JP5929903B2 - 合わせガラス、およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)ガラス板と中間膜が十分圧着されず、圧着不良になる。
(2)離型剤などの凹凸が薄いガラス板に転写し、曲げ成形後においてもガラス板の歪みとして残り、見栄えが悪くなるなどの問題がある。
本明細書において、上記した合わせガラスを構成する板厚が異なる2枚のガラス板のうち、厚い方のガラス板を厚いガラス板と称し、薄い方のガラス板を薄いガラス板と称する。
本実施形態における合わせガラスを構成する薄いガラス板と厚いガラス板は、具体的には、下記酸化物換算の質量%表示で、以下のような第1の態様及び第2の態様のガラス組成を有することが好ましい。
(第1の態様)
薄いガラス板は、
Al2O3 :0〜3.5質量%、
Na2OとK2Oの合計 :12.0〜14.5質量%、
を含む組成を有し、
厚いガラス板は、
Al2O3 :0〜2.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 :13.0〜15.5質量%
を含む組成を有する、ソーダライムガラス板。
(第2の態様)
薄いガラス板は、
SiO2 :68.0〜75.0質量%、
Al2O3 :0〜3.5質量%、
CaO :7.0〜13.0質量%、
MgO :0〜 7.0質量%、
Na2O :12.0〜15.0質量%、
K2O :0〜 3.0質量%、
Na2 OとK2Oの合計 :12.0〜14.5質量%、
Na2 OとK2 Oの合計が 13.0〜15.5質量%、
含む組成を有し、
厚いガラス板は、
SiO2 :68.0〜75.0質量%、
Al2O3 :0〜2.0質量%、
CaO :7.0〜13.0質量%、
MgO :0〜 7.0質量%、
Na2O :12.0〜15.0質量%、
K2O :0〜 3.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 : 13.0〜15.5質量%
を含む組成を有する、ガラス板。
Na2Oは、溶融性を向上する成分であり、12.6質量%より少ないと、溶融性が低下するおそれがある。より好ましくは12.8質量%以上、特に好ましくは13.0質量%以上である。また、15.0質量%を超えると、耐候性が低下するおそれがある。より好ましくは14.8質量%以下、特に好ましくは13.8質量%以下である。
K2Oは、溶融性を向上する成分であり、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.9質量%以上である。また、2.0質量%を超えると、耐候性が低下するおそれがあり、またガラス板のコストも高くなる。より好ましくは1.8質量%以下、特に好ましくは1.6質量%以下である。
上記した第1の態様に係るソーダライムガラス板とは、SiO2、CaO、Na2O、及びK2Oを主成分として含有するソーダライムガラスであって、SiO2を、65〜75質量%、CaOを7〜14質量%を少なくとも含有し、かつ上記した範囲のAl2O3、Na2O、及びK2Oとを含有するガラス板を指す。
上記した数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
図1および図2は、本発明の一実施形態による合わせガラスの製造方法の説明図である。図1は成形工程の説明図であって、加熱炉の縦断面図である。図2は積層工程の説明図である。図3は、本発明の一実施形態によるガラス積層体の側面図である。図4は、本発明の一実施形態による合わせガラスの側面図である。
合わせガラスの製造方法は、成形工程と、積層工程と、圧着工程とを有し、合わせガラスを構成する複数枚のガラス板のうちの少なくとも2枚のガラス板の板厚が異なる。複数枚のガラス板のそれぞれの板厚やガラス組成、複数枚のガラス板の板厚比は、成形工程などの各工程の前後において、ほとんど変化しない。
本実施形態では、合わせガラス60を構成する複数枚のガラス板12、14のうちの少なくとも2枚のガラス板12、14の板厚が異なる。図3、4に示した例は、2枚のガラス板を有する合わせガラスであり、板厚が異なる2枚のガラス板12、14(即ち、ガラス板2、4)は、異なる粘度を有しており、厚いガラス板12の徐冷点と軟化点との間の任意の温度において、厚いガラス板12は、薄いガラス板14よりも低い粘度を有する。
なお、β−OH値(mm−1)は、ガラス中の水分含有量の指標であり、ガラスのβ−OH値は、ガラス試料について波長2.75〜2.95μmの光に対する吸光度を測定し、その最大値βmaxを該試料の厚さ(mm)で割ることで求めることができる。
