JP4266249B2 - 強化ガラス製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建築用の防火用ガラスとして使用する強化ガラスの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の防火用ガラスとして強化ガラスが使用されている。強化ガラスは、板ガラス表面の表面圧縮応力（以下、「強度」という。）を高く設定することで、火災時（例えば２０分後８００℃まで上昇）における急激な温度変化が発生しても破損する心配がない。このため、強化ガラスを使用することで火災の広がりを防ぐことができる。
【０００３】
ところで、通常の強化ガラスは、例えば強度がほぼ１０００ｋｇｆ／ｃｍ2前後であるが、強化ガラスのなかには強度を２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上まで上げたものがある。強化ガラスの強度を２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上まで上げることで、より高温での急激な温度変化で発生する高い熱応力に対応することができ、通常の強化ガラスより防火性能を高めることができる。
以下、次図において強度２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の強化ガラスの製造方法を説明する。
【０００４】
図８は従来の強化ガラス製造装置であり、フロート板ガラス１００を加熱炉１０１で所定温度に加熱し、加熱したフロート板ガラス１００を搬送ローラ１０２・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）で加熱炉１０１の出口１０１ａから搬出し、搬出したフロート板ガラス１００にノズル１０４・・・から冷却空気１０５・・・を吹き付けてフロート板ガラス１００を急冷して強度を２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上まで強化した強化ガラス１０７を製造する例を示す。
ここで、強化ガラス１０７の強度を高めるために、フロート板ガラス１００の初期温度（すなわち、加熱炉１０１で加熱する温度）を、通常の強化ガラスを製造するときより高く（一例として、略２０〜３０℃）設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フロート板ガラス１００の加熱温度を略２０〜３０℃高くすると、フロート板ガラス１００が軟くなりすぎてしまい、このフロート板ガラス１００を搬送ロール１０２・・・で搬送するときに、フロート板ガラス１００に反射映像歪や透視歪が発生したり、ロールウエーブ（波状の起伏、うねり）やロールインプレッション（押えてできた跡、へこみ）が発生してしまうことがある。
反射映像歪、透視歪、ロールウエーブやロールインプレッションが発生した強化ガラス１０７は不良品になり、そのことが生産性の向上を阻んでいる。
また、不良品は廃棄処分しているのが現状であり、そのことが強化ガラスのコストアップの要因となっている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、強度の高い強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、板ガラスを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの途中に配置して、搬送ローラで搬送中の板ガラスを所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉の出口側に配置して、搬送ローラで加熱炉から搬出した板ガラスの両面に冷却空気を吹き付ける冷却手段と、この冷却手段のうち加熱炉側の部位に併設し、前記冷却空気より高圧の冷却空気を板ガラスの両面に吹き付ける高圧冷却手段とからなる強化ガラス製造装置であって、前記冷却空気を吹き出す複数のノズル間に、前記高圧の冷却空気を吹き出す複数の高圧ノズルを配置し、前記複数のノズル及び複数の高圧ノズルを、それぞれ板ガラスに対して斜めに傾けて取り付け、かつ互に千鳥に配置とし、前記冷却手段は、前記ノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とし、前記高圧冷却手段は、前記高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 としたことを特徴とする。
【０００８】
加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生したり、ロールウエーブやロールインプレッションが発生したりする心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
また、ノズル及び高圧ノズルを斜めに取り付けることで、板ガラスに吹き付けた冷却空気を各々のノズルの傾き方向に流すことができる。そして、各々のノズルを互に千鳥に配置することで、ノズルの傾き方向に流れた冷却空気が互に干渉することを避けることができる。従って、各々のノズルから吹き出した冷却空気の流れに乱れが生じることがなく、板ガラスを効率よく冷却することができる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とした。
エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 より極端に低くなりすぎると、強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することで、強化ガラスの強化度を戻らないようにした。
また、エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 を極端に越えると、必要以上のエア圧をかけることになり、コストを上げる要因になり好ましくない。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することでコストを抑えるようにした。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とした。
高圧のエア圧が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 未満になると、エア圧が低くなりすぎて、板ガラスの冷却速度を十分に高めることができない虞がある。そこで、高圧のエア圧を２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上に設定して冷却速度を高めるようにした。
また、高圧のエア圧が３ｋｇｆ／ｃｍ 2 を越えると、エア圧が高くなりすぎて、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生する虞がある。そこで、高圧のエア圧を３ｋｇｆ／ｃｍ 2 以下に設定することで、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【０００９】
請求項２は、板ガラスを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの途中に配置して、搬送ローラで搬送中の板ガラスを所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉の出口側に配置して、搬送ローラで加熱炉から搬出した板ガラスの両面に冷却空気を吹き付ける冷却手段と、この冷却手段のうち加熱炉側の部位に併設し、前記冷却空気より高圧の冷却空気を板ガラスの両面に吹き付ける高圧冷却手段とからなり、前記冷却空気を吹き出す複数のノズル間に、前記高圧の冷却空気を吹き出す複数の高圧ノズルを配置し、前記冷却手段は、前記ノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とし、前記高圧冷却手段は、前記高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とし、前記冷却空気および前記高圧の冷却空気を前記板ガラスの両面に同時に吹き付けることを特徴とする。
【００１０】
