JP6189407B2 - 縁端部強化物品の作製方法 - Google Patents

Description

優先権

本願は、米国仮特許出願第６１／３５８６１１号（出願日：２０１０年６月２５日）の合衆国法典第３５巻第１１９条項に基づく優先権、及び米国特許出願第１３／１１２４９８号（出願日：２０１１年５月２０日）の合衆国法典第３５編第１２０条に基づく優先権を主張するものである。

本発明は脆性材料から製造される物品縁端部の仕上げ及び強化方法に関するものである。

ガラスシートを切断する方法の例に機械的分離方法がある。機械的分離方法においては、一般に、ガラスシートに機械的な切り込みを入れて切り込み線を形成し、その切り込み線に沿ってガラスシートが切断される。機械的な切り込み及び切断により、ガラスシートの縁端部が粗くなり／角張り、亀裂が生じやすくなり好ましくない。粗い／角張った縁端部から材料を取り除いて、縁端部を滑らかにする／鈍化することによりガラスシートの亀裂に対する脆弱性を抑制することができる。研削により、ガラスシートの粗い／角張った縁端部から機械的に材料を取り除くことができる。研削においては、金属製の研削工具と工具に固定又は非固定のミクロンサイズの砥粒とを用いて材料が除去される。研削による材料の除去過程において裂罅が生じ得る。その結果、研削後、縁端部に裂罅部分が現れることがある。研削に使用する砥粒が大きければ大きいほど、研削後の縁端部に現れる裂罅部分も大きくなる。このような裂罅部分には応力が集中し、裂罅が生じやすくなり、その結果ガラスシート完成品の縁端強度が当初のガラスシートより弱くなる。細かい砥粒を用いた研削工具及び／又は機械的な研磨工具を使用することにより、裂罅部分を小さくすることができる。機械的な研磨工具は金属又はポリマーホイールとすることができる。機械的な研磨にも砥粒が使用されるが、砥粒は研磨工具に固定はされない。レーザーによってガラスシートを切断することにより、粗い縁端部を回避することができる。しかし、一般に、レーザーによって切断されたガラスシートの縁端部も角張ることは避けられない。レーザーによる切り込みによって、衝撃損傷を受け易い角張った縁端部及び隅部が生じる。従って、レーザー切り込みされた縁端部を更に成形仕上げすることが好ましい。一般に、表面を固めた砥粒から成る研磨ホイール及び／又は遊離スラリーを用いたラップ盤を用いて、例えば、斜角又は丸み付けによってレーザー切り込みによる角張った縁端部を除くことができる。一般に、角張った縁端部を除くためには幾つかの研磨段階が必要であり、ガラスシート完成品のコストを著しく増大させている。

1つの実施の形態は、縁端部強化物品を作製する方法であって、第１の縁端強度を有する物品の縁端部を磁性流体研磨法によって研磨する工程を有して成り、研磨する工程の後、物品が第２の縁端強度を有し、第２の縁端強度が第１の縁端強度より高いことを特徴とするものである。

別の実施の形態は、ｐＨ≦５のエッチング剤を含む液体溶媒と、液体溶媒中に浮遊する磁性粒子と、液体溶媒中に浮遊する砥粒とを含む磁性研磨流体である。

別の実施の形態は、ｐＨ≧１０のエッチング剤を含む液体溶媒と、液体溶媒中に浮遊する磁性粒子と、液体溶媒中に浮遊する砥粒とを含む磁性研磨流体である。

本発明の更なる特徴及び効果は以下の詳細な説明に述べてあり、当業者にとって、詳細な説明によりある程度明らかになると共に、以下の詳細な説明、クレーム、及び添付図面に記載の本発明を実施することにより認識できる。

前記概要説明及び以下の詳細な説明は本発明の例示に過ぎず、特許請求した発明の本質及び特徴を理解するための概要又は骨格の提供を意図したものである。

添付図面は、本発明の理解を深めるためのものであり、本明細書の一部を構成するものである。添付図面は本発明の実施の形態を図示したものであり、本明細書の説明と共に参照することにより本発明の原理及び作用の理解に役立つものである。

