JP2004323252A

JP2004323252A - 強化ガラスマーキング方法及び強化ガラス

Info

Publication number: JP2004323252A
Application number: JP2003116302A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Fujita; 英明藤田; Mitsugi Ando; 貢安藤; Akinobu Hasegawa; 明伸長谷川; Hiromi Sugiyama; 博海杉山; Takashi Suzuki; 孝鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】対象物である強化ガラスの内部にマーキングする強化ガラスマーキング方法を提供すること。
【解決手段】強化ガラスの引張応力層をその両面で挟む圧縮応力層の内部にレーザ光によってマーキングすることにより、強化ガラスの内部にマークを施すものである。もともと強化ガラスは圧縮応力層のクラックが破壊に至りにくい構造であるので、この圧縮応力層に選択的にマーキングすることにより安全に強化ガラスの内部にマーキングできる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ガラス等に用いられる強化ガラスの内部に識別コード等のマークを施す強化ガラスマーキング方法及びマーキングされた強化ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、強化ガラスにマーキングする方法としては、以下の方法が知られている。
（１）サンドブラスト法による方法：この方法は、強化ガラスの表面にマーク形成部以外の部分を覆うようマスクを配置し、このガラスの表面のマーク形成部に砂を吹き付けることにより、当該ガラスの表面のマーク形成部を削り取ってマーキングする方法である。
（２）化学エッチングによる方法：この方法は、強化ガラスの表面にマーク形成部以外の部分を覆うようマスクを配置し、このガラスをフッ化水素の希釈液に浸すことにより、当該ガラスの表面のマーク形成部を溶かしてマーキングする方法である。
【０００３】
しかしながら、（１）のサンドブラスト法による方法、（２）の化学エッチングによる方法では強化ガラスの内部にマーキングすることができないという問題がある。
【０００４】
強化ガラスは、板ガラスに熱的あるいは化学的処理を施し、表面に圧縮応力層を作ったものである。一般にガラスの破壊は、その表面に存在する微細なきず（クラック）が引張応力によって成長していくことによって起こる。したがって、表面層に圧縮応力層を作っておけば、ガラスがある程度の応力下におかれても、表面応力は圧縮状態に保たれ、破壊に至らないことを利用して、破壊に強いガラスとして強化ガラスは自動車用ガラスなどに重宝に利用されている。
【０００５】
また、強化処理されていない一般のガラスの内部にマーキングする方法としては、ガラスの内部にレーザ光を集束して照射し、このレーザ光がガラスに吸収されて発生する熱歪によるクラックを利用してマーキングする、いわゆるレーザマーキング方法が試みられるようになった。（特許文献１）
【特許文献１】
特開２００３−０８９５５３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来のレーザ光照射によるマーキング方法は対象物であるガラスの内部にクラックを生じさせるものであるため、この方法をそのまま強化ガラスに適用しようとすると引張応力がかかっている状態の強化ガラス内部に発生したクラックは停止せずに強化ガラス全体に進展しガラスを破壊させるおそれが大きい。
【０００７】
このため、強化ガラスの内部にマーキングする手法は現在実用化されるに至っていない。
【０００８】
本発明は、対象物である強化ガラスの内部にマーキングする強化ガラスマーキング方法及びマーキングされた強化ガラスを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の強化ガラスマーキング方法は、引張応力層がその両面で圧縮応力層によって挟まれている強化ガラスの前記圧縮応力層の中にレーザ光を集束させ、前記レーザ光を前記強化ガラスに対して相対的に移動させて前記レーザ光が集束する位置を前記圧縮応力層の中で移動させ、前記強化ガラスの表面を傷つけることなく強化ガラスの内部にマークを付けるものである。
【００１０】
また、前記レーザ光は、ＹＡＧレーザの２倍波又は３倍波であることで、簡単に構成することができる。
【００１１】
また、前記レーザ光のパルスエネルギーは０．０５〜５．０ミリジュールであることで、強化ガラス内部に有効にマーキングすることができる。
【００１２】
また、前記レーザ光のパルス幅は３〜１００ナノ秒であることで、やはり強化ガラス内部に有効にマーキングすることができる。
【００１３】
また、本発明の強化ガラスは、引張応力層がその両面で圧縮応力層によって挟まれている強化ガラスの前記圧縮応力層の中に選択的に傷がつけられていることによってマークが付いているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の原理は、強化ガラスの引張応力層をその両面で挟む圧縮応力層の内部にレーザ光によってマーキングすることにより、強化ガラスの内部にマークを施すものである。もともと強化ガラスは圧縮応力層のクラックが破壊に至りにくい構造であるので、この圧縮応力層に選択的にマーキングすることにより安全に強化ガラスの内部にマーキングできることを利用するものである。
