JP2004517794A - 板ガラスの強制冷却方法及び装置、並びに強化板ガラス - Google Patents
板ガラスの強制冷却方法及び装置、並びに強化板ガラス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004517794A JP2004517794A JP2002557876A JP2002557876A JP2004517794A JP 2004517794 A JP2004517794 A JP 2004517794A JP 2002557876 A JP2002557876 A JP 2002557876A JP 2002557876 A JP2002557876 A JP 2002557876A JP 2004517794 A JP2004517794 A JP 2004517794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- belt
- glass
- glass sheet
- sheet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 198
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 5
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/004—Tempering or quenching glass products by bringing the hot glass product in contact with a solid cooling surface, e.g. sand grains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/02—Tempering or quenching glass products using liquid
- C03B27/028—Tempering or quenching glass products using liquid the liquid being water-based
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
- C03B35/162—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors combined with means for thermal adjustment of the rollers, e.g. cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
- C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
- C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
- C03B35/183—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof specially adapted for thermal adjustment of the rollers, e.g. insulating, heating, cooling thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B35/00—Transporting of glass products during their manufacture, e.g. hot glass lenses, prisms
- C03B35/14—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands
- C03B35/16—Transporting hot glass sheets or ribbons, e.g. by heat-resistant conveyor belts or bands by roller conveyors
- C03B35/18—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof
- C03B35/183—Construction of the conveyor rollers ; Materials, coatings or coverings thereof specially adapted for thermal adjustment of the rollers, e.g. insulating, heating, cooling thereof
- C03B35/184—Cooling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
含水部材(11、31)を板ガラス(27)の両面に接触させて該板ガラスを冷却する工程を含んでいる板ガラスの強制冷却方法である。所定温度に加熱された板ガラスが含水部材に接触することによって、該板ガラスの表面が急冷される。板ガラスの熱によって含水部材中の水の一部が蒸発する。これによって、板ガラスは該水の蒸発熱により効果的に冷却される。
Description
【0001】
(技術分野)
本発明は、板ガラスを強化する技術に関する。
【0002】
(背景技術)
従来、強化ガラスは、板ガラスを軟化点近く(例えば650℃)まで加熱した後、空気を吹き付けて表面を急冷することにより、板ガラス表面に圧縮層を形成する「風冷強化法」によって、主に製造されてきた。
【0003】
車両のフロントガラスにおいては、最近の車両軽量化の要求に応じるために、薄い板ガラスの需要が増加している。当業界で望まれる薄い板ガラスの厚さは、せいぜい3.0mm或いはそれ以下であり、このような厚さの板ガラスの場合、風冷したときに該板ガラスの厚さの中心と表面との間で温度差がつきにくい。従って、冷却空気の速度や量を増加しても、従来の板ガラスの急冷処理では限界がある。
【0004】
別の強化法としては、例えば、日本国特許第2766355号の「板ガラスの曲げ急冷装置」は固体接触冷却法を開示している。この固体接触冷却法は、次の通りである。固体の凸型の一面が通気性表面材で覆われており、空気が吸気口から凸型の内部に吹込まれ、排気口から外部へ排出される。従って、冷却空気が通気性表面材の背面に常に供給され、微量の空気が凸型を覆った通気性表面材を通じて噴射される。同様の空気供給構造が固体の凹型にも施されている。処理される板ガラスは、これら凸型と凹型に挟まれ、この挟まれた状態で強制冷却される。しかし、この方法では、通気性表面材を通過する空気の冷却能は小さい。従って、通気性表面材自体による固体接触冷却作用が、主に、板ガラスの冷却に寄与する。
【0005】
更に、別の強化法としては、例えば、日本国特開昭58−190832号の「板ガラスの強化方法」及び日本国特開昭61−58827号の「強化硝子蓋の製造方法」に開示されている水ミスト冷却法が提案されている。
【0006】
上記固体接触冷却法では、処理される板ガラスは、通気性表面材に均一に接触できない。即ち、板ガラスには、通気性表面材に強く接触する箇所と、弱く接触する箇所と、隙間があって接触しない箇所とがある。これは、板ガラスの表面が通気性表面材に対して均一に押圧できないためであり、それ故に、上述の通り、板ガラスと通気性表面との接触の程度にむらが生じる。この接触むらが冷却のむらを引き起こし、結果として、処理された板ガラスの強化の程度にばらつきが生じる。板ガラスの通気性表面材への追従性を高めるために、通気性表面材を厚くすると、通気性表面材の熱伝導率が低下し、冷却能力が低下する。
【0007】
これに対して、上記水ミスト冷却法においても、以下の点で問題がある。水のミストのサイズが小さ過ぎると、冷却性能を高めることができない。逆に、水のミストのサイズが大き過ぎると、該ミストを受けた箇所のガラスは強く冷却され、ガラスの割れを誘発する。同時に、水のミストを受けない箇所のガラスは殆ど冷却されない。結果として、板ガラスの冷却にむらが生じ、強化の程度にばらつきが生じる。これらの理由により、水ミスト冷却法においては水のミストのサイズの制御が極めて難しい。
【0008】
更に、風冷強化ガラスは、必要な冷却性能を発揮させるために高圧、大容量のブロアを必要とするので、電気料金が増加し、ブロア騒音が高まる等の設備的な問題が生じる。更に、水ミスト冷却法においても、操作及び制御が難しいことから、高価な制御設備を必要とするので問題がある。
【0009】
本発明は、従来の風冷強化法、固体接触冷却法並びに水ミスト冷却法に替る、板ガラスの急冷強化に適した新規の強制冷却技術を提供する。
【0010】
(発明の開示)
本発明の第1の概念によれば、板ガラスを強制的に冷却する方法が提供されている。該方法は、所定温度に加熱された板ガラスを準備するステップと、水を浸透させることにより含水部材を準備するステップと、該含水部材を板ガラスの両面に接触させて該板ガラスを冷却するステップと、から成る。