加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生したり、ロールウエーブやロールインプレッションが発生したりする心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とした。
エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 より極端に低くなりすぎると、強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することで、強化ガラスの強化度を戻らないようにした。
また、エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 を極端に越えると、必要以上のエア圧をかけることになり、コストを上げる要因になり好ましくない。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することでコストを抑えるようにした。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とした。
高圧のエア圧が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 未満になると、エア圧が低くなりすぎて、板ガラスの冷却速度を十分に高めることができない虞がある。そこで、高圧のエア圧を２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上に設定して冷却速度を高めるようにした。
また、高圧のエア圧が３ｋｇｆ／ｃｍ 2 を越えると、エア圧が高くなりすぎて、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生する虞がある。そこで、高圧のエア圧を３ｋｇｆ／ｃｍ 2 以下に設定することで、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る強化ガラス製造装置の側面図である。
強化ガラス製造装置１０は、板ガラスとしてのフロート板ガラス１１を搬送する搬送ローラ部１２と、搬送ローラ部１２の途中に配置して搬送中のフロート板ガラス１１を所定温度に加熱する加熱炉１５と、加熱炉１５の出口１６側に配置して、搬送ローラ部１２で加熱炉１５から搬出したフロート板ガラス１１の両面１１ａ，１１ｂに冷却空気を吹き付ける冷却手段２０と、冷却手段２０の加熱炉１５側に併設し、冷却手段２０より高圧の冷却空気をフロート板ガラス１１の両面１１ａ，１１ｂに吹き付ける高圧冷却手段４０とからなる。
【００１６】
フロート板ガラス１１は、例えば板厚が５〜１５ｍｍの矩形状の板ガラスであって、建築物の防火用ガラスとして使用するものである。なお、板厚は５〜１５ｍｍに限らない。
搬送ローラ部１２は、複数のローラ１３・・・を一定間隔をおいて水平に配置して、各々のローラ１３・・・を駆動手段（図示せず）で回転することで、フロート板ガラス１２を白抜き矢印Ａ方向に搬送するものである。
加熱炉１５は、搬送ローラ部１２で搬送中のフロート板ガラス１１を所定温度（例えば、６３０℃前後）に加熱するものである。
【００１７】
冷却手段２０は、搬送ローラ部１２の上方に配置した上側冷却手段２１と、搬送ローラ部１２の下方に配置した下側冷却手段３１と、上側冷却手段２１及び下側冷却手段３１に低圧供給路３３を通してつないだブロワ３５とからなる。上下の冷却手段２１，３１は長さをＬ１とすると、長さＬ１は、例えば４２００ｍｍである。
下側冷却手段３１は上側冷却手段２１と同一部材なので同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
ブロワ３５は、上側冷却手段２１及び下側冷却手段３１からフロート板ガラス１１にエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後の冷却空気を吹き出すために、所定のエア圧でエアを供給路３３に供給するものである。
エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ2より極端に低くなりすぎると、高圧冷却手段４０で強化した強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後に設定することで、強化ガラスの強化度を戻らないようにした。また、エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ2を極端に越えると、必要以上のエア圧をかけることになり、コストを上げる要因になり好ましくない。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後に設定することでコストを抑えるようにした。
【００１９】
高圧冷却手段４０は、搬送ローラ部１２の上方に配置した上側高圧冷却手段４１と、搬送ローラ部１２の下方に配置した下側高圧冷却手段５１と、上側高圧冷却手段４１及び下側高圧冷却手段５１に高圧供給路５３を通してつないだコンプレッサ５５とからなる。
上下の高圧冷却手段４１，５１は長さをＬ２とすると、長さＬ２は、例えばＬ１／２の２１００ｍｍである。
下側高圧冷却手段５１は上側高圧冷却手段４１と同一部材なので同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
コンプレッサ５５は、上側高圧冷却手段４１及び下側高圧冷却手段５１から高圧のエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気を吹き出すように、高圧供給路５３に所定エア圧の冷却空気を供給するものである。
高圧のエア圧が２ｋｇｆ／ｃｍ2未満になると、エア圧が低くなりすぎて、冷却速度を十分に高めることができない虞がある。そこで、高圧のエア圧を２ｋｇｆ／ｃｍ2以上に設定することで、冷却速度を十分に高めるようにした。
また、高圧のエア圧が３ｋｇｆ／ｃｍ2を越えると、エア圧が高くなりすぎて、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生する虞がある。そこで、高圧のエア圧を３ｋｇｆ／ｃｍ2以下に設定することで、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【００２１】
ここで、エア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後の冷却手段２０とエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2の高圧冷却手段４０とを組み合せた根拠を説明する。
図２は強化ガラスを製造するための冷却能と冷却用エア圧の関係を説明するグラフであり、縦軸は冷却能（ｋｃａｌ／ｍ2・ｈｒ・℃）を示し、横軸は冷却用のエア圧（ｋｇｆ／ｃｍ2）を示す。
ここで、冷却能とは、軟化点付近まで加熱されたガラスが冷却エアにより熱を奪われる度合いを表現するもので、別の表現をすれば、熱伝達係数といい、単位はｋｃａｌ／ｍ 2 ・ｈｒ・℃である。
すなわち、冷却能が大きいとガラスが急速冷却され、ガラス表面に高い圧縮応力を形成することができる。この冷却能は、熱電対を埋め込んだ金属プレート（アルミニウム等）を均一に加熱し、それを急速冷却するときの温度データにより算出して求める。
このグラフは、大風量低圧コンプレッサによる冷却エア圧（ｋｇｆ／ｃｍ2）と強化ガラスの強度（ｋｇｆ／ｃｍ2）の関係を求める実験を行って得たグラフであり、この実験から強度２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の強化ガラスを安定的に得るためには６００ｋｃａｌ／ｍ2・ｈｒ・℃の冷却能が必要であることが判った。さらに、６００ｋｃａｌ／ｍ2・ｈｒ・℃の冷却能を得るためには０．６ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却用エア圧が必要なことも判った。
【００２２】
そこで、通常の冷却手段（すなわち、冷却手段２０）及び高圧の冷却手段（高圧冷却手段４０）の２種類の冷却手段で０．６ｋｇｆ／ｃｍ2の大風量冷却用エア圧に相当する方法を数値シュミレーションで求めた。