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態による強化ガラスマーキング方法を説明する図である。本実施の形態の強化ガラスマーキング方法には、主に制御部１、レーザ２、集光レンズ３、及びガラス駆動部５を用いる。
【００１７】
制御部１は、レーザ２及びガラス駆動部５を制御する。ガラス駆動部５によって強化ガラス４をレーザ２に対して所定の位置に移動させてから、レーザ２を制御して強化ガラス４の内部に（詳しくは後述する）レーザ光を集束させて、強化ガラス４の内部に文字や識別記号などの所定のマークを施す。
【００１８】
レーザ２には、ＹＡＧ（ＹｔｔｒｉｕｍＡｌｕｍｉｎｕｍＧａｒｎｅｔ）レーザなどの固体レーザを使用することができる。赤外線領域の波長を有するレーザ光を発振するＹＡＧレーザを用いた場合、波長変換器を用いることによりこれを２倍波とすれば可視光線領域を利用することができ、３倍波とすれば紫外線領域を利用することができる。なお、利用するレーザ光の周波数が高くなるほど、すなわち波長が短いほど、マーキングとしての解像度を良好なものとすることができる。さらに、レーザ光源としては、パルスレーザが制御性良好にマーキングを行うことができる。パルスエネルギーについては小さいものが、パルス幅については短いものがクラックの寸法を均一にそろえることができて有利である。０．０５〜５．０ミリジュールのパルスエネルギー、３〜１００ナノ秒のパルス幅を有するレーザ光源を用いることは有用である。０．０５ミリジュール以下では有効にマーキングできない。レーザを用いるガラスのマーキングは、集光されたレーザ光によりガラスが瞬間的に溶解され、それが急冷されてマイクロクラックが生じることにより行われる。０．０５ミリジュール以下のパルスエネルギーでは、ガラスを溶融するに至らずマイクロクラックが生じないため、マーキングができないことになる。原理的には、集光スポットを非常に小さくすれば下限以下のパルスエネルギーでもマーキング加工は可能と思われるが、マイクロクラックの大きさが小さくなり過ぎ、目視で良好なマーキングにはならない。また、５．０ミリジュールを上回ってパルスエネルギーが大きすぎると溶融範囲が大きくなり、ガラスが割れる可能性が高くなる。パルス幅について、１００ナノ秒以上でのマーキング加工はピーク値が下がる為、マイクロクラックが入らず、マーキングが極めて困難である。原理的には、大きなパルスエネルギーを投入すればクラックを発生させることは可能であるが、入熱時間が長く、そのためクラックが大きくなり、ガラスが割れてしまう可能性が大きい。
【００１９】
図２は、集光レンズと強化ガラスとの関係を詳細に説明する図である。集光レンズ３は、レーザ２からのレーザ光を強化ガラス４の圧縮応力層の中に集束させるものである。これにより引張応力層を傷つけることがなく、安定的に強化ガラス４の内部にマーキングすることができる。また、レーザ光は強化ガラス４の表面を傷つけるものではないので、強化ガラス４表面の光沢を損ねることがなく高級感を持たせることができる。
【００２０】
ガラス駆動部５は、強化ガラス４を１次元、２次元又は３次元に移動させるものである。１次元駆動であれば直線上のオン・オフによるマーキングをすることができる。２次元駆動であれば、平面の文字や識別記号をマーキングすることができる。３次元駆動であれば立体的なマーキングをすることができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】
例えば、上記実施の形態では強化ガラス４を移動させたが、強化ガラス４は固定しておいて、レーザ光を走査するなどして移動させる構成としても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、強化ガラスの表面を傷つけることなくその内部にマーキングすることができる。このため、悪意を持ってマークを消去又は改ざんすることが困難であり、また、表面が傷つかないので強化ガラスの光沢を損ねることがなく高級感を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による強化ガラスマーキング方法を説明する図である。
【図２】集光レンズと強化ガラスとの関係を詳細に説明する図である。
【符号の説明】
１制御部
２レーザ
３集光レンズ
４強化ガラス
５ガラス駆動部

Claims

引張応力層がその両面で圧縮応力層によって挟まれている強化ガラスの前記圧縮応力層の中にレーザ光を集束させ、前記レーザ光を前記強化ガラスに対して相対的に移動させて前記レーザ光が集束する位置を前記圧縮応力層の中で移動させ、前記強化ガラスの表面を傷つけることなく強化ガラスの内部にマークを付けることを特徴とする強化ガラスマーキング方法。
前記レーザ光は、ＹＡＧレーザの２倍波又は３倍波であることを特徴とする請求項１記載の強化ガラスマーキング方法。
前記レーザ光のパルスエネルギーは０．０５〜５．０ミリジュールであることを特徴とする請求項１又は２記載の強化ガラスマーキング方法。
前記レーザ光のパルス幅は３〜１００ナノ秒であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の強化ガラスマーキング方法。
引張応力層がその両面で圧縮応力層によって挟まれている強化ガラスの前記圧縮応力層の中に選択的に傷がつけられていることによってマークが付いていることを特徴とする強化ガラス。