JP3688331B2 - Method for producing tempered glass - Google Patents
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- C03B27/044—Tempering or quenching glass products using gas for flat or bent glass sheets being in a horizontal position
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、物理強化とよばれる方法による強化ガラスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラスが所望の強化度に達するまで一定の冷却能で強化を行うことが知られている。
また、物理強化による強化ガラスの製造方法としては、成形後に型内で風冷強化を行う工法（例えば、特公昭６２−４０９２８号公報や特公昭６３−４９２号公報など）や、成形後に別に設ける風冷強化部へ搬送し風冷強化を行う工法（例えば、特公昭５９−１９８９０号公報や特開昭６２−２７０４２９号公報など）などのバッチ式の工法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べた工法では、一定の高い冷却能で強化しているので、表面層が粘性流動を起こさなくなった温度域でのガラス表面層と中心部（内部）の温度差が大きくなり、それによる大きな熱応力が発生して冷却割れが発生し易いという問題点を有していた。
【０００４】
また、これらの工法では、一定の場所（風冷強化部）にガラスを滞在させて強化を行うため、所望の強化度が達成されるまで次のガラスを強化することが出来ないので、一枚当りの成形完了時間（強化を含む）が強化にかかる時間により決定され、それ以上の成形サイクル短縮が図れないという問題点を有していた。
更に、成形サイクルを短縮するために、一定の高い冷却能で強化しているので、冷却割れが発生し易いという問題点を有していた。
【０００５】
本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強化中の冷却割れを減少することが出来、また成形サイクルを短縮することが出来る強化ガラスの製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく請求項１の強化ガラスの製造方法は、軟化点近くまで加熱されたガラスを第１強化工程において強化し、強化中のガラス温度が徐冷点を下回る前に、ガラスを第１強化工程から第２強化工程へ搬入し、搬入したガラスを第２強化工程において再強化する強化ガラスの製造方法において、前記第１強化工程でガラスを強化するために、ガラスに向けて風冷用ジェットを吐出可能な上型及び下型と、ガラス周辺部の成形および風冷中のガラスを支持するためのリングモールドとから成る成形部を備え、前記第２強化工程でガラスを再強化するために、ガラスに空気ジェットを吹き付ける風冷ノズルボックスを備え、第１強化工程の強化と第２強化工程の再強化とが互いに影響しないように成形部と風冷ノズルボックスとを隔てるシャッタを備えた強化ガラスの製造装置を用いて、前記成形部において前記軟化点近くまで加熱されたガラスを冷却し、冷却したガラスに応力が発生する前に、ガラスを前記風冷ノズルボックスに搬入し、応力が発生する前のガラスを風冷ノズルボックスにおいて冷却能を小さくして再度冷却することで、前記軟化点近くまで加熱されたガラスを、ガラスに応力が発生する前の状態において、２段階に分けて冷却することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
請求項１の強化ガラスの製造方法によれば、強化中に表面層が粘性流動を起こさなくなった温度域に達した時に、冷却能を減少させることにより、表面層と中心部に発生する熱応力を減少させ、割れを減少させる。
【０００８】
また、請求項１の強化ガラスの製造方法によれば、所望の強化度が達成される前に強化を止めて第１強化工程から再度強化を行って所望の強化度を得る第２強化工程にガラスが搬出されるので、第１強化工程にガラスが滞在する時間が短縮される。
【０００９】
【実施例】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は請求項１の強化ガラスの製造方法におけるガラス板の冷却状態と応力の発生状態を示すグラフ、図２は請求項１の強化ガラスの製造方法の一実施例に係る工程説明図、図３は同じくガラス板の冷却状態と応力の発生状態を示すグラフである。
【００１０】
ガラス板の物理強化は、軟化点近くまで加熱されたガラス板を急冷することにより、表面に圧縮応力層を形成することで可能になる。理想的な強化におけるガラス板の冷却状態と応力の発生状態を、図４に示す。先ず、図４（ａ）に示すように、軟化点付近の温度ＴOまで加熱されたガラス板を風冷すると、ガラス表面の方が内部より温度降下が速く、表面に引張応力が発生し、中心部に圧縮応力が発生する。
【００１１】
しかし、軟化点付近の温度ＴOのガラス板では、この応力は、図４（ｃ）に示すように、短時間で緩和され、図４（ｂ）に示すように、表面温度ＴS1と中心部温度ＴM1の温度差△Ｔ1（＝ＴM1−ＴS1） が存在するにも拘らず応力が発生していない状態になる。
【００１２】
さらに冷却が進むと、ガラス板は応力が発生しない状態で徐冷点まで温度降下し、最後に室温になって温度差△Ｔ1＝０になった時、高温時△Ｔ1maxに起因する熱応力を緩和した分だけ符号が変わってガラス板の表面に圧縮応力、図４（ｃ）に示すように、中心部に引張応力が発生する。
【００１３】
請求項１の強化ガラスの製造方法におけるガラス板の冷却状態と応力の発生状態を、図１に示す。
【００１４】
従来の一定の高い冷却能で冷却した場合には、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ガラス表面の過冷却により表面温度ＴS1と中心部温度ＴM1で高い温度差△Ｔ1max（＝ＴM1−ＴS1）が生じ、ガラス表面に引張応力、ガラス中心部に圧縮応力が発生しガラス板に割れが発生しやすくなる。
【００１５】
一方、請求項１の強化ガラスの製造方法では、図１（ａ）に示すように、軟化点付近の温度ＴOまで加熱されたガラス板を、従来と同様に高い冷却能で強化を行う。そして、表面層が粘性流動を起こさなくなった温度域に達した時に、冷却能を小さくすることによって、図１（ｂ）に示すように、表面温度ＴS2と中心部温度ＴM2の温度差△Ｔ2が、適正な温度差△Ｔ2max（＝ＴM2−ＴS2）になるよう冷却能を調節する。
【００１６】
このように従来の工法において冷却能を減少させることにより、表面層と中心部に発生する熱応力を減少させ、割れを減少させている。
【００１７】