その結果、冷却手段２０のエア圧（大風量）を０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後と設定し、高圧冷却手段４０の高圧エア圧（中風量）を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2に設定して、冷却手段２０及び高圧冷却手段４０を合せて使用すれば、０．６ｋｇｆ／ｃｍ2の大風量冷却用エア圧に相当する冷却能が得られることが判った。
従って、表面圧縮応力が少なくとも２０００ｋｇｆ／ｃｍ 2 の強化ガラスを安定して製造できる冷却能を有することで、強化ガラスの生産性を上げることができる。この結果、強化ガラスのコストを抑えることができる。
【００２３】
図３は本発明に係る強化ガラス製造装置の要部拡大図である。
上側冷却手段２１は、図１に示す空気供給路３３を上面２２ａにつないだボックス２２と、ボックス２２の下面２２ｂに取り付けた第１〜第６ノズル部（第４〜第６ノズル部は図１に示す）２４〜２９とからなる。
なお、第１〜第６ノズル部２４〜２９は各々同じ構成なので、以下、第１ノズル部２４のみを説明して第２〜第６ノズル部２５〜２９の説明を省略する。
第１ノズル部２４は、ボックス２２の下面２２ｂに後側ノズル２４ｂに向けて角度θ分斜めに傾けたノズルとしての前側ノズル２４ａと、前側ノズル２４ａに向けて角度θ分斜めに傾けたノズルとしての後側ノズル２４ｂとからなる。
【００２４】
図１に示すブロワ３５→供給路３３から冷却空気をボックス２２に供給すると、冷却空気はボックス２２内を矢印ａ・・・の如く流れ、前後のノズル２４ａ，２４ｂからエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後で矢印ｂ・・・の如く吹き出す。
前側ノズル２４ａ及び後側ノズル２４ｂを斜めに傾けることにより、冷却空気をフロート板ガラス１１（図１に示す）に対して斜めに吹き付けることができる。この結果、フロート板ガラス１１に吹き付けた冷却空気を前後のノズル２４ａ，２４ｂの傾き方向に流すことができる。
なお、冷却空気の吹出し風量は、ノズル２４ａ，２４ｂ・・・〜フロート板ガラス１１間距離と共にフロート板ガラス１１の大きさや、板厚により任意に調整する。
【００２５】
上側高圧冷却手段４１は、高圧供給路５３を上面４２ａにつないだ高圧ボックス４２と、高圧ボックス４２の下面４２ｂ前部に取り付けて第１、第２ノズル部２４，２５間に取り付けた第１高圧冷却部４４と、高圧ボックス４２の下面４２ｂ中央部に取り付けて第２、第３ノズル２５，２６部間に取り付けた第２高圧冷却部４９と、高圧ボックス４２の下面４２ｂ後部に取り付けて第３、第４ノズル２６，２７部間に取り付けた第３高圧冷却部５０とからなる。
第１〜第３高圧冷却部４４，４９，５０は各々同じ構成なので、以下、第１高圧冷却部４４のみを説明して、第２〜第３高圧冷却部４９，５０の説明を省略する。
【００２６】
第１高圧冷却部４４は、高圧ボックス４２の下面４２ｂ前部に取り付けたガイド管４５と、ガイド管４５の下端に取り付けた案内筒４６と、案内筒４６の下側に取り付けた高圧ノズルとしての前側高圧ノズル４７・・・及び後側高圧ノズル４８・・・とからなる。
前側高圧ノズル４７は、第１ノズル２４の後側ノズル２４ｂと略平行に傾けたものである。また、後側高圧ノズル４８は、第２ノズル２５の前側ノズル２５ａと略平行に傾けたものである。
【００２７】
図１に示すコンプレッサ５５→高圧供給路５３から冷却空気を高圧ボックス４２に矢印ｃ・・・の如く供給すると、冷却空気は高圧ボックス４２内を矢印ｄ・・・の如く流れ、前後の高圧ノズル４７，４８からエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2で矢印ｅ・・・の如く吹き出す。
前側高圧ノズル４７及び後側高圧ノズル４８を斜めに傾けることにより、冷却空気をフロート板ガラス１１に対して傾斜させて吹き付けることができる。この結果、フロート板ガラス１１に吹き付けた冷却空気を前後の高圧ノズル４７，４８の傾き方向に流すことができる。
なお、なお、冷却空気の吹出し風量は、高圧ノズル４７，４８・・・〜フロート板ガラス１１間距離と共にフロート板ガラス１１の大きさや、板厚により任意に調整する。
【００２８】
図４は図３の４矢視図である。
第１ノズル部２４は、前側ノズル２４ａ及び後側ノズル２４ｂをピッチＰ１で千鳥に配置したものである。
また、第１高圧冷却部４４は、第１ノズル部２４と第２ノズル部２５との間に配置した案内筒４６に、前側高圧ノズル４７・・・及び後側高圧ノズル４８・・・をピッチＰ２で千鳥に配置したものである。前側高圧ノズル４７・・・は第１ノズル部２４の後側ノズル２４ｂ，２４ｂ間に配置したもので、後側高圧ノズル４８・・・は第２ノズル部２５の前側ノズル２５ａ，２５ａ間に配置したものである。
この結果、前後のノズル２４ａ・・・，２４ｂ・・・や前後の高圧ノズル４７・・・，４８・・・を互い違いに配置することができるので、各々のノズルから吹き出した冷却空気が干渉することがなく、冷却空気の流れに乱れが生じない。
【００２９】
以上に述べた強化ガラス製造装置１０の作用を次に説明する。
図５（ａ）（ｂ）は本発明に係る強化ガラス製造装置の第１作用説明図である。
（ａ）において、冷却手段２０の第１〜第６ノズル部２４〜２９（第４〜第６ノズル部２７〜２９は図１に示す）からエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後の冷却空気６０・・・を吹き出し、同時に高圧冷却手段４０の第１〜第３高圧冷却部４４，４９，５０からエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気６２・・・を吹き出す。
【００３０】
（ｂ）は、第１ノズル部２４の前後のノズル２４ａ・・・，２４ｂ・・・から矢印の如く冷却空気６０・・・を吹き出し、第２ノズル部２５の前後のノズル２５ａ・・・，２５ｂ・・・から矢印の如く冷却空気６０・・・を吹き出し、かつ第１高圧冷却部４４の前後の高圧ノズル４７・・・，４８ｂ・・・から矢印の如く冷却空気６２・・・を吹き出した状態を示す。
各々のノズルから吹き出した冷却空気６０・・・，６２・・・は互に干渉することがないので、冷却空気６０・・・，６２・・・の流れに乱れが生じない。
【００３１】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る強化ガラス製造装置の第２作用説明図である。
（ａ）において、フロート板ガラス１１を加熱炉１５で通常の強化ガラスと同じ温度（例えば、６３０℃前後）まで加熱し、加熱したフロート板ガラス１１を搬送ローラ部１２で白抜き矢印▲１▼の如く加熱炉１５から搬出する。フロート板ガラス１１の先端１１ｃが第１ノズル部２４に到達して、前後のノズル２４ａ・・・，２４ｂ・・・から吹き付けた冷却空気６０・・・でフロート板ガラス１１の先端部１１ｃを冷却する。
（ｂ）において、フロート板ガラス１１の先端部１１ｃが第１高圧冷却部４４に到達して、前後の高圧ノズル４７・・・，４８・・・から吹き付けた冷却空気６２・・・でフロート板ガラス１１の先端１１ｃを急冷する。
【００３２】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る強化ガラス製造装置の第３作用説明図である。
（ａ）において、フロート板ガラス１１の先端１１ｃが第２ノズル部２５→第２高圧冷却部４９→第３ノズル部２６→第３高圧冷却部５０に到達する。このとき、急冷区間Ｈ１をフロート板ガラス１１が移動する時間、すなわち、フロート板ガラスを急冷する時間は、例えば５〜１０秒である。
【００３３】
冷却時間が５秒未満になると、急冷時間が短すぎて、フロート強化ガラス１１を十分に冷却することができない虞がある。そこで、５秒以上に設定することで、フロート強化ガラス１１を十分に冷却するようにした。
また、冷却時間が１０秒を越えると、強化設備が大型になるだけで生産性の向上にむすびつかない。そこで、冷却時間を１０秒以下に設定することで、強化設備の大型化を抑えるようにした。
【００３４】
（ｂ）において、フロート板ガラス１１の先端１１ｃを安定区間Ｈ２（すなわち、第４ノズル部２７→第５ノズル部２８→第６ノズル部２９）で冷却することで強度の高い強化ガラス（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上）に変える。
