JPH0348143B2 - - Google Patents
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- JPH0348143B2 JPH0348143B2 JP57113996A JP11399682A JPH0348143B2 JP H0348143 B2 JPH0348143 B2 JP H0348143B2 JP 57113996 A JP57113996 A JP 57113996A JP 11399682 A JP11399682 A JP 11399682A JP H0348143 B2 JPH0348143 B2 JP H0348143B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/0417—Controlling or regulating for flat or bent glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/012—Tempering or quenching glass products by heat treatment, e.g. for crystallisation; Heat treatment of glass products before tempering by cooling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/0413—Stresses, e.g. patterns, values or formulae for flat or bent glass sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B27/00—Tempering or quenching glass products
- C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
- C03B27/044—Tempering or quenching glass products using gas for flat or bent glass sheets being in a horizontal position
Description
本発明は、ガラス板にクラツクが入つた時にも
クラツクが自走しない熱処理ガラス及びその製法
に関するものである。 例えば、高層ビルにおいては、窓ガラス板の耐
風圧向上を計るため、10〜20mm程度の特厚のガラ
ス板が使用されている。この様な特厚のガラス板
を使用すると、重量が著るしく増大するという欠
点があるとともに、板厚の厚い熱線吸収ガラスや
着色コートガラス板を使用した場合には、特に熱
割れの危険性が高くなるという欠点がある。軽量
化対策、熱割れ防止対策のために風冷強化ガラス
板を使用することも可能であるが、風冷強化ガラ
ス板は破損時細かい多くの破片になるため、高層
ビルに風冷強化ガラス板を使用すると破損した時
高層ビルの窓からガラス板の破片が降り落ちると
いう危険があり好ましくない。又強化硝子の一種
として冷却を落としたセミ強化硝子が知られてい
るが、10ｍ／ｍ以上の硝子に関しては、最も冷却
能の小さい自然放冷ですら、クラツクの自走する
強化度以上の応力が入つてしまい、割れた時ガラ
ス板の破片が脱落しないという性能が得られな
い。更に、強化ガラス板の一種として表面圧縮応
力が高く、且つ破片数密度の小さい化学強化ガラ
スもあるが、この化学強化ガラスは傷がついた場
合の強度低下が著るしいとともに、強化処理工程
に長時間を要するため実用には不適である。 本発明は、高層ビルの窓ガラス板として従来の
特厚ガラス板よりも薄くて同程度あるいはそれ以
上の耐風圧強度で、かつ熱割れがなく実用上の不
都合もなく、更に、量産化が可能な熱処理ガラス
板及びその製法を提供することを目的として研究
の結果得られたものであり、その第１の発明の要
旨は板厚10mm以上15mm以下の熱処理ガラス板であ
つて、その熱処理ガラス板の中央引張応力σtが85
〜200Kg／cm2の範囲にあり、かつその表面圧縮応
力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0の範
囲にあることを特徴とする熱処理ガラス板に関す
るものであり、その第２の発明の要旨は、板厚10
mm以上15mm以下のガラス板を600℃〜660℃に加熱
した後、このガラス板を下記(a)式で表わされる冷
却速度Ｋ（℃／秒）で１〜20秒間冷却し、次いで
このガラス板を350〜500℃の温度下において５〜
10分間保持することを特徴とする中央引張応力σt
が85〜200Kg／cm2の範囲にあり、かつその表面圧
縮応力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0
の範囲にある熱処理ガラスの製法に関するもので
ある。 −0.67t＋17≧Ｋ≧−0.67t＋12 ……(a) （但し、10mm≦ｔ≦15（mm）） 上記(a)式で示された冷却速度の範囲は、第１１
図で示したK1＝−0.67t＋12とK2＝−0.67t＋17の
各式で示された線の間の領域、即ち斜線部分Ｘを
示すものである。 ソーダライムガラスよりなるガラス板を軟化点
