JP5097144B2 - Method for producing tempered glass - Google Patents
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Description
本発明は、強化ガラスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing tempered glass.
従来、強化ガラスの製造方法としては、ガラスの製造工程において温度の高い軟化状態にあるガラスの表面にジェットエア等で急冷して圧縮応力を付与する風冷強化法や、イオン交換などにより常温で表面に圧縮応力を付与する化学強化法が知られている。また、ガラス表面を研磨等によりガラス表面の微小な傷(グリフィズ欠陥)などを除き強化する方法も知られている。 Conventionally, as a method for producing tempered glass, air-cooled tempering method in which the glass surface is softened at a high temperature in the glass production process, which is rapidly cooled with jet air or the like to apply compressive stress, or at room temperature by ion exchange or the like. A chemical strengthening method for imparting compressive stress to the surface is known. Also known is a method of strengthening the glass surface by removing fine scratches (griffids defects) on the glass surface by polishing or the like.
最近では、超短パルスレーザー光をガラス表面またはガラス内部にスポット状に集光照射し、ガラス内部に異質層を点状、線状、あるいは網目状に形成する、強化ガラスの製造方法も知られている(特許文献1)。 Recently, a method for producing tempered glass is also known, in which ultra-short pulse laser light is focused and irradiated in a spot shape on the glass surface or inside the glass, and a heterogeneous layer is formed in the shape of dots, lines or meshes inside the glass. (Patent Document 1).
しかしながら、前記風冷強化法は、従来設備では強化すべきガラス全体を高温にする必要があり、前記化学強化法は、強化すべきガラスをイオン交換槽に浸漬する必要があって、いずれの強化方法にしても、ガラスを部分的に強化することが難しかった。一方、研磨等による強化は、研磨処理に長時間を要し、加工効率の点で難がある。 However, the air-cooling strengthening method requires that the entire glass to be tempered be heated at a conventional facility, and the chemical strengthening method requires that the glass to be tempered be immersed in an ion exchange tank. Even with the method, it was difficult to partially strengthen the glass. On the other hand, strengthening by polishing or the like requires a long time for the polishing process and is difficult in terms of processing efficiency.
また、風冷強化方法は、ガラスを軟化点以上の高温にするため、ガラスの軟化による変形を生じやすく、また、2mm以下の薄いガラスを強化することが困難であった。 Moreover, since the air-cooling strengthening method raises the glass to a temperature higher than the softening point, it tends to be deformed by the softening of the glass, and it is difficult to strengthen a thin glass of 2 mm or less.
さらに、特許第3956286号明細書に記載されている方法は、薄いガラスであっても、集光照射により、部分的に強化することを可能にする点で優れているが、従来の風冷強化法や化学強化法のようにガラス表面および表面付近の圧縮応力を利用してガラスを強化する方法とは異なり、ガラス材料の破壊時において、クラックの進行する方向が異質相において変わることを利用して破壊強度が向上させるガラス強化方法である。そのため、集光照射によって点状、線状、網目状等の異質層を形成する位置、パターン等の形態によって強度が変わると考えられ、異質層の形態を決定する作業が容易でないと考えられる。 Furthermore, the method described in Japanese Patent No. 3956286 is excellent in that it can be partially strengthened by focused irradiation even with a thin glass, but the conventional air cooling strengthening is possible. Unlike the method of strengthening glass by using the compressive stress near the surface of the glass and the chemical strengthening method, it uses the fact that the crack progress direction changes in the heterogeneous phase when the glass material breaks. Thus, the glass strengthening method improves the breaking strength. For this reason, it is considered that the intensity changes depending on the position of the heterogeneous layer such as a dot shape, a line shape, or a mesh shape by the focused irradiation, the form of the pattern, etc., and the work of determining the form of the heterogeneous layer is not easy.
そこで、本発明は、製造された任意のガラスの必要な部分を容易に強化することができる、強化ガラスの製造方法を提供することを主たる目的とする。 Then, this invention sets it as the main objective to provide the manufacturing method of tempered glass which can reinforce the required part of the arbitrary glass manufactured easily.
