JPH01502582A - ガラス構造体の補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガラス構造体の補強方法 発明の背景 １、産業上の利用分野 本発明は品質の優れたガラスを製造し、その品質が一般的なガラスより実質的に 強く、又従来知られている以上に一貫性を持った強度を示す最終製品を得る方法 に広く関する。

■、従来の技術 以前は、強度を必要とする部分に就いては、いわゆるテンバード・ガラスが用い られていた。年と共に、いわゆる化学テンパーリング、イオン交換、又は化学的 補強方法として知られる各種の方法がこの目的に用いられるようになりだ。これ らの方法はガラスの外面を圧縮状態とし、一方その内部を引張り状態とする。こ のガラスのテンパーリングは金属のテンパーとは異なっている。ガラスの場合の テンパーは、溶体から、即ち高温から単に急速冷却（実質的には焼き入れ）する ことから成立ち、これにより、外皮が先ず凝固される（ガラスは技術的には略無 限の粘度を持つ液体であって、固体ではない）。いわゆる化学的テンバーリング 又はイオン交換又は化学的補強は、例えば、ナトリウムイオンをその表面区域で いわゆるファクターな（ｆａｔｔｅｒ）カリウムイオンと置換えることにより、 同じ結果を得ることが出来る。これにより表面が互いに圧搾され（ｓｑｅｅｚｅ ）　、そこに圧縮が起こる。ガラスのビームが曲げられると、引張り側は、引張 りに進む前に、先ず、全ての残留圧縮を失わなければならない。いずれの方法も 部分的作用に過ぎず、（単なる、曲げの代わりに）２０７ＭＰａ　（メガパスカ ル）から３１０．５ＭＰａの引張りが残る。この場合、部分的に４１４．０ＭＰ ａに達する所もあるが、これは厚い部分のみで、信頼性も再現性も無い。

ガラスの圧縮力は普通問題にはならない。これは一義的に次の事実による、即ち 、表面に存在する流れ及び微細なりラックが圧縮ストレスのもとでは伝播しない からである。一般的に、１．７２５ＧＰａ　（ギガパスカル）の圧縮力が観察さ れる。

従来技術の問題の１つは、統計的に信頼性がないことである。その分散の形がひ ずんでおり、力の高い方向に長い尾を引き、低い方に対しては短い所で止まって いる。従って、達成し得る引張り力は割引いて計算しなければならない。

本開示を通じて用いられる“ガラス”と言う言葉は、単に一般的に言われるガラ スのみならず、プラスチックス、セラミックス、及びガラス質の物質、及びこれ に代わるべきその他のもの、を意味している。又上記のガラス質の物質には最近 発見された室温で注入及びセットが可能のものも含んでいる。

発明の概要 上述した如きガラスに関する従来技術の現状を認識した上で、本発明が行われ、 又実施された。要約して説明すると、本発明はガラス質の材料を補強する各種の 方法を含み、これにより達成される強度は従来の常識を遥かに超えるものである 。一般的に言って、本方法は、細長い強化部材を溶融ガラス基材の中に置くこと と、次に、上記基材を固体状態に冷却することと、を含んでいる。上記強化部材 は、多くの場合プレストレスを与えられ、又上記ガラス基材の中での配置に色々 な変化を考えることが出来る。上記強化部材は、ガラス基材より大きな引張り強 さを持った各種の材料であることが出来る。１例として挙げれば、この強化部材 自身が、外側に内部より低温で溶解するガラスクラッドを持ったガラスファイバ ーからなる光ファイバーの束の場合がある。この場合は温度を充分に上げて、こ のクラッドを溶かし、全ての束を結合させ、一体構造の光製品とする。別の実施 例に於いては、非光透過性の製品で、そのコアが金属で、内部のガラス域より低 温で溶けるガラスクラッドを外側に持っている。更に別の実施例に於いては、プ ラスチックのマトリックスの中に細長い強化部材を用いた補強プラスチック部材 で、これが売品質の１つの反射面又はレプリカ作成法（ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ 　）で作られた面を持っている。

多くのガラスは公知の及び未知の原因により早期に引張りに対し弱くなる場合が ある。本発明はガラス製品をより強くより可撓性のあるものとし、引張りによる 、又はガラスのビームの引張り側に於ける、早期欠陥の発生を防ぐ。本発明は、 又、従来以上に幅広い厚さの選択の可能性を提供し、又より薄い製品を可能とし 、特定の寸法の為の特定の生産工程を組む必要が一切無い。

本発明の効用により、例えば、ガラス製の鏡、写真のガラス板、ディユアル（ｄ ｕａｌ）の波長のアンテナ、バリード・メッシ（ｂｕｒｌｅｄ　５ｉｅｓｈ　） のアンテナ、二色機能（ｄｉｃｈｒｏｉｃ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　）　（即ち１つ の波長は通すが、他の光は反射する機能）を持った宇宙船及び航空機のガラス窓 、等の広範囲の物品に於いて、これら全てが、その力の大きいことにより、又製 品の強度の再現性即ち信頼性の大きいことにより、より丈夫であり、又曲げ可能 である。更に、従来非金属部材が本来は好ましいが、金属を使用せざるを得ない と思われていた外周部材にガラス型光構成部材を使用することが今や可能なので ある。

従来のガラスの欠陥の概要が、以前に特許出願した「ガラス構造体の改良」、出 願番号第８６Ｌ８２９号、１９８６年５月２９日出願、に記述されている。二の 開示に於いて、これらの性質の改善の為の新しい方法及び装置が記述されている 。本発明は、ガラスのスラブ、板、特殊な窓、鏡、等のためのこれと全く異なっ た別の手段を提供するものである。本発明の目的及び利点は、上記の前に開示さ れたものと全体的には同一であるが、新しい、新奇な、且つ異なった形によって 達成されている。概して言えば、本発明により達成される製品は、改善された強 度と衝撃抵抗と、表面性質とを持ち、一方、特殊仕様によって必要とされる好ま しい透過率と、反射性と、及び電気的特性を備えている。

ここに開示される強化方法と、例えばコンクリート構造体の強化に用いられる公 知の一般的強化方法との間には数多くの又明らかな差異がある。これらの差異の 一部を列記すると（ａ）鋼の強化ロッド材料と同様に、コンクリートは全て（ｂ ）金属ファイバーを持ったガラス体は少なくともある範囲の波長に対しては透明 であるが、その他のもの（例えばマイクロ波）はグイタロイック（ｄｉｃｈｒｏ ｉｅ）即ち二色性的に反射する。

（Ｃ）グラスファイバーの屈折率はガラス基材のそれと同じであるが、異なった 別の性質（例えば抗張力）を持っている。従って、その集合体は、いかなる光路 差即ち曲がりもなく、ある波長を通すことが出来る。

（ｄ）コンクリートの中のロッドは常にコンクリートとは明らかに異なり、即ち 常に鋼又はその他の金属である。本発明に於いては、強化材料はマトリックスと 同じ（即ちガラスの）材料か、別の形のガラスか、プラスチックのガラスか、又 は中に金属芯のロッドを持ったガラスロッドか、である。

