JP3571357B2 - わん曲ガラス板の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はわん曲ガラス板を製造する方法及び装置に関し、その装置は、上側の中実対面わん曲用型と下側の水平に動くフレーム形状の型とからなるわん曲用プレスと、曲げられたガラス板が前記可動フレーム形状の型の上に位置するときに冷却される冷却部署とを有しているものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記の型の装置は自動車産業のための強化ガラスからなる一枚板の安全ガラス板を製造するのに広く用いられている。この場合冷却部署が吹出しボックスを収容しこれによりガラス板が高速の冷却作用のもとにその全表面にわたる空気によって迅速に冷却される。この加速された冷却作用により、ガラスシートを区画する領域を除くガラスシート全体にわたって、高い圧縮応力がガラス板の表面層に生じ、そしてこれら応力がその芯部における高い引張り応力によって補償される。この厚さ方向の応力分布は等方向性であり、すなわち厚さ方向に沿う全体応力は零となる。縁を区画形成する部分においては、全体応力は零とはならず縁応力として知られる大きな圧縮応力が生じる。
【０００３】
しかし、上記の型の装置はまた、積層安全ガラスからなるわん曲した自動車用ガラス板を作るのにも用いられる。積層安全ガラス板は２枚の比較的薄い単一のガラスシートからなり、これら単一のガラスシートは曲げられた後に熱可塑性のフィルムにより相互に接着される。この２枚の単一ガラスシートは別々に、又はぴったり合わせた対として曲げられる。わん曲後のガラスシートの冷却は、これらガラスシートが実質的に応力から解放されなければならないため、比較的ゆっくりと行われる。この冷却作用は一般に、わん曲段階の間にもたらされる内部応力の軽減を生じさせる焼きなまし部署で達成される。しかしこの焼きなましは、縁応力を発生するような縁のより強烈な冷却をなくし周縁部分の機械的強度と熱抵抗とを増大させるものではない。
【０００４】
ドイツ特許第２６４０２０６号から、例えば、周縁部分が１．５から２．５ｍｍの厚さのガラスシートを８５から１５０度／分の冷却速度で冷却しそれにより周縁部分に１９６０から３４３０Ｎ／ｃｍ^２ の縁圧縮応力を生じるようにすることが知られている。
【０００５】
この周縁部分に生じた縁応力は圧縮応力のかかった周縁部分に近接した領域に形成される引張り応力により補償される。この周縁部分に近接した領域の引張り応力は、積層ガラス板の場合にはガラス板の弱化をもたらしまたそのため特定の最大値を超えてはならない。
【０００６】
縁応力の固有の限界のため、ガラスシートの縁部分における引張り応力の限界は積層ガラスのために現在最も普通に用いられる曲げ方法に何らの困難性ももたらすことはなく、フレーム形状のわん曲用型の上に載る対の単一ガラスシートはわん曲用炉を通って動かされ、これらガラスシートはそれ自身の重量の作用のもとにわん曲されるようになる。しかし、最初に述べた型の押圧わん曲装置により、周縁部分が所望の引張り応力状態にある積層ガラスにとってわん曲ガラスシートを製造することは、比較的困難であることが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ガラスシート又は最初に述べた型のガラス板のためのわん曲方法及びわん曲装置をさらに発展させ、積層ガラスの製造のための、所望の値の縁応力を有するわん曲したガラスシートの製造が、意図的かつ再生産可能な方法で可能となるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
本発明によれば、上記の目的は、フレーム形状の型の温度がわん曲段階と移送段階の間に制御されることによって達成される。本発明の装置は、所定の温度に加熱することができる電気加熱抵抗器が設けられたフレーム形状の型を具備している。
【０００９】
本発明は、ガラス板のわん曲及びその後の冷却の間のフレーム形状の型の質量と温度がガラス板の冷却速度としたがって縁の部分の圧縮及び引張り縁応力の強さとを決定するのに重要であるという知識から出発している。
【００１０】
この根本概念の装置によるわん曲作用においては、わん曲温度にすでに加熱されたガラスシートはわん曲用プレスに入るまではフレーム型には接触するに至らず、これに対しフレーム型はしかしその一部が前もって先行するガラスシートをその冷却部署に移送しここでガラスシートと共に冷却されるので、異なった条件がこの場合、ガラスシートの自重の作用のもとにわん曲用フレーム上での連続した曲げ作用を受けることにより得られる。本発明によるフレーム形状の型の所定の温度への加熱により、しかし、自重の作用のもとに上記したような連続した曲げ作用でガラスシートの縁の部分に基本的に同様な冷却条件を生じさせることができる。
【００１１】