以下の詳細な説明単独又は添付図面と併せることにより本発明を理解することができる。

以下は添付図面の説明である。明確性及び簡潔性を旨とし、図面の縮尺は必ずしも正確なではなく、特定の要素及び特定の表示は誇張又は概略表示してある。
縁端部強化物品の作製方法を示すフローチャート。 磁性流体研磨によって縁端部強化物品を研磨する方法を示す概略図。 機械仕上げした縁端部の縁端強度と例示した方法によるＭＲＦ仕上げした縁端部の縁端強度とを比較したグラフ。

以下の詳細な説明において、本発明の実施の形態を完全に理解できるよう詳細な情報が記載してある。しかし、そのような詳細な情報がなくても、本発明の実施の形態が実施可能であることは当業者にとって明白である。また、本発明が不明瞭になることを避けるため、周知の機能及び工程の詳細については省略している。更に、共通又は同様の要素には同一の参照符号を付してある。

図１は1つの実施の形態による、縁端部強化物品の作製方法を示すフローチャートである。本方法によって作製される物品は脆性材料から製造されるものである。脆性材料の例には、ガラス、ガラスセラミックス、セラミックス、シリコン、半導体材料、及びこれ等の組合せがある。1つの実施の形態において、前記方法は磁気流体研磨（ＭＲＦ）により物品の縁端部を研磨することを含む、研磨工程５を有している。明確性を旨とし、研磨工程５は1つの物品に適用されるよう示してある。しかし、例えば、物品をまとめて1つの物品として研磨することにより、研磨工程５において、複数の物品を同時に処理することができる。本明細書において、物品の「縁端部」とは物品（形状は任意であり、必ずしも円形とは限らない）の周縁又は外周を意味する。縁端部は、線状縁端部分、湾曲縁端部分、傾斜縁端部分、及び角張った縁端部分の1つ又は任意の組合せを含むことができる。物品の縁端部の研磨には、縁端部の一部又は全体の研磨が含まれる。物品は研磨工程５の開始時において第１の縁端強度を有し、研磨工程５の終了時において第２の縁端強度を有している。1つ以上の実施の形態において、研磨工程５の終了時における第２の縁端強度が研磨工程５の開始時における第１の縁端強度より大幅に高くなっている。例えば、第１の縁端強度の５倍までの第２の縁端強度が観測されている。この観測値は本発明を限定するものではない。第１の縁端強度の５倍を超える第２の縁端強度も可能である。このことは、研磨工程５におけるＭＲＦが、物品を研磨している間に、強度を高める健全な効果をもたらすことを示している。以下の例は、研磨工程の開始時における物品の状態にかかわらず縁端強度の改善が可能であることを示している。

研磨工程５において、新たな損傷を与えることなく、ＭＲＦにより研磨表面の損傷が除去される。これはパッド、ホイール、及びベルトのような機械工具を使用して、砥粒を表面に当て、表面から材料を取り除く機械的な工程とは対照的である。ＭＲＦにおいては、磁性研磨流体（ＭＰＦ）と呼ばれる流体を主体とした柔軟な研磨工具が使用される。ＭＰＦには液体溶媒中に浮遊するミクロンサイズの磁性粒子及びミクロンサイズ〜ナノサイズの砥粒を含めることができる。例えば、磁性粒子の大きさは１μｍ〜１００μｍ又はそれ以上、例えば、１μｍ〜１５０μｍ、例えば、５μｍ〜１５０μｍ、例えば、５μｍ〜１００μｍ、５μｍ〜５０μｍ、例えば、５μｍ〜２５μｍ、例えば１０μｍ〜２５μｍであり、砥粒の大きさは１５ｎｍ〜１０μｍである。磁性粒子の大きさの分布は均一又は不均一であってよく、形状が同じ又は異なり、かつ規則的又は不規則的であってよい。また、磁性粒子は１つの磁性材料又は異なる磁性材料の組合せから成っていてよい。磁性材料の例には鉄、酸化鉄、鉄窒化物、炭化鉄、カルボニル鉄、二酸化クロム、低炭素鋼、ケイ素鋼、ニッケル、コバルト、及びこれ等の材料の組合せがある。また、磁性粒子は、例えば、保護材料で被覆又は被包されていてよい。１つの実施の形態において、保護材料は液体溶媒中において化学的及び物理的に安定した材料であって、磁性材料と化学反応を起こさない材料である。適切な保護材料の例に、ジルコニア、アルミナ、及びシリカがある。同様に、砥粒の大きさの分布は均一又は不均一であってよく、形状が同じ又は異なり、かつ規則的又は不規則的であってよい。また、砥粒は１つの非磁性材料又は異なる非磁性材料の組合せから成っていてよい。研磨材料の例には酸化セリウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、及びこれ等の材料の組合せがある。具体的に列挙されていない、表面研磨に有効なその他周知の研磨材料も使用することができる。ＭＰＦに含まれる液体溶媒は水性又は非水性であってよい。溶媒の例には鉱油、合成油、水、及びエチレングリコールがある。溶媒は、例えば、磁性粒子の腐食を抑制する安定剤や界面活性剤のような安定剤を更に含むことができる。