Ｃｅ）グラスファイバーとガラスの周辺材との膨張係数は実質的に同じである。

金属ファイバーによるガラスの強化の場合は、金属の膨張係数を選択することに より、そこに用いられる特定のガラスのそれと略近似したものにすることが出来 る。

（ｆ）ある実施例に於いては、本発明を全く別の目的のために°強化ロッド”と して用いており、又イオン交換又は表面エッチを用い、必要とする引張り強度を 得ることが考えられている。１つの実施例に於いては、例えば、これが１／４ウ エーブメツシ（ｗａｖｅ　ｍｅｓｈ　）のロッドを持つ二色性アンテナとして用 いられ、又は通路を完全にブロックするように作ることが出来る。

（ｇ）本発明のシステム又は方法は、それがガラスか、金属か、又はその両方で あるかを問わず、ロッドの溶融又は軟化温度近くで、常に技術的液体である（即 ち冷間に於いては無限の粘性を持つ）高温のマトリックスを注入することを試み ている。本発明による材料は化学的に“セットアツプ”（凝結）すること無く、 粘性をさらに増すことによって凝固する。

（ｈ）本発明によれば、金属を芯とするロッド、又は金属単味のロッド、が時に 距離を持って設けられ、このことにより、他のふく射の波長（例えば可視又は赤 外線以外）の一部がマトリックスに衝突するようになっている。この金属ロッド の間隔は強度のみの為に決められるのみならず、場合によっては、強度とは全く 関係無く決められる。これらの適用例は、“ロッド°に関して言えば、スペクト ルのマイクロウェーブ又はラジオ波の範囲に於けるものである。このような構造 は、マイクロウェーブ又はラジオ波の放射を増加、ホーカス、増幅、ブロック、 又は反射するために用いることが８来る。

（ｉ）本発明の目的のために、このファイバー又はロッドは、多くの場合、外表 面と同一面に、又はそれに非常に近接して配置され、その条件は一律に決めるこ とは出来ない。本発明によれば、このロッドは逆の曲げのために表と裏の両面に 設けることも出来る。

本発明の更にその他の特徴、目的、利点、及び効用に就いては以下に図面を用い て説明する。以上の全体的記述及び以下の詳細記述は例としての説明であって、 本発明を拘束するものでは無い。本発明に添附され又その一部を構成する図面は 本発明の実施例の一部を説明するもので、以下の説明の便のために描かれたもの である。

図面の簡単な説明 第１及び２図は、本発明による１つの実施例の２つの変形例を示す斜視図、 第３．４、及び５図は、本発明の別の実施例の斜視図、第６Ａ図は、本発明によ る更に別の実施例の斜視図、第６Ｂ図は、第６Ａ図の実施例に用いられる破砕さ れた材料の適当な形状を示す斜視図、 第７及び８図は、本発明の更に別の実施例の異なった態様を示す斜視図、 第６及び１０図は、本発明の更に別の実施例の斜視図、第１１図は、本発明によ る更に別の実施例の構成部材の断面図、 第１２から１５図は、本発明により、補強部材をプレストレスする手順を連続し て示す模式図、 第１６から１８図は、本発明による更に別の実施例の異なる態様を示す斜視図、 第１９及び２０図は、本発明により作られた物品を売品質の面にするためのレプ リカ作成方法を示す模式図、である。

本発明は、ガラス、セラミックス、又はプラスチックスの如き脆い材料から成る ビームを補強する技術を利用しており、この場合その表面に張力を掛け、ビーム に荷重又は曲げが掛けられた状態とする。新奇な特徴の１つは、ガラスの基材又 はマトリックスに細長い強化部材を使用することである。この強化部材はガラス 製品に不足する引張り強さを所要量分だけ補う働きをする。この部材は鋼線でも 、ガラスファイバーのストランド（撚線）でも、光グラスファイバーそのもので も、あるいは又その他の適当な細長い材料であっても良い。

このガラス質の強化部材は、好ましくは、光品質のグラスファイバーから成り、 これは優れた引張り及び曲げ強さを持ち、一般的板ガラスの強度を遥かに超える ものとして知られているものである。

先ず第１図に立ち帰って説明すると、これはガラス３０の溶体又は注入体を模式 図的に示すもので、その表面近くに細長い強化部材３２及び３４のメッシ即ち網 を持っている。複数の平行な強化部材が１つの方向のみに延び、又は２方向に対 する引張り強さを増す為にその一部を他のものに対して直角方向に伸ばすことも 出来る。第２図に示す如く、ある例に於いては、複数の平行な部材３２が同一平 面上にあり、別の複数の平行な同一平面上の部材３４から分離されている。別の 例に於いては、既に第１図に示した如く、この部材３２と３４とが網であって、 互いに編まれている。

ガラス３０を加熱して溶融状態にした後、二の強化部材３２．３４が適当な形で この溶融材料の中に入れられる。と言つても、本発明の強化部材の観点から、こ の部材は好ましい形態で保持されるべきで、例えば、先ずこれらを平行に同一平 面上に置き、次に溶融したガラスを鋳型の中に注入し、上記強化材料の周囲を完 全に囲む如くにすべきである。又更に別の本発明の観点からすれば、軟化した（ 高温の）ガラスの２つのスラブから成るサンドウィッチを作り、その際強化部材 をこの２つのスラブの間に挾む如くにする。この場合、これを３段重ね（又はそ れ以上）とし、ガラスの層と強化材料とを交互に重ねる如くにすることも出来る 。

いずれの場合も、次に、この材料が冷却され、固体状態とされ、これにより強化 材料がスラブの構造体の中に組み込まれる如くにする。強化部材として好ましい 材料は、鋼、ボロン、カーボン又はニッケルの合金、及びグラスファイバーであ る。これらの材料は全て、注入されたガラスより実質的に大きい引張り強さを持 ち、又これらの材料の一部は更に好ましい電気的又はマイクロウェーブの特性を 持っている。本発明の意図するものは、又、支持強化材料を埋め込むＣＶＤ法（ 化学的蒸着法）によって作ることも出来る。

更に完全に本発明を理解するために、ＣＶＤ法に関する参考文献を挙げると次の 如くである、即ち、−ＣＶＤに関する第６回国際会議会報、１９７７、Ｌｅｅ　 Ｆ、氏編集、Ｄｏｎｏｇｈｅｙ　ｅｔ　ａｌ氏、会報７７−５、電気化学学界、 Ｐ　ｒｉｎｅｅｔｏｎ、　Ｎ　Ｊ　０８５４０　、ページ１９１．１９２．５３ １．５３８　。

−「窓及びレンズ部品の為の亜鉛セレナイドブランク」　（製造方法及び技術プ ログラム）　Ｒ，Ｎ、　Ｄｏｎａｉｄｏ　ｅｔ　ａｌ、Ｒａｙｔｈｅｏｎ　Ｃｏ ｒｐ、Ｒｅ５ｅａｒｅｈ　Ｄｉｖ、　、Ｍａｙ１９７９、（ＡＤ　Ｎ［ＬＡ７７ ００４　）　； −ｒＣＶＤによる赤外線透過材料の進歩Ｊ　、ＲｌＮ。

Ｄｏｎａｄｉｏ　ｅｔ　ａｌ、　ＣＶＤ　Ｉｎｃ、　、Ｗｏｂｕｒｎ　、　ＭＡ 　（会議報告：エマーレンズ光材料２５−２６　Ａｕｇ、　１９８１、Ｓａｎ　 Ｉ］ｅｇｏｓ　ＣＡ）Ｐｒｏｃ、Ｓ　Ｐ　Ｉ　Ｅ、１　ｎｔ、Ｓｏｅ、　、Ｏｐ ｔ、Ｅｎｇ、　、Ｖｏ１２９７゜６５−９．１９８１　。