また、ガラス板のβ−OH値(mm−1)は、原料中の水分量、原料を溶解する熱源の種類(たとえば、重油、LNG、電気等)、溶解槽中の水蒸気濃度、および溶解槽における溶融ガラスの滞在時間などにより変化し、ガラス原料として酸化物の代わりに水酸化物を用いる方法(例えば、マグネシウム源として酸化マグネシウム(mgo)の代わりに水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)を用いる)を用いるなどによって調整されることが好ましい。
本実施態様においてガラス板中の水分含有量は、β−OH値(mm−1)で0.1〜0.4、好ましくは0.2〜0.3となる。
板厚がt(mm)のガラス板の曲げやすさを表す指標として、図6に示す3点曲げ試験機100を用いて、板厚がt(mm)の試験片110に一定の荷重(50gf)を加えた状態で、試験片110を400℃から630℃まで昇温したときの、試験片110の総撓み量を使用可能である。この総撓み量をD(cm)とすると、Dは下記の式(4)から算出される。試験片110の昇温開始温度を400℃としたのは、400℃以下の温度では、試験片の熱変形が無視できる程小さいからである。試験片とガラス板とは、同じガラス組成を有し、同じA(η0)、B、T0を有する。
表1において、2つの試験片におけるAおよびBの値は、ソーダライムガラスの代表値とし、具体的には、A=1.525、B=4144(℃)とした。また、厚い試験片(t=t1)におけるT1の値は、ソーダライムガラスの代表値とし、具体的には、T1=270.6(℃)とした。このように、AおよびBの値を一定とし、T0のみを調節したのは、AおよびBは、T0に比べて、ガラス組成に対する依存性が小さいからである。
表1において、xの値は、室温における、厚い試験片の板厚(t1)と、薄い試験片の板厚(t2)との比(t2/t1)を示す。yの値は、厚い試験片の徐冷点における、厚い試験片の粘度の対数値(log10η1)と、薄い試験片の粘度の対数値(log10η2)との比(log10η2/log10η1)を示す。zの値は、厚い試験片の軟化点における、厚い試験片の粘度の対数値(log10η3)と、薄い試験片の粘度の対数値(log10η4)との比(log10η4/log10η3)を示す。
式(6)および式(7)において、b1=1.22、c1=1.15である。y≧b1−0.206×x、または/および、z≧c1−0.131×xの場合、成形工程における、厚いガラス板の曲げ量が、薄いガラス板の曲げ量よりも過大となる。そのため、厚いガラス板の凹曲面と、薄いガラス板の凸曲面とが対向するように、2枚のガラス板を積層すると、2枚のガラス板の間に圧着不良が生じやすい。b1は、好ましくは1.21、より好ましくは1.20である。c1は、好ましくは1.14、より好ましくは1.13である。
また、厚い板と薄い板の板厚差は、0.5mm以上が好ましく、0.65mm以上がさらに好ましい。強度や飛び石性能を確保したまま軽量化が可能になるためである。
また、yの値は、1.017≦yが好ましく、1.02≦yがより好ましく、1.03≦yがさらに好ましい。
実施例1では、平板状の2枚のガラス板(ソーダライムガラス)を用意する。この2枚のガラス板は、異なる板厚を有しており、厚いガラス板の板厚は2.0mmであり、薄いガラス板の板厚は1.1mmである。また、この2枚のガラス板は、異なる組成を有しており、蛍光X線分析を用いて各ガラス板の組成を調べた結果、厚いガラス板は、薄いガラス板よりも高いNa2O含有量を示す。
得られた合わせガラスを目視で観察すると、隣り合うガラス板の間に圧着不良は見られず、クラックも確認されない。
実施例2では、薄いガラス板の板厚を1.6mmとし、薄いガラス板のガラス組成を変更する他は、実施例1と同様にして合わせガラスを作製する。
また、圧着工程の後、得られた合わせガラスを目視で観察すると、隣り合うガラス板の間に圧着不良は見られず、クラックも確認されない。
実施例3では、薄いガラス板および厚いガラス板の組成を表3の通りに変更する他は、実施例1と同様にして合わせガラスを作製する。
成形工程の前に、実施例3の薄いガラス板と厚いガラス板とそれぞれ同組成の試験片を用いて、図6に示すBB法により複数の温度における粘度を調べ、モデル式である式(1)との差が最小となるように、最小二乗法で式(1)中のA、B、T0を求める。その結果、表3に記載の通り、薄いガラス板と同組成の試験片では、A=2.158、B=4791、T0=243.6であり、厚いガラス板と同組成の試験片では、A=1.617、B=4230、T0=261.6である。