別の実施の形態において、研磨中にエッチング可能なＭＰＦが提供される。このエッチングＭＰＦは、エッチング剤を含む液体溶媒中に浮遊する磁性粒子及び砥粒を備えている。エッチング剤は物品の材料をエッチングできるものであり、物品の材料に基づいて選択される。液体溶媒はエッチング剤の溶媒を更に含むことができる。前記のように、液体溶媒は水性又は非水性のいずれであってもよい。前記のように、磁性粒子及び砥粒は非エッチングＭＰＦ用である。前記のように、磁性粒子は、例えば、保護材料で被覆又は被包することができる。保護材料が使用される場合、エッチング剤及びその他の材料を含む液体溶媒中において化学的及び物理的に安定した材料が用いられる。また、保護材料は磁性粒子と化学反応を起こさない材料である。適切な保護材料の例にはジルコニア及びシリカがある。

１つの実施の形態において、エッチングＭＰＦに含まれるエッチング剤のｐＨが５以下である。１つの実施の形態において、５以下のｐＨを有するエッチング剤が酸を含んでいる。１つの実施の形態において、エッチング剤が酸である。酸は液体の形態を成しているか又は適切な溶媒に溶解されていてもよい。適切な酸にはフッ化水素酸及び硫酸が含まれるが、これに限定されない。液体溶媒は、例えば、磁性粒子の腐食を抑制する安定剤のような１つ以上の安定剤を更に含むことができる。液体溶媒に使用される安定剤は酸、又はより一般的にエッチング剤の存在下において安定でなければならない。

別の実施の形態において、エッチングＭＰＦに含まれるエッチング剤のｐＨが１０以上である。１つの実施の形態において、１０以上のｐＨを有するエッチング剤がアルカリ塩を含んでいる。１つの実施の形態において、エッチング剤がアルカリ塩である。かかるアルカリ塩の例には、水酸化カリウムや水酸化ナトリウムのようなアルカリ性水酸化物及びアルカリ性水酸化物を含む化合物があるが、これに限定されない。アルカリ塩として、例えば、アルカリ性水酸化物を含む洗剤を液体溶媒に用いることができる。アルカリ塩の他に、液体溶媒は界面活性剤及びその他洗剤に含まれている材料のような別の材料を含むことができる。

支持体表面にＭＰＦがリボン状に載置される。一般に、支持体表面は移動表面であるが、固定表面であってもよい。支持体表面は、球面、円筒面、あるいは平面のような各種の形状を成すことができる。例として、回転ホイール９上のＭＰＦリボン８の端面を図２に示す。本例において、回転ホイール９の円周面がＭＰＦリボン８の移動式円筒支持体表面となる。ノズル１２によってＭＰＦリボン８が表面１０の一端に送達され、ノズル１４によってＭＰＦリボン８が表面１０の他端から回収される。ＭＲＦの間、磁石１１によってＭＰＦリボンに磁界が与えられる。与えられた磁界によって、磁性粒子の分極が誘導され、磁性粒子が流れを制限する鎖又は柱状構造を形成する。これによって、ＭＰＦリボン８の見掛け粘度が増大し、ＭＰＦリボン８が液体状態から固体様状態に変化する。物品１５の縁端部１３が硬化したＭＰＦリボン８に接触し、リボン８に対し往復運動することにより研磨される。縁端部１３とＭＰＦリボン８との相対運動は、研磨される縁端部１３のすべての部分が、研磨処理のある時点において、硬化したＭＰＦリボン８に接触するようになされる。１つの実施の形態において、物品１５の縁端部１３を硬化したＭＰＦリボン８に浸漬させることにより縁端部１３が研磨される。ＭＲＦによって１つの物品を研磨するよう研磨工程（図１の５）が示されているが、１つの研磨工程において多数の物品を同時に研磨することができる。また、研磨工程（図１の５）は複数のＭＲＦステップを含むこともできる。１つの研磨工程が多数のＭＲＦステップから成る場合、ＭＲＦステップの組合せによって、１つのＭＲＦステップより効果的に目標を達成できるよう、ＭＲＦステップのパラメータを調整及び変更することができる。１つの実施の形態において、物品１５が移動可能である。例えば、重心軸を中心にした物品の回転、回転ホール９に対する物品の垂直方向又は水平方向の移動、回転ホイールに対する垂直方向からの傾斜、例えば、研磨される物品の縁端部がＭＰＦに接触する角度が回転ホールに対し９０度以下である。物品は垂直方向から何れの側にも傾斜させることができる。