請求項１の強化ガラスの製造方法で実施する強化ガラスの製造工程は、例えば図２に示すように、第１強化工程と第２強化工程による２段階冷却によって構成されている。
【００１８】
第１強化工程は、風冷用ジェットが吐出可能な上型１と下型２、ガラス周辺部の成形および風冷中のガラス５を支持するためのリングモールド１０から成る成形部３を備え、第２強化工程は、一群のノズル４からガラス板５の両面に垂直に空気ジェットを吹き付ける風冷ノズルボックス６から成っている。なお、７はガラス板５を加熱する加熱炉、８はガラス板５を矢印方向に搬送する搬送ローラ、９は第１強化工程と第２強化工程が互いに影響しないよう隔てるシャッタである。風冷ノズルボックス６は、ノズル４とガラス５の最適な距離が保たれるように可動式である。
【００１９】
第１強化工程では、加熱炉７で軟化点近くまで加熱されたガラス板５を成形部３でプレス成形した後に、そのまま下型２にガラス板５を載置して冷却し、上型１と下型２が開き、リングモールド１０上でガラス５を上型１と下型２から吐出する空気ジェットで冷却し、所望の強化度が達成される前に強化を止め、ガラス温度が徐冷点を下回る前にガラス板５を次工程である第２強化工程に搬送する。
【００２０】
次いで、第２強化工程では、ノズル４からガラス板５の両面に垂直に空気ジェットを吹き付け、第１強化工程に引続きガラス板５に対し再度強化を行って所望の強化度を得るようにしている。
【００２１】
強化工程を２分割したことにより、所望の強化度を得るために同一場所（この例では成形部３）にガラス板５を滞在させる時間が短くなり、強化ガラス製造ラインのタクト短縮に貢献出来る。
【００２２】
また、強化工程を２分割することにより、強化の進行に合せて冷却能を変化させることが容易になる。これによって、冷却時のガラス表面層と中心部の温度差が急激に増大することを調整し、表面層と中心部に発生する熱応力が不必要に大きくなることを防ぎ割れを減少させる。
【００２３】
請求項１の強化ガラスの製造方法におけるガラス板５の冷却状態と応力の発生状態を図４に示した従来の工法で冷却した場合と比較して、図３に示す。
【００２４】
請求項１の強化ガラスの製造方法では、第１強化工程でガラス板５の冷却を行うものの、ガラス温度が徐冷点に達する前にガラス板５の冷却を中断し（区間Ａ）、更にガラス板５を成形部３から風冷ノズル６まで搬送する（区間Ｂ）。
次いで、第２強化工程でガラス温度が徐冷点まで下降する前に再度冷却を行い（区間Ｃ）、所望の強化度を達成する（区間Ｄ）。
【００２５】
従来の一定の高い冷却能で冷却した場合、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、区間Ａ〜区間Ｃではガラス表面の過冷却により表面温度ＴS1と中心部温度ＴM1で高い温度差△Ｔ1max（＝ＴM1−ＴS1）が生じ、ガラス表面に引張応力、ガラス中心部に圧縮応力が発生しガラス板に割れが発生しやすくなる。
【００２６】
一方、請求項１の強化ガラスの製造方法による２段階冷却では、図３（ａ）に示すように、第１強化工程の区間Ａにおいて、従来と同じ高い冷却能で第１段階の冷却を行う。この時、ガラス板５の温度が徐冷点を下回らないようにする。更に、区間Ｂにおけるガラス板５の搬送中において、ガラス板５の内部の熱量の移動により、ガラス板５の中心部温度ＴM2が下降し、ガラス板５の表面温度ＴS2が上昇する。
【００２７】
次いで、第２強化工程の区間Ｃにおいて、冷却能を小さくして再度冷却を行うことによって、図３（ｂ）に示すように、表面温度ＴS2と中心部温度ＴM2の温度差△Ｔ2が、適正な温度差△Ｔ2max（＝ＴM2−ＴS2）になるよう冷却能を調節する。
【００２８】
ここまでの区間Ａ〜区間Ｃでは、ガラス温度ＴM2，ＴS2は徐冷点を下回っていないので、ガラス板５に応力は発生していない。区間Ｄ以降で、図３（ｃ）に示すように、ガラス温度が徐冷点を下回るので熱応力が発生する。すると、ガラス板５に所望の強化度が得られる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
請求項１の強化ガラスの製造方法においては、強化中の冷却能を変化させることにより、表面層が粘性流動を起こさなくなった温度域で必要以上に大きな熱応力が発生するのが抑えられ、冷却時の割れの発生を防止出来る。
【００３０】
請求項１の強化ガラスの製造方法においては、所望の強化度が達成される前に強化を止めて第１強化工程からガラスを搬出するので、次のガラスの強化を従来より短い時間間隔で出来、サイクルの短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１の強化ガラスの製造方法におけるガラス板の冷却状態と応力の発生状態を示すグラフ
【図２】 請求項１の強化ガラスの製造方法の一実施例に係る工程説明図
【図３】 請求項１の強化ガラスの製造方法におけるガラス板の冷却状態と応力の発生状態を示すグラフ
【図４】理想的なガラス板の冷却状態と応力の発生状態を示すグラフ
【符号の説明】
１…上型、２…下型、３…成形部、５…ガラス板、６…風冷ノズル、７…加熱炉、８…搬送ローラ、９…シャッタ、１０…リングモールド、ＴS1，ＴS2…ガラス板の表面温度、ＴM1，ＴM2…ガラス板の中心部温度。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing tempered glass by a method called physical strengthening.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known that the glass is tempered with a constant cooling ability until the glass reaches a desired degree of tempering.