−ｒＣＶＤによる赤外線透過材料の進歩Ｊ　Ｒ，Ｎ、　Ｄｏｎａｄｉ。

ｅｔ　ａｌ、　ＣＶＤ　）ｎｅ、　、Ｗｏｂｕｒｎ　、　ｋｉＡ　；　Ｒｅ５ｅ ａｒｃｈ　ａｎｄＬａｓｅｒＴｅｅｈｎｏｌｏｇｙ　１　ｎｃ、　、Ｒｏｃｋｐ ｏｒｔ　、ＭＡ　；　（会議会報：エマーレンズ光材料Ａｕｇｕｓｔ２５．１９ ８１．Ｓａｎ　ＤｉｅｇＯｌＣＡ）；Ｂｅｌｌｉｎｇｔｏｎ、ＷＡ、　Ｓ　Ｐ　 Ｉ　Ｅ−光技術国際会議、１９８２．ｐ、６５−６９、； −［低温ＣＶＤ法の適用Ｊ　Ｂｌｏｓｓ、　Ｋ、　Ｈ，；　ＬｕｋａｓＳＨ；Ｂ ａｔｔｅｌｌｅ　Ｉｎ５ｔ、Ｆｒａｎｋｆ’ｕｒｔ　ａｍ　Ｍａｉｎ　（西トイ ゛ン）　１９７３０（文献として利用可能のものＮＣＬ７３Ｎ１９４７５　、国 立科学Ｉｎ５ｔ、、５２８５Ｐｏｒｔ　Ｒｏｙａｌ　Ｒｏａｄ　、　Ｓｐｒｉｎ ｇｆｉｅｌｄＳＶＡ　２２１Ｅｉｌ　）　；及び、 −「超真空／ＣＶＤによる低温シリコン・ニピタキシイ」、Ｂ、Ｓ、　Ｍｅｙｅ ｒｓｏｎ、　Ｉ　Ｂｋｉ、Ｔｈｏｍａｓ　Ｊ　Ｗａｔｓｏｎ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ　Ｙｏｒｋｔｏｗｎ　Ｈｅｉｇｈｔｓ％ＮＹ、応用物理書簡（Ｉ　 Ｓ　Ｓ　Ｎ　０００３−Ｅｆ９５１　）　Ｖｏ１４８．　Ｍａｒｃｈ　２４，１ ９８Ｂ、ｐ、７９７−７９９゜ ＣＶＤを支持強化材料の埋め込みに用いる場合は、周辺のマトリックス（第１〜 ５図の３０．３６，４６．４８　）は、例えば、シリコン、亜鉛サルファイド、 又は亜鉛セレナイドである。真空室の中で完全に処理した後、構造体は全体的に 所望の形に圧延又は研削されスラブの形に作り上げられる。溶融又は軟化ガラス が符号３０の如きスラブの形に凝固、又はシリコン又はその他のマトリックス材 料がＣＶＤ室の中で十分な深さ又は厚さに作り上げられたならば、強化部材３２ ．３４の平面に平行にスラブの面が、先ず、研削°（ｇｒｉｎｄ　）され、次に 高度に研磨（ｐｏｌｉｓｈ）される。好ましくは、スラブの表面が約２゜５９± １．２７フイクロメ一表面うねり量（ｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ）になるまで研 削した方が良い。引き続いて、この同じ面が研磨され、遂にその表面うねり量が 、０２５４±、０２４５マイクロメーター以下にされる。この場合表面あらさく 　ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）（ｒ口Ｓ）即ち平滑度は２．５４Ｘ１０−４±２．　５ ４Ｘ１０−４マイクロメーター以下である。

別の実施例が第３図に示されている。この実施例に於いては、スラブ３６に、細 長い高い引張り強さの同一平面上の強化部材３８と、実質的にこれと同一平面上 の部材４０と、が組み込まれる。これらは上述した如く互いに編まれていても又 は離れていても良いが、これがスラブ３６の向合った２面の中央に配置される、 即ち、強化部材３８．４０が上記向き合った面から全体的に等距離にある平面の 中立軸近くに配置される。第１及び２図の実施例と同様に、スラブ３６が凝固状 態に戻り、及び又は室温にまで冷却されたならば、これを上記と同様の状態にな るまで研削研磨するのが好ましい。

強化部材に至る深さ及び全体の厚さは必要に応じて変更することが出来る。強化 部材３２．３４に最も近い表面に引張りが掛けられたとき、スラブ３０の引張り 強さが最も強くなるが、一方、スラブ３６では、その表面が凸面形状としても、 それと関係無く均等な引張り強さ特性を示し、スラブが強化ファイバー又は部材 の区域に最も近い所まで研削研磨されたとき、最大値を示す。

第４図に於いては、細長い強化部材４２．４４がスラブ４Ｂの向合った２つの面 の近くに配置されている。・引き続き、上述したと同じように全体的に研削研磨 が行われ、スラブ４６にスラブ３６と同様に反対の曲げ力が掛けられるが、この 場合は第３図の実施例で可能だった以上にガラスの厚さを厚くすることが出来る 。

第５図には直角方向に延びる細長い強化部材５０．５２を持つスラブ４８が示さ れている。先ず、このスラブ４８は第１及び２図に示すスラブ３０と同じである が、只、この例の場合は、上記の研削研磨が強化部材そのものの所にまで及んで おり、その結果、少なくとも部分的に、これらの面がスラブ４８の面と同一平面 になる。このような例の場合、強化部材の光品質が完成面に必要とされるならば 、強化部材用の材料として光品質のグラスファイバーを用いることが好ましい。

その理由は、これによりこれらの優れた光品質と表面のガラスマトリックスの特 性とを同じにすることが出来るからである。

透過性を必要とする光品質の仕様に対しては、使用する光品質を持ったグラスフ ァイバーが回りのガラス又はプラスチックと同じ指数を持つようにすることが必 要である。クラッドする場合は、このクラッデング材料の指数を、同様に、同じ にする必要がある。

本発明による別の実施例が第６Ａ及び６Ｂ図に示されている。この場合は、スラ ブ５４となるべき溶体が第６Ｂ図に示す如き粒子５６によってドープ（ｄｏｐｅ ）される。この粒子５Ｂは色々な形状及び組成にすることが出来、例えば、研削 されたダイヤモンド、鋼球、ミクロバルーン、二重屈折性の結晶片、膨張係数が 特殊な材料、等にすることが出来る。粒子５６によって作られた集合体を用いる ことにより、多くの問題を解決し、改良された光構造体を改良することが出来る が、引張り強さの改善はほとんど行われないので、粒子に優れた機械的特性を持 たせるためには、ガラスが糊の働きをするような配置を行なわなければならない 。勿論、この構造的意味を逆にして、この粒子がガラスで、マトリックスが例え ば光グレードのプラスチック又はＣＶＤシリコンの如き余り強度の無い物質で作 られても良い。