【0011】
上記のように、該方法は、水で適度に湿らせた濡れ雑巾等の含水部材を板ガラスに当てがうことで、板ガラスの表面を急冷するステップを含む。この方法において、含水部材中の水の一部が板ガラスの熱によって蒸発し、板ガラスは、この水の蒸発熱(潜熱と顕熱との和)によって効果的に冷却される。この結果、急冷時に表面と中心部とに温度差が殆ど生じない薄い板ガラスであっても、本発明の上記方法によって、該板ガラスを効果的に強化できる。
【0012】
本発明の第2の概念によれば、加熱炉から取り出された板ガラスを強制的に冷却する装置が提供されている。該装置は、板ガラスをほぼ水平にして間に挟む上部含水部材及び下部保水部材と、上部保水部材に水を供給する上部給水ユニットと、下部保水部材に水を供給する下部給水ユニットと、から成り、上部含水部材及び保水部材は、水を吸収して保持できる材料で形成されている。
【0013】
該冷却装置において、処理される板ガラスは、水で湿らせた上部保水部材と下部保水部材との間に挟まれる。これによって、該板ガラスは強制的に冷却される。上部給水ユニット及び下部給水ユニットは、上部保水部材及び下部保水部材にそれぞれ水を供給するように作用する。水で適度に湿らせた濡れ雑巾のように、水で湿らせた2つの保水部材が板ガラスに当てられる。この状態で、板ガラスの表面は、これら2つの保水部材によって急冷される。従って、板ガラスの熱によって、含水部材中の水の一部が蒸発し、この水の蒸発熱によって、板ガラスは効果的に冷却される。この結果、急冷時に表面と中心部とに温度差が殆ど生じない薄い板ガラスであっても、本発明の上記装置によって、該板ガラスを効果的に強化することができる。
【0014】
上部保水部材は上ベルトでもよく、下部保水部材は下ベルトでもよい。板ガラスは、上ベルトと下ベルトとの間に挟まれて冷却される。実施例において、上下のベルトは周回する無端ベルトであり、該上下の無端ベルトの間で板ガラスは水平移動しながら冷却される。このような装置によって生産性を容易に高めることができる。
【0015】
望ましくは、板ガラスを強制的に冷却する装置は、更に、上部給水ユニットを通過した上ベルトが板ガラスに到達して該板ガラスと接触する前に、該上ベルトに水蒸気を吹き付けるための上部水蒸気スプレーノズルと、下部給水ユニットを通過した下ベルトが板ガラスに到達して該板ガラスに接触する前に、該下ベルトに水蒸気を吹き付ける下部水蒸気スプレーノズルと、を更に備える。この構成においては、水蒸気が上部水蒸気スプレーノズル及び下部水蒸気スプレーノズルを介して上ベルト及び下ベルトに吹き付けられることによって、ベルトに含まれた水の温度が上昇する。高温に加熱された板ガラスが冷水に直接接触すると、板ガラスへのサーマルショックにより、該板ガラスが割れることがある。この現象を回避するため、加熱された板ガラスにかける水は予め温められる。このサーマルショックとは、急冷される板ガラスがしばしば該板ガラスの機械的な強度を超える表面張力を受けることによって、板ガラスが急冷処理の際に割れる又はひびが入る現象のことである。
【0016】
好ましくは、該上部給水ユニットは、上ベルトが浸る上部水槽から成り、該下部給水ユニットは、下ベルトが浸る下部水槽から成る。上ベルト及び下ベルトは、それぞれ、上部水槽及び下部水槽に浸され、水を吸収する。上部水槽及び下部水槽は単純な構造でもよい。本願で採用されている上部給水ユニット及び下部給水ユニットは安価で構成することができる。
【0017】
好ましくは、板ガラスを強制的に冷却する装置は、上部水槽から出た上ベルト及び下部水槽から出た下ベルトから余剰水を除去するための余剰水除去ユニットから成る。この方法において、上部水槽及び下部水槽からそれぞれ出た上ベルト及び下ベルトは、個別に余剰水除去ユニットを通過することによって、その水分が適正値に制御される。
【0018】
望ましくは、上部給水ユニットは、上ベルトの上表面に水のミストを供給する水滴下管から成る。上ベルトは、該上ベルトの下方で処理されている板ガラスと共に走行するので、上ベルトに含まれた水は時間と共に蒸発が進み、結果として、水分が減少し、上ベルトの冷却能力も低下する。この問題を解決するため、上ベルトに水滴下管を介して水を滴下することで該上ベルトへ水を供給する。
【0019】
また、下部給水ユニットは、下ベルトの下表面に水を吹き付ける水スプレーノズルから成ることが望ましい。下ベルトは、該下ベルトの上で処理されている板ガラスと共に走行するので、下ベルトに含まれた水は時間と共に蒸発が進み、結果として、水分が減少し、下ベルトの冷却能力も低下する。この問題を解決するため、水スプレーノズルで水を下ベルトに吹き付けることで該下ベルトへ水を供給する。
【0020】
好ましくは、上ベルトは、多数の孔を有する上部当接部材を介して板ガラスの上表面に抑え付けられ、該上部当接部材は、中空構造を有しており、上部排気ユニットとして機能するように構成されており、もって、板ガラスの冷却時に発生した蒸気が上部当接部材の孔を介して外部に排出され、下ベルトは、多数の孔を有する下部当接部材を介して板ガラスの下表面に抑え付けられ、該下部当接部材は、中空構造を有しており、下排気ユニットとして機能するように構成されており、もって、板ガラスの冷却時に発生した蒸気は、下部当接部材の孔を介して外部に排出される。
【0021】
発生した蒸気が、外部に排出されずに装置内に残存して板ガラスの周辺を覆うと、該蒸気が装置の冷却作用を妨げて冷却性能を緩慢にさせる。従って、この問題を解決するべく、発生した蒸気を迅速に排出することによって、所定の冷却作用を確実に行う。具体的には、板ガラスの上表面及び下表面の周辺で発生した蒸気は、上部当接部材及び下部当接部材に形成されている多数の孔と、上部当接部材及び下部当接部材に個々に接続された排気ユニットと、を通過して外部に速やかに排出される。従って、本発明においては、装置内で発生した蒸気は迅速に外部に排出されるので、良好な強制冷却を良い状態の下で継続して行うことができる。
【0022】
本発明の第3の概念によれば、板ガラスを所定温度に加熱し、該板ガラスを含水部材に接触させることによって得られる強化板ガラスが提供される。
【0023】
板ガラスが含水部材と接触することによって冷却されるので、適切な冷却処理が施された強化ガラスを得ることができる。適切な冷却処理を行うことで得られた薄い強化板ガラスで、車両用の軽量なフロントガラスが提供される。
【0024】
(発明を実施するための最良の形態)
本発明の好適な実施例を添付図に基づいて以下に説明する。
【0025】
図1において、本発明の第1実施例に係る板ガラスの強制冷却装置10が示されている。板ガラス27は、上部含水部材としての上ベルト11と、下部含水部材としての下ベルト31とによって狭まれて矢印で示す方向に搬送されながら、強制冷却される。
【0026】
上ベルト11は、上駆動ロール12によって駆動され、上ガイドロール13を介して回転する。上部給水ユニットとしての上部水槽14は、上ベルトの進行方向に沿って設けられている。上部水槽14の水の中にあるガイドロール15は、上部水槽14の水中に上ベルト11を案内する。上部当接部材16は、上ベルト11を板ガラス27の上面に接触させる。この上部当接部材16は、多数の孔17を有する多孔板で形成されている。上部ユニット18は、上部当接部材16と一体になっている。この上部ユニット18は、排気室19と加湿室21とに分けられている。該排気室19及び加湿室21は、それぞれ複数あり、互いに交互に配設されている。全ての排気室19は通気パイプ22に接続される。該通気パイプ22は、上部排気ユニットとしての吸引ブロア23に接続されている。加湿室21内には、全て、水滴下管24が配設されている。空気スプレーノズル25、25は、上ベルト11から余剰水を除去するための余剰水除去ユニットである。上部水蒸気スプレーノズル26は、上ベルト11に水蒸気を吹き付ける。
【0027】
下ベルト31は、下駆動ロール32によって駆動され、下ガイドロール33を介して回転する。下部給水ユニットとしての下部水槽34は、下ベルト31の進行方向に沿って設けられている。下部水槽34の水の中にある多数のガイドロール35は、該下部水槽34の水中に下ベルト31を案内する。下部当接部材36は、下ベルト31と板ガラス27の下面とが接触した状態を保つために、該下ベルト31の下面を支持する。この下部当接部材36は、多数の孔37を有する多孔板で形成されている。下部ユニット38は、下部当接部材36と一体となっている。この下部ユニット38は、排気室39と加湿室41とに分けられている。該排気室39及び加湿室41は、それぞれ、複数あり、互いに交互に配設されている。排気室39は、全て、通気パイプ42に接続される。該通気パイプ42は、下部排気ユニットとしての吸引ブロア43に接続される。加湿室41には、全て、水スプレーノズル44が配設されている。空気スプレーノズル45、45は、下ベルト31から余剰水を除去するための余剰水除去ユニットである。下部水蒸気スプレーノズル46は、下ベルト31に水蒸気を吹き付ける。