安定区間Ｈ２の冷却は、急冷区間Ｈ１で強化した強化ガラスの強化度が戻らないように行うものである。
【００３５】
なお、安定区間Ｈ２をフロート板ガラス１１が移動する時間、すなわち、冷却時間は、例えば２０〜３０秒である。
冷却時間が２０秒未満になると、安定時間が短すぎて、強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、２０秒以上に設定することで、強化ガラスの強化度が戻らないようにした。
また、冷却時間が３０秒を越えると、設備が大型になるだけで生産性を高めることにむすびつかない。そこで、冷却時間を３０秒以下に設定することで、強化設備の大型化を抑えるようにした。
【００３６】
【実施例】
以下に、本発明に係る発明の実施例及び比較例を表１を参照の上説明する。なお、表中、分数は分母がサンプルの総数、分子は良品数又は不良品数を示し、良品・不良品の判定基準は強度が規定値（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2）以上のものを良品、規定値未満のものを不良品とし、良品数が総数の９０％以上であれば評価○、９０％未満であれば評価×である。
【００３７】
【表１】
【００３８】
比較例；
板厚８ｍｍのサンプル（フロート板ガラス）を１０枚準備し、これらのサンプルを加熱温度で６６０℃まで加熱した後、エア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気で２５秒間冷却して強化ガラスを製造した。その結果、強度が規定値（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2）以上のものは１０枚中４枚であり、６枚は規定値未満であった。従って、良品数が９０％未満なので評価は×である。
【００３９】
実施例；
板厚８ｍｍのサンプル（フロート板ガラス）を１０枚準備し、これらのサンプルを加熱温度で６３０℃まで加熱した後、エア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気及びエア圧２ｋｇｆ／ｃｍ2の高圧の冷却空気で５秒間急冷し、次にエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気のみで２０秒間冷却して強化ガラスを製造した。その結果、サンプル全数（１０／１０）の強度が規定値（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2）以上の良品であった。従って、良品数が９０％以上なので評価は○である。
【００４０】
なお、強化後の各々のサンプルについて、反射映像歪、透視歪、ロールウェーブ及びロールインプレッションについて判定したが、比較例ではサンプル１０枚中半数以上に反射映像歪、透視歪、ロールウェーブ及びロールインプレッションが発生した。
一方、実施例では、サンプル１０枚中１０枚に反射映像歪、透視歪、ロールウェーブ及びロールインプレッションは発生しなかった。
以上の結果から、実施例の製造方法によれば不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を高めることができ、さらにコストを抑えることができることが分かった。
【００４１】
前記実施の形態では、フロート板ガラス１１を例に説明したが、その他みがき板ガラスや型板ガラスなどの板ガラスを使用しても同様の効果を得ることができる。
また、前記実施の形態では、上下の冷却手段２１，３１の長さＬ１を４２００に設定し、上下の高圧冷却手段４１，５１の長さＬ２を２１００に設定した例を説明したが、各々の長さは任意に変えることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスにロールウエーブやロールインプレッションが発生したり、反射映像歪みや透視歪みが発生する心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
この結果、不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることもできる。
さらに、ノズル及び高圧ノズルを斜めに取り付けることで、板ガラスに吹き付けた冷却空気を各々のノズルの傾き方向に流すことができる。そして、各々のノズルを互に千鳥に配置することで、ノズルの傾き方向に流れた冷却空気が互に干渉することを避けることができる。従って、各々のノズルから吹き出した冷却空気の流れに乱れが生じることはない。
この結果、板ガラスを安定的に効率よく冷却することができ、不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることができる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とすることで、強化ガラスの強化度を戻らないようにするとともに、コストを抑えることができる。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とすることで、冷却速度を高めるとともに、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【００４３】
請求項２は、加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスにロールウエーブやロールインプレッションが発生したり、反射映像歪みや透視歪みが発生する心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
この結果、不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることもできる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とすることで、強化ガラスの強化度を戻らないようにするとともに、コストを抑えることができる。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とすることで、冷却速度を高めるとともに、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る強化ガラス製造装置の側面図
【図２】強化ガラスを製造するための冷却能と冷却用エア圧の関係を説明するグラフ
【図３】本発明に係る強化ガラス製造装置の要部拡大図
【図４】図３の４矢視図
【図５】本発明に係る強化ガラス製造装置の第１作用説明図
【図６】本発明に係る強化ガラス製造装置の第２作用説明図
【図７】本発明に係る強化ガラス製造装置の第３作用説明図
【図８】従来の強化ガラスの製造装置
【符号の説明】
１０・・・強化ガラス製造装置、１１・・・板ガラス（フロート板ガラス）、１２・・・搬送ローラ、１５・・・加熱炉、２０・・・冷却手段、２４ａ・・・ノズル（前側ノズル）、２４ｂ・・・ノズル（後側ノズル）、４０・・・高圧冷却手段、４７・・・高圧ノズル（前側高圧ノズル）、４８・・・高圧ノズル（後側高圧ノズル）、６０，６２・・・冷却空気。
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建築用の防火用ガラスとして使用する強化ガラスの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の防火用ガラスとして強化ガラスが使用されている。強化ガラスは、板ガラス表面の表面圧縮応力（以下、「強度」という。）を高く設定することで、火災時（例えば２０分後８００℃まで上昇）における急激な温度変化が発生しても破損する心配がない。このため、強化ガラスを使用することで火災の広がりを防ぐことができる。
【０００３】
ところで、通常の強化ガラスは、例えば強度がほぼ１０００ｋｇｆ／ｃｍ2前後であるが、強化ガラスのなかには強度を２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上まで上げたものがある。強化ガラスの強度を２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上まで上げることで、より高温での急激な温度変化で発生する高い熱応力に対応することができ、通常の強化ガラスより防火性能を高めることができる。