第７図に示すスラブ５８に於いては、このスラブがマトリックスとしてのガラス を含み、これが互いに編まれた強化部材６０．６２で形成されたメツシの層で連 続的に満たされ、これがスラブの厚さ全体に及んでいる。スラブ６４は、第８図 に示す如く、第７図のスラブ５８に類似しているが、只、直角方向に延びる強化 部材６６．６８が互いに編まれていない点が異なっている。その代わりに、１つ の層の強化部材６６が全て同一平面上にあり、同様に別の層の強化部材６８も全 て同一平面上にあり、強化部材６Ｂの層と強化部材６８の層とが、それぞれ相手 の層を分離し合って重ねられている。

上述した２つの実施例に於いては、マトリックスの為と細長い強化部材の為とに 用いられる材料がそれぞれ互いに両立し得るものであることが、特に望ましい。

この組合わせの好ましい例としては、細長い強化部材にチタニウムを用い、一方 ガラスのマトリックスを用いるか；強化部材としてモリブデン、マトリックスと してパイレックスを用いるか２強化部材としてアンバー、マトリックスとして溶 融シリコンを用いるか；である。このようにすることにより、両方の材料の膨張 係数がマツチし、広い範囲の作業環境での使用が可能となる。

第５図のスラブ４Ｂに就いて説明した強化部材の透視性（ｓｈｏシーｔｈｒｏｕ ｇｈ）即ちスラブ面の平面性と、及び第３図に示した極端に薄いビーム又はスラ ブ８６の問題と、を考慮して、第９及び１０図の実施例が作り出される。これら の実施例に於いては、強化部材と基材とは実質的に同一のもので、光品質のグラ スファイバーと組合わせたもの（ｌａｙ　ｕｐ）を含んでいる。グラファイトフ ァイバー／エポキシの構造体には、非常に低い膨張係数と共に、エポキシに対し て非常に優れた機械的性質を持つグラファイトファイバーが用いられる。このこ とにより、全体の膨張係数と全体の強度とがエポキシ単味のものより優れたもの に変えられる。これは例えば、テニスのラケットの構造と同じことである。同様 に、第１〜８図に示した構造体の強化部材として金属線を用いると、本発明の目 的達成の為に非常に役に立つ。しかし、引伸ばされたグラスファイバーを光材料 と組合わして用いると、強度及び均一性が更に良くなり、引張り強さで０．６９ ０Ｐａに近付き、更にそれ以上になったりもする。この性質はそれらが作られた ときの本来の性質によるもので、これが第１〜８図に示す如くにマトリックスに 埋め込むことによって維持されるのである。これらの形の光グラスフッイノ（− は、符号化（ｅｎｃｏｄｉｎｇ）　（非直線配列）か、情報運搬か、又は焦点面 反復（ｆ’ｏｃａｌ　ｐｌａｎｅ　ｒｅｐｅａｔｉｎｇ　）のために１マトリツ クスの中に（それ自身によって）組込まれる。

しかし、本発明が意図するところのものは、これらをビーム又はスラブの中に又 は平行に組込み、又互いに均一に結合させ、強度を得ようとすることであって、 光学的利点を得ようとすることではない。芯及び又はクラッドの為にガラスを選 択するのは熱的及び機械的性質を得るためである。必要とする物理的及び光学的 （即ち研磨性）、透過性、及び反射率等の性質によって、これらはクラッドでも 、又は非クラ・ノドでも良い。第９図に示す如く、外クラツディング７２を備え た複数の光グラスファイバー７０が公知の形で平行に組み立てられる。次に、こ れらが全体的に６角形の断面に絞られる。好ましくは、この外クラツディング７ ２がグラスフッイノく−のストランドより低い溶融温度を持つ如くにする。

次に、グラスファイバーのストランド７０と外クラツディング７２とから成るス ラブ７４の温度が外クラツディングの溶融温度以上に上げられ、ストランドが一 体化されるようにする。

この光品質のグラスファイバーは極細い寸法を持つように作られる（即ち、その 直径が数十分の１インチ）。このようにして作られた物理的結合体は優れたもの で、上述した如くその両面を研削研磨すると、スラブ７４の外表面が均一で優れ た反射性の光特性を示し、このことはこのストランド７０が表面上に有ると否と に関係無い。

同時に、このスラブ又はビーム７４は又は光ファイバーの組立て方向に平行に優 れた曲げ力を示す。面及び縁と角とを高度に研磨することの効果が、同時係属出 願第８８８．８２９号に説明されている。

第１０図に示すスラブ７６はスラブ７４と同じで、この場合、外クラツディング ８０を持つ複数のグラスファイバーのストランド７８が互いに平行に配列され、 次に、−緒に絞られ、一体の６角形にされる。しかし、この例の場合は、ファイ バーストランド７８の長手方向の軸が、スラブ７Ｂの１つの面に対して横向ぎで 、好ましくは直角である。スラブ７６の向合った面が上述したのと同様に研削研 磨されると、スラブ７６の外面が優れた反射性の光特性を示し、これと同時にフ ァイバーの組立て方向に平行に高い強度特性を持つ。この場合は主面に対しては 横方向で、平行方向ではない。

更に、本発明は、第９図に示す如く、第８図のスラブ６４がファイバーの束の別 の層を含み、各層が隣接する層と直角になる如くにした場合に就いても実験され た。その結果、２方向性の曲げ強度を得ることが出来た。第９，１０図又は第８ 図（即ち第９図に示した形の層を交互に直角に配置し一連のものとした場合）に 示す配置に於いても、強度上の目的から用いられたファイバーを通してコヒーレ ント又はインコヒーレント光線の透過が可能で、これと同時に、ビーム自体を通 してのインコヒーレント光線の透過も可能である（この場合はファイバーの組立 て方向に対して直角な面から面へ向うもの）。

第８，９及び１０図に示す構造体の変形として、本発明の別の実施例が第１１図 に示されている。スラブ７４．７Ｂでは大きな強度特性を持つグラスファイバー ストランドが用いられており、これが、強度は低いが有益な性質（即ち、溶融温 度が低いこと、及び強化部材自体を同時に透過することを望まなければインデッ クスを必要としないこと）を持つ外保護クラツディングガラスにより囲まれてい る。一方この代わりに、強化部材ε２をスラブに用いる場合は、その中の内部窓 材料８４が高い引張り強さを持つ高張力の鋼又はその他の細長い金属材料で出来 ており、又その外部芯材料が、比較的薄い可撓性の保護クラツディング８Ｂによ って囲まれた光品質のグラスファイバーである。クラツディング８６は一時的又 は永久的保護層の働きをすると共に、出来るスラブが第８．９．１０図に示す如 くソリッド質のもののとき、又は強化部材８２が第１〜５及び７〜８図に示す如 くマトリックス又は基材の中に埋め込まれているときは、強化部材８２の最終の 結合状態を向上させる働きをする。