【0028】
上下の排気ユニットは、吸引ブロア23、43に限らず、エジェクター又は真空ポンプであってもよい。
【0029】
上ベルト11及び下ベルト31は、耐熱材料からなるフェルト、織物、メッシュ製のものでもよい。これらの耐熱材料としては、アラミド繊維に代表される有機繊維、ステンレス鋼繊維に代表される金属繊維、ガラス繊維に代表されるセラミック繊維が好ましい。
【0030】
フェルトは、厚いほど、板ガラスを均一に冷却するのに適しており、また、初期の水分を高めることができる。ガラスとの接触によって発生する蒸気を効果的に排出するためには、薄いフェルトがベルトには好ましい。また、ベルトは駆動の際に駆動方向に大きなテンションを受けるので、基布入りフェルトが好ましい。
【0031】
ベルトは、駆動方向について伸びの小さい平織や綾織の織物であってもよい。織物の織目は、冷却の均一性と保水性能を考慮して決定する。
【0032】
メッシュの場合、網目のパターンについては冷却の均一性と保水性能を考慮して決定する。駆動時にベルトに掛かるテンションを考慮すると、ベルトには上記フェルトとメッシュとのハイブリッドが望ましい。
【0033】
図1において、上駆動ロール12及び下駆動ロール32は、図示せぬ駆動源(例えば、モータ)によって回転する。この上下の駆動ロール12、32の回転によって、上ベルト11及び下ベルト31は、それぞれ、図1において反時計回り及び時計回りに周回する。上ベルト11及び下ベルト31は、それぞれ、上部水槽14及び下部水槽34の水の中に潜ることによって、冷却されて吸水する。その後、上ベルト11は、空気スプレーノズル25、25の間及び上部水蒸気スプレーノズル26の側を通過し、下ベルト31は、空気スプレーノズル45、45間及び下部水蒸気スプレーノズル46の側を通過する。次いで、上ベルト11及び下ベルト31は、上部当接部材16と下部当接部材36との間を板ガラス27と共に通る(空気スプレーノズル25、45並びに上部水蒸気スプレーノズル26及び下部水蒸気スプレーノズル46の機能については後述する)。この際、板ガラス27は、上ベルト11と下ベルト31との間に挟まれている。この過程において、板ガラス27は、含水した上ベルト11及び下ベルト31によって強制的に冷却される。
【0034】
上部水槽14及び下部水槽34は、熱を吸収して暖まった上ベルト11及び下ベルト31を、それぞれ、冷却する機能を有している。この水槽14、34の機能によって、該ベルト11、14は初期の状態に戻る。詳しくは、上部水槽14及び下部水槽34の機能は、上ベルト11及び下ベルト31をそれぞれ冷却して該ベルト11、31の温度を所定の温度まで下げると同時に、該ベルト11、31を冷却するために必要な多量の水をベルト11、31に与えることである。これにより、上ベルト11及び下ベルト31は、所定の初期状態で板ガラス27の強制的に冷却を開始する。
【0035】
図2は上部ユニット18及び下部ユニット38の一部の拡大断面図である。上ベルト11及び下ベルト31によって吸収された水の一部は、蒸発して、板ガラス27の上表面及び下表面から熱を奪う。発生した水蒸気は、矢印で示す方向に向かって、多数の孔17、37及び排気室19、39を介してユニット18、38から排出される。従って、水蒸気が板ガラス27の上表面及び下表面に過度に滞留する恐れはない。逆に、仮に水蒸気がガラス表面に過度に滞留すると、該水蒸気が伝熱を妨げる断熱層を形成し、装置は、冷却性能を意図するように発揮することができない。本実施例のように水蒸気を強制的に除去することによって、装置は、板ガラス27の所望の強制冷却を良好に継続することができる。
【0036】
本実施例において、水蒸気は、排気室19、39を介して上方又は下方へ向かって外部に排出される。別の実施例として、図面の表面又は裏面方向に向かって水蒸気を外部に排出するようにしてもよい。排気室19、39は、室内気圧を厳密な負圧(即ち、大気圧未満の低圧)に保った室でもよく、単なる排気通路としての排気室であってもよい。
【0037】
水が蒸発することにより、上ベルト11及び下ベルト31の水分は減少する。従って、上ベルト11には水滴下管24、24を介して水が供給され、下ベルト31には水スプレーノズル44、44を介して水が供給される。これによって、装置内の板ガラスの強制冷却を良好な状態で確実に継続させることができる。
【0038】
図3Aは、図1に示す装置の空気スプレーノズル25、25と上部水蒸気スプレーノズル26を示し、図3B乃至図3Dは、図3Aに示す上ベルト11の各部分b、c、及びdを示している。
【0039】
図3Aに示されるように、高圧空気が、上ベルト11に向って空気スプレーノズル25、25を介して噴射される。次に、高温の飽和水蒸気(好ましくは過飽和水蒸気)が、上部水蒸気スプレーノズル26を介して上ベルト11に吹き付けられる。
【0040】
図3Aに示された箇所bは、水槽を通過した直後のベルトに相当する。図3Bに示される通り、余剰水48、48が、上ベルト11の上表面及び下表面に付着している。仮にこの余剰水48が板ガラス27に直接接触すると、該板ガラスがサーマルショックを受けるので好ましくない。従って、余剰水48、48は、高圧空気で吹き飛ばされる。
【0041】
図3Cは、余剰水48、48が除去された上ベルト11を示す。図3Aの箇所dにおいて、水蒸気は上ベルト11に噴射される。水蒸気は高温であるため、図3Dに示すように、ベルトの片面の中心及びその周辺に高温の湯層49を形成する。この湯層49を高温の板ガラス27に接触させることで、板ガラスがサーマルショックを受けることを完全に防止する。
【0042】
本発明において、水蒸気スプレーノズル26は、ホットエアスプレーノズルに変更しても差し支えない。ここでホットエアスプレーノズルを採用する場合、空気スプレーノズル25、25は省略することもできる。すなわち、ホットエアスプレーノズルは、この場合、余剰水48、48の除去及び湯層49の形成を実施する。
【0043】
以上説明したように、図1の第1実施例において、適度に濡れた上ベルト11及び下ベルト31は板ガラス27の上表面及び下表面に接触し、該板ガラス27を強制的に冷却する。その際、該ベルト11、31に含まれた水は蒸発する。水による吸収熱は空気の吸収熱に比べて格段に大きいので、板ガラス27は、例え薄くても、表面温度がその内部温度より十分に下げることができる。結果として、意図する強化ガラスを本発明の方法で得ることができる。上ベルト11及び下ベルト31は周回するために可撓性材料で構成される。この結果、板ガラス27の表面が粗くても、板ガラス27は、上ベルト11及び下ベルト31に沿って良好に接触する状態を維持できる。
【0044】
図4は、図1に示した第1実施例における余剰水除去ユニットの変形例を示している。図4において、図1に示した第1実施例と共通する部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0045】
余剰水除去ユニット50は、ピンチロール51と、このピンチロール51をガイドロール13、33へ押圧する弾性部材52と、水受けパン53と、から成る。該余剰水除去ユニット50の作動原理は、上ベルト11及び下ベルト31から余剰水を絞り出すことである。図1及び図3で説明したように、空気スプレーノズルでベルトに向けて高圧空気を噴射する方式では、高圧空気を発生させるコンプレッサ、ポンプ、及び高圧ブロアが必要となる。その点、ピンチロール51とスプリング等の弾性部材52とから成る図4の方式では、高圧空気発生手段を要しないという利点がある。加えて、弾性部材52の押力を変えるだけで、余剰水の除去の程度を簡単に制御することができ、使い勝手がよい。
【0046】
図5は、本発明の第2実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示している。第2実施例に係る板ガラスの強制冷却装置10Aは、空冷装置55と、図1で示した強制冷却装置10とから成る。該装置55と強制冷却装置10とは直列に並んでいる。この装置において、板ガラス27を所定の温度に加熱する加熱炉56から出た板ガラス27は、先ず風冷強化法で、急冷空気によって予備冷却(第1次冷却)され、次に、含水部材接触冷却法で、含水部材によって更に冷却(第2次冷却)される。
【0047】