ＭＲＦは剪断によって研磨表面から材料を除去するものである。このことは、機械的研削のような機械的工程の裂罅作用とは対照的である。この作用によって、ＭＲＦは強度を低下させる新たな裂罅部分を誘発することなく、縁端部から材料を取り除くことができる。同様に、ＭＲＦは縁端部から欠陥を取り除くことができ、その結果縁端部の強度が、第１の縁端強度から第２の縁端強度に増大する。更に、流体を主体としたＭＰＦリボン８は、例えば、曲率又はプロファイルの観点から、複雑度を問わず、縁端部の形状に合わせる能力を有しており、それによって完全かつ高品質な縁端部の研磨が可能である。ＭＲＦは、例えば、ＭＰＦの粘度、移動表面に対するＭＰＦの供給速度、移動表面速度、磁界強度、ＭＦＰリボンの高さ、ＭＰＦリボンに対する縁端部の浸漬深度、及び縁端部からの材料除去速度のような、幾つかのパラメータによって管理される。

図１に戻り、研磨工程５の前には、縁端部を強化するための物品を供給する供給ステップ１がある。供給ステップ１において供給される物品は、前記のように脆性材料から製造されるものである。物品は平坦（二次元）品又は造形（三次元）品であってよい。供給ステップ１において、初期縁端強度を有する物品を供給することができる。供給ステップ１において、初期縁端形状を有する物品を供給することができる。供給ステップ１と研磨ステップ５との間に介在する工程がない場合には、第１の縁端強度と初期縁端強度とは同じである。一方、供給ステップ１と研磨ステップ５との間に介在工程が存在する場合には、第１の縁端強度は初期縁端強度とは異なる。例えば、切断、機械加工、イオン交換のような工程によって、第１の縁端強度は初期縁端強度とは異なるものとなる。

図１は供給ステップ１と研磨ステップ５との間に、切断工程３を設けることができることを示している。切断は、機械的分離、レーザー分離、あるいは超音波分離のように、目的に叶った適切な方法によって実施することができる。機械的分離の場合、例えば、切り込みホイール、水ジェット、あるいは研削水ジェットのように、機械的に切り込みが入れられる。そして、その切り込み線に沿って物品が分離される。レーザー分離の場合、縁端部近傍に機械的な傷をつけ、レーザー線源によってそれが物品を横断して熱的に走行され、通常水噴霧による応力勾配によって分離される。切断ステップ３の後、単一の物品又は複数の物品が存在することになる。後者の場合、複数の物品の１つ又はすべてを研磨工程５において処理することができ、切断ステップ３と研磨工程５との間に介在工程を設けることもできる。各々の物品は、第２の縁端強度に強化される予定の第１の縁端強度を持って研磨工程５に到達する。

また、図１は供給ステップ１と研磨ステップ５との間に、縁端処理工程７を設けることができることを示している。縁端処理工程７において、縁端部から材料を取り除くことにより、物品縁端部の形状及び／又は質感が修正される。縁端処理工程７においては、多数の工程を使用することができる。その例には、砥粒加工、研削ジェット加工、化学エッチング、超音波研磨、超音波研削、及び化学機械研磨が含まれるが、これに限定されない。縁端処理工程７は１つの材料除去工程又は一連の除去工程あるいは除去工程の組合せを含むことができる。例えば、縁端処理工程７は、例えば、研削材料の粒度のような各ステップの研削パラメータが変更される、一連の研削ステップを含むことができ、各ステップの終了時点において、異なる縁端処理結果を得ることができる。後述の実施例において砥粒加工が使用されるため、以下更に詳しく説明する。