強化部材が用いられたこれらの例の場合、特に強化部材が鋼、ニッケル、ボロン 、又はカーボンから成立っているときは、プレストレスを掛けて、これらの例に 挙げたものを更に大きな強度特性を持つものにすることが出来、この場合は最終 製品に曲げストレスが掛けられる。第１２図に、強化部材８８がその両端を適当 な掴み具９０．９２によって保持された状態が模式図的に示されている。この掴 み具が部材８８を反対方向に引張り、中立点を超え、降伏強度の３０％程度のス トレッチがこれに掛けられる。第１３図に示す如く、次に、このようにストレッ チの掛けられた複数の強化部材８８が、静止引張り状態のまま、型箱９４の上に 適宜置かれる。次に、ガラス又はプラスチックのマトリックス又は基材９６が上 記型箱の中に注ぎ込まれ、凝固するまで静置される。凝固が完了した後、掴み具 ９０　、９２が外され（第１４図）、このことにより製品のスラブ９８にストレ スが掛けられる。このことにより引出される効果は、スラブに掛けられたこの初 期圧縮が無くなって初めて、マトリックス又は基材に引張りのストレスが掛かる 、と言うことによっている。この効果は、イオン交換ガラスの中に発生する化学 的テンパーリング法と同じであるが、本例の場合は、圧縮ストレスが全体の芯の 所まで広がり、近表面現象（ｎｅａｒ　５ｕｒｆａｃｅ　ｐｈｅｎｏｒａｅｎｏ ｎ　）の代わりをしている０プレストレスの掛けられた部材に関する本発明の別 の実施例はＣＶＤ法を用いるもので、この場合、蒸気沈着されたマトリックス又 は基材がプレストレスの掛けられたロッドの上及び回りに置かれる。これに含ま れる材料はシリコン、亜鉛サルファイド、亜鉛セレナイド、及び蒸気沈着された （スモークド）溶融シリカ、である。

例として１つの代表例を挙げれば、掴み具９０．９２によって強化部材８８１． ：２０７ＭＰａの引張りストレスが掛けられる。

マトリックス又は基材が凝固し、第１４図に示す如く掴み具９０．９２が外され ると、各部材の引張りストレスが、例えば１３８ＭＰａの圧縮力となって２部ス ラブ９８に伝えられる。

第１４図に示す如く強化部材８８が開放された状態で、強化部材そのものの中に 例えば１０３．５ＭＰａの残留引張りストレスが残る。次に、スラブ９８が、下 側から中心に向って作用する２０７ＭＰａの力によって、第１５図に示す如くに 曲げられると、凸面１００に６９．０ＭＰａの引張りストレスが掛かる（即ち、 （掛けた引張りストレス２０７ＭＰａ）−（初期圧縮ストレス１３８ＭＰａ　） ）。同様に、凹面１０２には３４５ＭＰａの圧縮ストレスが掛かる（即ち、（上 記２０７ＭＰａ）＋　（上記１３８ＭＰａ））。

一般的なガラスは、普通、約６９，０ＭＰａの引張りで、又は６９０ＭＰａの圧 縮で、力が落ちるが、プレストレスの掛けられた複数の強化部材８８を用いたス ラブ９８は、それに掛けられる例えば３０，０００ｐｓｉの力に耐えることが出 来る。

強化部材８８そのものに関する限り、これをスラブ９８の面１００と１０２の中 間に据え、基材又はマトリックス９Ｂの凝固に続き掴み具９０．９２を外すこと によってこれが開放されると、ビームの中立軸上で、これが１０３．５ＭＰａの 引張りストレスを示し続ける。この中央位置から出発して、部材８８の中に僅か な曲りが発生する。これが意図して行われたものでない場合は、もし必要ならば 、この曲面を研削研磨して平らにすることが出来る。

例外的強度特性を持ったガラス体の優れた品質を作るための構造体の別の実施例 が第１６〜１８図に示されている。第１６図に於いて、プラスチックの周辺材１ ０Ｂの中に埋め込まれる光ファイバーのバンドル１０４が示されている。プラス チックの周辺材１０Ｂの組成は例えばアクリル又はポリスチレンである。この構 造により、ビーム１０８に極端な力が与えられ、一方、光グラスファイバー１０ ４が空気又はガス又は蒸気の侵入による被害から永久的に保護される。

ビームが第１６図に従って作られ、この場合の光グラスファイバーの直径が５１ ０マイクロメーターで、プラスチックの周辺材の直径が１，１１４マイクロメー ターであった。

１．７２５ＧＰａのストレスで繰返し曲げが行われたが、ビームとして、グラス ファイバーに欠陥の発生することも、又はプラスチックの表面又は部品が降伏に よりひび割れることも無かった。第１６図に於いては、周辺材１０６が円筒形の ものとして描かれているが、これは第１７図に示す如く四角な断面の周辺材１０ ６Ａで、ビーム１０８Ａを形成する如（にしても良い。第１８図に示す如く、全 体的に並行な複数のファイバーバンドル１０４をプラスチックのボード即ち平板 １１０に埋め込むことも出来、これを、大きな寸法の物品用に用いることが出来 、又、これを材木のように切断し、最終目的に合った形状寸法に加工することも 出来る。

残念ながら、第１６〜１８図に示した構造には１つの欠点がある。それは光品質 の表面を必要とするような所に使用する場合に発生する。即ち、この場合は、ビ ーム１０Ｂ、１０８　Ａ又はボード１１０の表面を予め研磨する必要が有ると言 うことである。しかし、プラスチックの研磨は、これが一般的に柔らかい材料な ので、常に問題を抱えている。この点からプラスチックの周辺材はガラスの周辺 材に比し本来は魅力的でない。

−しかしこの問題は、第１６〜１８図のいずれかによって作られた強化物品の光 面をレプリカ作成する公知の発明によって克服することが出来る。このレプリカ 作成の方法の概要が第１９及び２０図に示されている。この方法によれば、差出 し側の（ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔａｒｙ　）即ち負側のガラスマスター１１２の輪 郭外表面ｌ゛１４が、その表面を光品質にしなければならない物品１１６（第２ ０図）と全体的に同じ形状を持っている。第１６〜１８図又は第１２〜１５図、 更に又は第１〜１１図、によって作られた物品１１Ｂを受け止める準備をする為 に、先ず、外表面１１４の形状が整えられ、次にその表面が上述した程度に公知 の方法によって研磨される。

その次に、この輪郭面が、適当な分離剤（一般的にユーザー独特のもの）　１２ ０　；シリコンモノオキサイドの如き適当なオーバーコート（任意部分として） 　１２２７金、銀、又はアルミニウムの如き適当な反射材料１２４；及び基材１ １６の光面に接着する適当な接着剤１２６；の各層で順次被覆される。この接着 剤として一般的に用いられるものは：　Ａ　ｒｔｎｓＲｏｎｇ　Ａ　−１２又は Ｎ　ａｒｍｃｏエポキシ、ＲＴＶの如きシリコンセメント、及びＵｒａｌａｎｅ 　５７５３　、である。二の接着剤の選択は上記のレプリカ部の膨張係数の配慮 及び又は最終仕様によって決定される。この接着層はいくつかの組成物質によっ て層状に重ねたり又は構成することが出来る。場合によってキニアリングのとき 僅かに収縮するものか又は膨張するものが選ばれる。

又剛性又は可撓性を考慮してそれに適するものが選択される。

この接着剤の目的は、これらのいくつもの層と、被覆される物品１１Ｂとの合体 （１ｎｔｅｇｒｉｔｙ　）を確実にすることである。

分離剤１２０は、反射材料１２４を傷付けること無く、被覆された物品１１Ｂが ガラスマスター１１２の外表面１１４から容易に剥離出来るようにする働きをす る。オーバーコーテイング１２２の目的は、反射材料１２４を、その光品質を損 うこと無く、保護することである。注目すべきことは、物品１１６のプラスチッ クの又はその他の材料の周辺材の熱的性質に全体的にマツチするように上記接着 剤１２６を選択し、例えば低温学的仕様の場合の如く、使用時にしばしば起る温 度変化にまつわる問題が起らないようにすることが出来る二とである。