図6は、本発明の第3実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示している。この強制冷却装置10Bにおいて、上下の含水部材は、それぞれ、多数の上下のフェルトロール60、61で構成されている。上部フェルトロール60及び下部フェルトロール61は、それぞれ、シャフト58に巻かれたフェルト59から成る。各水滴下管24から滴下された水滴が各中間ロール62を介して上部フェルトロール60にかけられることによって、該上部フェルトロール60の水分は適宜に制御される。板ガラス27の下方には、小型の下部水槽63が設けられている。該下部水槽63の水が各中間ロール64を介して各下部フェルトロール61にかけられることによって、下部フェルトロール61の水分は適宜に制御される。板ガラス27の上表面の上にて発生した水蒸気は、隣り合う上部フェルトロール60、60間に設けられている排気室19、排気パイプ22及び吸引ブロア23を通って強制的に外部に排出される。板ガラス27の下表面にて発生した水蒸気は、隣り合う下部フェルトロール61、61間に設けられている排気室39を通って強制的に外部に排出される。小型の下部水槽63への水の供給は給水管65を通して行われ、該水槽63から溢れた水はオーバフロー管66によって排出される。このようにして、全ての水槽の水位は常に一定に保たれる。
【0048】
必要であれば、板ガラス27の上表面は図1のように上ベルト11で冷却し、板ガラス27の下表面は下部フェルトロール61で冷却するようにしてもよい。或いは、板ガラス27の下表面を図1のように下ベルト31で冷却し、板ガラス27の上表面を上部フェルトロール60で冷却するようにしてもよい。
【0049】
以上の装置10、10A、10Bは、通常の風冷却法又は固体接触冷却法と比較して、格段に高い冷却能力を保証する。従って、これらの装置においては、厚さがせいぜい3.0mm或いはそれ以下の薄い板ガラスであっても、該板ガラスを良好に強化することが可能である。詳しくは、本発明における含水部材接触冷却法によって、厚さがせいぜい3.0mmの薄い板ガラスでも、良好に処理して強化ガラスを製造することが可能である。更に、本発明は、厚さが3.0mmを超えるために通常の風冷強化法で容易に処理される強化板ガラスの製造においても好適である。通常の風冷強化装置と比較して、本発明の装置はコンパクトであり、且つ稼働費が低い。
【0050】
また、上記の通り構成された本発明の装置によって、3.0mmを越える厚さの板ガラスの強度を高めることができる。更に、本発明構成により、作動音を生じるブロア及び噴射音を生じるノズル等の騒音源をなくすことができる。
【0051】
以上、本発明によって、良質の薄い強化板ガラスが得られる。該強化板ガラスは、例えば、軽量化が求められる車両のフロントガラスに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の第1実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置の断面図
【図2】
図1に示される水蒸気の排出及び水の供給の一例を示した拡大図
【図3A】
図1に示される水蒸気スプレーノズル及び空気スプレーノズルを示す図
【図3B】
図3Aの上ベルトの一部分bを示す図
【図3C】
図3Aの上ベルトの一部分cを示す図
【図3D】
図3Aの上ベルトの一部分dを示す図
【図4】
図1に示される余剰水除去ユニットの変形例を示す図
【図5】
本発明の第2実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示す図
【図6】
本発明の第3実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示す図
(技術分野)
本発明は、板ガラスを強化する技術に関する。
【0002】
(背景技術)
従来、強化ガラスは、板ガラスを軟化点近く(例えば650℃)まで加熱した後、空気を吹き付けて表面を急冷することにより、板ガラス表面に圧縮層を形成する「風冷強化法」によって、主に製造されてきた。
【0003】
車両のフロントガラスにおいては、最近の車両軽量化の要求に応じるために、薄い板ガラスの需要が増加している。当業界で望まれる薄い板ガラスの厚さは、せいぜい3.0mm或いはそれ以下であり、このような厚さの板ガラスの場合、風冷したときに該板ガラスの厚さの中心と表面との間で温度差がつきにくい。従って、冷却空気の速度や量を増加しても、従来の板ガラスの急冷処理では限界がある。
【0004】
別の強化法としては、例えば、日本国特許第2766355号の「板ガラスの曲げ急冷装置」は固体接触冷却法を開示している。この固体接触冷却法は、次の通りである。固体の凸型の一面が通気性表面材で覆われており、空気が吸気口から凸型の内部に吹込まれ、排気口から外部へ排出される。従って、冷却空気が通気性表面材の背面に常に供給され、微量の空気が凸型を覆った通気性表面材を通じて噴射される。同様の空気供給構造が固体の凹型にも施されている。処理される板ガラスは、これら凸型と凹型に挟まれ、この挟まれた状態で強制冷却される。しかし、この方法では、通気性表面材を通過する空気の冷却能は小さい。従って、通気性表面材自体による固体接触冷却作用が、主に、板ガラスの冷却に寄与する。
【0005】
更に、別の強化法としては、例えば、日本国特開昭58−190832号の「板ガラスの強化方法」及び日本国特開昭61−58827号の「強化硝子蓋の製造方法」に開示されている水ミスト冷却法が提案されている。
【0006】
上記固体接触冷却法では、処理される板ガラスは、通気性表面材に均一に接触できない。即ち、板ガラスには、通気性表面材に強く接触する箇所と、弱く接触する箇所と、隙間があって接触しない箇所とがある。これは、板ガラスの表面が通気性表面材に対して均一に押圧できないためであり、それ故に、上述の通り、板ガラスと通気性表面との接触の程度にむらが生じる。この接触むらが冷却のむらを引き起こし、結果として、処理された板ガラスの強化の程度にばらつきが生じる。板ガラスの通気性表面材への追従性を高めるために、通気性表面材を厚くすると、通気性表面材の熱伝導率が低下し、冷却能力が低下する。
【0007】
これに対して、上記水ミスト冷却法においても、以下の点で問題がある。水のミストのサイズが小さ過ぎると、冷却性能を高めることができない。逆に、水のミストのサイズが大き過ぎると、該ミストを受けた箇所のガラスは強く冷却され、ガラスの割れを誘発する。同時に、水のミストを受けない箇所のガラスは殆ど冷却されない。結果として、板ガラスの冷却にむらが生じ、強化の程度にばらつきが生じる。これらの理由により、水ミスト冷却法においては水のミストのサイズの制御が極めて難しい。
【0008】
更に、風冷強化ガラスは、必要な冷却性能を発揮させるために高圧、大容量のブロアを必要とするので、電気料金が増加し、ブロア騒音が高まる等の設備的な問題が生じる。更に、水ミスト冷却法においても、操作及び制御が難しいことから、高価な制御設備を必要とするので問題がある。
【0009】
本発明は、従来の風冷強化法、固体接触冷却法並びに水ミスト冷却法に替る、板ガラスの急冷強化に適した新規の強制冷却技術を提供する。
【0010】
(発明の開示)
本発明の第1の概念によれば、板ガラスを強制的に冷却する方法が提供されている。該方法は、所定温度に加熱された板ガラスを準備するステップと、水を浸透させることにより含水部材を準備するステップと、該含水部材を板ガラスの両面に接触させて該板ガラスを冷却するステップと、から成る。
【0011】
上記のように、該方法は、水で適度に湿らせた濡れ雑巾等の含水部材を板ガラスに当てがうことで、板ガラスの表面を急冷するステップを含む。この方法において、含水部材中の水の一部が板ガラスの熱によって蒸発し、板ガラスは、この水の蒸発熱(潜熱と顕熱との和)によって効果的に冷却される。この結果、急冷時に表面と中心部とに温度差が殆ど生じない薄い板ガラスであっても、本発明の上記方法によって、該板ガラスを効果的に強化できる。
【0012】
本発明の第2の概念によれば、加熱炉から取り出された板ガラスを強制的に冷却する装置が提供されている。該装置は、板ガラスをほぼ水平にして間に挟む上部含水部材及び下部保水部材と、上部保水部材に水を供給する上部給水ユニットと、下部保水部材に水を供給する下部給水ユニットと、から成り、上部含水部材及び保水部材は、水を吸収して保持できる材料で形成されている。
【0013】
該冷却装置において、処理される板ガラスは、水で湿らせた上部保水部材と下部保水部材との間に挟まれる。これによって、該板ガラスは強制的に冷却される。上部給水ユニット及び下部給水ユニットは、上部保水部材及び下部保水部材にそれぞれ水を供給するように作用する。水で適度に湿らせた濡れ雑巾のように、水で湿らせた2つの保水部材が板ガラスに当てられる。この状態で、板ガラスの表面は、これら2つの保水部材によって急冷される。従って、板ガラスの熱によって、含水部材中の水の一部が蒸発し、この水の蒸発熱によって、板ガラスは効果的に冷却される。この結果、急冷時に表面と中心部とに温度差が殆ど生じない薄い板ガラスであっても、本発明の上記装置によって、該板ガラスを効果的に強化することができる。
【0014】
上部保水部材は上ベルトでもよく、下部保水部材は下ベルトでもよい。板ガラスは、上ベルトと下ベルトとの間に挟まれて冷却される。実施例において、上下のベルトは周回する無端ベルトであり、該上下の無端ベルトの間で板ガラスは水平移動しながら冷却される。このような装置によって生産性を容易に高めることができる。