温度域（600℃〜700℃）まで加熱した後直ちに、
このガラス板の両面に空気を吹き付けて急冷して
強化した従来の普通の強化ガラス板は、1000Kg／
cm2〜1500Kg／cm2の表面圧縮応力とその断面方向の
中心部に表面圧縮応力の約1/2の引張応力が発生
し、その断面応力分布は第１図に示した様にな
る。そして、この強化ガラス板が破壊した時は、
ガラス板に発生したクラツクが自走し、そして上
記中央引張応力の大きさによつて一義的に決まる
破砕密度、倒えば40〜200個／５cm角をもつて細
かく割れてしまう。又、半強化ガラス板は、300
〜600Kg／cm2の表面圧縮応力と250〜400Kg／cm2の
中央引張応力σtと1.5未満のσc／σtの比とを有しそ
の断面応力分布は第２図に示した様になり、この
半強化ガラス板が破壊した場合には、細かい破片
をもつて割れないものの、破壊時ガラス板に発生
したクラツクは自走し、ガラス板の端部まで及ん
でしまう。 又、化学強化ガラス板は、1000Kg／cm2〜3000
Kg／cm2の表面圧縮応力と10〜60Kg／cm2の中央引張
応力とを有し、その断面応力分布は、第３図に示
した様になり、この化学強化ガラス板は、表面圧
縮応力層が薄いため傷がついた時の衝撃強度が著
るしく低下する。 これに対し、本発明の熱処理ガラス板は、その
中央引張応力が85Kg／cm2〜200Kg／cm2の間に低く
コントロールされ、かつその表面圧縮応力σcと中
央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0の範囲にコ
ントロールされて、表面圧縮応力も127〜600Kg／
cm2の範囲、更に好ましくは250〜350Kg／cm2に低く
抑えられ、第４図に示した様な断面応力分布にさ
れているので、この熱処理ガラス板にクラツクが
入つた時その破壊線が自走せず、細かい破片をも
つて割れない。しかも、この熱処理ガラス板は板
厚10mm以上15mm以下を有し、かつ127Kg／cm2〜600
Kg／cm2更に好ましくは250〜350Kg／cm2の表面圧縮
応力を持つているので耐風圧強度は、同一厚みの
生板の２倍以上で実用上充分な強度であり、かつ
熱割れすることもない。 例えば、板厚が12mmで中央引張応力σtが250
Kg／cm2、表面圧縮応力σcが380Kg／cm2（σc／σt＝
1.52）の熱処理ガラス板は、中央引張応力が高す
ぎるために、ガラス板にクラツクが入つた場合ク
ラツクが自走するとともに破砕片が細かくなつ
て、第５図に示す様な破砕パターンとなり、破砕
片が窓から落下する危険性が高くなつて好ましく
ない。又板厚が15mmで、中央引張応力σtが275
Kg／cm2、表面圧縮応力σcが450Kg／cm2（即ちσc／
σt＝1.64）のガラス板も同様である。 一方、本発明の熱処理ガラス板、例えば実施例
１〜４のサンプルの熱処理ガラス板の破砕パター
ンはそれぞれ第６〜９図の様になり、ガラス板に
クラツクが入つた場合クラツクの自走が抑えら
れ、破壊線が何本もガラス板の一端から他端まで
入ることがなく、窓からガラス板の破砕片が落下
するのを防ぐことができる。又、熱割れ防止及び
風圧破壊防止に要求される表面圧縮応力127Kg／
cm2以上、更に好ましくは250Kg／cm2より高い表面
圧縮応力を有しているので、熱割れする危険性が
少く、又耐風圧強度も充分である。 なお、ガラス板が割れる時、クラツクの自走が
抑えられて、破壊線（ヒビ）がガラスの一辺から
他辺まで及ばない様にされたものが窓からガラス
板の破砕片が落下する危険性が少なく好ましい
が、ガラス板の一辺から他辺まで及ぶ破壊線（ヒ
ビ）が一本程度あつても窓からの破砕片の落下の
危険性が実際上少ないので、この種の一本程度の
破壊線（ヒビ）の存在は、本発明の熱処理ガラス
板の破砕パターンとして許される。 次に、本発明の熱処理ガラス板の製法の具体例
について説明する。 第１０図は、本発明の熱処理ガラス板を製造す
るために使用される一具体例の装置を示したもの
であり、図において、１は熱処理されるガラス
板、２はローラーハース、３はガラス板の搬送ロ
ール、４はガラス板の加熱装置、５は上下に対向
して設けられた第１の冷却吹口、６は上下に対向
して設けられた熱処理炉、７は上下に対向して設
けられた第２の冷却吹口を示す。上記ガラス板
は、ローラーハース内を搬送ローラーにより水平
に搬送しながら、あるいは水平に摺動しながらガ
ラス板１を熱処理するのに充分な温度まで、例え
ば600〜660℃まで加熱される。ローラーハース２
内にて加熱されたガラス板は、ローラーハース２
の出口に隣接して設けられた第１の冷却吹口５間
に移動され、この第１の冷却吹口５から空気を上
記(a)式で表わされた冷却能となる様に１〜20秒間
吹き付けてガラス板をその表面温度が450〜560℃
になるまで冷却し、次いで350〜500℃の温度の熱
処理ゾーンに入れてガラス板を３〜15分間徐冷し
発生応力を調整し、ガラス板温が400〜450℃まで
低下したならば熱処理炉６から取出して更に第２
の冷却吹口７で更に冷却し所定の応力値及び応力
分布をもつた熱処理ガラス板とする。 本出願人は、種々の冷却条件により熱処理ガラ
ス板を製造する実験を重ねた結果、板厚が10mm以
上15mm以下のガラス板を600〜660℃に加熱した