物品１１６が＝般的方法によりガラスマスター１１２の上に置かれ、キニアリン グ及びセットアツプのために適当な時間保持されたならば、次に、物品１１Ｂが 、反射材料１２４とオーバーコーテイング剤１２２とを伴って、静かに取り外さ れる。これと同じ方法が前に説明した実施例の光面を調整するためにも用いられ る。この方法は第５図に示した例に特に有効で、この場合は、スラブ４８が既に 研磨されており、強化部材５０．５２がその一方の面から実質的に見える程度に なっている。

実験の結果、研磨の為に用いられるプライマリ−潤滑剤に先だって水で磨くと、 ガラス質のマトリックスの中に微細なりラックが増え、光品質が損われると共に 物品の強度が実質的に損われることが分った。第１９及び２０図を用い先程説明 したレプリカ作成法を用いれば、米表面は、例外無く、物品を研磨する必要が無 く、従って強度の劣化も生じない。

以下；こ記述する表は、各種の実施例と、その好ましい用途とを列記したもので ある。但し、各実施例の末尾に記された数字はそれぞれの好ましい用途を示し、 これらの数字の意味は次に示す好ましい用途例の番号と一致する。

実施例 ａ〕金属ファイバー、インデックスが異なるグラスファイバー、又はガラスで囲 まれた金属ファイバー、・・・・・・・・・１．２．３゜ ｂ）周辺材に対しインデックスが等しいグラスファイバー・・・・・・・・・４ ．５．６．１５゜ Ｃ）同心グラスファイバー、即ち芯及びクラッドニ両者が互いに及び周辺材に対 しインデックスが等しいもの（但し、溶融温度及び許容強度は不等）・・・・・ ・・・・４，５，１５゜ｄ）同上、但し、インデックスの異なる金属芯とガラス クラッド、但しガラスのインデックスは周辺材と異なる・・・・・・・・・１゜ ５．６゜ ｅ）金属芯、ガラスクラッド；ガラス及びその他の外クラッドが周辺材とインデ ックスが等しい・・・・・・・・・１．２．３，５゜６゜ ｆ）ビームの外部分にロッド、又は外部分で交差（複合）するロッド、を有する もの・・・・・・・・・８，９゜ｇ）中心、又は部品の中立軸上にロッドを有す るもの、但し単−又は複合−・・・・・・・・９゜ ｈ）１つの面の内側にロッドを有するもの、但し単−又は複合−・・・・・・・ ・７，１０゜ ｉ）ダイヤモンド・ダスト、金属粒、複屈折性の結晶（−列配列）、特殊な性質 （即ち超強力、異常な膨張係数又は弾性モジニール）を持つ粒子、自己粘着即ち それ自身で粘着しない粒子、のいずれかでドープされた周辺材・ｎ１・・１．４ ．　５゜６．１１，１２．１Ｂ、１４゜ 好ましい用途例 １−ラジオ又はレーダーのアンテナ（即ち形状を持った皿）。

２−赤外線及びレーダー／マイクロ波の分離の為の二色性の窓。

３−可視光線及びレーダー／ラジオ波の分離の為の二色性の窓。

４−特定の波長に対し透明な窓、但し、特定の波長に応じた輪郭形状（即ち皿、 レンズ、ドーム形）を持ったもの。

５−全ての波長に対する鏡。

６−非固定性の窓（シャワードア、床、壁）。

７−単一方向に引張りストレスを持つビーム。

８−パイストレスの掛けられたビーム（逆曲げ）。

９−プレストレス、又はパイストレス及びプレストレス、の掛けられたビーム。

１０−プレストレスが掛けられ、単一方向の引張りストレスを持つビーム。

１１−全ての非赤外線又は可視光線の全反射体。

１２−−ガラス質の表面を持つ超強度のインチリヤ。

１３一本来ガラス質の部品で、非常に高い弾性又は膨張率を持つもの。

１４−敵性環境に於ける、高強度及び又は完全なポラロイド又は複屈折性のフィ ルター。

１５−可視及び赤外線の二色性のもの。

本発明による好ましい実施例に就いて詳細な説明を行なったが、当該技術者にと っては、明細書及び添附した請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱する こと無く、図に基づき説明しん実施例を様々に変形することは容易である。

ＦＩＧ、　Ｉ　ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３　ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５　ＦＩＧ、　６Ａ ＦＩＧ、　７　ＦＩＧ、　８ ＦＩＧ、　９　ＦＩＧ、　［０ ＦＩＧ、　１４ ＦＩＧ、　１５ ＦＩＧ、１６　ＦＩＧ、１７　ＦＩＧ、旧　ＦＩＧ、　２０ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の７第１項）昭和６３年９月１日 ２、発明の名称 ガラス構造体の補強方法 ３、特許出願人 住所　アメリカ合衆国　カリフォルニア州９００４５−００６６０サンゼルス、 ヒユーズ・テラス７２００名称　ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー国籍　ア メリカ合衆国 ４６代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＩＪＢＥビル５、補正書の提出年月日 １９８舊年５月３１日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 請求の範囲（補正したもの） １、ガラス質の材料から成る物品の補強方法で、その手順が、ガラス質の材料の スラブを溶融状態にまで加熱し、溶融したガラス質の材料のスラブを作ることと ；上記溶融したガラス質の材料のスラブの中に、全体的に並行で同一平面上に伸 びた第１の複数の細長い強化部材で、上記ガラス質の材料より実質的に大きい引 張り強度を持つもの、を横たえることと、 上記ガラス質の材料を凝固状態にまで冷却し、このことにより、上記強化部材が 上記スラブの組織の中に一体化される如くにする、ことと、 を含む、ガラス質材料から成る物品の補強方法。

２、全体的に並行で同一平面上に伸びた第２の複数の細長い強化部材を、上記の 第１の複数の部材と同様に、上記溶融材料の中に横たえ、それらが上記第１の複 数の部材に対し横方向に延びる如くにする手順を含む、請求項１記載の方法。

３、上記スラブが実質的に並行な向合った平面を持ち、この場合、上記の第１及 び第２の複数の強化部材が、上記の向合った平面の一方に他の一方の平面より近 くに配置される、請求項２記載の方法。

４、上記の第１の複数の細長い強化部材が上記の第２の複数の部材と互いに編み 合わされ、強化布を形成する如くにする、請求項３記載の方法。

５、上記スラブが実質的に平行な向合った面を持ち、この場合、上記第１及び第 ２の複数の強化部材が、上記向合った面からそれぞれ実質的に等距離の所に配置 される如くにする、請求項２記載の方法。

６、上記強化部材の材料が、グラスファイバー、鋼、ボロン、カーボン、ニッケ ル、及びそれらの合金で構成される群の中から選択される、請求項１記載の方法 。

７、手順として、 上記スラブの面を研削し、それらの面の表面うねりが略２．５４±１．２７マイ クロメーターになる如くにすることと、及び、 上記スラブの面を研磨し、それらの面の表面うねりが略２．５４Ｘ１０−２±２ ．５４Ｘ１０−２マイクロメーター以下にし、その結果表面あらさが２５４土２ ５４ピコメーター以下になる如くにすることと、 を含む、請求項５記載の方法。