上記目的を達成するため、本発明に係る強化ガラスの製造方法は、第1の手段として、ガラスに吸収される波長を有するレーザー光の走査照射により、ガラス表層のガラス強化所望領域を加熱して熱変性層を形成する加熱ステップと、前記熱変性層が形成されたガラスを冷却処理する冷却ステップと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a method for producing tempered glass according to the present invention comprises, as a first means, heating a glass tempered desired region of a glass surface layer by scanning irradiation with laser light having a wavelength absorbed by glass. It has a heating step for forming a heat-denatured layer, and a cooling step for cooling the glass on which the heat-denatured layer is formed.
また、本発明に係る強化ガラスの製造方法は、第2の手段として、レーザー光に対して吸収のある吸収剤を含む吸収剤含有液をガラス表面に塗布し乾燥させることにより吸収剤層を形成するステップと、前記吸収剤層に吸収される波長を有するレーザー光の走査照射により、ガラス強化所望領域のガラス表層を加熱して熱変性層を形成する加熱ステップと、前記熱変性層が形成されたガラスを冷却処理する冷却ステップと、を有することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the tempered glass which concerns on this invention forms an absorber layer by apply | coating the absorbent containing liquid containing the absorber with absorption with respect to a laser beam to a glass surface as a 2nd means, and making it dry. A heating step of heating the glass surface layer of the glass reinforced desired region to form a heat-denatured layer by scanning irradiation with a laser beam having a wavelength absorbed by the absorbent layer, and the heat-denatured layer is formed. And a cooling step for cooling the glass.
レーザー光による走査照射しつつ、冷却処理を施すことが好ましい。 It is preferable to perform a cooling process while performing scanning irradiation with laser light.
本発明に係る強化ガラスの製造方法によれば、ガラスに吸収のあるレーザー光の走査照射によりガラスの表層の所望領域に熱変性層を形成し、冷却処理することにより、煩雑な条件設定等を必要とせず、必要とする部分のみを、効率よく強化できるため、利便性が飛躍的に向上し、広い範囲での応用が可能となる。 According to the method for producing tempered glass according to the present invention, a heat-denaturing layer is formed in a desired region of the surface layer of the glass by scanning irradiation with laser light that is absorbed in the glass, and cooling treatment is performed, so that complicated condition setting and the like can be performed. Since only necessary portions can be efficiently reinforced without being required, convenience is greatly improved, and application in a wide range is possible.
また、ガラス表面に吸収剤を塗布することにより吸収剤層を形成し、吸収剤層にレーザー光を走査照射してガラス表層に熱変性層を形成し、冷却処理することとすれば、レーザー光は、吸収剤に吸収される波長であればガラスに吸収される波長に制限されない。また、吸収剤の塗布という簡便な方法により吸収剤層を形成するので実用上の効果が大きい。 In addition, if an absorbent layer is formed by applying an absorbent to the glass surface, a laser beam is scanned on the absorbent layer to form a heat-denatured layer on the glass surface layer, and cooling treatment is performed. As long as the wavelength is absorbed by the absorbent, it is not limited to the wavelength absorbed by the glass. Further, since the absorbent layer is formed by a simple method of applying the absorbent, the practical effect is great.
本発明に係る強化ガラスの製造方法の実施形態について、以下に、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、全図及び全実施形態についての同様の構成部分には同符号を付しており、重複説明を省略することがある。 Embodiments of a method for producing tempered glass according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same components in all drawings and all the embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
まず、本発明方法の第1実施形態について、図1を参照して説明する。図1に示すように、レーザー発振器1から特定波長のレーザー光1aをガラス板2上に照射する。レーザー光は、集光させたビームによってガラス強化所望領域を効率よく走査照射できる程度の集光面積を有するビームプロファイルを有しておれば良く、円形、楕円形状等に集光させるスポットビーム、ライン状に集光させるラインビームを使用でき、好ましくは、集光させたビームプロファイルの最大幅は1mm以上である。
First, a first embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a
図示例では、ラインビームレーザー光を使用している。ラインビームレーザー光1aを、ガラス板2表面に仮想矢印線で示す経路に沿って移動させ、ガラス板2表面の強化したい全領域すなわちガラス強化所望領域の全面に走査するように照射(走査照射)する。なお、ラインビームレーザー光1aは、照射した箇所が重なるように重ね射ちして、同じ個所に2度以上照射しても良い。
In the illustrated example, line beam laser light is used. The line
ラインビームレーザー光を発生させるレーザー発振器は、たとえば、ロッドレンズ、シリンドリカルレンズ、あるいはパウエルレンズ等を用いた公知のレーザーラインビーム発振装置を用いることができる。 As a laser oscillator that generates line beam laser light, for example, a known laser line beam oscillation device using a rod lens, a cylindrical lens, a Powell lens, or the like can be used.