後、このガラス板を下記(a)式で表わされる冷却速
度Ｋ（℃／秒）で１〜20秒間第１次冷却し、次い
でこのガラス板を350〜500℃の温度下において３
〜15分間保持するという各種条件の組合せによ
り、本発明の所定の表面圧縮応力、中央引張応力
及び断面応力分布を持つ熱処理ガラス板を得るこ
とができることを始めて見出した。上記の１次冷
却条件、またはガラス板の保持条件が満たされな
い場合、適当な大きさの表面圧縮応力σcが得られ
ないか、中央引張応力σtが大きくなりすぎ、本発
明に係る熱処理ガラス板が得られにくい。特に、
−0.67t＋17≧Ｋ（但し10（mm）≦ｔ≦15（mm））の１
次風冷条件では、冷却速度が速すぎて、表面圧縮
応力σcの値が高くなつてしまつて、後の工程のガ
ラス板の保持条件の調整が難しくなり、中央引張
応力σtが85〜200Kg／cm2の範囲にあり、かつその
表面圧縮応力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが
1.5〜3.0の範囲の本発明の熱処理ガラス板を量産
化することが困難となる。一方、−0.67t＋12≦Ｋ
（但し10（mm）≦ｔ≦15（mm））の一次風冷条件では、
冷却速度が遅すぎて、127〜600Kg／cm2の範囲の表
面圧縮応力σcがガラス板に入らず、十分な耐風圧
強度を持つガラス板が得られず、好ましくない。
なお、上記の第１次冷却は、ガラス板の表面温度
が450〜560℃になるまで行なうことが好ましい。 前述した本発明の熱処理ガラス板の製法は、ロ
ーラーハースを利用したものであるが、この方法
に限らず、ガスハースを利用してガラス板を水平
に搬送しながら加熱し、ガスハースの出口から出
た直後、加熱ガラス板を熱処理する方法、あるい
はガラス板を吊手により吊下げて搬送しながら加
熱炉内で加熱し、この加熱炉の出口から出た直
後、加熱ガラス板を熱処理する方法などによつて
も同様に製造することができる。 又、本発明方法により熱処理する際に、熱処理
炉で徐冷した後、第１の冷却吹口に戻して２次冷
却を行なう様にすれば、第２の冷却吹口を省くこ
とができ、設備費を低減させることができる。 実施例 上記した装置を用いてソーダ・ライムガラス板
を第１表に示した条件で熱処理し、得られた熱処
理ガラス板の中央引張応力σt、表面圧縮応力σc、
σc／σt、耐風圧性を示す許容荷重（破壊確率1/10
００以下、）熱割れ試験結果（熱割れするまでのガ
ラス板中央部と周辺の温度差）を同じく第１表に
示した。又、実施例１〜４の熱処理ガラス板及び
比較例１の熱処理ガラス板についてJIS R3206の
６−５に規定された破壊試験を行なつた時の破砕
パターンを第５〜９図に示した。
クラツクが自走しない熱処理ガラス及びその製法
に関するものである。 例えば、高層ビルにおいては、窓ガラス板の耐
風圧向上を計るため、10〜20mm程度の特厚のガラ
ス板が使用されている。この様な特厚のガラス板
を使用すると、重量が著るしく増大するという欠
点があるとともに、板厚の厚い熱線吸収ガラスや
着色コートガラス板を使用した場合には、特に熱
割れの危険性が高くなるという欠点がある。軽量
化対策、熱割れ防止対策のために風冷強化ガラス
板を使用することも可能であるが、風冷強化ガラ
ス板は破損時細かい多くの破片になるため、高層
ビルに風冷強化ガラス板を使用すると破損した時
高層ビルの窓からガラス板の破片が降り落ちると
いう危険があり好ましくない。又強化硝子の一種
として冷却を落としたセミ強化硝子が知られてい
るが、10ｍ／ｍ以上の硝子に関しては、最も冷却
能の小さい自然放冷ですら、クラツクの自走する
強化度以上の応力が入つてしまい、割れた時ガラ
ス板の破片が脱落しないという性能が得られな
い。更に、強化ガラス板の一種として表面圧縮応
力が高く、且つ破片数密度の小さい化学強化ガラ
スもあるが、この化学強化ガラスは傷がついた場
合の強度低下が著るしいとともに、強化処理工程
に長時間を要するため実用には不適である。 本発明は、高層ビルの窓ガラス板として従来の
特厚ガラス板よりも薄くて同程度あるいはそれ以
上の耐風圧強度で、かつ熱割れがなく実用上の不
都合もなく、更に、量産化が可能な熱処理ガラス
板及びその製法を提供することを目的として研究
の結果得られたものであり、その第１の発明の要
旨は板厚10mm以上15mm以下の熱処理ガラス板であ
つて、その熱処理ガラス板の中央引張応力σtが85
〜200Kg／cm2の範囲にあり、かつその表面圧縮応
力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0の範
囲にあることを特徴とする熱処理ガラス板に関す
るものであり、その第２の発明の要旨は、板厚10
mm以上15mm以下のガラス板を600℃〜660℃に加熱
した後、このガラス板を下記(a)式で表わされる冷
却速度Ｋ（℃／秒）で１〜20秒間冷却し、次いで
このガラス板を350〜500℃の温度下において５〜
10分間保持することを特徴とする中央引張応力σt
が85〜200Kg／cm2の範囲にあり、かつその表面圧
縮応力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0
の範囲にある熱処理ガラスの製法に関するもので