８、上記スラブが実質的に平行な向合った面を持ち、この場合、１つの強化布が 一方の面に平行で且つそれに近接して配置され、又、他の一方の強化布が他の一 方の平面に平行に且つそれに近接して配置される、如くにする、請求項２記載の 方法。

９、手順として、 上記スラブの面を研削し、それらの面の表面うねりが略２．５４±１．２７マイ クロメーターになる如くにすることと、及び、 上記スラブの面を研磨し、それらの面の表面うねりが略２．５４Ｘ１０−２±２ ．５４Ｘ１０−２フイクロメーター以下にし、その結果表面あらさが２．５４Ｘ １０−’±２．　５４Ｘ１０−４マイクロメーター以下になる如くにすることと 、を含む、請求項８記載の方法。

１０、上記スラブが実質的に平らな１つの面を持ち、この場合、上記第１及び第 ２の複数の強化部材が上記面の近くに配置され、手順として、 上記スラブの上記面を研削し、上記面の表面うねりが略２．５４±１．２７マイ クロメーターになる如くにすることと、及び、 上記スラブの上記面を研磨し、上記面の表面うねりが２、　５４ｘ１ｏ＝土２． ５４Ｘ１０−’マイクロメーター以下になる如くにすることと、 を含む、請求項２記載の方法。

１１、上記溶融材料の中に、上記第１及び第２の複数の強化部材を幾層にも重ね て横たえる手順を含む、請求項２記載の方法。

１２、上記溶融材料の中に、上記の互いに編み合わされた強化部材を幾層にも重 ねて横たえる手順を含む、請求項４記載の方法。

１３、上記ガラス質の材料がガラスであり、この場合、上記強化部材の材料が、 チタニウム及びその合金から成る群の中から選択される、請求項１記載の方法。

１４、上記ガラス質の材料がパイレックスであり、この場合、上記強化部材の材 料が、モリブデン及びその合金から成る群の中から選択される、請求項１記載の 方法。

１５、上記ガラス質の材料が溶融シリカであり、この場合、上記強化部材の材料 がアンバーである、請求項１記載の方法。

１６、ガラス質の材料から成る物品の補強方法で、その手順が、 鋳型の中に、全体的に平行で且つ同一平面上にある複数の細長い強化部材で、上 記ガラス質の材料より実質的に大きな引張り強度を持つもの、を納めることと、 溶融したガラス質の材料を上記鋳型の中に注入し、上記強化部材を兜全に包み込 む如くにすることと、及び、上記ガラス質の材料を凝固状態にまで冷却し、この ことにより、強化されたガラス質の材料のスラブを形成することと、を含む、ガ ラス質の材料から成る、物品の補強方法。

１７、上記強化部材が、上記鋳型の１つの面に他の一方の面より近接して配置さ れる、請求項１６記載の方法。

１８、上記強化部材が、上記鋳型の向合った２つの面から等距離の所に配置され る、請求項１６記載の方法。

１９、上記材料が上記鋳型に実質的に室温で注入され、次に、室温でキニアーリ ングされる、請求項１６記載の方法。

２０、ガラス質の材料のキニアリングが、上記注入温度に対して高い温度で行わ れる、請求項１６記載の方法。

２１、ガラス質の材料のキニアリングが、上記注入温度より低い温度で行われる 、請求項２０記載の方法。

２２、上記ガラス質の材料の注入及び凝固に先だって、上記強化部材にプレスト レスを掛ける手順を含む、請求項１６記載の方法。

２３、ガラス質の材料から成る物品の補強方法で、手順として、 ガラス質の材料の１対のスラブの向合った面を軟化状態にまで加熱することと、 上記向合った表面の間に、複数の細長い強化部材で、上記ガラス質の材料より大 きい引張り強度を持つもの、を挿入することと、 上記スラブをサンドイッチ状に押し付け、上記強化部材が上記スラブの軟化した 表面の中に埋め込まれる如くにすることと、及び、 上記スラブの向合った表面が凝固状態になるまで冷却することと、 を含む、ガラス質の材料から成る物品の補強方法。

２４、上記スラブの肉厚が等しくない、請求項２３記載の方法。

２５、上記１対のスラブの冷却に先だって、強化部材にプレストレスを掛ける手 順を含む、請求項２３記載の方法。

２６、高強度の光品質の反射体を、研削研磨すること無く製造する方法で、その 手順が、 プラスチックのマトリックスの中に、複数の細長い強化部材で、上記プラスチッ クのマトリックスより実質的に大きい引張り強度を持つもの、を埋め込み、補強 プラスチック部材を形成することと； 上記補強プラスチック部材を希望する形状に整形することと； 高度に研磨されたガラスマスターで、上記補強プラスチック部材と全体的に同じ 形状を持つもの、を下記の層で順次被覆し、その層が： （ａ）分離剤と； （ｂ）オーバーコーテイングと； （ｃ）反射材料と； （ｄ）接着剤と；から成り、 上記補強プラスチック部材を、所定時間、上記の被覆されたガラスマスターに押 付け、上記接着剤をキニアーすることと；及び 上記ガラスマスターから、レプリカとして移し取られた反射面を持つ上記上記補 強プラスチック部材を取り外すことと；を含む、高強度の売品質の反射体を、研 削研磨する二と無く、製造する方法。