なお、ラインビームレーザー光1aとガラス板2の少なくとも一方を移動させることにより走査照射すればよく、たとえば、レーザー発振器1を移動させることに代えて、あるいは、レーザー発振器1の移動とともにレーザー発振器1とは反対方向に、ガラス板2をXYテーブル上に設置する等して、ガラス板2をレーザー発振器1に対して相対的に移動させることにより、ラインビームレーザー光1aをガラス板2上に走査照射するようにしてもよい。
Scanning irradiation may be performed by moving at least one of the line
また、ラインビームレーザー光の照射幅Wは、適宜設定することができ、たとえば、照射幅Wは固定であっても良いし、必要に応じて、照射幅Wを変化させるように制御しても良い。照射幅Wの制御は、たとえば、レーザー光が通過するスリットのスリット幅やレンズのデファーオカスを制御することにより行うことができる。 Further, the irradiation width W of the line beam laser beam can be set as appropriate. For example, the irradiation width W may be fixed, or may be controlled so as to change the irradiation width W as necessary. good. The irradiation width W can be controlled, for example, by controlling the slit width of the slit through which the laser light passes and the deferred ocus of the lens.
第1実施形態においては、ラインビームレーザー光1aの波長は、ガラス板2に吸収される波長である。ガラスの主成分であるシリカは、9.5μmの波長に大きな吸収があり、シリカ系のガラスはCO2レーザー(波長10.6μm)をよく吸収するため、この場合は、CO2レーザーを好適なレーザー光として使用することができる。波長が連続的または段階的に可変のレーザー発振器を用い、所要の波長に調整して使用しても良い。レーザー光は、連続発振(Continuous Wave)すなわち連続光のレーザー光、あるいはパルスレーザー光が使用できる。
In the first embodiment, the wavelength of the line
上記のようにしてラインビームレーザー光をガラス板2の表面に走査照射することにより、ガラス板2の表層が例えば1000℃以上に加熱され、ガラス板2の表層に熱変性層3が形成される。
By scanning and irradiating the surface of the
ガラス板2の熱変性層3は、強制冷却による冷却処理が施される。熱変性層3は、所定時間(例えば、数ミリ秒〜数十秒)で常温まで下がるように、強制冷却する。冷却処理する方法としては、たとえば、液体窒素を気化させた窒素ガス等の不活性ガスや空気をブロワ等で吹き付ける方法や、冷却水のミストを吹き付ける方法等を利用することができる。ガラス板2の表面にラインビームレーザー光を照射しつつ、冷却水のミストを吹き付ける等により冷却処理することが好ましい。
The heat-denatured
上記のようにして熱変性層3を冷却処理すると、ガラス板2の表層に圧縮応力層が形成されていると考えられ、ガラス板2が強化されると考えられる。この圧縮応力層は、ガラス板2の表面から深さ100μm以下(例えば、20〜30μm以下程度)の範囲内に形成される。圧縮応力層をガラス板2の両面に形成すれば、たわみの無い強化ガラス板ができる。
When the heat-denatured
また、レーザー照射による高温加熱によってガラス表面の傷が緩和或いは除去されると考えられ、それによっても強化されていると考えられる。 In addition, it is considered that scratches on the glass surface are alleviated or removed by high-temperature heating by laser irradiation, and it is also considered that the glass surface is strengthened.