In addition, as a method for producing tempered glass by physical strengthening, a method of performing air-cooling strengthening in a mold after molding (for example, Japanese Patent Publication No. 62-40928 and Japanese Patent Publication No. 63-492), or a method of providing separately after molding. There are known batch-type construction methods such as a construction method (for example, Japanese Patent Publication No. 59-19890 and Japanese Patent Publication No. Sho 62-270429) that is conveyed to the air-cooling strengthening section and performs the air-cooling strengthening.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the construction method described in the conventional technology, the temperature difference between the glass surface layer and the central part (inside) increases in the temperature range where the surface layer no longer causes viscous flow because it is reinforced with a constant high cooling capacity. As a result, a large thermal stress is generated, and a cooling crack is likely to occur.
[0004]
In these methods, the glass is kept in a certain place (wind-cooled tempered part) and tempered, so the next glass cannot be tempered until the desired degree of tempering is achieved. The hit molding completion time (including strengthening) is determined by the time required for strengthening, and the molding cycle cannot be further shortened.
In addition, in order to shorten the molding cycle, it has been reinforced with a constant high cooling capacity, so that it has a problem that cooling cracks are likely to occur.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to reduce cooling cracks during strengthening and shorten the molding cycle. An object of the present invention is to provide a method for producing a tempered glass.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the method for producing tempered glass according to claim 1 is to strengthen glass heated to near the softening point in the first tempering step, and before the glass temperature during tempering falls below the annealing point, In the method for producing tempered glass, which is carried from the first tempering step to the second tempering step and the tempered glass is tempered again in the second tempering step, in order to strengthen the glass in the first tempering step, Equipped with a molding part consisting of an upper mold and a lower mold capable of discharging a cooling jet, and a ring mold for supporting the glass during molding and air cooling of the glass periphery, and the glass is tempered in the second tempering step. Therefore, an air-cooled nozzle box that blows an air jet on the glass is provided, and the molding part and the air-cooled nozzle box are separated from each other so that the strengthening in the first strengthening process and the re-strengthening in the second strengthening process do not affect each other. That by using the apparatus for manufacturing a tempered glass having a shutter, a glass which has been heated to near the softening point in the molding section is cooled, before the stress is generated in the cooling glass, the glass to the air cooling nozzle box Carrying in and reducing the cooling ability of the glass before the stress is generated in the air-cooled nozzle box to cool again, the glass heated to near the softening point, in a state before the stress is generated in the glass, and wherein the benzalkonium be cooled in two stages.