【0015】
望ましくは、板ガラスを強制的に冷却する装置は、更に、上部給水ユニットを通過した上ベルトが板ガラスに到達して該板ガラスと接触する前に、該上ベルトに水蒸気を吹き付けるための上部水蒸気スプレーノズルと、下部給水ユニットを通過した下ベルトが板ガラスに到達して該板ガラスに接触する前に、該下ベルトに水蒸気を吹き付ける下部水蒸気スプレーノズルと、を更に備える。この構成においては、水蒸気が上部水蒸気スプレーノズル及び下部水蒸気スプレーノズルを介して上ベルト及び下ベルトに吹き付けられることによって、ベルトに含まれた水の温度が上昇する。高温に加熱された板ガラスが冷水に直接接触すると、板ガラスへのサーマルショックにより、該板ガラスが割れることがある。この現象を回避するため、加熱された板ガラスにかける水は予め温められる。このサーマルショックとは、急冷される板ガラスがしばしば該板ガラスの機械的な強度を超える表面張力を受けることによって、板ガラスが急冷処理の際に割れる又はひびが入る現象のことである。
【0016】
好ましくは、該上部給水ユニットは、上ベルトが浸る上部水槽から成り、該下部給水ユニットは、下ベルトが浸る下部水槽から成る。上ベルト及び下ベルトは、それぞれ、上部水槽及び下部水槽に浸され、水を吸収する。上部水槽及び下部水槽は単純な構造でもよい。本願で採用されている上部給水ユニット及び下部給水ユニットは安価で構成することができる。
【0017】
好ましくは、板ガラスを強制的に冷却する装置は、上部水槽から出た上ベルト及び下部水槽から出た下ベルトから余剰水を除去するための余剰水除去ユニットから成る。この方法において、上部水槽及び下部水槽からそれぞれ出た上ベルト及び下ベルトは、個別に余剰水除去ユニットを通過することによって、その水分が適正値に制御される。
【0018】
望ましくは、上部給水ユニットは、上ベルトの上表面に水のミストを供給する水滴下管から成る。上ベルトは、該上ベルトの下方で処理されている板ガラスと共に走行するので、上ベルトに含まれた水は時間と共に蒸発が進み、結果として、水分が減少し、上ベルトの冷却能力も低下する。この問題を解決するため、上ベルトに水滴下管を介して水を滴下することで該上ベルトへ水を供給する。
【0019】
また、下部給水ユニットは、下ベルトの下表面に水を吹き付ける水スプレーノズルから成ることが望ましい。下ベルトは、該下ベルトの上で処理されている板ガラスと共に走行するので、下ベルトに含まれた水は時間と共に蒸発が進み、結果として、水分が減少し、下ベルトの冷却能力も低下する。この問題を解決するため、水スプレーノズルで水を下ベルトに吹き付けることで該下ベルトへ水を供給する。
【0020】
好ましくは、上ベルトは、多数の孔を有する上部当接部材を介して板ガラスの上表面に抑え付けられ、該上部当接部材は、中空構造を有しており、上部排気ユニットとして機能するように構成されており、もって、板ガラスの冷却時に発生した蒸気が上部当接部材の孔を介して外部に排出され、下ベルトは、多数の孔を有する下部当接部材を介して板ガラスの下表面に抑え付けられ、該下部当接部材は、中空構造を有しており、下排気ユニットとして機能するように構成されており、もって、板ガラスの冷却時に発生した蒸気は、下部当接部材の孔を介して外部に排出される。
【0021】
発生した蒸気が、外部に排出されずに装置内に残存して板ガラスの周辺を覆うと、該蒸気が装置の冷却作用を妨げて冷却性能を緩慢にさせる。従って、この問題を解決するべく、発生した蒸気を迅速に排出することによって、所定の冷却作用を確実に行う。具体的には、板ガラスの上表面及び下表面の周辺で発生した蒸気は、上部当接部材及び下部当接部材に形成されている多数の孔と、上部当接部材及び下部当接部材に個々に接続された排気ユニットと、を通過して外部に速やかに排出される。従って、本発明においては、装置内で発生した蒸気は迅速に外部に排出されるので、良好な強制冷却を良い状態の下で継続して行うことができる。
【0022】
本発明の第3の概念によれば、板ガラスを所定温度に加熱し、該板ガラスを含水部材に接触させることによって得られる強化板ガラスが提供される。
【0023】
板ガラスが含水部材と接触することによって冷却されるので、適切な冷却処理が施された強化ガラスを得ることができる。適切な冷却処理を行うことで得られた薄い強化板ガラスで、車両用の軽量なフロントガラスが提供される。
【0024】
(発明を実施するための最良の形態)
本発明の好適な実施例を添付図に基づいて以下に説明する。
【0025】
図1において、本発明の第1実施例に係る板ガラスの強制冷却装置10が示されている。板ガラス27は、上部含水部材としての上ベルト11と、下部含水部材としての下ベルト31とによって狭まれて矢印で示す方向に搬送されながら、強制冷却される。
【0026】
上ベルト11は、上駆動ロール12によって駆動され、上ガイドロール13を介して回転する。上部給水ユニットとしての上部水槽14は、上ベルトの進行方向に沿って設けられている。上部水槽14の水の中にあるガイドロール15は、上部水槽14の水中に上ベルト11を案内する。上部当接部材16は、上ベルト11を板ガラス27の上面に接触させる。この上部当接部材16は、多数の孔17を有する多孔板で形成されている。上部ユニット18は、上部当接部材16と一体になっている。この上部ユニット18は、排気室19と加湿室21とに分けられている。該排気室19及び加湿室21は、それぞれ複数あり、互いに交互に配設されている。全ての排気室19は通気パイプ22に接続される。該通気パイプ22は、上部排気ユニットとしての吸引ブロア23に接続されている。加湿室21内には、全て、水滴下管24が配設されている。空気スプレーノズル25、25は、上ベルト11から余剰水を除去するための余剰水除去ユニットである。上部水蒸気スプレーノズル26は、上ベルト11に水蒸気を吹き付ける。
【0027】
下ベルト31は、下駆動ロール32によって駆動され、下ガイドロール33を介して回転する。下部給水ユニットとしての下部水槽34は、下ベルト31の進行方向に沿って設けられている。下部水槽34の水の中にある多数のガイドロール35は、該下部水槽34の水中に下ベルト31を案内する。下部当接部材36は、下ベルト31と板ガラス27の下面とが接触した状態を保つために、該下ベルト31の下面を支持する。この下部当接部材36は、多数の孔37を有する多孔板で形成されている。下部ユニット38は、下部当接部材36と一体となっている。この下部ユニット38は、排気室39と加湿室41とに分けられている。該排気室39及び加湿室41は、それぞれ、複数あり、互いに交互に配設されている。排気室39は、全て、通気パイプ42に接続される。該通気パイプ42は、下部排気ユニットとしての吸引ブロア43に接続される。加湿室41には、全て、水スプレーノズル44が配設されている。空気スプレーノズル45、45は、下ベルト31から余剰水を除去するための余剰水除去ユニットである。下部水蒸気スプレーノズル46は、下ベルト31に水蒸気を吹き付ける。
【0028】
上下の排気ユニットは、吸引ブロア23、43に限らず、エジェクター又は真空ポンプであってもよい。
【0029】
上ベルト11及び下ベルト31は、耐熱材料からなるフェルト、織物、メッシュ製のものでもよい。これらの耐熱材料としては、アラミド繊維に代表される有機繊維、ステンレス鋼繊維に代表される金属繊維、ガラス繊維に代表されるセラミック繊維が好ましい。
【0030】
フェルトは、厚いほど、板ガラスを均一に冷却するのに適しており、また、初期の水分を高めることができる。ガラスとの接触によって発生する蒸気を効果的に排出するためには、薄いフェルトがベルトには好ましい。また、ベルトは駆動の際に駆動方向に大きなテンションを受けるので、基布入りフェルトが好ましい。
【0031】
ベルトは、駆動方向について伸びの小さい平織や綾織の織物であってもよい。織物の織目は、冷却の均一性と保水性能を考慮して決定する。
【0032】
メッシュの場合、網目のパターンについては冷却の均一性と保水性能を考慮して決定する。駆動時にベルトに掛かるテンションを考慮すると、ベルトには上記フェルトとメッシュとのハイブリッドが望ましい。
【0033】
図1において、上駆動ロール12及び下駆動ロール32は、図示せぬ駆動源(例えば、モータ)によって回転する。この上下の駆動ロール12、32の回転によって、上ベルト11及び下ベルト31は、それぞれ、図1において反時計回り及び時計回りに周回する。上ベルト11及び下ベルト31は、それぞれ、上部水槽14及び下部水槽34の水の中に潜ることによって、冷却されて吸水する。その後、上ベルト11は、空気スプレーノズル25、25の間及び上部水蒸気スプレーノズル26の側を通過し、下ベルト31は、空気スプレーノズル45、45間及び下部水蒸気スプレーノズル46の側を通過する。次いで、上ベルト11及び下ベルト31は、上部当接部材16と下部当接部材36との間を板ガラス27と共に通る(空気スプレーノズル25、45並びに上部水蒸気スプレーノズル26及び下部水蒸気スプレーノズル46の機能については後述する)。この際、板ガラス27は、上ベルト11と下ベルト31との間に挟まれている。この過程において、板ガラス27は、含水した上ベルト11及び下ベルト31によって強制的に冷却される。