以下、次図において強度２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の強化ガラスの製造方法を説明する。
【０００４】
図８は従来の強化ガラス製造装置であり、フロート板ガラス１００を加熱炉１０１で所定温度に加熱し、加熱したフロート板ガラス１００を搬送ローラ１０２・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）で加熱炉１０１の出口１０１ａから搬出し、搬出したフロート板ガラス１００にノズル１０４・・・から冷却空気１０５・・・を吹き付けてフロート板ガラス１００を急冷して強度を２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上まで強化した強化ガラス１０７を製造する例を示す。
ここで、強化ガラス１０７の強度を高めるために、フロート板ガラス１００の初期温度（すなわち、加熱炉１０１で加熱する温度）を、通常の強化ガラスを製造するときより高く（一例として、略２０〜３０℃）設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フロート板ガラス１００の加熱温度を略２０〜３０℃高くすると、フロート板ガラス１００が軟くなりすぎてしまい、このフロート板ガラス１００を搬送ロール１０２・・・で搬送するときに、フロート板ガラス１００に反射映像歪や透視歪が発生したり、ロールウエーブ（波状の起伏、うねり）やロールインプレッション（押えてできた跡、へこみ）が発生してしまうことがある。
反射映像歪、透視歪、ロールウエーブやロールインプレッションが発生した強化ガラス１０７は不良品になり、そのことが生産性の向上を阻んでいる。
また、不良品は廃棄処分しているのが現状であり、そのことが強化ガラスのコストアップの要因となっている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、強度の高い強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることができる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、板ガラスを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの途中に配置して、搬送ローラで搬送中の板ガラスを所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉の出口側に配置して、搬送ローラで加熱炉から搬出した板ガラスの両面に冷却空気を吹き付ける冷却手段と、この冷却手段のうち加熱炉側の部位に併設し、前記冷却空気より高圧の冷却空気を板ガラスの両面に吹き付ける高圧冷却手段とからなる強化ガラス製造装置であって、前記冷却空気を吹き出す複数のノズル間に、前記高圧の冷却空気を吹き出す複数の高圧ノズルを配置し、前記複数のノズル及び複数の高圧ノズルを、それぞれ板ガラスに対して斜めに傾けて取り付け、かつ互に千鳥に配置とし、前記冷却手段は、前記ノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とし、前記高圧冷却手段は、前記高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 としたことを特徴とする。
【０００８】
加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生したり、ロールウエーブやロールインプレッションが発生したりする心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
また、ノズル及び高圧ノズルを斜めに取り付けることで、板ガラスに吹き付けた冷却空気を各々のノズルの傾き方向に流すことができる。そして、各々のノズルを互に千鳥に配置することで、ノズルの傾き方向に流れた冷却空気が互に干渉することを避けることができる。従って、各々のノズルから吹き出した冷却空気の流れに乱れが生じることがなく、板ガラスを効率よく冷却することができる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とした。
エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 より極端に低くなりすぎると、強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することで、強化ガラスの強化度を戻らないようにした。
また、エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 を極端に越えると、必要以上のエア圧をかけることになり、コストを上げる要因になり好ましくない。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することでコストを抑えるようにした。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とした。
高圧のエア圧が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 未満になると、エア圧が低くなりすぎて、板ガラスの冷却速度を十分に高めることができない虞がある。そこで、高圧のエア圧を２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上に設定して冷却速度を高めるようにした。
また、高圧のエア圧が３ｋｇｆ／ｃｍ 2 を越えると、エア圧が高くなりすぎて、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生する虞がある。そこで、高圧のエア圧を３ｋｇｆ／ｃｍ 2 以下に設定することで、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【０００９】
請求項２は、板ガラスを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの途中に配置して、搬送ローラで搬送中の板ガラスを所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉の出口側に配置して、搬送ローラで加熱炉から搬出した板ガラスの両面に冷却空気を吹き付ける冷却手段と、この冷却手段のうち加熱炉側の部位に併設し、前記冷却空気より高圧の冷却空気を板ガラスの両面に吹き付ける高圧冷却手段とからなり、前記冷却空気を吹き出す複数のノズル間に、前記高圧の冷却空気を吹き出す複数の高圧ノズルを配置し、前記冷却手段は、前記ノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とし、前記高圧冷却手段は、前記高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とし、前記冷却空気および前記高圧の冷却空気を前記板ガラスの両面に同時に吹き付けることを特徴とする。
【００１０】
加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生したり、ロールウエーブやロールインプレッションが発生したりする心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とした。
エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 より極端に低くなりすぎると、強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することで、強化ガラスの強化度を戻らないようにした。