装置の構造と用いられる特定の手段とに依存して本発明の加熱作用なしで約１００℃から２００℃となるようなわん曲用フレームの温度が、押圧作用の間とわん曲されたガラス板の冷却部署への移送の間に２５０℃から４００℃の間の値となるように電気加熱により上昇された場合に、積層ガラス板の場合縁部分の応力状態に関して良好な結果が得られることがわかった。この温度範囲での個々の場合に要求される温度は２，３の試験によって決定することができる。
【００１２】
本発明の装置はしかし、積層ガラス板の場合に縁部分に規定された一軸応力を発生させるだけでなく、また単一シートの安全ガラスの製造にとってもまた重要な利点である、ガラスシートのすなわちその全面積にわたって２軸圧力状態を有するガラスシートの形状安定性の向上をも可能にするのに有利である。熱膨張のための温度がわん曲用型の形状の精密性に影響を与えることが知られている。作動温度によって生じるこの形状の変化はわん曲用型の製造において補償されなければならない。しかし本発明の根本概念の装置におけるように、フレーム型の作動温度が知られていない又は広い変動を受けるような場合には、温度による形状の変化の正確な補償は不可能となる。しかし本発明によれば、フレーム型は予め選択された一定の作動温度を有しそれによりこの場合は温度による形状の変化の正確な補償が可能となる。
【００１３】
本発明の好ましい他の実施態様においては、フレーム型はさらに温度センサが設けられ、この温度センサが抵抗加熱のための加熱電流を調整する電力調整器を制御する。このようにして、フレーム型の温度は比較的狭い温度範囲で所望の温度に調整することができ、その結果、所望の応力値の特に高度の不変性とフレーム型の形状の特に高度の正確性とが達成されるものとなる。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴と利点とは特許請求の範囲の従属請求項と図面を参照する本発明の実施態様の以下の記載とから明らかとなるであろう。
【００１５】
【実施例】
ガラスシートを曲げ続いて冷却する装置は被駆動コンベアローラ２で形成された運搬通路を備えたローラ貫通炉１を具備している。ローラ貫通炉１の中で、平らなガラスシート３がそのわん曲温度に加熱される。このローラ炉１は移送及びわん曲用プレス６に接合される。移送及びわん曲室５の中にわん曲用プレス６が位置している。わん曲用プレス６は上側の中実対面わん曲用型７を具備し、この型７は図示の場合は圧力シリンダ８のような適当な作動装置により上下に運動することができる。このプレスはまた走行可能なトロリー（移動車）上に配設された下側のフレーム形状の型１０を具備している。トロリー１１はレール１２上をわん曲室に近接して配設された冷却部署１４の中に向かって走行可能である。
【００１６】
わん曲温度に加熱されたガラスシート３を運搬ローラ２からわん曲用プレス６まで移送する移送装置はレール１７上を走行可能な吸引プレート１６を具備している。吸引プレート１６はガラスシート３を吸引で上昇させるため、送風機１８と通気ノズル１９とにより真空にさらされる。わん曲部署６において、ガラスシート３は吸引プレート１６により解放され、吸引プレート１６に圧縮空気管路２０を通る上記大気圧を一時的に作用させることによりフレーム型１０の上に置かれる。
【００１７】
ガラスシート３がわん曲用プレス６により曲げられた時、ガラスシートはフレーム形状の型１０の上に載って冷却部署１４に移送される。冷却部署１４には、配管２５を通って空気が供給される２つの吹出しボックス２３，２４が配設される。この吹出しボックスは環状スリット形状のノズル２６を有し、これらノズル２６はガラスシートの形状にほぼ一致しまたこれらノズルによりわん曲ガラスシートが中央部分よりも縁部分がより高速の冷却速度で冷却される。
【００１８】
フレーム形状型１０の構造は図２にさらに詳細に示されている。フレーム型１０は実質的にＴ字形の断面を有する金属芯体３０を備えている。この金属芯体３０は好ましくは熱抵抗性スチール合金又は鋳鉄合金からなっている。上型表面３１はわん曲用プレスの作動温度で高度の精密性をもってわん曲ガラス板の所望形状に一致するが、しかしプレス作用の後の変形の弾性要素のためガラス板の逆方向の変形が明らかに考えられる。型の表面３１上には例えば金属繊維フエルトのような弾性面３２が設けられる。
【００１９】
金属芯体３０の垂直部分３４の一側又は両側に、例えば被覆された加熱導体３５の形式の電気加熱抵抗器が配設され、フレーム型の全周を巡って延びそしてケーブル締結具３６により固定されている。適当な被覆された加熱導体３５は、芯体としての抵抗ワイヤと、抵抗加熱ワイヤを被覆する例えばセラミックビーズの絶縁層と、適当な金属の外側の管とからなっている。この被覆された加熱導体３５は、垂下ケーブルとして構成され加熱領域の外に置かれた電力調整器３８に接続する熱抵抗ケーブル３７に接続されている。単一の線３９がまた電力調整器に接続している。この単一線３９はフレーム形状型１０の金属芯体３０の穴の中に収容された熱電対４０に連結される。温度の実際の値は単一線３９を介して電力調整器３８を制御するが、所望の温度設定点は線４１を介して入力され、そのためこれによりフレーム形状型１０の温度が所望の値に調整されるようになる。
