６２
を設けて、表面層の温度を測定できるようにした。なお
熱電対６１，６２は、記録計６３に接続されている（図
４参照）。このとき、単板ガラスの板厚は１．４ｍｍと
した。
【００５８】この予備実験１および２で用いたミリ波照
射装置における、チャンバー３、板ガラス５およびジャ
イロトン４１の配置構成図を図４に示した。この装置を
用い、ステージ５４上に配置された板ガラス５にミリ波
を照射した。そのときの板ガラス中心層の温度変化を図
５に示した。なお、ジャイロトンの照射条件は、周波
数：２８ＧＨｚ、出力：４ｋＷであった。
【００５９】図５に示された結果より、板ガラスにミリ
波を照射することにより、板ガラスの中心層を加熱でき
ることが確認できた。この予備実験１の条件では、照射
時間がわずか数分で、板ガラスの中心層を７００℃以上
に加熱できることがわかった。
【００６０】（予備実験２）つぎに、予め軟化点付近に
まで加熱された板ガラスを冷却する際に、本発明の特徴
であるミリ波帯の電磁波の照射することにより、板ガラ
スの中心層と表面層における温度差がどのようになる
か、確認してみた。なお、冷媒には乾燥空気を用い、図
６に示したノズル７を図４に示したチャンバー内にセッ
トして、乾燥空気を、ノズル７の吹き出し穴７１から板
ガラスの表面に吹き付けた。
【００６１】上述した２枚の単板ガラスを重ね合わせた
板ガラスにおいて、その中心層と表面層の温度をそれぞ
れ測定した。この板ガラスを、まず電気加熱炉にて６５
０℃まで加熱した。そして、乾燥空気を吹き付けて冷却
したときにおける、板ガラスの中心層と表面層における
温度履歴の結果を図７に示す。図７において、縦軸は温
度（℃）であり、横軸は時間（Ｔ（秒））である。
【００６２】図７（ａ）は、ミリ波帯の電磁波を照射し
た場合における、板ガラスの中心層（実線）と表面層
（破線）の温度履歴を示している。まず板ガラスは、６
５０℃まで加熱され、Ｔ＝０(秒)の時点から、ミリ波帯
の電磁波が照射されつつ乾燥空気が吹き付けられ、冷却
される。
【００６３】一方、図７（ｂ）は、冷却中の板ガラス
に、ミリ波帯の電磁波を照射しない場合における、板ガ
ラスの中心層（実線）と表面層（破線）の温度の時間的
経過を示している。この場合も同じく、Ｔ＝０(秒)の時
点から、乾燥空気が吹き付けられ、冷却されている。
【００６４】さらに、図７に示したミリ波帯の電磁波を
照射した場合と照射しない場合において、板ガラスの中
心層と表面層の温度差の時間的経過を図８に示した。図
８において、実線は、ミリ波帯の電磁波を照射した場合
であり、破線は照射しない場合である。図において、縦
軸は温度差Δｔ（℃）であり、横軸は時間（Ｔ(秒)）で
ある。
【００６５】図８より明らかなように、冷却中の板ガラ
スに、ミリ波帯の電磁波を照射することにより、板ガラ
スの中心層と表面層に、大きな温度差を導入できること
がわかった。その温度差は、この予備実験２の場合で
は、ミリ波帯の電磁波照射しない場合に比べて、約６０
℃であることがわかった。
【００６６】（具体例１）厚み１．８ｍｍ、寸法２００
×２００ｍｍの板ガラスを用いて、熱強化板ガラスを製
造してみた。製造条件は、以下のようである。 ガラスの加熱温度：６５０℃ 風圧：約９８ｋＰａ（＝１０ｍＨ2Ｏ） ジャイロトロンの照射条件：２８ＧＨｚ、２．５ｋＷ
【００６７】ジャイロトロンを照射しながら風冷強化し
た具体例１では、得られた板ガラスの中心層引張り応力
は、３０ＭＰａであった。この結果、従来の風冷強化法
では、強化することが困難だった厚み１．８ｍｍの板ガ
ラスでも、熱強化できることがわかった。
【００６８】（具体例２）厚み２．５ｍｍ、寸法２００
×２００ｍｍの板ガラスを用いて、熱強化板ガラスを製
造してみた。製造条件は、以下のようである。 ガラスの加熱温度：６５０℃ 風圧：約７８ｋＰａ（＝８ｍＨ2Ｏ） ジャイロトロンの照射条件：２８ＧＨｚ、２．５ｋＷ
【００６９】ジャイロトロンを照射しながら風冷強化し
た具体例２では、得られた板ガラスの中心層引張り応力
は、４０ＭＰａであった。２．５ｍｍ程度の厚みの板ガ
ラスは、通常の風冷強化法でも強化可能である。その強
化度（中心層引張り応力）は、上記の加熱温度および風
圧条件では、３０ＭＰａ程度であり、この具体例２で
は、風冷強化法よりも、より強化度の高い板ガラスが得
られた。
【００７０】以上では、板ガラスを例として説明した
が、これ以外の形態のガラス物品においても本発明の製
造方法が適用できることはいうまでもない。
【００７１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る製造方法では、熱強化が困難だった板厚の薄い板ガラ
スでも強化できるという効果を奏する。
【００７２】本発明に用いるミリ波は、周波数で表して
１８ＧＨｚ以上とすると、金属製ジグを使用できるよう
になり、装置を構成する材料の選択が容易となる。
【００７３】本発明による製造方法では、ガラス物品の
加熱温度は、軟化点温度近くまで高くする必要がないの
で、熱的影響による歪みなどの光学特性の劣化を少なく
することができる、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱強化ガラス物品の製造装置の一
例を説明する概略構成図である。
【図２】本発明に用いうるジャイロトロンの構造を説明
する図である。
【図３】温度測定の様子を説明する模式図である。
【図４】冷却機構の具体例を説明する模式図である。
【図５】ミリ波照射による板ガラスの中心層の加熱の様
子を表すグラフである。