また、エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 を極端に越えると、必要以上のエア圧をかけることになり、コストを上げる要因になり好ましくない。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後に設定することでコストを抑えるようにした。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とした。
高圧のエア圧が２ｋｇｆ／ｃｍ 2 未満になると、エア圧が低くなりすぎて、板ガラスの冷却速度を十分に高めることができない虞がある。そこで、高圧のエア圧を２ｋｇｆ／ｃｍ 2 以上に設定して冷却速度を高めるようにした。
また、高圧のエア圧が３ｋｇｆ／ｃｍ 2 を越えると、エア圧が高くなりすぎて、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生する虞がある。そこで、高圧のエア圧を３ｋｇｆ／ｃｍ 2 以下に設定することで、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る強化ガラス製造装置の側面図である。
強化ガラス製造装置１０は、板ガラスとしてのフロート板ガラス１１を搬送する搬送ローラ部１２と、搬送ローラ部１２の途中に配置して搬送中のフロート板ガラス１１を所定温度に加熱する加熱炉１５と、加熱炉１５の出口１６側に配置して、搬送ローラ部１２で加熱炉１５から搬出したフロート板ガラス１１の両面１１ａ，１１ｂに冷却空気を吹き付ける冷却手段２０と、冷却手段２０の加熱炉１５側に併設し、冷却手段２０より高圧の冷却空気をフロート板ガラス１１の両面１１ａ，１１ｂに吹き付ける高圧冷却手段４０とからなる。
【００１６】
フロート板ガラス１１は、例えば板厚が５〜１５ｍｍの矩形状の板ガラスであって、建築物の防火用ガラスとして使用するものである。なお、板厚は５〜１５ｍｍに限らない。
搬送ローラ部１２は、複数のローラ１３・・・を一定間隔をおいて水平に配置して、各々のローラ１３・・・を駆動手段（図示せず）で回転することで、フロート板ガラス１２を白抜き矢印Ａ方向に搬送するものである。
加熱炉１５は、搬送ローラ部１２で搬送中のフロート板ガラス１１を所定温度（例えば、６３０℃前後）に加熱するものである。
【００１７】
冷却手段２０は、搬送ローラ部１２の上方に配置した上側冷却手段２１と、搬送ローラ部１２の下方に配置した下側冷却手段３１と、上側冷却手段２１及び下側冷却手段３１に低圧供給路３３を通してつないだブロワ３５とからなる。上下の冷却手段２１，３１は長さをＬ１とすると、長さＬ１は、例えば４２００ｍｍである。
下側冷却手段３１は上側冷却手段２１と同一部材なので同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
ブロワ３５は、上側冷却手段２１及び下側冷却手段３１からフロート板ガラス１１にエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後の冷却空気を吹き出すために、所定のエア圧でエアを供給路３３に供給するものである。
エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ2より極端に低くなりすぎると、高圧冷却手段４０で強化した強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後に設定することで、強化ガラスの強化度を戻らないようにした。また、エア圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ2を極端に越えると、必要以上のエア圧をかけることになり、コストを上げる要因になり好ましくない。そこで、エア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後に設定することでコストを抑えるようにした。
【００１９】
高圧冷却手段４０は、搬送ローラ部１２の上方に配置した上側高圧冷却手段４１と、搬送ローラ部１２の下方に配置した下側高圧冷却手段５１と、上側高圧冷却手段４１及び下側高圧冷却手段５１に高圧供給路５３を通してつないだコンプレッサ５５とからなる。
上下の高圧冷却手段４１，５１は長さをＬ２とすると、長さＬ２は、例えばＬ１／２の２１００ｍｍである。
下側高圧冷却手段５１は上側高圧冷却手段４１と同一部材なので同一符号を付して説明を省略する。
【００２０】
コンプレッサ５５は、上側高圧冷却手段４１及び下側高圧冷却手段５１から高圧のエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気を吹き出すように、高圧供給路５３に所定エア圧の冷却空気を供給するものである。
高圧のエア圧が２ｋｇｆ／ｃｍ2未満になると、エア圧が低くなりすぎて、冷却速度を十分に高めることができない虞がある。そこで、高圧のエア圧を２ｋｇｆ／ｃｍ2以上に設定することで、冷却速度を十分に高めるようにした。
また、高圧のエア圧が３ｋｇｆ／ｃｍ2を越えると、エア圧が高くなりすぎて、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みが発生する虞がある。そこで、高圧のエア圧を３ｋｇｆ／ｃｍ2以下に設定することで、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【００２１】
ここで、エア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後の冷却手段２０とエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2の高圧冷却手段４０とを組み合せた根拠を説明する。
図２は強化ガラスを製造するための冷却能と冷却用エア圧の関係を説明するグラフであり、縦軸は冷却能（ｋｃａｌ／ｍ2・ｈｒ・℃）を示し、横軸は冷却用のエア圧（ｋｇｆ／ｃｍ2）を示す。
ここで、冷却能とは、軟化点付近まで加熱されたガラスが冷却エアにより熱を奪われる度合いを表現するもので、別の表現をすれば、熱伝達係数といい、単位はｋｃａｌ／ｍ 2 ・ｈｒ・℃である。
すなわち、冷却能が大きいとガラスが急速冷却され、ガラス表面に高い圧縮応力を形成することができる。この冷却能は、熱電対を埋め込んだ金属プレート（アルミニウム等）を均一に加熱し、それを急速冷却するときの温度データにより算出して求める。
このグラフは、大風量低圧コンプレッサによる冷却エア圧（ｋｇｆ／ｃｍ2）と強化ガラスの強度（ｋｇｆ／ｃｍ2）の関係を求める実験を行って得たグラフであり、この実験から強度２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上の強化ガラスを安定的に得るためには６００ｋｃａｌ／ｍ2・ｈｒ・℃の冷却能が必要であることが判った。さらに、６００ｋｃａｌ／ｍ2・ｈｒ・℃の冷却能を得るためには０．６ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却用エア圧が必要なことも判った。
【００２２】
そこで、通常の冷却手段（すなわち、冷却手段２０）及び高圧の冷却手段（高圧冷却手段４０）の２種類の冷却手段で０．６ｋｇｆ／ｃｍ2の大風量冷却用エア圧に相当する方法を数値シュミレーションで求めた。
その結果、冷却手段２０のエア圧（大風量）を０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後と設定し、高圧冷却手段４０の高圧エア圧（中風量）を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2に設定して、冷却手段２０及び高圧冷却手段４０を合せて使用すれば、０．６ｋｇｆ／ｃｍ2の大風量冷却用エア圧に相当する冷却能が得られることが判った。
従って、表面圧縮応力が少なくとも２０００ｋｇｆ／ｃｍ 2 の強化ガラスを安定して製造できる冷却能を有することで、強化ガラスの生産性を上げることができる。この結果、強化ガラスのコストを抑えることができる。
【００２３】
図３は本発明に係る強化ガラス製造装置の要部拡大図である。
上側冷却手段２１は、図１に示す空気供給路３３を上面２２ａにつないだボックス２２と、ボックス２２の下面２２ｂに取り付けた第１〜第６ノズル部（第４〜第６ノズル部は図１に示す）２４〜２９とからなる。
なお、第１〜第６ノズル部２４〜２９は各々同じ構成なので、以下、第１ノズル部２４のみを説明して第２〜第６ノズル部２５〜２９の説明を省略する。