砥粒加工には、機械研削、ラップ仕上げ、及び研磨の１つ以上及びこれ等の組合せが含まれる。これ等の工程は、固体工具と処理表面とが接触するという意味で機械的である。研削、ラップ仕上げ、及び研磨の各々は、１つ以上の段階によって達成することができる。研削は固定砥粒工程であるのに対し、ラップ仕上げ及び研磨は遊離砥粒工程である。研削は金属ホイールに接着された金属又はポリマーに埋め込まれた砥粒によって行うことができる。別の方法として、複合砥粒から成る使い捨てホイールによって研削を行うことができる。ラップ仕上げにおいては、通常液体媒体に浮遊させた砥粒がラップ盤と物品縁端部との間に配される。ランプ盤と物品縁端部との相対運動によって縁端部から材料が磨滅される。研磨においては、通常液体媒体に浮遊させた砥粒が、柔軟なソフトパッド又はホイールを用いて物品縁端部に接触される。柔軟なソフトバッド又はホイールは、例えば、ブチルゴム、シリコーン、ポリウレタン、天然ゴム等のポリマー材料から成ることができる。砥粒加工に使用される研磨剤は、例えば、アルミナ、炭化ケイ素、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、及び軽石から成る群から選択することができる。

また、図１は供給ステップ１と研磨工程５との間に化学的強化工程１９を設けることができることを示している。供給ステップ１と研磨工程５との間に化学的強化工程１９を設ける代わりに、供給ステップにおいて、当該物品を化学的に強化された物品として供給することができる。１つの実施の形態において、化学的強化工程がイオン交換工程である。イオン交換工程を実施するためには、供給ステップ１において供給される物品がイオン交換可能な材料から成っている必要がある。一般に、イオン交換可能な材料は、イオン交換工程において、例えば、Ｋ^＋のような大きなイオンに交換可能なＬｉ^＋及び／又はＮａ^＋のような小さなアルカリ・イオンを含むアルカリ含有ガラスである。イオン交換可能な適切なガラスの例が、ここに引用することによりその内容が本明細書に組み込まれたものとする、米国特許出願第１１／８８８２１３号明細書、第１２／２７７５７３号明細書、第１２／３９２５７７号明細書、１２／３９３２４１号明細書、及び第１２／５３７３９３号明細書、並びに米国仮特許出願第６１／２３５，７６７号明細書及び第６１／２３５，７６２号明細書（すべてコーニング社に譲渡）に記載されている。これ等のガラスは比較的低温で少なくとも３０μｍの深さまでイオン交換可能である。

イオン交換工程については、例えば、米国特許第５，６７４，７９０号（Ａｒａｕｊｏ、Ｒｏｇｅｒ Ｊ．）明細書に記載されている。一般に、イオン交換はガラスの転移温度を超えない昇温範囲において生じる。イオン交換工程は、アルカリ塩（通常、硝酸塩）及びガラス中のホスト・アルカリ・イオンより大きなイオンを含む溶融槽にガラスを浸漬することによって行われる。ホスト・アルカリ・イオンがより大きなアルカリ・イオンに交換される。例えば、Ｎａ^＋を含有するガラスを硝酸カリウム（ＫＮＯ_３）の溶融槽に浸漬することができる。ガラス中のより小さなＮａ^＋が溶融槽中のより大きなＫ^＋に交換される。これまで小さなアルカリ・イオンで占められていたサイトにより大きなアルカリ・イオンが存在することにより、ガラス表面又は表面近傍に圧縮応力が生じ、ガラス内部に張力が生じる。イオン交換工程の後、溶融槽からガラスが取り出され冷却される。一般に、イオン交換深度、即ち、より大きなアルカリ・イオンのガラス内部への侵入深度は約２０μｍ〜３００μｍ、例えば、４０μｍ〜３００μｍであり、ガラス組成及び浸漬時間によって調整される。

以下の実施例は例示に過ぎず、前記本発明を限定すると解釈されるものではない。

手動機械ラップ仕上げ及び１０μｍのアルミナ粒子を用いた機械研磨から成る１分間の２段階縁端処理。

粒度８００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削及び粒度３０００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削から成る２段階縁端処理。

粒度８００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、粒度３０００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、及び１０μｍのアルミナ粒子を用いた機械研磨から成る３段階縁端処理。

粒度４００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、粒度８００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、粒度１５００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、及び粒度３０００の機械研削から成る１７分間の４段階縁端処理。