ある。 −0.67t＋17≧Ｋ≧−0.67t＋12 ……(a) （但し、10mm≦ｔ≦15（mm）） 上記(a)式で示された冷却速度の範囲は、第１１
図で示したK1＝−0.67t＋12とK2＝−0.67t＋17の
各式で示された線の間の領域、即ち斜線部分Ｘを
示すものである。 ソーダライムガラスよりなるガラス板を軟化点
温度域（600℃〜700℃）まで加熱した後直ちに、
このガラス板の両面に空気を吹き付けて急冷して
強化した従来の普通の強化ガラス板は、1000Kg／
cm2〜1500Kg／cm2の表面圧縮応力とその断面方向の
中心部に表面圧縮応力の約1/2の引張応力が発生
し、その断面応力分布は第１図に示した様にな
る。そして、この強化ガラス板が破壊した時は、
ガラス板に発生したクラツクが自走し、そして上
記中央引張応力の大きさによつて一義的に決まる
破砕密度、倒えば40〜200個／５cm角をもつて細
かく割れてしまう。又、半強化ガラス板は、300
〜600Kg／cm2の表面圧縮応力と250〜400Kg／cm2の
中央引張応力σtと1.5未満のσc／σtの比とを有しそ
の断面応力分布は第２図に示した様になり、この
半強化ガラス板が破壊した場合には、細かい破片
をもつて割れないものの、破壊時ガラス板に発生
したクラツクは自走し、ガラス板の端部まで及ん
でしまう。 又、化学強化ガラス板は、1000Kg／cm2〜3000
Kg／cm2の表面圧縮応力と10〜60Kg／cm2の中央引張
応力とを有し、その断面応力分布は、第３図に示
した様になり、この化学強化ガラス板は、表面圧
縮応力層が薄いため傷がついた時の衝撃強度が著
るしく低下する。 これに対し、本発明の熱処理ガラス板は、その
中央引張応力が85Kg／cm2〜200Kg／cm2の間に低く
コントロールされ、かつその表面圧縮応力σcと中
央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0の範囲にコ
ントロールされて、表面圧縮応力も127〜600Kg／
cm2の範囲、更に好ましくは250〜350Kg／cm2に低く
抑えられ、第４図に示した様な断面応力分布にさ
れているので、この熱処理ガラス板にクラツクが
入つた時その破壊線が自走せず、細かい破片をも
つて割れない。しかも、この熱処理ガラス板は板
厚10mm以上15mm以下を有し、かつ127Kg／cm2〜600
Kg／cm2更に好ましくは250〜350Kg／cm2の表面圧縮
応力を持つているので耐風圧強度は、同一厚みの
生板の２倍以上で実用上充分な強度であり、かつ
熱割れすることもない。 例えば、板厚が12mmで中央引張応力σtが250
Kg／cm2、表面圧縮応力σcが380Kg／cm2（σc／σt＝
1.52）の熱処理ガラス板は、中央引張応力が高す
ぎるために、ガラス板にクラツクが入つた場合ク
ラツクが自走するとともに破砕片が細かくなつ
て、第５図に示す様な破砕パターンとなり、破砕
片が窓から落下する危険性が高くなつて好ましく
ない。又板厚が15mmで、中央引張応力σtが275
Kg／cm2、表面圧縮応力σcが450Kg／cm2（即ちσc／
σt＝1.64）のガラス板も同様である。 一方、本発明の熱処理ガラス板、例えば実施例
１〜４のサンプルの熱処理ガラス板の破砕パター
ンはそれぞれ第６〜９図の様になり、ガラス板に
クラツクが入つた場合クラツクの自走が抑えら
れ、破壊線が何本もガラス板の一端から他端まで
入ることがなく、窓からガラス板の破砕片が落下
するのを防ぐことができる。又、熱割れ防止及び
風圧破壊防止に要求される表面圧縮応力127Kg／
cm2以上、更に好ましくは250Kg／cm2より高い表面
圧縮応力を有しているので、熱割れする危険性が
少く、又耐風圧強度も充分である。 なお、ガラス板が割れる時、クラツクの自走が
抑えられて、破壊線（ヒビ）がガラスの一辺から
他辺まで及ばない様にされたものが窓からガラス
板の破砕片が落下する危険性が少なく好ましい
が、ガラス板の一辺から他辺まで及ぶ破壊線（ヒ
ビ）が一本程度あつても窓からの破砕片の落下の
危険性が実際上少ないので、この種の一本程度の
破壊線（ヒビ）の存在は、本発明の熱処理ガラス
板の破砕パターンとして許される。 次に、本発明の熱処理ガラス板の製法の具体例
について説明する。 第１０図は、本発明の熱処理ガラス板を製造す
るために使用される一具体例の装置を示したもの
であり、図において、１は熱処理されるガラス
板、２はローラーハース、３はガラス板の搬送ロ
ール、４はガラス板の加熱装置、５は上下に対向
して設けられた第１の冷却吹口、６は上下に対向
して設けられた熱処理炉、７は上下に対向して設
けられた第２の冷却吹口を示す。上記ガラス板
は、ローラーハース内を搬送ローラーにより水平
に搬送しながら、あるいは水平に摺動しながらガ
ラス板１を熱処理するのに充分な温度まで、例え
ば600〜660℃まで加熱される。ローラーハース２
内にて加熱されたガラス板は、ローラーハース２
の出口に隣接して設けられた第１の冷却吹口５間
に移動され、この第１の冷却吹口５から空気を上
記(a)式で表わされた冷却能となる様に１〜20秒間
吹き付けてガラス板をその表面温度が450〜560℃
になるまで冷却し、次いで350〜500℃の温度の熱
処理ゾーンに入れてガラス板を３〜15分間徐冷し
発生応力を調整し、ガラス板温が400〜450℃まで