なお、ガラス板2の周縁部は切断加工時に生じる潜傷が多いため、ガラス板2の周縁部を除く所望部分または所望領域にレーザー光を走査照射することによりガラス板を強化することが好ましい。また、このような潜傷を緩和するためにラインビームレーザー光を照射する事もできる。
In addition, since the peripheral part of the
上記第1実施形態によれば、レーザー光をガラス表面に走査照射して冷却するだけの簡単な加工により、ガラスの所望領域(部分または全面)を強化することができる。そして、常温環境下でレーザーを照射することでガラスを強化できるため、利便性がよく、広い範囲での応用が可能である。また、本発明によれば、ガラスの表層のみをレーザー光で加熱することにより強化するので、厚さが2mm以下の薄いガラス板でも強化可能である。 According to the said 1st Embodiment, the desired area | region (part or whole surface) of glass can be strengthened by simple process which only scans and irradiates a laser beam to the glass surface. Since glass can be tempered by irradiating a laser in a room temperature environment, it is convenient and can be applied in a wide range. Moreover, according to this invention, since it reinforce | strengthens by heating only the surface layer of glass with a laser beam, it can strengthen also with a thin glass plate whose thickness is 2 mm or less.
次に、本発明に係る強化ガラスの製造方法の第2実施形態について、図2を参照して説明する。 Next, 2nd Embodiment of the manufacturing method of the tempered glass which concerns on this invention is described with reference to FIG.
第2実施形態では、ガラス板2の表面に、レーザー光を吸収する吸収剤層4を形成する。したがって、ラインビームレーザー光1aの波長は、吸収剤層4に吸収される波長であり、ガラス板2に吸収される波長に限定されない。
In the second embodiment, an
吸収剤層4は、レーザー光を吸収可能であれば特に限定されないが、たとえば、半導体レーザー(波長:約0.6〜1.8μm)を吸収可能な赤外線吸収剤や近赤外吸収剤、あるいは、カーボンブラックやアモルファス炭素等のあらゆる波長のレーザーに吸収のある吸収剤を、水或いは有機溶媒等の分散媒に分散させ、あるいは部分的に溶解させた吸収剤含有液を用いて形成することができる。赤外線吸収剤や近赤外吸収剤は、無機系または有機系の粉末状製品が種々市販されている。カーボンブラック分散液として、カーボンブラックインク、墨汁等を使用可能である。
The
吸収剤層4は、上記した吸収剤含有液を、印刷、刷毛塗り、ローラー塗り、スピンコート、ディッピング、噴霧等の種々の塗布方法によりガラス表面上に塗布した後、加熱または風乾等により乾燥させることにより形成される。吸収剤層4の厚さは、照射されるレーザー光の強度、吸収剤の材料等によるが、たとえば、カーボンブラックを水または有機溶媒に分散させたカーボンブラック分散液の場合では、吸収剤層4の厚さは0.1〜5μm程度である。
The
ガラス板2の表面に形成した吸収剤層4に、吸収剤層4に吸収される波長のラインビームレーザー光を、ガラス板2に対して相対移動させることで、ガラス板2の強化したい領域に走査照射し、吸収剤層4を加熱する。その結果、吸収剤層4を介してガラス板2の表層が加熱されることで、ガラス板2の表層温度は1000℃以上になり、ガラス板2の表層に熱変性層3が形成される。
By moving a line beam laser beam having a wavelength absorbed by the
半導体レーザーを利用した場合、吸収剤層4に所定出力及び所定波長領域の半導体レーザー光を照射することにより、吸収剤層4に半導体レーザーが吸収されて吸収剤層4の温度を短時間で800〜1000℃程度まで上昇させることができる。CO2レーザーを用いた場合、CO2レーザー(波長10.6μm)は、ガラス板2にも吸収があるため、吸収剤層4に対して所定出力のCO2レーザーを照射すると、吸収剤層4とガラス板2にCO2レーザーが吸収されることで、吸収剤層4及びガラス板2の温度を短時間で800〜1000℃程度まで上昇させることができる。
When using a semiconductor laser, by morphism irradiation a predetermined output and a semiconductor laser beam having a predetermined wavelength region to the
レーザー光として、上記第1実施形態と同様に、連続発振(Continuous Wave)すなわち連続光のレーザー光、またはパルスレーザー光を用いることができる。 As the laser light, as in the first embodiment, continuous wave, that is, continuous laser light or pulsed laser light can be used.