第１ノズル部２４は、ボックス２２の下面２２ｂに後側ノズル２４ｂに向けて角度θ分斜めに傾けたノズルとしての前側ノズル２４ａと、前側ノズル２４ａに向けて角度θ分斜めに傾けたノズルとしての後側ノズル２４ｂとからなる。
【００２４】
図１に示すブロワ３５→供給路３３から冷却空気をボックス２２に供給すると、冷却空気はボックス２２内を矢印ａ・・・の如く流れ、前後のノズル２４ａ，２４ｂからエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後で矢印ｂ・・・の如く吹き出す。
前側ノズル２４ａ及び後側ノズル２４ｂを斜めに傾けることにより、冷却空気をフロート板ガラス１１（図１に示す）に対して斜めに吹き付けることができる。この結果、フロート板ガラス１１に吹き付けた冷却空気を前後のノズル２４ａ，２４ｂの傾き方向に流すことができる。
なお、冷却空気の吹出し風量は、ノズル２４ａ，２４ｂ・・・〜フロート板ガラス１１間距離と共にフロート板ガラス１１の大きさや、板厚により任意に調整する。
【００２５】
上側高圧冷却手段４１は、高圧供給路５３を上面４２ａにつないだ高圧ボックス４２と、高圧ボックス４２の下面４２ｂ前部に取り付けて第１、第２ノズル部２４，２５間に取り付けた第１高圧冷却部４４と、高圧ボックス４２の下面４２ｂ中央部に取り付けて第２、第３ノズル２５，２６部間に取り付けた第２高圧冷却部４９と、高圧ボックス４２の下面４２ｂ後部に取り付けて第３、第４ノズル２６，２７部間に取り付けた第３高圧冷却部５０とからなる。
第１〜第３高圧冷却部４４，４９，５０は各々同じ構成なので、以下、第１高圧冷却部４４のみを説明して、第２〜第３高圧冷却部４９，５０の説明を省略する。
【００２６】
第１高圧冷却部４４は、高圧ボックス４２の下面４２ｂ前部に取り付けたガイド管４５と、ガイド管４５の下端に取り付けた案内筒４６と、案内筒４６の下側に取り付けた高圧ノズルとしての前側高圧ノズル４７・・・及び後側高圧ノズル４８・・・とからなる。
前側高圧ノズル４７は、第１ノズル２４の後側ノズル２４ｂと略平行に傾けたものである。また、後側高圧ノズル４８は、第２ノズル２５の前側ノズル２５ａと略平行に傾けたものである。
【００２７】
図１に示すコンプレッサ５５→高圧供給路５３から冷却空気を高圧ボックス４２に矢印ｃ・・・の如く供給すると、冷却空気は高圧ボックス４２内を矢印ｄ・・・の如く流れ、前後の高圧ノズル４７，４８からエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2で矢印ｅ・・・の如く吹き出す。
前側高圧ノズル４７及び後側高圧ノズル４８を斜めに傾けることにより、冷却空気をフロート板ガラス１１に対して傾斜させて吹き付けることができる。この結果、フロート板ガラス１１に吹き付けた冷却空気を前後の高圧ノズル４７，４８の傾き方向に流すことができる。
なお、なお、冷却空気の吹出し風量は、高圧ノズル４７，４８・・・〜フロート板ガラス１１間距離と共にフロート板ガラス１１の大きさや、板厚により任意に調整する。
【００２８】
図４は図３の４矢視図である。
第１ノズル部２４は、前側ノズル２４ａ及び後側ノズル２４ｂをピッチＰ１で千鳥に配置したものである。
また、第１高圧冷却部４４は、第１ノズル部２４と第２ノズル部２５との間に配置した案内筒４６に、前側高圧ノズル４７・・・及び後側高圧ノズル４８・・・をピッチＰ２で千鳥に配置したものである。前側高圧ノズル４７・・・は第１ノズル部２４の後側ノズル２４ｂ，２４ｂ間に配置したもので、後側高圧ノズル４８・・・は第２ノズル部２５の前側ノズル２５ａ，２５ａ間に配置したものである。
この結果、前後のノズル２４ａ・・・，２４ｂ・・・や前後の高圧ノズル４７・・・，４８・・・を互い違いに配置することができるので、各々のノズルから吹き出した冷却空気が干渉することがなく、冷却空気の流れに乱れが生じない。
【００２９】
以上に述べた強化ガラス製造装置１０の作用を次に説明する。
図５（ａ）（ｂ）は本発明に係る強化ガラス製造装置の第１作用説明図である。
（ａ）において、冷却手段２０の第１〜第６ノズル部２４〜２９（第４〜第６ノズル部２７〜２９は図１に示す）からエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2前後の冷却空気６０・・・を吹き出し、同時に高圧冷却手段４０の第１〜第３高圧冷却部４４，４９，５０からエア圧２〜３ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気６２・・・を吹き出す。
【００３０】
（ｂ）は、第１ノズル部２４の前後のノズル２４ａ・・・，２４ｂ・・・から矢印の如く冷却空気６０・・・を吹き出し、第２ノズル部２５の前後のノズル２５ａ・・・，２５ｂ・・・から矢印の如く冷却空気６０・・・を吹き出し、かつ第１高圧冷却部４４の前後の高圧ノズル４７・・・，４８ｂ・・・から矢印の如く冷却空気６２・・・を吹き出した状態を示す。
各々のノズルから吹き出した冷却空気６０・・・，６２・・・は互に干渉することがないので、冷却空気６０・・・，６２・・・の流れに乱れが生じない。
【００３１】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る強化ガラス製造装置の第２作用説明図である。
（ａ）において、フロート板ガラス１１を加熱炉１５で通常の強化ガラスと同じ温度（例えば、６３０℃前後）まで加熱し、加熱したフロート板ガラス１１を搬送ローラ部１２で白抜き矢印▲１▼の如く加熱炉１５から搬出する。フロート板ガラス１１の先端１１ｃが第１ノズル部２４に到達して、前後のノズル２４ａ・・・，２４ｂ・・・から吹き付けた冷却空気６０・・・でフロート板ガラス１１の先端部１１ｃを冷却する。
（ｂ）において、フロート板ガラス１１の先端部１１ｃが第１高圧冷却部４４に到達して、前後の高圧ノズル４７・・・，４８・・・から吹き付けた冷却空気６２・・・でフロート板ガラス１１の先端１１ｃを急冷する。
【００３２】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る強化ガラス製造装置の第３作用説明図である。
（ａ）において、フロート板ガラス１１の先端１１ｃが第２ノズル部２５→第２高圧冷却部４９→第３ノズル部２６→第３高圧冷却部５０に到達する。このとき、急冷区間Ｈ１をフロート板ガラス１１が移動する時間、すなわち、フロート板ガラスを急冷する時間は、例えば５〜１０秒である。
【００３３】
冷却時間が５秒未満になると、急冷時間が短すぎて、フロート強化ガラス１１を十分に冷却することができない虞がある。そこで、５秒以上に設定することで、フロート強化ガラス１１を十分に冷却するようにした。
また、冷却時間が１０秒を越えると、強化設備が大型になるだけで生産性の向上にむすびつかない。そこで、冷却時間を１０秒以下に設定することで、強化設備の大型化を抑えるようにした。
【００３４】
（ｂ）において、フロート板ガラス１１の先端１１ｃを安定区間Ｈ２（すなわち、第４ノズル部２７→第５ノズル部２８→第６ノズル部２９）で冷却することで強度の高い強化ガラス（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2以上）に変える。
安定区間Ｈ２の冷却は、急冷区間Ｈ１で強化した強化ガラスの強化度が戻らないように行うものである。
【００３５】
なお、安定区間Ｈ２をフロート板ガラス１１が移動する時間、すなわち、冷却時間は、例えば２０〜３０秒である。
冷却時間が２０秒未満になると、安定時間が短すぎて、強化ガラスの強化度が戻る虞がある。そこで、２０秒以上に設定することで、強化ガラスの強化度が戻らないようにした。
また、冷却時間が３０秒を越えると、設備が大型になるだけで生産性を高めることにむすびつかない。そこで、冷却時間を３０秒以下に設定することで、強化設備の大型化を抑えるようにした。
【００３６】
【実施例】
以下に、本発明に係る発明の実施例及び比較例を表１を参照の上説明する。なお、表中、分数は分母がサンプルの総数、分子は良品数又は不良品数を示し、良品・不良品の判定基準は強度が規定値（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2）以上のものを良品、規定値未満のものを不良品とし、良品数が総数の９０％以上であれば評価○、９０％未満であれば評価×である。