粒度４００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、粒度８００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、粒度１５００のダイヤモンド粒子を用いた機械研削、粒度３０００の機械研削、及び１０μｍのアルミナ粒子を用いた機械研磨から成る５段階縁端処理。

液体媒体中に浮遊するカルボニル・イオン粒子及び酸化セリウム粒子を含む、粘度４４〜４５センチポアズのＭＰＦを用いたＭＲＦ処理から成る研磨処理。その他の処理パラメータ：ＭＲＦホイール回転速度２５９ｒｐｍ、電磁カレント設定値１８アンペア、リボンの高さ１．５ｍｍ、縁端部浸漬深度０．５ｍｍ〜０．７５ｍｍ。ＭＲＦによる辺当たりの材料除去約０．５μｍ。

液体媒体中に浮遊するカルボニル・イオン粒子及びダイヤモンド粒子を含む、粘度４４〜４５センチポアズのＭＰＦを用いたＭＲＦ処理から成る研磨処理。その他の処理パラメータ：ＭＲＦホイール回転速度２５９ｒｐｍ、電磁カレント設定値１８アンペア、リボンの高さ１．５ｍｍ、縁端部浸漬深度０．５ｍｍ〜０．７５ｍｍ。ＭＲＦによる辺当たりの材料除去約０．５μｍ。

市販のイオン交換ガラスシートをレーザー分離法によって切断した。各々の切断ガラスシートの大きさは６０．７５ｍｍ×４４．７５ｍｍであった。機械研削後且つＭＲＦ処理前の各々のガラスシートの大きさは６０ｍｍ×４４ｍｍであった。レーザー分離法による切断後の各々のガラスシートの縁端強度は約６００ＭＰａ〜９００ＭＰａの範囲であった。これ等のガラスシートに対し実施例５と同様の縁端処理を施した。縁端処理後の各々の縁端強度（即ち、第１の縁端強度）は約２４２ＭＰａ〜２９９ＭＰａであった。縁端処理後、これ等のガラスシートに対し、１、５、又は１５分間、実施例６と同様のＭＲＦ研磨処理を施した。ＭＲＦ処理後のガラスシートの縁端強度（即ち、第２の縁端強度）を以下の表１に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。ＭＲＦ処理によってガラスシートの縁端強度が改善されたことを測定結果が示している。

市販のイオン交換ガラスシートをレーザー切断によって切断した。各々の切断ガラスシートの大きさは６０．７５ｍｍ×４４．７５ｍｍであった。機械研削後且つＭＲＦ処理前の各々のガラスシートの大きさは６０ｍｍ×４４ｍｍであった。レーザー切断による切断後の各々のガラスシートの縁端強度は約６００ＭＰａ〜９００ＭＰａの範囲であった。これ等のガラスシートに対し実施例４と同様の縁端処理を施した。縁端処理後、ガラスシートに対しＭＲＦによる実施例７と同様の研磨処理を施した。砥粒加工及びＭＲＦ処理後のこれ等のガラスシートの縁端強度を以下の表２に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。この場合もＭＲＦ処理後のガラスシートの縁端強度が改善されている。

市販のイオン交換ガラスシートを機械的分離方法によって切断した。切断したガラスシートに対し、実施例４と同様の縁端処理を施した。縁端処理後、ガラスシートに対しＭＲＦによる実施例７と同様の研磨処理を施した。縁端処理及びＭＲＦ処理後のこれ等のガラスシートの縁端強度を以下の表３に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。前記実施例と同様、ＭＲＦ処理後、縁端強度が改善されている。

市販のイオン交換ガラスシートをレーザー切断によって切断した。切断したガラスシートに対し、実施例１と同様の縁端処理を施した。縁端処理後、ガラスシートに対しＭＲＦによる実施例７と同様の研磨処理を施した。縁端処理及びＭＲＦ処理後のこれ等のガラスシートの縁端強度を以下の表４に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。

市販のイオン交換ガラスシートをレーザー分離方法によって切断した。切断したガラスシートに対し、実施例３と同様の縁端処理を施した。縁端処理後、ガラスシートに対しＭＲＦによる実施例７と同様の研磨処理を施した。縁端処理及びＭＲＦ処理後のこれ等のガラスシートの縁端強度を以下の表５に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。