２７、上記プラスチックのマトリックスが、鋳造、溶解、又は化学的蒸着の内の いずれか１つの方法により作られたガラス質の材料である、請求項２６記載の方 法。

２８、上記プラスチックのマトリックスの組成が、ポリカーボネート、アクリリ ックス、又はポリスチレン、から成る群から選択される、請求ｒｆ４２６記載の 方法。

２９、上記細長い強化部材がグラスファイバーである、請求項２６記載の方法。

３０、上記細長い強化部材が金属質のものである、請求項２６記載の方法。

３１、ガラス質の材料で、その構造の中に上記ガラス質の材料より実質的に大き い引張り強度を持つ複数の強化部材が埋め込まれたもの、で構成された補強物品 。

３２、上記鋳型が１つの室の中に置かれ、又上記ガラス質の材料が化学的蒸着に より作られる、請求項１６記載の方法。

国際調査報告 国際調査報告 巴ε７　：３０７ε Ｐａｇｅ　２ 国際調査報告

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. １．ガラス質の材料から成る物品の補強方法で、その手順が、ガラス質の材料の スラブを溶融状態にまで加熱することと；上記溶融したガラス質の材料の中に、 全体的に平行で同一平面上に伸びた第１の複数の細長い強化部材で、上記ガラス 質の材料より実質的に大きい引張り強度を持つもの、を横たえることと、 上記ガラス質の材料を凝固状態にまで冷却し、このことにより、上記強化部材が 上記スラブの構造の中に一体化される如くにする、ことと、 を含む、ガラス質の材料から成る物品の補強方法。
2. ２．全体的に平行で同一平面上に伸びた第２の複数の細長い強化部材を、上記の 第１の複数の部材と同様に、上記溶融材料の中に横たえ、それらが上記第１の複 数の部材に対し横方向に延びる如くにする手順を含む、請求項１記載の方法。
3. ３．上記スラブが実質的に平行な向合った面を持ち、この場合、上記の第１及び 第２の複数の強化部材が、上記の向合った面の一方に他の一方の面より近くに配 置される、請求項２記載の方法。
4. ４．上記の第１の複数の細長い強化部材が上記の第２の複数の部材と互いに編み 合わされ、強化布を形成する如くにする、請求項３記載の方法。
5. ５．上記スラブが実質的に平行な向合った面を持ち、この場合、上記第１及び第 ２の複数の強化部材が、上記向合った面からそれぞれ実質的に等距離の所に配置 される如くにする、請求項２記載の方法。
6. ６．上記強化部材の材料が、グラスファイバー、鋼、ボロン、カーボン、ニッケ ル、及びそれらの合金で構成される群の中から選択される、請求項１記載の方法 。
7. ７．手順として、 上記スラブの面を研削し、それらの面の表面うねりが略２．５４±１．２７マイ クロメーターになる如くにすることと、及び、 上記スラブの面を研磨し、それらの面の表面うねりを略２．５４×１０−２±２ ．５４×１０−２マイクロヌーター以下にし、その結果表面あらさが２５４±２ ５４ピコメーター以下になる如くにすることと、 を含む、請求項５記載の方法。
8. ８．上記スラブが実質的に平行な向合った面を持ち、この場合、１つの強化布が 一方の面に平行で且つそれに近接して配置され、又、他の一方の強化布が他の一 方の面に平行に且つそれに近接して配置される、如くにする、請求項２記載の方 法。
9. ９．手順として、 上記スラブの面を研削し、それらの面の表面うねりが略２．５４±１．２７マイ クロメーターになる如くにすることと、及び、 上記スラブの面を研磨し、それらの面の表面うねりを略２．５４×１０−２±２ ．５４×１０−２マイクロメーター以下にし、その結果表面あらさが２．５４× １０−４±２．５４×１０−４マイクロメーター以下になる如くにすることと、 を含む、請求項８記載の方法。
10. １０．上記スラブが実質的に平らな１つの面を持ち、この場合、上記第１及び第 ２の複数の強化部材が上記面の近くに配置され、手順として、 上記スラブの上記面を研削し、上記面の表面うねりが略２．５４±１．２７マイ クロメーターになる如くにすることと、及び、 上記スラブの上記面を研磨し、上記面の表面うねりが２．５４×１０−４±２． ５４×１０−４マイクロメーター以下になる如くにすることと、 を含む、請求項２記載の方法。
11. １１．上記溶融材料の中に、上記第１及び第２の複数の強化部材を幾層にも重ね て横たえる手順を含む、請求項２記載の方法。
12. １２．上記溶融材料の中に、上記の互いに編み合わされた強化部材を幾層にも重 ねて横たえる手順を含む、請求項４記載の方法。
13. １３．上記ガラス質の材料がガラスであり、この場合、上記強化部材の材料が、 チタニウム及びその合金から成る群の中から選択される、請求項１記載の方法。
14. １４．上記ガラス質の材料がパイレックスであり、この場合、上記強化部材の材 料が、モリブデン及びその合金から成る群の中から選択される、請求項１記載の 方法。
15. １５．上記ガラス質の材料が溶融シリカであり、この場合、上記強化部材の材料 がアンバーである、請求項１記載の方法。
16. １６．ガラス質の材料から成る物品の補強方法で、その手順が、 鋳型の中に、全体的に平行で且つ同一平面上にある複数の細長い強化部材で、上 記ガラス質の材料より実質的に大きな引張り強度を持つもの、を納めることと、 溶融したガラス質の材料を上記鋳型の中に注入し、上記強化部材を完全に包み込 む如くにすることと、及び、上記ガラス質の材料を凝固状態にまで冷却し、この ことにより、弦化されたガラス質の材料のスラブを形成することと、を含む、ガ ラス質の材料から成る、物品の補強方法。
17. １７．上記強化部材が、上記鋳型の１つの面に他の一方の向合う面より近接して 配置される、請求項１６記載の方法。
18. １８．上記強化部材が、上記鋳型の向合った２つの面から等距離の所に配置され る、請求項１６記載の方法。
19. １９．上記材料が上記鋳型に実質的に室温で注入され、次に、室温でキュアーリ ングされる、請求項１６記載の方法。
20. ２０．ガラス質の材料のキュアリングが、上記注入温度に対して高い温度で行わ れる、請求項１６記載の方法。
21. ２１．ガラス質の材料のキュアリングが、上記注入温度より低い温度で行われる 、請求項２０記載の方法。
22. ２２．上記ガラス質の材料の注入及び凝固に先だって、上記強化部材にプレスト レスを掛ける手順、を含む、請求項１６記載の方法。
23. ２３．ガラス質の材料から成る物品の補強方法で、手順として、 ガラス質の材料の１対のスラブの向合った表面を軟化状態にまで加熱することと 、 上記向合った表面の間に、複数の細長い強化部材で、上記ガラス質の材料より大 きい引張り強度を持つもの、を挿入することと、 上記スラブをサンドイッチ状に押し付け、上記強化部材が上記スラブの軟化した 表面の中に埋め込まれる如くにすることと、及び、 上記スラブの向合った表面が凝固状態になるまで冷却することと、 を含む、ガラス質の材料から成る物品の補強方法。
24. ２４．上記スラブの肉厚が等しくない、請求項２３記載の方法。
25. ２５．上記１対のスラブの冷却に先だって、強化部材にプレストレスを掛ける手 順を含む、請求項２３記載の方法。
26. ２６．高強度の光品質の反射体を、研削研磨すること無く製造する方法で、その 手順が、 プラスチックのマトリックスの中に、複数の細長い強化部材で、上記プラスチッ クのマトリックスより実質的に大きい引張り強度を持つもの、を埋め込み、補強 プラスチック部材を形成することと； 上記補強プラスチック部材を希望する形状に整形することと； 高度に研磨されたガラスマスターで、上記補強ブラスチック部材と全体的に同じ 形状を持つもの、を下記の層で順次被覆し、その層が： （ａ）分離剤と； （ｂ）オーバーコーティングと； （ｃ）反射材料と； （ｄ）接着剤と；から成り、 上記補強プラスチック部材を、所定時間、上記の被覆されたガラスマスターに押 付け、上記接着剤をキュアーすることと；及び 上記ガラスマスターから、レプリカとして移し取られた反射面を持つ上記上記補 強プラスチック部材を取り外すことと；を含む、高強度の光品質の反射体を、研 削研磨すること無く、製造する方法。
27. ２７．上記プラスチックのマトリックスが、鋳造、溶解、又は化学的蒸着の内の いずれか１つの方法により作られたガラス質の材料である、請求項２６記載の方 法。
28. ２８．上記プラスチックのマトリックスの組成が、ポリカーボネート、アタリリ ックス、又はポリスチレン、から成る群の中から選択される、請求項２６記載の 方法。
29. ２９．上記細長い強化部材がグラスファイバーである、請求項２６記載の方法。
30. ３０．上記細長い強化部材が金属質のものである、請求項２６記載の方法。
31. ３１．ガラス質の材料で、その構造の中に上記ガラス質の材料より実質的に大き い引張り強度を持つ複数の強化部材が埋め込まれたもの、で構成された補強物品 。
32. ３２．上記鋳型が１つの室の中に置かれ、又上記ガラス質の材料が化学的蒸着に より作られる、請求項１６記載の方法。