【図６】予備実験２で用いたノズルを説明する図であ
る。
【図７】予備実験２における、板ガラスの中心層と表面
層の温度の時間的経過を示すグラフである。
【図８】予備実験２における、板ガラスの中心層と表面
層の温度差の時間的経過を示すグラフである。
【図９】一般の熱強化ガラスにおける応力分布の様子を
示す図である。
【符号の説明】
１：熱強化ガラス物品の製造装置 ２：加熱炉 ２１：加熱炉用搬送機構 ３：冷却機構（チャンバー） ３１：冷却機構用搬送機構 ３２：上冷却ユニット ３３：下冷却ユニット ３４：上冷却ユニット用ブロア ３５：下冷却ユニット用ブロア ３６：上冷却ユニットの空気室 ３７：下冷却ユニットの空気室 ３８：上ノズル群 ３９：下ノズル群 ４：発振機構 ４１：ジャイロトロン ４２：電子銃 ４３：電子銃用電磁石 ４４：ビームトンネル ４５：共振器（キャビティ） ４６：主電磁石 ４７：ビームコレクタ ４８：出力窓 ４９：導波管 ５，５１，５２：板ガラス ５３：溝 ５４：ステージ ６：熱電対 ６１：中心層測定用熱電対 ６２：表面層側適用熱電対 ６３：記録計 ７：ノズル ７１：吹き出し穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中岡 英一 大阪府大阪市中央区北浜四丁目７番28号 日本板硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 3K090 PA03 4G015 CA02 CA08 CA10 CB01 CC01 4G059 AA01 AB01 AB09 AC30

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 歪み点以上軟化点以下に加熱したガラス
    物品の表面を冷却しつつ、ミリ波帯の電磁波を照射して
    前記ガラス物品を発熱させながら熱強化することを特徴
    とする熱強化ガラス物品の製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記ミリ波は、周波数で表して１１〜３００ＧＨｚの電
    磁波である熱強化ガラス物品の製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記ミリ波は、周波数で表して１８〜３００ＧＨｚの電
    磁波である熱強化ガラス物品の製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記冷却は風冷による熱強化ガラス物品の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記ガラス物品の中心層の温度が、粘性流を起こす温度
    域以下に低下するまで、前記ミリ波の照射を行う熱強化
    ガラス物品の製造方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記ガラス物品の加熱温度は、前記ガラスの歪み点＋５
    ０度から歪み点＋２００度とした熱強化ガラス物品の製
    造方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記ガラス物品は、板ガラスである熱強化ガラス物品の
    製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記板ガラスの板厚が２．５ｍｍ以下である熱強化ガラ
    ス物品の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載の熱強化ガラス物品の製
    造方法において、 前記板ガラスの中心層引張り応力が少なくとも２０ＭＰ
    ａである熱強化ガラス物品の製造方法。
  10. 【請求項１０】 ガラス物品をその歪み点以上軟化点以
    下に加熱しうる加熱炉、前記ガラス物品を搬送する搬送
    機構、および前記ガラス物品を強制的に冷却しうる冷却
    機構を含む熱強化ガラス物品の製造装置において、 前記ガラス物品を発熱させうるミリ波帯の電磁波を照射
    する発振機構を備えることを特徴とする熱強化ガラス物
    品の製造装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の熱強化ガラス物品
    の製造装置において、 前記ミリ波帯の電磁波はジャイロトロンにより発振され
    ている熱強化ガラス物品の製造装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の熱強化ガラス物品
    の製造装置において、 前記冷却機構は、冷却用空気を吹き付ける機構である熱
    強化ガラス物品の製造装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１０に記載の熱強化ガラス物品
    の製造装置において、 前記冷却機構内にあるガラス物品に、前記発振機構から
    発せられたミリ波を照射する熱強化ガラス物品の製造装
    置。
  14. 【請求項１４】 請求項１から９いずれかに記載の製造
    方法によって、熱強化されたことを特徴とする熱強化板
    ガラス。
  15. 【請求項１５】 熱強化された板ガラスであって、 前記板ガラスの板厚が１．８ｍｍ未満で、かつ中心層引
    張り応力が少なくとも１０ＭＰａである熱強化板ガラ
    ス。
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