照射するレーザー光の出力(エネルギー強度)は、例えば近赤外半導体レーザー光の場合で1〜3kW/cm2程度が好ましい。ラインビームレーザー光1aがガラス板2表面を移動する速度、すなわちガラス板2に照射されるラインビームレーザー光1aがガラス板2上を移動する相対速度は、レーザー光の強度等によって変わるが、例えば、フルエンス2.8kW/cm2の近赤外半導体レーザー光の場合、2mm/秒程度とされる。
The output (energy intensity) of the laser light to be irradiated is preferably about 1 to 3 kW / cm 2 in the case of near-infrared semiconductor laser light, for example. The speed at which the line
ラインビームレーザー光を走査照射したガラス板2に、上記第1実施形態と同様に、強制冷却による冷却処理を施す。冷却処理は、できるだけ速やかに行うことが好ましい。加熱されたガラス板2の表層を、常温まで下がるように、冷却処理することが望ましい。たとえば、上記第1実施形態と同様、不活性ガスの送風、冷却ミストの噴霧、ジェットエア、等による強制冷却により、熱変性層3を冷却処理する。ラインビームレーザー光による走査照射を行いつつ、冷却処理を行うことが好ましい。
The
上記のようにして熱変性層3を冷却処理すると、上記第1実施形態と同様に、ガラス板2の表層に圧縮応力層が生じる等して、ガラス板2が強化される。
When the heat-denatured
なお、第2実施形態においても、ガラス板2の周縁部は潜傷が非常に多いため、スピンコート等によって形成された吸収剤層4の周縁部を除く所望部分または所望領域に、ラインビームレーザー光を走査照射することが好ましい。また、このような潜傷を緩和するためにラインビームレーザー光を照射する事もできる。
In the second embodiment as well, since the peripheral edge of the
レーザー照射により高温になった基板の温度が低下した後、吸収剤層は、有機溶媒またはアルカリ溶液等を用いて除去される。 After the temperature of the substrate, which has become high due to laser irradiation, decreases, the absorbent layer is removed using an organic solvent, an alkaline solution, or the like.
上記第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、ガラス表面に形成した吸収剤層にレーザー光を所望領域に照射するだけの簡単な加工によりガラスを強化することができ、常温環境下でレーザーを照射することでガラスを強化できるため利便性がよく、広い範囲での応用が可能であり、さらに、ガラス強化を局所的に行えるため、実用的なメリットも大きい等の効果を奏することができる。さらに、第2実施形態によれば、吸収剤層4にレーザー光を吸収させるため、強化すべきガラスは、必ずしも照射されるレーザー光を吸収するガラスである必要はなく、強化されるべきガラスの種類についての自由度が増す。さらにまた、第2実施形態によれば、上記第1実施形態と同様、ガラスの表層のみをレーザー光で加熱、冷却することにより強化するので、厚さが2mm以下の薄いガラス板でも強化可能である。
According to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the glass can be tempered by a simple process of simply irradiating a desired region with laser light on the absorbent layer formed on the glass surface. The glass can be tempered by irradiating the laser in the environment, so it is convenient and can be applied in a wide range. Furthermore, since the glass can be tempered locally, there are great practical advantages. Can play. Further, according to the second embodiment, the glass to be reinforced does not necessarily need to be a glass that absorbs the irradiated laser light in order for the
なお、上記第1、第2実施形態においてガラス板の強化について説明したが、本発明方法は、強化するガラスは板ガラスに限らず、他の形状のガラスを強化することも可能である。 In the first and second embodiments, the strengthening of the glass plate has been described. However, in the method of the present invention, the glass to be strengthened is not limited to the plate glass, and other shapes of glass can be strengthened.
本発明について、実施例を用いてさらに詳述する。 The present invention will be described in further detail using examples.
実施例1
強化すべきガラス板として、厚さ3mm、縦横50mm×50mmの正方形をしたソーダ石灰ガラスを複数枚用意した。
Example 1
As a glass plate to be strengthened, a plurality of soda-lime glasses having a square shape with a thickness of 3 mm and a length and width of 50 mm × 50 mm were prepared.
出力70W、ラインビームレーザー光を発するCO2レーザー発振器を、ガラス板に対して速度50mm/秒で一定方向に移動させ、45mm×50mmの領域にラインビームレーザー光を走査照射した。ラインビームレーザー光のビームプロファイルは、幅10mm×150μmであり、焦点距離62.5mmから+10mmデフォーカスさせた。 Output 70 W, a CO 2 laser oscillator which emits a line beam laser beam is moved in a constant direction at a speed 50 mm / sec relative to the glass plate was scanned with a line beam laser light in the region of 45 mm × 50 mm. The beam profile of the line beam laser beam was 10 mm × 150 μm wide, and defocused from a focal length of 62.5 mm to +10 mm.