【００３７】
【表１】
比較例；
板厚８ｍｍのサンプル（フロート板ガラス）を１０枚準備し、これらのサンプルを加熱温度で６６０℃まで加熱した後、エア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気で２５秒間冷却して強化ガラスを製造した。その結果、強度が規定値（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2）以上のものは１０枚中４枚であり、６枚は規定値未満であった。従って、良品数が９０％未満なので評価は×である。
【００３９】
実施例；
板厚８ｍｍのサンプル（フロート板ガラス）を１０枚準備し、これらのサンプルを加熱温度で６３０℃まで加熱した後、エア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気及びエア圧２ｋｇｆ／ｃｍ2の高圧の冷却空気で５秒間急冷し、次にエア圧０．１ｋｇｆ／ｃｍ2の冷却空気のみで２０秒間冷却して強化ガラスを製造した。その結果、サンプル全数（１０／１０）の強度が規定値（２０００ｋｇｆ／ｃｍ2）以上の良品であった。従って、良品数が９０％以上なので評価は○である。
【００４０】
なお、強化後の各々のサンプルについて、反射映像歪、透視歪、ロールウェーブ及びロールインプレッションについて判定したが、比較例ではサンプル１０枚中半数以上に反射映像歪、透視歪、ロールウェーブ及びロールインプレッションが発生した。
一方、実施例では、サンプル１０枚中１０枚に反射映像歪、透視歪、ロールウェーブ及びロールインプレッションは発生しなかった。
以上の結果から、実施例の製造方法によれば不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を高めることができ、さらにコストを抑えることができることが分かった。
【００４１】
前記実施の形態では、フロート板ガラス１１を例に説明したが、その他みがき板ガラスや型板ガラスなどの板ガラスを使用しても同様の効果を得ることができる。
また、前記実施の形態では、上下の冷却手段２１，３１の長さＬ１を４２００に設定し、上下の高圧冷却手段４１，５１の長さＬ２を２１００に設定した例を説明したが、各々の長さは任意に変えることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスにロールウエーブやロールインプレッションが発生したり、反射映像歪みや透視歪みが発生する心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
この結果、不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることもできる。
さらに、ノズル及び高圧ノズルを斜めに取り付けることで、板ガラスに吹き付けた冷却空気を各々のノズルの傾き方向に流すことができる。そして、各々のノズルを互に千鳥に配置することで、ノズルの傾き方向に流れた冷却空気が互に干渉することを避けることができる。従って、各々のノズルから吹き出した冷却空気の流れに乱れが生じることはない。
この結果、板ガラスを安定的に効率よく冷却することができ、不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることができる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とすることで、強化ガラスの強化度を戻らないようにするとともに、コストを抑えることができる。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とすることで、冷却速度を高めるとともに、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【００４３】
請求項２は、加熱炉から搬出した板ガラスに高圧の冷却空気を吹き付けることで、板ガラスの冷却速度を通常の強化ガラスより高くすることができる。このため、従来技術のように板ガラスの初期温度を高くしなくても板ガラスの強度を十分に高めることができる。従って、強化ガラスにロールウエーブやロールインプレッションが発生したり、反射映像歪みや透視歪みが発生する心配はなく、品質のよい強化ガラスを安定的に得ることができる。
この結果、不良品の発生を抑えることができるので、強化ガラスの生産性を上げることができ且つコストを抑えることもできる。
さらに、冷却手段のノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とすることで、強化ガラスの強化度を戻らないようにするとともに、コストを抑えることができる。
加えて、高圧冷却手段の高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とすることで、冷却速度を高めるとともに、強化ガラスに反射映像歪みや透視歪みを発生しないようにした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る強化ガラス製造装置の側面図
【図２】強化ガラスを製造するための冷却能と冷却用エア圧の関係を説明するグラフ
【図３】本発明に係る強化ガラス製造装置の要部拡大図
【図４】図３の４矢視図
【図５】本発明に係る強化ガラス製造装置の第１作用説明図
【図６】本発明に係る強化ガラス製造装置の第２作用説明図
【図７】本発明に係る強化ガラス製造装置の第３作用説明図
【図８】従来の強化ガラスの製造装置
【符号の説明】
１０・・・強化ガラス製造装置、１１・・・板ガラス（フロート板ガラス）、１２・・・搬送ローラ、１５・・・加熱炉、２０・・・冷却手段、２４ａ・・・ノズル（前側ノズル）、２４ｂ・・・ノズル（後側ノズル）、４０・・・高圧冷却手段、４７・・・高圧ノズル（前側高圧ノズル）、４８・・・高圧ノズル（後側高圧ノズル）、６０，６２・・・冷却空気。
Claims (2)
- 板ガラスを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの途中に配置して、搬送ローラで搬送中の板ガラスを所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉の出口側に配置して、搬送ローラで加熱炉から搬出した板ガラスの両面に冷却空気を吹き付ける冷却手段と、この冷却手段のうち加熱炉側の部位に併設し、前記冷却空気より高圧の冷却空気を板ガラスの両面に吹き付ける高圧冷却手段とからなる強化ガラス製造装置であって、
前記冷却空気を吹き出す複数のノズル間に、前記高圧の冷却空気を吹き出す複数の高圧ノズルを配置し、前記複数のノズル及び複数の高圧ノズルを、それぞれ板ガラスに対して斜めに傾けて取り付け、かつ互に千鳥に配置とし、
前記冷却手段は、前記ノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とし、
前記高圧冷却手段は、前記高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 としたことを特徴とする強化ガラス製造装置。 - 板ガラスを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの途中に配置して、搬送ローラで搬送中の板ガラスを所定温度に加熱する加熱炉と、加熱炉の出口側に配置して、搬送ローラで加熱炉から搬出した板ガラスの両面に冷却空気を吹き付ける冷却手段と、この冷却手段のうち加熱炉側の部位に併設し、前記冷却空気より高圧の冷却空気を板ガラスの両面に吹き付ける高圧冷却手段とからなり、
前記冷却空気を吹き出す複数のノズル間に、前記高圧の冷却空気を吹き出す複数の高圧ノズルを配置し、
前記冷却手段は、前記ノズルの出口におけるエア圧を０．１ｋｇｆ／ｃｍ 2 前後とし、
前記高圧冷却手段は、前記高圧ノズルの出口におけるエア圧を２〜３ｋｇｆ／ｃｍ 2 とし、
前記冷却空気および前記高圧の冷却空気を前記板ガラスの両面に同時に吹き付けることを特徴とする強化ガラス製造装置。
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