また、圧着工程の後、得られた合わせガラスを目視で観察すると、隣り合うガラス板の間に圧着不良は見られず、クラックも確認されない。
実施例4では、薄いガラス板および厚いガラス板の組成を表3の通りに変更する他は、実施例1と同様にして合わせガラスを作製する。
成形工程の前に、実施例4の薄いガラス板と厚いガラス板とそれぞれ同組成の試験片を用いて、図6に示すBB法により複数の温度における粘度を調べ、モデル式である式(1)との差が最小となるように、最小二乗法で式(1)中のA、B、T0を求める。その結果、表3に記載の通り、薄いガラス板と同組成の試験片では、A=1.270、B=4119、T0=274.3であり、厚いガラス板と同組成の試験片では、A=−0.110、B=2976、T0=312.0である。
また、圧着工程の後、得られた合わせガラスを目視で観察すると、隣り合うガラス板の間に圧着不良は見られず、クラックも確認されない。
比較例1では、薄いガラス板のガラス組成を変更し、厚いガラス板のガラス組成と同一とする他は、実施例1と同様にして合わせガラスを作製する。
成形工程の後、リング型上で、2枚のガラス板を十分に冷却した後、リング型から取り外し、洗浄によって離型剤を除去し、各ガラス板の外観を目視で観察する。その結果、離型剤に含まれるセラミックス粉末の凹凸に起因する欠点が観察され、透視歪みが見られる。
また、圧着工程の後、得られた合わせガラスを目視で観察すると、隣り合うガラス板の間に圧着不良が認められ、クラックも確認される。
なお、2011年4月1日に出願された日本特許出願2011−082103号および2011年9月28日に出願された日本特許出願2011−212238号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
4 薄いガラス板
8 機能材層
12 曲げ成形された厚いガラス板
14 曲げ成形された薄いガラス板
18 機能膜
20 リング型
40 中間膜
50 ガラス積層体(未圧着体)
60 合わせガラス
Claims (13)
- 所定の形状に曲げ成形された複数枚のガラス板と、該複数枚のガラス板の間に設けられる中間膜とを有し、前記複数枚のガラス板のうちの少なくとも2枚のガラス板の板厚が異なる厚いガラス板と薄いガラス板とを有する合わせガラスにおいて、
前記板厚が異なる2枚のガラス板は、厚いガラス板の徐冷点と軟化点との間の任意の温度において、厚いガラス板が薄いガラス板よりも低い粘度を有し、
前記板厚が異なる2枚のガラス板は、
室温における、前記厚いガラス板の板厚(t 1 )と、前記薄いガラス板の板厚(t 2 )との比をx(x=t 2 /t 1 )とし、
前記厚いガラス板の徐冷点における、前記厚いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 1 )と、前記薄いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 2 )との比をy(y=log 10 η 2 /log 10 η 1 )とし、
前記厚いガラス板の軟化点における、前記厚いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 3 )と、前記薄いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 4 )との比をz(z=log 10 η 4 /log 10 η 3 )として、
1<y<(1.22−0.206×x)の式、および、1<z<(1.15−0.131×x)の式を満たすことを特徴とする、合わせガラス。 - 前記板厚が異なる2枚のガラス板は、異なるガラス組成を有している請求項1に記載の合わせガラス。
- 前記板厚が異なる2枚のガラス板は、0.3≦x≦0.9の式を満たす、請求項1または2に記載の合わせガラス。
- 前記板厚が異なる2枚のガラス板は、1.017≦yの式を満たす、請求項1〜3のいずれか1項に記載の合わせガラス。
- 前記合わせガラスは、車両用窓ガラスであって、前記合わせガラスを構成するガラス板の枚数が2枚であり、前記合わせガラスの凸曲面が、板厚の厚いガラス板の凸曲面で構成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の合わせガラス。
- 下記酸化物換算の表記で、
前記薄いガラス板が、
Al2O3 :0〜3.5質量%、