市販のイオン交換ガラスシートをレーザー分離方法によって切断した。切断したガラスシートに対し、実施例２と同様の縁端処理を施した。縁端処理後、ガラスシートに対しＭＲＦによる実施例７と同様の研磨処理を施した。縁端処理及びＭＲＦ処理後のこれ等のガラスシートの縁端強度を以下の表６に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。

市販のイオン交換ガラスシートをレーザー分離方法によって切断した。レーザー分離後、切断したガラスシートに対し、ＭＲＦによる実施例７と同様の研磨処理を施した。レーザー分離処理及びＭＲＦ処理後のこれ等のガラスシートの縁端強度を以下の表７に示す。縁端強度は水平４点曲げによって測定した。

ＭＲＦ処理後に観測されたマイナスの効果の理由として、以下のようなことが考えられる。ＭＲＦはそれ以前にどのような機械的縁端処理が施されていても、プラスの効果又は影響を全く及ぼさない可能性が極めて高い。ＭＲＦ処理の前に強度測定に使用されたサンプルは、４点曲げによって破壊されている。これ等のサンプルがＭＲＦ処理されるその後のサンプルの強度を代表している。サンプルのロット内において強度にバラツキがあり、ＭＲＦ処理ステップ前の未計測の強度が低く、そのためＭＲＦ処理ステップ後の強度も低かった可能性が非常に高い。

本明細書において説明したＭＲＦ法によって縁端部を高強度化する処理の最適化を図るために、図３のデータ２２で示すようなＭＲＦ縁端部を作製した。データはメガパスカル（ＭＰａ）単位で示してある。図３において、Ｂ１０が５６１ＭＰａに相当する。例示的なＭＲＦ法によって作製したＭＲＦ縁端部の３０データ点のうち、１０データ点が１ギガパスカル（１ＧＰａ）を超えている。作製工程は、表面の欠陥に関連した破壊を抑制するための表面炎処理及び機械研削の表皮被覆処理を含み、ハンドリング及び仕上げ欠陥を抑制するために柔らかいＭＲＦチャック接触面を使用した。図３のデータ２０は、ＭＲＦによるこれまでの最良の縁端強度結果を示す図３のデータ２２と共に示した最良の機械処理結果を示すものである。例示したＭＲＦ方法により、今やガラスの表面強度に匹敵する有意な縁端強度集団を得ることができる。

限定された数の実施の形態によって本発明を説明したが、本開示によって恩恵を受ける当業者にとって、本明細書に開示した本発明の範囲から逸脱することなく、別の実施の形態が可能であることが分かる。従って、本発明の範囲は添付のクレームによってのみ限定されるものである。

８ ＭＰＦリボン
９ 回転ホイール
１０ 表面
１１ 磁石
１２ ノズル
１３ 縁端部
１４ ノズル
１５ 物品

Claims (4)

1. 縁端部強化物品を作製する方法であって、第１の縁端強度を有する物品の縁端部を磁性研磨流体によって研磨する工程を有して成り、前記磁性研磨流体が、
   ｐＨ≦５のエッチング剤を含む液体溶媒と、
   前記液体溶媒中に浮遊する磁性粒子と、
   前記磁性粒子の腐食を抑制する１つ以上の安定剤と、
   前記液体溶媒中に浮遊する砥粒と
   を有してなり、
   前記磁性粒子が、保護材料により被覆または被包されており、
   前記研磨する工程の後、前記物品が第２の縁端強度を有し、該第２の縁端強度が前記第１の縁端強度より高いことを特徴とする方法。
2. 前記研磨する工程の前に、前記物品の前記縁端部を切断する工程及び、該切断する工程の後に、機械研削及び機械研磨から選択される複数の工程段階から成る、前記物品の前記縁端部の形状及び／又は質感を修正する工程を有して成ることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記物品の縁端部を研磨する工程が、前記磁性研磨流体に磁界を加えて前記磁性研磨流体を硬化させ、該硬化した磁性研磨流体に前記縁端部を接触させ、該縁端部と該硬化した磁性研磨流体との間に相対運動を生じさせることを含んで成ることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ｐＨ≦５のエッチング剤を含む液体溶媒と、
   前記液体溶媒中に浮遊する磁性粒子と、
   前記磁性粒子の腐食を抑制する１つ以上の安定剤と、
   前記液体溶媒中に浮遊する砥粒と
   を有してなる磁性研磨流体であって、
   前記磁性粒子が、保護材料により被覆または被包されていることを特徴とする磁性研磨流体。

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