[0007]
[Action]
According to the method for producing tempered glass according to claim 1, thermal stress generated in the surface layer and the central portion by reducing the cooling capacity when the surface layer reaches a temperature range in which viscous flow does not occur during tempering. To reduce cracks.
[0008]
Moreover, according to the manufacturing method of the tempered glass of Claim 1, before the desired tempering degree is achieved, the tempering is stopped and the second tempering step is performed again from the first tempering step to obtain the desired tempering step. Since the glass is carried out, the time for the glass to stay in the first strengthening step is shortened.
[0009]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, step according to an embodiment of the method for producing a glass of FIG. 1 according graph indicate the status of the cooling conditions and the stress of the glass plate in the method for producing a tempered glass of
[0010]
The physical strengthening of the glass plate can be achieved by forming a compressive stress layer on the surface by rapidly cooling the glass plate heated to near the softening point. FIG. 4 shows the cooling state of the glass plate and the state of stress generation in ideal strengthening. First, as shown in FIG. 4 (a), when a glass plate heated to a temperature T0 near the softening point is air-cooled, the temperature drop on the glass surface is faster than the inside, and tensile stress is generated on the surface. Compressive stress is generated in the part.
[0011]
However, in a glass plate having a temperature T0 near the softening point, this stress is relaxed in a short time as shown in FIG. 4C, and as shown in FIG. 4B, the surface temperature TS1 and the center temperature. Although there is a temperature difference ΔT1 (= TM1−TS1) of TM1, no stress is generated.
[0012]
As the cooling progresses further, the glass plate drops to the annealing point in a state where no stress is generated. Finally, when the temperature reaches room temperature and the temperature difference ΔT1 = 0, the thermal stress caused by ΔT1max at high temperature is applied. The sign is changed by the amount of relaxation, and compressive stress is generated on the surface of the glass plate, and tensile stress is generated in the center as shown in FIG.
[0013]
The cooling state of the glass plate and the state of stress generation in the method for producing tempered glass according to claim 1 are shown in FIG.
[0014]
In the case of cooling with the conventional constant high cooling capacity, as shown in FIGS. 1A to 1C, a high temperature difference ΔT1max (=) between the surface temperature TS1 and the center temperature TM1 due to overcooling of the glass surface. TM1-TS1) occurs, tensile stress is generated on the glass surface, and compressive stress is generated in the center of the glass, and the glass plate is easily cracked.
[0015]
On the other hand, in the manufacturing method of the tempered glass of Claim 1, as shown to Fig.1 (a), the glass plate heated to the temperature TO of softening point vicinity is strengthened with the high cooling ability similarly to the past. When the temperature reaches the temperature range where the surface layer no longer causes viscous flow, the temperature difference ΔT2 between the surface temperature TS2 and the center temperature TM2 is reduced as shown in FIG. Then, the cooling capacity is adjusted so that an appropriate temperature difference ΔT2max (= TM2−TS2) is obtained.
[0016]
Thus, by reducing the cooling capacity in the conventional construction method, the thermal stress generated in the surface layer and the central portion is reduced, and cracks are reduced.
[0017]
The tempered glass manufacturing process carried out by the tempered glass manufacturing method of claim 1 is configured by two-stage cooling by a first tempering process and a second tempering process, for example, as shown in FIG.
[0018]
The first strengthening step includes an upper mold 1 and a
[0019]
In the first strengthening step, the
[0020]
Next, in the second strengthening step, an air jet is blown perpendicularly to both surfaces of the
[0021]
By dividing the tempering process into two parts, the time for the
[0022]
Further, by dividing the strengthening step into two, it becomes easy to change the cooling capacity in accordance with the progress of strengthening. As a result, the temperature difference between the glass surface layer and the central portion during cooling is adjusted to increase rapidly, and the thermal stress generated in the surface layer and the central portion is prevented from becoming unnecessarily large and cracks are reduced.
[0023]
As compared with the case of cooling the occurrence of the cooling conditions and the stress of the
[0024]
The manufacturing how the glass of claim 1, though to cool the
Next, cooling is performed again before the glass temperature falls to the annealing point in the second strengthening step (section C), and a desired degree of strengthening is achieved (section D).