低下したならば熱処理炉６から取出して更に第２
の冷却吹口７で更に冷却し所定の応力値及び応力
分布をもつた熱処理ガラス板とする。 本出願人は、種々の冷却条件により熱処理ガラ
ス板を製造する実験を重ねた結果、板厚が10mm以
上15mm以下のガラス板を600〜660℃に加熱した
後、このガラス板を下記(a)式で表わされる冷却速
度Ｋ（℃／秒）で１〜20秒間第１次冷却し、次い
でこのガラス板を350〜500℃の温度下において３
〜15分間保持するという各種条件の組合せによ
り、本発明の所定の表面圧縮応力、中央引張応力
及び断面応力分布を持つ熱処理ガラス板を得るこ
とができることを始めて見出した。上記の１次冷
却条件、またはガラス板の保持条件が満たされな
い場合、適当な大きさの表面圧縮応力σcが得られ
ないか、中央引張応力σtが大きくなりすぎ、本発
明に係る熱処理ガラス板が得られにくい。特に、
−0.67t＋17≧Ｋ（但し10（mm）≦ｔ≦15（mm））の１
次風冷条件では、冷却速度が速すぎて、表面圧縮
応力σcの値が高くなつてしまつて、後の工程のガ
ラス板の保持条件の調整が難しくなり、中央引張
応力σtが85〜200Kg／cm2の範囲にあり、かつその
表面圧縮応力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが
1.5〜3.0の範囲の本発明の熱処理ガラス板を量産
化することが困難となる。一方、−0.67t＋12≦Ｋ
（但し10（mm）≦ｔ≦15（mm））の一次風冷条件では、
冷却速度が遅すぎて、127〜600Kg／cm2の範囲の表
面圧縮応力σcがガラス板に入らず、十分な耐風圧
強度を持つガラス板が得られず、好ましくない。
なお、上記の第１次冷却は、ガラス板の表面温度
が450〜560℃になるまで行なうことが好ましい。 前述した本発明の熱処理ガラス板の製法は、ロ
ーラーハースを利用したものであるが、この方法
に限らず、ガスハースを利用してガラス板を水平
に搬送しながら加熱し、ガスハースの出口から出
た直後、加熱ガラス板を熱処理する方法、あるい
はガラス板を吊手により吊下げて搬送しながら加
熱炉内で加熱し、この加熱炉の出口から出た直
後、加熱ガラス板を熱処理する方法などによつて
も同様に製造することができる。 又、本発明方法により熱処理する際に、熱処理
炉で徐冷した後、第１の冷却吹口に戻して２次冷
却を行なう様にすれば、第２の冷却吹口を省くこ
とができ、設備費を低減させることができる。 実施例 上記した装置を用いてソーダ・ライムガラス板
を第１表に示した条件で熱処理し、得られた熱処
理ガラス板の中央引張応力σt、表面圧縮応力σc、
σc／σt、耐風圧性を示す許容荷重（破壊確率1/10
００以下、）熱割れ試験結果（熱割れするまでのガ
ラス板中央部と周辺の温度差）を同じく第１表に
示した。又、実施例１〜４の熱処理ガラス板及び
比較例１の熱処理ガラス板についてJIS R3206の
６−５に規定された破壊試験を行なつた時の破砕
パターンを第５〜９図に示した。
【表】
本発明の方法により、中央引張応力σtが85〜
200Kg／cm2の範囲となり、かつその表面圧縮応力
σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0の範囲
にある熱処理ガラス板が得られる理由については
次の様に考えられる。 軟化したガラス板を急冷すると、ガラス板断面
の温度分布は遷移状態を経て定常状態になる。通
常ガラス板中央部の温度が固定温度（560〜570
℃）を通過する時の温度分布（表面と中心の温度
差）がガラス板の強化度即ち中央引張応力と表面
圧縮応力を決定する。本発明はこのガラス板固化
前後の温度の変化を単純な冷却とはちがつた履歴
を与えることにより操作し好ましい応力を得るも
のである。即ち、ガラス板表面温度のみ固化温度
以下になつた状態（この時点で中央部はまだ軟化
している）でガラス板の冷却を中止し、200〜500
℃の雰囲気で徐冷することにより、表面の温度・
固化状態は変化させず、中央部のみ固化を遅らせ
ることにより、残留応力を緩和させ中央引張応力
を小さくすることが可能となるのである。 又、10〜15ｍ／ｍの硝子については板厚が厚い
ため、自然放冷ですらσt≦200Kg／cm2にコントロ
ールすることが、不可能であり、本発明のように
適切な徐冷操作をすることが必要である。 上記実施例及び比較例におけるガラス板の表面
圧縮応力は東芝風冷強化硝子表面応力計FSM7−
30により測定し、又中央引張応力は次の様に測定
したものである。 Γ中央引張応力の測定 第１２図の様にガラス板サンプル１１を水平に
保持し、端面に垂直にHe−Neレーザ１２を光線
に偏光子１３、レンズ１４、絞り１５を通入した
直線偏光Ａを入射する。ガラス板１１面に平行お
よび垂直な方向を各々ｙ，ｚとし、入射方向をｔ
とする。入射光の振動方向はｙ−ｚ面で各軸に対
し、45°の角度になるようにする。 ガラス板１１の端面から入射された直線偏光Ａ
は、ガラスに内在するｙ−ｚ平面の主応力差によ
つて、位相差を生じ、第１３図の様にｙ−ｚ軸と
45゜の角度に軸を持つ楕円→円→楕円→直線（入
射光と直交）→楕円→円→楕円→直線と偏光が変
り、位相差360゜で元の入射光と振動方向が同じ直
線偏向に戻る。 この偏光はガラスの中で散乱され、光軸と直角