【0034】
上部水槽14及び下部水槽34は、熱を吸収して暖まった上ベルト11及び下ベルト31を、それぞれ、冷却する機能を有している。この水槽14、34の機能によって、該ベルト11、14は初期の状態に戻る。詳しくは、上部水槽14及び下部水槽34の機能は、上ベルト11及び下ベルト31をそれぞれ冷却して該ベルト11、31の温度を所定の温度まで下げると同時に、該ベルト11、31を冷却するために必要な多量の水をベルト11、31に与えることである。これにより、上ベルト11及び下ベルト31は、所定の初期状態で板ガラス27の強制的に冷却を開始する。
【0035】
図2は上部ユニット18及び下部ユニット38の一部の拡大断面図である。上ベルト11及び下ベルト31によって吸収された水の一部は、蒸発して、板ガラス27の上表面及び下表面から熱を奪う。発生した水蒸気は、矢印で示す方向に向かって、多数の孔17、37及び排気室19、39を介してユニット18、38から排出される。従って、水蒸気が板ガラス27の上表面及び下表面に過度に滞留する恐れはない。逆に、仮に水蒸気がガラス表面に過度に滞留すると、該水蒸気が伝熱を妨げる断熱層を形成し、装置は、冷却性能を意図するように発揮することができない。本実施例のように水蒸気を強制的に除去することによって、装置は、板ガラス27の所望の強制冷却を良好に継続することができる。
【0036】
本実施例において、水蒸気は、排気室19、39を介して上方又は下方へ向かって外部に排出される。別の実施例として、図面の表面又は裏面方向に向かって水蒸気を外部に排出するようにしてもよい。排気室19、39は、室内気圧を厳密な負圧(即ち、大気圧未満の低圧)に保った室でもよく、単なる排気通路としての排気室であってもよい。
【0037】
水が蒸発することにより、上ベルト11及び下ベルト31の水分は減少する。従って、上ベルト11には水滴下管24、24を介して水が供給され、下ベルト31には水スプレーノズル44、44を介して水が供給される。これによって、装置内の板ガラスの強制冷却を良好な状態で確実に継続させることができる。
【0038】
図3Aは、図1に示す装置の空気スプレーノズル25、25と上部水蒸気スプレーノズル26を示し、図3B乃至図3Dは、図3Aに示す上ベルト11の各部分b、c、及びdを示している。
【0039】
図3Aに示されるように、高圧空気が、上ベルト11に向って空気スプレーノズル25、25を介して噴射される。次に、高温の飽和水蒸気(好ましくは過飽和水蒸気)が、上部水蒸気スプレーノズル26を介して上ベルト11に吹き付けられる。
【0040】
図3Aに示された箇所bは、水槽を通過した直後のベルトに相当する。図3Bに示される通り、余剰水48、48が、上ベルト11の上表面及び下表面に付着している。仮にこの余剰水48が板ガラス27に直接接触すると、該板ガラスがサーマルショックを受けるので好ましくない。従って、余剰水48、48は、高圧空気で吹き飛ばされる。
【0041】
図3Cは、余剰水48、48が除去された上ベルト11を示す。図3Aの箇所dにおいて、水蒸気は上ベルト11に噴射される。水蒸気は高温であるため、図3Dに示すように、ベルトの片面の中心及びその周辺に高温の湯層49を形成する。この湯層49を高温の板ガラス27に接触させることで、板ガラスがサーマルショックを受けることを完全に防止する。
【0042】
本発明において、水蒸気スプレーノズル26は、ホットエアスプレーノズルに変更しても差し支えない。ここでホットエアスプレーノズルを採用する場合、空気スプレーノズル25、25は省略することもできる。すなわち、ホットエアスプレーノズルは、この場合、余剰水48、48の除去及び湯層49の形成を実施する。
【0043】
以上説明したように、図1の第1実施例において、適度に濡れた上ベルト11及び下ベルト31は板ガラス27の上表面及び下表面に接触し、該板ガラス27を強制的に冷却する。その際、該ベルト11、31に含まれた水は蒸発する。水による吸収熱は空気の吸収熱に比べて格段に大きいので、板ガラス27は、例え薄くても、表面温度がその内部温度より十分に下げることができる。結果として、意図する強化ガラスを本発明の方法で得ることができる。上ベルト11及び下ベルト31は周回するために可撓性材料で構成される。この結果、板ガラス27の表面が粗くても、板ガラス27は、上ベルト11及び下ベルト31に沿って良好に接触する状態を維持できる。
【0044】
図4は、図1に示した第1実施例における余剰水除去ユニットの変形例を示している。図4において、図1に示した第1実施例と共通する部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0045】
余剰水除去ユニット50は、ピンチロール51と、このピンチロール51をガイドロール13、33へ押圧する弾性部材52と、水受けパン53と、から成る。該余剰水除去ユニット50の作動原理は、上ベルト11及び下ベルト31から余剰水を絞り出すことである。図1及び図3で説明したように、空気スプレーノズルでベルトに向けて高圧空気を噴射する方式では、高圧空気を発生させるコンプレッサ、ポンプ、及び高圧ブロアが必要となる。その点、ピンチロール51とスプリング等の弾性部材52とから成る図4の方式では、高圧空気発生手段を要しないという利点がある。加えて、弾性部材52の押力を変えるだけで、余剰水の除去の程度を簡単に制御することができ、使い勝手がよい。
【0046】
図5は、本発明の第2実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示している。第2実施例に係る板ガラスの強制冷却装置10Aは、空冷装置55と、図1で示した強制冷却装置10とから成る。該装置55と強制冷却装置10とは直列に並んでいる。この装置において、板ガラス27を所定の温度に加熱する加熱炉56から出た板ガラス27は、先ず風冷強化法で、急冷空気によって予備冷却(第1次冷却)され、次に、含水部材接触冷却法で、含水部材によって更に冷却(第2次冷却)される。
【0047】
図6は、本発明の第3実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示している。この強制冷却装置10Bにおいて、上下の含水部材は、それぞれ、多数の上下のフェルトロール60、61で構成されている。上部フェルトロール60及び下部フェルトロール61は、それぞれ、シャフト58に巻かれたフェルト59から成る。各水滴下管24から滴下された水滴が各中間ロール62を介して上部フェルトロール60にかけられることによって、該上部フェルトロール60の水分は適宜に制御される。板ガラス27の下方には、小型の下部水槽63が設けられている。該下部水槽63の水が各中間ロール64を介して各下部フェルトロール61にかけられることによって、下部フェルトロール61の水分は適宜に制御される。板ガラス27の上表面の上にて発生した水蒸気は、隣り合う上部フェルトロール60、60間に設けられている排気室19、排気パイプ22及び吸引ブロア23を通って強制的に外部に排出される。板ガラス27の下表面にて発生した水蒸気は、隣り合う下部フェルトロール61、61間に設けられている排気室39を通って強制的に外部に排出される。小型の下部水槽63への水の供給は給水管65を通して行われ、該水槽63から溢れた水はオーバフロー管66によって排出される。このようにして、全ての水槽の水位は常に一定に保たれる。
【0048】
必要であれば、板ガラス27の上表面は図1のように上ベルト11で冷却し、板ガラス27の下表面は下部フェルトロール61で冷却するようにしてもよい。或いは、板ガラス27の下表面を図1のように下ベルト31で冷却し、板ガラス27の上表面を上部フェルトロール60で冷却するようにしてもよい。
【0049】
以上の装置10、10A、10Bは、通常の風冷却法又は固体接触冷却法と比較して、格段に高い冷却能力を保証する。従って、これらの装置においては、厚さがせいぜい3.0mm或いはそれ以下の薄い板ガラスであっても、該板ガラスを良好に強化することが可能である。詳しくは、本発明における含水部材接触冷却法によって、厚さがせいぜい3.0mmの薄い板ガラスでも、良好に処理して強化ガラスを製造することが可能である。更に、本発明は、厚さが3.0mmを超えるために通常の風冷強化法で容易に処理される強化板ガラスの製造においても好適である。通常の風冷強化装置と比較して、本発明の装置はコンパクトであり、且つ稼働費が低い。
【0050】
また、上記の通り構成された本発明の装置によって、3.0mmを越える厚さの板ガラスの強度を高めることができる。更に、本発明構成により、作動音を生じるブロア及び噴射音を生じるノズル等の騒音源をなくすことができる。
【0051】