Na2OとK2Oの合計 :12.0〜14.5質量%、
を含む組成を有し、
前記厚いガラス板が、
Al2O3 :0〜2.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 :13.0〜15.5質量%、
を含む組成を有する、ソーダライムガラス板である請求項1〜5のいずれか1項に記載の合わせガラス。 - 下記酸化物換算の表記で、
前記薄いガラス板が、
SiO2 :68.0〜75.0質量%、
Al2O3 :0〜3.5質量%、
CaO :7.0〜13.0質量%、
MgO :0〜7.0質量%、
Na2O :12.0〜15.0質量%、
K2O :0〜3.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 :12.0〜14.5質量%、
を含む組成を有し、
前記厚いガラス板が、
SiO2 :68.0〜75.0質量%、
Al2O3 :0〜2.0質量%、
CaO :7.0〜13.0質量%、
MgO :0〜7.0質量%、
Na2O :12.0〜15.0質量%、
K2O :0〜 3.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 :13.0〜15.5質量%
を含む組成を有する、ガラス板である請求項1〜5のいずれか1項に記載の合わせガラス。 - β−OH値(mm −1 )が0.1〜0.4である請求項1〜7のいずれか1項に記載の合わせガラス。
- 複数枚のガラス板を軟化点近傍まで加熱して、所定の形状に曲げ成形する成形工程と、曲げ成形された複数枚の前記ガラス板を、中間膜を介して積層する積層工程と、積層した前記ガラス板と前記中間膜を圧着して合わせガラスを形成する圧着工程とを有し、前記合わせガラスを構成する複数枚のガラス板のうちの少なくとも2枚のガラス板の板厚が異なる、合わせガラスの製造方法において、
前記板厚が異なる2枚のガラス板は、厚いガラス板の徐冷点と軟化点との間の任意の温度において、厚いガラス板が薄いガラス板よりも低い粘度を有し、
前記板厚が異なる2枚のガラス板は、
室温における、前記厚いガラス板の板厚(t 1 )と、前記薄いガラス板の板厚(t 2 )との比をx(x=t 2 /t 1 )とし、
前記厚いガラス板の徐冷点における、前記厚いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 1 )と、前記薄いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 2 )との比をy(y=log 10 η 2 /log 10 η 1 )とし、
前記厚いガラス板の軟化点における、前記厚いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 3 )と、前記薄いガラス板の粘度の対数値(log 10 η 4 )との比をz(z=log 10 η 4 /log 10 η 3 )として、
1<y<(1.22−0.206×x)の式、および、1<z<(1.15−0.131×x)の式を満たすことを特徴とする、合わせガラスの製造方法。 - 前記板厚が異なる2枚のガラス板は、異なるガラス組成を有している請求項9に記載の合わせガラスの製造方法。
- 前記板厚が異なる2枚のガラス板は、0.3≦x≦0.9の式を満たす、請求項9または10に記載の合わせガラスの製造方法。
- 下記酸化物換算の表記で、
前記薄いガラス板が、
SiO2 :68.0〜75.0質量%、
Al2O3 :0〜3.5質量%、
CaO :7.0〜13.0質量%、
MgO :0〜7.0質量%、
Na2O :12.0〜15.0質量%、
K2O :0〜3.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 :12.0〜14.5質量%、
を含む組成を有し、
前記厚いガラス板が、
SiO2 :68.0〜75.0質量%、
Al2O3 :0〜2.0質量%、
CaO :7.0〜13.0質量%、
MgO :0〜7.0質量%、
Na2O :12.0〜15.0質量%、
K2O :0〜 3.0質量%、
Na2OとK2Oの合計 :13.0〜15.5質量%
を含む組成を有する、ガラス板である請求項9〜11のいずれか1項に記載の合わせガラスの製造方法。 - β−OH値(mm −1 )が0.1〜0.4である請求項9〜12のいずれか1項に記載の合わせガラスの製造方法。
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