をなすｙ−ｚ平面内のｙ−ｚ軸と45゜又は第１２
図の方向から観察すると、１波長ごとのドツト状
に見える。 フロート・ガラス板の散乱は非常に小さいた
め、観察しようとする散乱光は微弱である。この
ため、マイクロ・チヤンネル・イメージ・インテ
ンシフアイヤーを内蔵した暗視装置を使い、高感
度テレビ・カメラ１６を通してモニタテレビ１７
上に散乱光のドツト・パターンを映し出す。ポジ
シヨン・アナライザー１８と組み合わせて実時間
で長さを読みとる。 このドツト１つが360゜（１波長）の位相差に対
応するので、この実長さを測定することにより光
弾性定数を使い、主応力差を知ることができる。 ここで求めた主応力差△σより中央引張応力σy
を下式により求める。 主応力差△σ △σ＝σy−σz＝σy＝λ／ｃ・１／l〓 σy：応力の平面方向の成分、即ち中央引張応力 σz：応力の厚み方向の成分（σz≒０） λ：レーザ光波長（632.8ｍμ−He−Neレー
ザ） l〓：360゜の位相差に対応する光路差（cm） ｃ：光弾性定数2.63ｍμ／cm／Kg／cm2（フロー
ト板） なお、本発明の中央引張応力σtが85〜200Kg／
cm2、表面圧縮応力σcが127〜600Kg／cm2、更に好ま
しくは250〜350Kg／cm2の熱処理ガラス板の上記各
応力値とは、第１６図の様に熱処理ガラス板の周
辺部の４点Ｐと中央部の１点Ｑの５点における測
定値を平均したものを示したものであり、平均値
として捕えたものである。 以上の様に、本発明によれば、耐風圧強度が実
用上充分で、かつ熱割れすることがなく、更にク
ラツクがガラス板に入つてもクラツクが自走せ
ず、細かい破片に割れることがない熱処理ガラス
を提供することができる。このガラス板は割れて
も破片の一部あるいは全体が窓枠から脱落する危
険性か少なく、ビル、住宅等の建築用ガラス板と
して有用である。特に、ガラス板の破片の落下の
危険性のないガラス板が要求される中、高層ビル
用の窓用ガラス板として本発明の熱処理ガラス板
は最適である。 中でも、熱割れの危険性が高い窓用、あるいは
スパンドレル用に使用される熱線吸収ガラス板、
着色コートガラス板、熱線反射ガラス板等のガラ
ス板に対し、本発明の熱処理ガラス板は好適であ
る。 又、本発明によるガラス板は耐風圧強度及び熱
割れ強度が向上され、又クラツク自走防止がなさ
れているので、例えば、従来19mm厚のガラス板が
使用されていた中高層用の窓ガラス板を本発明に
よる12mm厚の熱処理ガラス板に置き換えることが
でき、ガラス板の軽量化を計ることができる。
200Kg／cm2の範囲となり、かつその表面圧縮応力
σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0の範囲
にある熱処理ガラス板が得られる理由については
次の様に考えられる。 軟化したガラス板を急冷すると、ガラス板断面
の温度分布は遷移状態を経て定常状態になる。通
常ガラス板中央部の温度が固定温度（560〜570
℃）を通過する時の温度分布（表面と中心の温度
差）がガラス板の強化度即ち中央引張応力と表面
圧縮応力を決定する。本発明はこのガラス板固化
前後の温度の変化を単純な冷却とはちがつた履歴
を与えることにより操作し好ましい応力を得るも
のである。即ち、ガラス板表面温度のみ固化温度
以下になつた状態（この時点で中央部はまだ軟化
している）でガラス板の冷却を中止し、200〜500
℃の雰囲気で徐冷することにより、表面の温度・
固化状態は変化させず、中央部のみ固化を遅らせ
ることにより、残留応力を緩和させ中央引張応力
を小さくすることが可能となるのである。 又、10〜15ｍ／ｍの硝子については板厚が厚い
ため、自然放冷ですらσt≦200Kg／cm2にコントロ
ールすることが、不可能であり、本発明のように
適切な徐冷操作をすることが必要である。 上記実施例及び比較例におけるガラス板の表面
圧縮応力は東芝風冷強化硝子表面応力計FSM7−
30により測定し、又中央引張応力は次の様に測定
したものである。 Γ中央引張応力の測定 第１２図の様にガラス板サンプル１１を水平に
保持し、端面に垂直にHe−Neレーザ１２を光線
に偏光子１３、レンズ１４、絞り１５を通入した
直線偏光Ａを入射する。ガラス板１１面に平行お
よび垂直な方向を各々ｙ，ｚとし、入射方向をｔ
とする。入射光の振動方向はｙ−ｚ面で各軸に対
し、45°の角度になるようにする。 ガラス板１１の端面から入射された直線偏光Ａ
は、ガラスに内在するｙ−ｚ平面の主応力差によ
つて、位相差を生じ、第１３図の様にｙ−ｚ軸と
45゜の角度に軸を持つ楕円→円→楕円→直線（入
射光と直交）→楕円→円→楕円→直線と偏光が変
り、位相差360゜で元の入射光と振動方向が同じ直
線偏向に戻る。 この偏光はガラスの中で散乱され、光軸と直角
をなすｙ−ｚ平面内のｙ−ｚ軸と45゜又は第１２
図の方向から観察すると、１波長ごとのドツト状
に見える。 フロート・ガラス板の散乱は非常に小さいた
め、観察しようとする散乱光は微弱である。この
ため、マイクロ・チヤンネル・イメージ・インテ
ンシフアイヤーを内蔵した暗視装置を使い、高感
度テレビ・カメラ１６を通してモニタテレビ１７
上に散乱光のドツト・パターンを映し出す。ポジ
シヨン・アナライザー１８と組み合わせて実時間