以上、本発明によって、良質の薄い強化板ガラスが得られる。該強化板ガラスは、例えば、軽量化が求められる車両のフロントガラスに使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明の第1実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置の断面図
【図2】
図1に示される水蒸気の排出及び水の供給の一例を示した拡大図
【図3A】
図1に示される水蒸気スプレーノズル及び空気スプレーノズルを示す図
【図3B】
図3Aの上ベルトの一部分bを示す図
【図3C】
図3Aの上ベルトの一部分cを示す図
【図3D】
図3Aの上ベルトの一部分dを示す図
【図4】
図1に示される余剰水除去ユニットの変形例を示す図
【図5】
本発明の第2実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示す図
【図6】
本発明の第3実施例に係る板ガラスを強制的に冷却する装置を示す図
Claims (10)
- 板ガラス(27)を強制的に冷却する方法であって、
所定の温度に加熱された板ガラスを準備するステップと、
水を浸透させることによって含水部材(11、31)を準備するステップと、
前記含水部材を前記板ガラスの両面に接触させて、前記板ガラスを冷却するステップと、
から成る方法。 - 加熱炉(56)から取り出された板ガラス(27)を強制的に冷却する装置であって、
前記板ガラスを間に挟む上部含水部材(11)及び下部保水部材(31)と、
前記上部保水部材に水を供給する上部給水ユニット(14)と、
前記下部保水部材に水を供給する下部給水ユニット(34)と、
から成り、
前記上部含水部材及び前記保水部材は、水を吸収及び保持できる材料で形成されていることを特徴とする装置。 - 前記上部保水部材は上ベルト(11)から成り、前記下部保水部材は下ベルト(31)から成ることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記装置は、更に、前記上部給水ユニット(14)を通過した前記上ベルト(11)が前記板ガラス(27)に到達して前記板ガラスに接触する前に、前記上ベルトに水蒸気を吹き付けるための上部水蒸気スプレーノズル(26)と、前記下部給水ユニット(34)を通過した前記下ベルト(31)が前記板ガラスに到達して前記板ガラスに接触する前に、前記下ベルトに水蒸気を吹き付けるための下部水蒸気スプレーノズル(46)と、から成ることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記上部給水ユニットは、前記上ベルトが浸る水を備えている上部水槽(14)から成り、前記下部給水ユニットは、前記下ベルトが浸る水を備えている下部水槽(34)から成ることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記装置は、更に、前記上部水槽(14)から出た前記上ベルト(11)と、前記下部水槽(34)から出た前記下ベルト(31)と、から余剰水(48)を除去するための余剰水除去ユニット(25、25、45、45)から成ることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記上部給水ユニットは、前記上ベルト(11)の上表面に水滴をかける水滴下管(24)から成ることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記下部給水ユニットは、前記下ベルト(31)の下表面に水を吹き付ける水スプレーノズル(44)から成ることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記上ベルト(11)は、多数の孔(17)を有する上部当接部材(16)を介して前記板ガラス(27)の上表面に抑え付けられており、前記上部当接部材は、中空構造を有しており、上部排気ユニット(23)として機能するように構成されており、もって、前記板ガラスの冷却時に発生した蒸気が前記上部当接部材の前記孔を介して外部に排出され、前記下ベルト(31)は、多数の孔(37)を有する下部当接部材(36)を介して前記板ガラスの下表面に抑え付けられており、前記下部当接部材は、中空構造を有しており、下部排気ユニット(43)として機能するように構成されており、もって、前記板ガラスの冷却時に発生した蒸気が前記下部当接部材の前記孔を介して外部に排出されることを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 板ガラスを所定温度に加熱し、前記板ガラスを含水部材(11、31、59)と接触させることによって得られる強化板ガラス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001010857 | 2001-01-18 | ||
PCT/JP2002/000303 WO2002057191A1 (en) | 2001-01-18 | 2002-01-18 | Method and apparatus for forcedly cooling sheet glass, and tempered sheet glass |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004517794A true JP2004517794A (ja) | 2004-06-17 |
Family
ID=18878092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002557876A Withdrawn JP2004517794A (ja) | 2001-01-18 | 2002-01-18 | 板ガラスの強制冷却方法及び装置、並びに強化板ガラス |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040107733A1 (ja) |
JP (1) | JP2004517794A (ja) |
GB (1) | GB2389579A (ja) |
WO (1) | WO2002057191A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013191811A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板冷却装置および基板冷却方法 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004051393A (ja) * | 2002-07-17 | 2004-02-19 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 強化ガラスの製造方法、及びこれに用いるガラス板の強制冷却設備 |
US20120277085A1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-01 | Dana Craig Bookbinder | Methods for enhancing strength and durability of a glass article |
US9776905B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-03 | Corning Incorporated | Highly strengthened glass article |
CN104016576A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-09-03 | 中国建材国际工程集团有限公司 | 玻璃退火窑强制对流区的等温降速度冷却方法及其装置 |
US11097974B2 (en) | 2014-07-31 | 2021-08-24 | Corning Incorporated | Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods |
US10611664B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-04-07 | Corning Incorporated | Thermally strengthened architectural glass and related systems and methods |
JP6923555B2 (ja) | 2016-01-12 | 2021-08-18 | コーニング インコーポレイテッド | 薄厚熱強化及び化学強化ガラス系物品 |
US11795102B2 (en) | 2016-01-26 | 2023-10-24 | Corning Incorporated | Non-contact coated glass and related coating system and method |