[0025]
When cooled with a conventional constant high cooling capacity, as shown in FIGS. 3A to 3C, in section A to section C, a high temperature difference between the surface temperature TS1 and the center temperature TM1 due to overcooling of the glass surface. ΔT1max (= TM1−TS1) is generated, and tensile stress is generated on the glass surface and compressive stress is generated on the glass center portion, and the glass plate is easily cracked.
[0026]
On the other hand, in the two-stage cooling by manufacturing how the glass of claim 1, as shown in FIG. 3 (a), in the interval A of the first strengthening process, cooling of the same high first stage cooling capacity with the conventional I do. At this time, the temperature of the
[0027]
Next, in section C of the second strengthening step, by reducing the cooling capacity and performing cooling again, as shown in FIG. 3B, the temperature difference ΔT2 between the surface temperature TS2 and the center temperature TM2 is appropriate. The cooling capacity is adjusted so as to obtain a temperature difference ΔT2max (= TM2−TS2).
[0028]
In the section A to section C so far, the glass temperatures TM2 and TS2 are not below the annealing point, so that no stress is generated on the
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
In the method for producing tempered glass according to claim 1, by changing the cooling ability during tempering, it is possible to suppress generation of an unnecessarily large thermal stress in a temperature range in which the surface layer no longer causes viscous flow. The occurrence of cracks at the time can be prevented.
[0030]
In the method for producing tempered glass according to the first aspect, the tempering is stopped before the desired degree of tempering is achieved, and the glass is carried out from the first tempering step. Cycles can be shortened.
[Brief description of the drawings]
[1] process explanatory diagram according to an embodiment of the manufacturing method of the tempered glass of the graph Figure 2 according to claim 1 indicate the status of the cooling conditions and the stress of the glass plate in the method for producing a tempered glass of claim 1 [ FIG. 3 is a graph showing a cooling state of a glass plate and a stress generation state in the method for producing tempered glass according to claim 1. FIG. 4 is a graph showing an ideal cooling state of the glass plate and a stress generation state. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Upper mold | type, 2 ... Lower mold | type, 3 ... Molding part, 5 ... Glass plate, 6 ... Air cooling nozzle, 7 ... Heating furnace, 8 ... Conveyance roller, 9 ... Shutter, 10 ... Ring mold, TS1, TS2 ... Glass Surface temperature of the plate, TM1, TM2 ... center temperature of the glass plate.
Claims (1)
前記第１強化工程でガラスを強化するために、ガラスに向けて風冷用ジェットを吐出可能な上型及び下型と、ガラス周辺部の成形および風冷中のガラスを支持するためのリングモールドとから成る成形部を備え、
前記第２強化工程でガラスを再強化するために、ガラスに空気ジェットを吹き付ける風冷ノズルボックスを備え、
第１強化工程の強化と第２強化工程の再強化とが互いに影響しないように成形部と風冷ノズルボックスとを隔てるシャッタを備えた強化ガラスの製造装置を用いて、
前記成形部において前記軟化点近くまで加熱されたガラスを冷却し、冷却したガラスに応力が発生する前に、ガラスを前記風冷ノズルボックスに搬入し、応力が発生する前のガラスを風冷ノズルボックスにおいて冷却能を小さくして再度冷却することで、
前記軟化点近くまで加熱されたガラスを、ガラスに応力が発生する前の状態において、２段階に分けて冷却することを特徴とする強化ガラスの製造方法。The glass heated to near the softening point is tempered in the first tempering step, and before the glass temperature during tempering falls below the annealing point, the glass is carried from the first tempering step to the second tempering step. In the method for producing tempered glass to be tempered again in the second tempering step,
In order to strengthen the glass in the first strengthening step, an upper mold and a lower mold capable of discharging an air-cooling jet toward the glass, and a ring mold for supporting the glass being molded and air-cooled at the periphery of the glass A molding part consisting of
In order to re-strengthen the glass in the second tempering step, an air-cooled nozzle box for blowing an air jet on the glass is provided.
Using a tempered glass manufacturing apparatus provided with a shutter that separates the molded part and the air-cooled nozzle box so that the strengthening of the first strengthening step and the re-strengthening of the second strengthening step do not affect each other,
The glass heated to near the softening point in the molding part is cooled, and before the stress is generated in the cooled glass, the glass is carried into the air-cooling nozzle box, and the glass before the stress is generated is cooled by the air-cooling nozzle. By reducing the cooling capacity in the box and cooling again,
The glass is heated to near the softening point, in a state before the stress in the glass occurs, the manufacturing method of the tempered glass, wherein the benzalkonium be cooled in two stages.
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