で長さを読みとる。 このドツト１つが360゜（１波長）の位相差に対
応するので、この実長さを測定することにより光
弾性定数を使い、主応力差を知ることができる。 ここで求めた主応力差△σより中央引張応力σy
を下式により求める。 主応力差△σ △σ＝σy−σz＝σy＝λ／ｃ・１／l〓 σy：応力の平面方向の成分、即ち中央引張応力 σz：応力の厚み方向の成分（σz≒０） λ：レーザ光波長（632.8ｍμ−He−Neレー
ザ） l〓：360゜の位相差に対応する光路差（cm） ｃ：光弾性定数2.63ｍμ／cm／Kg／cm2（フロー
ト板） なお、本発明の中央引張応力σtが85〜200Kg／
cm2、表面圧縮応力σcが127〜600Kg／cm2、更に好ま
しくは250〜350Kg／cm2の熱処理ガラス板の上記各
応力値とは、第１６図の様に熱処理ガラス板の周
辺部の４点Ｐと中央部の１点Ｑの５点における測
定値を平均したものを示したものであり、平均値
として捕えたものである。 以上の様に、本発明によれば、耐風圧強度が実
用上充分で、かつ熱割れすることがなく、更にク
ラツクがガラス板に入つてもクラツクが自走せ
ず、細かい破片に割れることがない熱処理ガラス
を提供することができる。このガラス板は割れて
も破片の一部あるいは全体が窓枠から脱落する危
険性か少なく、ビル、住宅等の建築用ガラス板と
して有用である。特に、ガラス板の破片の落下の
危険性のないガラス板が要求される中、高層ビル
用の窓用ガラス板として本発明の熱処理ガラス板
は最適である。 中でも、熱割れの危険性が高い窓用、あるいは
スパンドレル用に使用される熱線吸収ガラス板、
着色コートガラス板、熱線反射ガラス板等のガラ
ス板に対し、本発明の熱処理ガラス板は好適であ
る。 又、本発明によるガラス板は耐風圧強度及び熱
割れ強度が向上され、又クラツク自走防止がなさ
れているので、例えば、従来19mm厚のガラス板が
使用されていた中高層用の窓ガラス板を本発明に
よる12mm厚の熱処理ガラス板に置き換えることが
でき、ガラス板の軽量化を計ることができる。
第１〜第３図は、従来の強化ガラス板の厚さ方
向の断面の応力分布図、第４図は本発明の熱処理
ガラス板の厚さ方向の断面の応力分布図、第５，
６図は比較例に係るガラス板の破砕パターン図、
第７〜９図は本発明に係る熱処理ガラス板の破砕
パターン図、第１０図は本発明を実施するための
装置の一具体例に係る概略図、第１１図は本発明
の冷却能特性図、第１２図はガラス板の中央引張
応力を測定するための装置の概略図、第１３〜１
５図はガラス板の中央引張応力の測定原理を示す
ための説明図、第１６図は、応力値の測定点を示
す説明図である。 １：熱処理されるガラス板、２：ローラーハー
ス、３：搬送ロール、４：ガラス板の加熱装置、
５：第１の冷却吹口、６：熱処理炉、７：第２の
冷却吹口。
向の断面の応力分布図、第４図は本発明の熱処理
ガラス板の厚さ方向の断面の応力分布図、第５，
６図は比較例に係るガラス板の破砕パターン図、
第７〜９図は本発明に係る熱処理ガラス板の破砕
パターン図、第１０図は本発明を実施するための
装置の一具体例に係る概略図、第１１図は本発明
の冷却能特性図、第１２図はガラス板の中央引張
応力を測定するための装置の概略図、第１３〜１
５図はガラス板の中央引張応力の測定原理を示す
ための説明図、第１６図は、応力値の測定点を示
す説明図である。 １：熱処理されるガラス板、２：ローラーハー
ス、３：搬送ロール、４：ガラス板の加熱装置、
５：第１の冷却吹口、６：熱処理炉、７：第２の
冷却吹口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 板厚が10mm以上15mm以下の熱処理ガラス板で
あつて、その熱処理ガラス板の中央引張応力σtが
85〜200Kg／cm2の範囲に、又その表面圧縮応力σc
が127〜600Kg／cm2の範囲にあり、かつその表面圧
縮応力σcと中央引張応力σtとの比σc／σtが1.5〜3.0
の範囲にあることを特徴とする熱処理ガラス板。 ２ 板厚が10mm以上15mm以下のガラス板を600℃
〜660℃に加熱した後、このガラス板を下記(a)式
で表わされる冷却速度Ｋ（℃／秒）で１〜20秒間
冷却し、次いでこのガラス板を350〜500℃の温度
下において３〜15分間保持することを特徴とする
中央引張応力σtが85〜200Kg／cm2の範囲にあり、
かつその表面圧縮応力σcと中央引張応力σtとの比
σc／σtが1.5〜3.0の範囲にある熱処理ガラス板の
製造方法。 −0.67t＋17≧Ｋ≧−0.67t＋12 ……(a) 但し 10（mm）≦ｔ≦15（mm） ３ 加熱されたガラス板を上記(a)式で示された冷
却速度Ｋ（℃／秒）で冷却した後、350〜500℃の
熱処理炉内で３〜15分間保持することを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の熱処理ガラス板の
製造方法。 ４ 加熱されたガラス板を上記(a)式で示された冷
却速度Ｋ（℃／秒）で冷却した後、350〜400℃の
熱処理炉内で５〜10分間保持することを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の熱処理ガラス板の
製造方法。 ５ 加熱されたガラス板を上記(a)式で示された冷