照射方法として、ラインビームレーザー光発信器をXY方向へ移動可能に支持し、ラインビームレーザー光を照射しつつ+X方向へ50mm移動させた後、照射を停止して+Y方向へ2.5mm移動させて−X方向へ50mm移動させ、再び、照射を開始して+X方向へ50mm移動する、という動作を繰り返し、45mm×50mmの領域を走査照射した。従って、ラインビームレーザー光を複数回照射した領域が存在する。ラインビームレーザー光の走査照射は、ガラス板の両面に施した。 As an irradiation method, the line beam laser beam transmitter is supported so as to be movable in the XY direction, and after moving the line beam laser beam by 50 mm in the + X direction, the irradiation is stopped and moved in the + Y direction by 2.5 mm. Then, the operation of moving 50 mm in the −X direction, starting irradiation again and moving 50 mm in the + X direction was repeated, and scanning irradiation was performed on a 45 mm × 50 mm region. Accordingly, there is a region irradiated with the line beam laser light a plurality of times. The scanning irradiation of the line beam laser beam was performed on both surfaces of the glass plate.
レーザー光照射と同時に、液体窒素ボンベから取り出した窒素ガスを、内径4mmのパイプから吹き付け圧0.5MPaでレーザー光照射位置の後方に吹き付けて冷却処理した。 Simultaneously with the laser beam irradiation, nitrogen gas taken out from the liquid nitrogen cylinder was sprayed from a pipe having an inner diameter of 4 mm to the rear of the laser beam irradiation position at a spraying pressure of 0.5 MPa to perform a cooling process.
上記のようにして本発明の実施例1を製作し、比較例として、同じ寸法で同じ材料を使用し、レーザー照射が施されていないガラス板を用意した。 As described above, Example 1 of the present invention was manufactured, and as a comparative example, a glass plate using the same material with the same dimensions and not irradiated with laser was prepared.
本発明の実施例1と比較例ついて、セラミックボールの落下試験を行い、強度を比較した。使用したセラミックボールは、質量7g、直径15mmである。 About the Example 1 and comparative example of this invention, the drop test of the ceramic ball was done and the intensity | strength was compared. The ceramic ball used has a mass of 7 g and a diameter of 15 mm.
試験の結果、比較例では80cmの高さからセラミックボールを落下させたところクラックが入ったが、実施例1では110cmの高さからセラミックボールを落下させてもクラックが入らず、約1.5倍強化されていることが判明した。 As a result of the test, cracks occurred when the ceramic balls were dropped from a height of 80 cm in the comparative example. However, cracks did not occur even when the ceramic balls were dropped from a height of 110 cm in Example 1, and about 1.5 It was found that it was doubled.
実施例2
強化すべきガラス板として、厚さ3mm、縦横50mm×50mmの正方形をしたソーダ石灰ガラスを複数枚用意した。
Example 2
As a glass plate to be strengthened, a plurality of soda-lime glasses having a square shape with a thickness of 3 mm and a length and width of 50 mm × 50 mm were prepared.
このガラス板の両面に、カーボンブラック分散液をスピンコートにより、硬化後の厚みが約1μmとなるように均等に塗布し、風乾させて、吸収剤層を形成した。 A carbon black dispersion was evenly applied to both surfaces of this glass plate by spin coating so that the thickness after curing was about 1 μm, and air-dried to form an absorbent layer.
最大出力4W、波長808nmのラインビームレーザー光を発する近赤外半導体レーザー発振器を、ガラス板に対して速度2mm/秒で移動させ、45mm×50mmの領域にラインビームレーザー光(レーザーフルエンス2.8kW/cm2)を走査照射した。ラインビームレーザー光のビームプロファイルは0.06×1000μmであり、焦点距離50mmのレンズで照射した。 A near-infrared semiconductor laser oscillator that emits a line beam laser beam with a maximum output of 4 W and a wavelength of 808 nm is moved at a speed of 2 mm / second with respect to the glass plate, and a line beam laser beam (laser fluence of 2.8 kW) in a 45 mm × 50 mm region. / Cm 2 ). The beam profile of the line beam laser beam was 0.06 × 1000 μm, and irradiation was performed with a lens having a focal length of 50 mm.