CN111065609A (zh) | 2017-08-24 | 2020-04-24 | 康宁股份有限公司 | 具有改进的回火能力的玻璃 |
NL2020896B1 (en) | 2018-05-08 | 2019-11-14 | Corning Inc | Water-containing glass-based articles with high indentation cracking threshold |
TWI785156B (zh) | 2017-11-30 | 2022-12-01 | 美商康寧公司 | 具有高熱膨脹係數及對於熱回火之優先破裂行為的非離子交換玻璃 |
MA53585A (fr) * | 2018-09-14 | 2021-12-22 | Saint Gobain | Dispositif et procédé de trempe thermique de vitres à l'aide d'un échangeur de chaleur |
TW202026257A (zh) | 2018-11-16 | 2020-07-16 | 美商康寧公司 | 用於透過蒸氣處理而強化之玻璃成分及方法 |
WO2020231961A1 (en) | 2019-05-16 | 2020-11-19 | Corning Incorporated | Glass compositions and methods with steam treatment haze resistance |
WO2021025981A1 (en) | 2019-08-06 | 2021-02-11 | Corning Incorporated | Glass laminate with buried stress spikes to arrest cracks and methods of making the same |
GB202012825D0 (en) | 2020-05-12 | 2020-09-30 | Corning Inc | Fusion formable and steam strengthenable glass compositions with platinum compatibility |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB449602A (en) * | 1934-10-03 | 1936-07-03 | Harold Perry | Improved method of, and means for, tempering glass |
US2336200A (en) * | 1936-11-05 | 1943-12-07 | American Securit Co | Method of hardening glass plates and other glass objects |
US2417094A (en) * | 1940-04-01 | 1947-03-11 | Arthur E Spinasse | Method of heat-treating glass or like materials |
DE1114615B (de) * | 1959-08-18 | 1961-10-05 | Erwin W Wartenberg Dipl Chem | Vorrichtung zum Vorspannen von Glasscheiben durch Eintauchen der erhitzten Glaskoerper in eine siedende Fluessigkeit |
FR1437672A (fr) * | 1965-03-26 | 1966-05-06 | Saint Gobain | Procédé de traitement superficiel du verre et autres matières vitreuses |
US3419371A (en) * | 1965-07-12 | 1968-12-31 | Libbey Owens Ford Glass Co | Tempering glass between roughened glass contacting surfaces |
US4066430A (en) * | 1976-11-26 | 1978-01-03 | Ppg Industries, Inc. | Method of tempering in a fluidized quenching medium |
-
2002
- 2002-01-18 JP JP2002557876A patent/JP2004517794A/ja not_active Withdrawn
- 2002-01-18 WO PCT/JP2002/000303 patent/WO2002057191A1/en active Application Filing
- 2002-01-18 GB GB0317990A patent/GB2389579A/en not_active Withdrawn
- 2002-01-18 US US10/466,037 patent/US20040107733A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013191811A (ja) * | 2012-03-15 | 2013-09-26 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板冷却装置および基板冷却方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB0317990D0 (en) | 2003-09-03 |
WO2002057191A1 (en) | 2002-07-25 |
US20040107733A1 (en) | 2004-06-10 |
GB2389579A (en) | 2003-12-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2004517794A (ja) | 板ガラスの強制冷却方法及び装置、並びに強化板ガラス | |
JP2004051393A (ja) | 強化ガラスの製造方法、及びこれに用いるガラス板の強制冷却設備 | |
JP2755758B2 (ja) | シートウェブに光沢を付与する方法 | |
JP2011017118A (ja) | 抄紙機内の構成 | |
TWI387041B (zh) | Substrate cooling method and substrate cooling device | |
CN213137789U (zh) | 应用于抗暴筋抗皱bopp薄膜的展平装置 | |
JP2009094281A (ja) | 基板冷却装置 | |
US6345453B1 (en) | Method and apparatus for drying a fiber web | |
JPH11293583A (ja) | 多孔質ウェブの連続乾燥装置 | |
JPS6099061A (ja) | 帯状の織物をプリシユリンキングし仕上げするための装置 | |
KR20050022017A (ko) | 강제냉각에 의한 강화유리판 제조방법 및 장치 | |
CN111194298B (zh) | 通过热交换器将玻璃质玻璃板进行热预加应力的装置和方法 | |
JP4340090B2 (ja) | 鋼帯の冷却装置 | |
JP4102130B2 (ja) | 鋼帯の冷却装置 | |
JP4733303B2 (ja) | テンタオーブン装置 | |
US7171732B2 (en) | Method for compressive shrinking and rubber blanket shrinking system | |
JP2004203678A (ja) | 曲げガラス板の急冷強化方法及び同装置 | |
CN218034242U (zh) | 一种无纺布生产用热风烘干装置 | |
CN220763273U (zh) | 一种覆膜机用薄膜烘干装置 | |
US5933978A (en) | Method of and apparatus for drying a fiber web | |
JPH1112772A (ja) | 鋼板の連続酸洗設備 | |
JPH05195412A (ja) | 繊維原反の精練及び収縮方法とその装置 | |
JPH0525552A (ja) | ストリツプ熱処理炉の出入口部ガスシール装置 | |
JPH0682161A (ja) | 微細孔を有する板状物の脱液装置、及びその脱液方法 | |
JPH06528A (ja) | 帯状体表面の付着液除去装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071127 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20071226 |