【００２０】
フレーム形状型の金属芯体３０の中央ウエブ３４は全側面が適当な絶縁材料の熱絶縁ジャケット４３によって取巻かれている。この絶縁ジャケット４３は冷却部署におけるフレーム形状型の過剰の冷却を防止しまたそのため狭い温度範囲のフレーム型の温度不変性に寄与するものとなる。
【００２１】
他の実施態様によれば、金属芯体３０の型表面３１には加熱セラミック層からなる保護コーティングが設けられる。このコーティングは、（型表面３１から始まって）金属芯体３０の膨張係数とセラミック層の膨張係数との間の差を補償することのできる固定層と、絶縁層（セラミック層）と、ガラス板と接触する他の絶縁層部分と、表面層とからなる、積層体とすることができる。
【００２２】
次のような積層体を用いることができる。：
Ｎｉ −Ａｌ （１３０ミクロン）、Ａｌ_２Ｏ_３ （３３０ミクロン）、Ｍｏ Ｓｉ_２（９０ミクロン−１３０ミクロン その厚さは局部的に異なった加熱が得られるよう局部的に異なっている）、Ｚｒ Ｏ_２ −Ｙ_２ Ｏ_３ （７０ミクロン）、及び最後のアルミニウムの層（４０ミクロン）。
【００２３】
これらの層は例えば火炎トーチ又はプラズマトーチにより沈着される。
【００２４】
前記層の積層は４２ボルトより小さい張力を加えることにより約６５０℃の温度を達成することができる。
【００２５】
この加熱保護膜はフレーム形状の型に応力の発生が避けられるため、金属芯体３０が電気加熱用抵抗器３５によって加熱されるのを妨げない。
【００２６】
ガラスシートはこの保護膜に直接接触することができ又は弾性表皮３２をその間に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】わん曲ガラスシートの製造装置の全体図である。
【図２】下側フレーム形状型の構造の部分断面図である。
【符号の説明】
１…炉
３…ガラスシート
６…わん曲用プレス
７…上側わん曲用型
１０…下側フレーム形状型
１４…冷却部署
３０…金属芯体
３１…上型表面
３５…加熱導体
４０…熱電対（温度センサ）

Claims (10)

1. 次々とわん曲温度に再加熱されたガラスシートが上側の対向わん曲用型と下側の可動フレーム形状型との間で押圧されついでこれらガラスシートが可動下側フレーム型に載ったまま冷却部署に移送される、わん曲ガラス板の製造方法において、下側フレーム形状型の温度がわん曲段階と移送段階との間所定の温度に保たれることを特徴とするわん曲ガラス板の製造方法。
2. 前記所定の温度が２５０℃と４５０℃との間に選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 上側の中実対面わん曲用型と下側の水平に走行可能なフレーム形状型とを含むわん曲用プレスと、わん曲ガラス板が走行可能フレーム形状型に載っているとき冷却される冷却部署とを具備する、わん曲ガラス板の製造装置において、下側のフレーム形状型は、わん曲ガラス板をわん曲プレスから冷却部署へ移送し、フレーム形状型（１０）には、前記わん曲プレスでのガラスプレートの押圧中及びわん曲ガラスのわん曲プレスから冷却部署への移送中において、フレーム形状型を特定温度に加熱することのできる電気加熱抵抗器（３５）が設けられていることを特徴とするわん曲ガラス板の製造装置。
4. フレーム形状型（１０）がＴ字形断面の金属芯体（３０）を有し、フレーム形状型（１０）の中央部分（３４）の各側に電気加熱抵抗器（３５）が配設されていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. フレーム形状型（１０）の中央部分（３４）が熱絶縁性ジャケット（４３）により取巻かれていることを特徴とする請求項３又は４に記載の装置。
6. 温度センサ（４０）がフレーム形状型（１０）の金属芯体（３０）に配設されていることを特徴とする請求項３から５のうちの１項に記載の装置。
7. フレーム形状型（１０）の温度が温度センサ（４０）から制御される調整器により特定温度に調整されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 型の表面（３１）に加熱セラミック層からなる保護膜が設けられていることを特徴とする請求項３から７のうちの１項に記載の装置。
9. 前記加熱セラミック層がＭｏ Ｓｉ Ｏ_２ からなり、厚さが９０ミクロンと１３０ミクロンとの間であることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 加熱セラミック層の厚さが局部的に異なっていることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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