照射方法として、ラインビームレーザー光発信器をXY方向へ移動可能に支持し、ラインビームレーザー光を照射しつつ+X方向へ50mm移動させた後、照射を停止して+Y方向へ0.25mm移動させて再び、照射を開始して−X方向へ45mm移動させ、再び、照射を停止して+Y方向へ0.25mm移動させて、という動作を繰り返し、45mm×50mmの領域を走査照射した。従って、ラインビームレーザー光を複数回照射した領域が存在する。レーザー光の走査照射は、ガラス板の両面に施した。 As an irradiation method, a line beam laser beam transmitter is supported so as to be movable in the X and Y directions, and is moved by 50 mm in the + X direction while irradiating the line beam laser beam. Then, the irradiation was started and moved 45 mm in the −X direction, and again the operation of stopping the irradiation and moving 0.25 mm in the + Y direction was repeated, and scanning irradiation was performed on a 45 mm × 50 mm region. Accordingly, there is a region irradiated with the line beam laser light a plurality of times. Laser beam scanning was performed on both sides of the glass plate.
レーザー光照射と同時に、液体窒素ボンベから取り出した窒素ガスを、内径4mmのパイプから吹き付け圧0.5MPaでレーザー光照射位置の後方に吹き付けて冷却処理した。 Simultaneously with the laser beam irradiation, nitrogen gas taken out from the liquid nitrogen cylinder was sprayed from a pipe having an inner diameter of 4 mm to the rear of the laser beam irradiation position at a spraying pressure of 0.5 MPa to perform a cooling process.
上記のようにして本発明の実施例を製作し、比較例として、同じ寸法で同じ材料を使用し、吸収剤層及びレーザー照射が施されていないガラス板を用意した。 As described above, an example of the present invention was manufactured, and as a comparative example, an absorbent layer and a glass plate not subjected to laser irradiation were prepared using the same material with the same dimensions.
本発明の実施例品と比較例品ついて、セラミックボールの落下試験を行い、強度を比較した。使用したセラミックボールは、質量7g、直径15mmである。高さ40cmから5cm毎に、8段回の高さから、セラミックボールを落下させ、ガラスが割れるか否かについて試験した。試験結果を表1に示す。 The drop test of the ceramic ball was performed on the product of the example of the present invention and the product of the comparative example, and the strength was compared. The ceramic ball used has a mass of 7 g and a diameter of 15 mm. The ceramic balls were dropped from the height of 8 steps every 40 cm to 5 cm in height to test whether the glass was broken. The test results are shown in Table 1.
表1の結果から、本実施例においては、比較例に対して50%程度の強度向上が図られたことが分かった。 From the results in Table 1, it was found that in this example, the strength was improved by about 50% with respect to the comparative example.
1 レーザー発振器
1a レーザー光
2 ガラス板
3 熱変性層
4 吸収剤層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記熱変性層が形成されたガラスを冷却処理する冷却ステップと、
を有することを特徴とする強化ガラスの製造方法。 A heating step of forming a heat-denatured layer by heating a glass-reinforced desired region of the glass surface layer by scanning irradiation with laser light having a wavelength absorbed by the glass,
A cooling step of cooling the glass on which the heat-denatured layer is formed;
A method for producing tempered glass, comprising:
前記吸収剤層に吸収される波長を有するレーザー光の走査照射により、ガラス強化所望領域のガラス表層を加熱して熱変性層を形成する加熱ステップと、
前記熱変性層が形成されたガラスを冷却処理する冷却ステップと、
を有することを特徴とする強化ガラスの製造方法。 Forming an absorbent layer by applying an absorbent containing liquid containing an absorbent that absorbs laser light to the glass surface and drying;
A heating step of heating the glass surface layer of the glass-reinforced desired region to form a heat-denatured layer by scanning irradiation with laser light having a wavelength absorbed by the absorbent layer,
A cooling step of cooling the glass on which the heat-denatured layer is formed;
A method for producing tempered glass, comprising:
Priority Applications (1)
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