却速度Ｋ（℃／秒）で５〜10秒間冷却することを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の熱処理ガ
ラス板の製造方法。 ６ 加熱されたガラス板を上記(a)式で示された冷
却速度Ｋ（℃／秒）で５〜10秒間冷却し、ガラス
板の表面温度を450〜560℃まで冷却し、次いでこ
のガラス板を350〜500℃の熱処理炉内で３〜15分
間保持することを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の熱処理ガラス板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11399682A JPS598627A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 熱処理ガラス板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11399682A JPS598627A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 熱処理ガラス板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598627A JPS598627A (ja) | 1984-01-17 |
| JPH0348143B2 true JPH0348143B2 (ja) | 1991-07-23 |
Family
ID=14626442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11399682A Granted JPS598627A (ja) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | 熱処理ガラス板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598627A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2017001386A (es) | 2014-07-31 | 2017-08-21 | Corning Inc | Vidrio termicamente templado y metodos y aparatos para templado termico del vidrio. |
| US11097974B2 (en) | 2014-07-31 | 2021-08-24 | Corning Incorporated | Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods |
| KR102492060B1 (ko) | 2016-01-12 | 2023-01-26 | 코닝 인코포레이티드 | 얇은, 열적 및 화학적으로 강화된 유리-계 제품 |
| US11795102B2 (en) | 2016-01-26 | 2023-10-24 | Corning Incorporated | Non-contact coated glass and related coating system and method |
| CN111065609A (zh) | 2017-08-24 | 2020-04-24 | 康宁股份有限公司 | 具有改进的回火能力的玻璃 |
| TWI785156B (zh) | 2017-11-30 | 2022-12-01 | 美商康寧公司 | 具有高熱膨脹係數及對於熱回火之優先破裂行為的非離子交換玻璃 |
| WO2021025981A1 (en) | 2019-08-06 | 2021-02-11 | Corning Incorporated | Glass laminate with buried stress spikes to arrest cracks and methods of making the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515983A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Strengthened glass plate and production thereof |
-
1982
- 1982-07-02 JP JP11399682A patent/JPS598627A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515983A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-04 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Strengthened glass plate and production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS598627A (ja) | 1984-01-17 |
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