JPS58145630A - 改良された破壊パタンを有する熱強化ガラス板製造方法および装置 - 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】 本発明はガラス板の熱処理に関する。本発明は特に大型
の窓に使用されるガラス板にして、適当な破壊パタンを
有し、窓が破損□した時に支持されたガラス板の周囲部
分内に孤立部分が形成されないようになっていることが
重要なガラス板の熱強化に関する。前記の如き孤立部分
はガラスが破砕された時にガラスの主体部から脱落し、
かつ前記の如き窓を有する建造物のかたわらを通る人間
に危害を加えるおそれがあυ、特に窓が超高層建築の上
層階に取付けられている場合は危険である。

ガラス板を普通のガラス加熱技術によりそのひずみ点以
上に加熱することによって部分的焼戻しが行われるよう
に焼戻しまたは熱強化を行い、これに続いてガラス板を
制御された冷却速度で冷却することによって焼戻しに十
分な温度を得んとする時、または前記ガラス板を自然冷
却に続いて行われる焼戻しに十分な温度に加熱すること
により熱処理を行わんとする時には、典型的な破壊パタ
ン、すなわちガラスが破砕された時にその主体部から孤
立した微片を有する破壊パタンか生じる。

この時形成される微片すなわち孤立部分の大きさはガラ
ス内の焼戻し度合によって決まる。一般的に言って大き
な孤立部分は焼戻し度が比較的小さくなるように熱強化
されたガラス板に関連し、かつ該孤立部分の大きさは一
般にガラス内の焼戻し度が犬となればなるほど小さくな
る。

ガラス板が加熱に続く冷却よりなる熱処理を受けた時に
は該ガラス板に焼戻しが起こることは周知である。この
焼戻しの度合はガラス板が加熱される温度と、この高温
度からがラスのひずみ点以下に冷却する時の冷却速度と
によって決まる。焼戻しされたガラス板は引張応力を有
するようになったその縁と、内方部分を囲繞する表面部
分とに圧縮応力部分を発生させる。ガラスは圧縮に対し
ては非常に強く、かつ引張シに対しては非常に弱いから
、焼戻しされたガラスに加えられる機械的または他の力
がガラスの表面または縁における圧縮応力を超えない限
りはこの焼戻されたガラスの破壊は起こらない。しかし
ながら焼戻されたガラス板が破損すれば、比較的小さな
微片を形成し、これら微片は建造物に取付けた窓枠から
容易に分離する。窓下の舗道に落下する破片は通行人に
とって非常に危険である。

ガラスを非制御的に焼戻した場合にはガラスにゆがみを
発生せしめることがあり、これは該ガラスを取付ける時
および取付けた後に機械的応力を発生させる。加熱およ
び（または）冷却を制御することによって部分的焼戻し
が行われるようにし、これによってゆがんだ窓の形成を
最少限に止め、したがって窓枠に過大な応力を発生させ
ることなく取付けを行い得るようにすることが提案され
ている。しかしながら場合によっては限られた程度の焼
戻しを行った在来のある種の熱強化ガラス板は破損し、
かつこの時生じる破壊パタンは孤立部分の形をなす少な
くとも一つの大きな破片を有し、該破片は取付は枠内に
取付けた窓の残余の部分から脱落する。

超高層建築に対する窓を製造する場合には相当の破損が
生じる。在来においてもガラス板を熱強化し、ゆがみを
最少限に止めると共に、取扱い時および使用時において
遭遇する厳しい条件下においても破損が生じないように
することが試みられていた。しかしながら熱強化された
窓は、その部分に局部的に機械的な力または熱の力が加
えられた時に生じる応力に起因して破壊パタンを発生さ
せる。ある条件下においては、前記破壊パタンはほとん
ど連続した破壊線を形成し、縁部分と係合することによ
って窓を支持する枠から内方に向って単数または複数の
分離部分を形成するようになる。前記枠内のガラスの大
きな破片は場合によっては窓から分離し、下方の歩道に
落下する。

取付は枠から内方に向って隔置された分離部分を囲繞す
るような破壊線を発生させないすぐれた破壊パタンを形
成する試みが行われ、これは本発明以前において成功し
ているが、この方法は熱強化されたガラス板が焼戻され
たガラスより応力の低いパタンを有している時だけに限
られる。低応力バタンを形成するために提案された方法
は、ガラスの冷却を自然にまかせ、または制限された冷
却速度で冷却を行うようになる点まで、緩かな強制冷却
速度で冷却を行うものである。まだ確認はされていない
が、ある条件下においては前記の如き自然冷却を行った
ガラスも、ガラス板の残余の部分から破断される傾向の
大きな分離部分すなわち孤立部分を囲繞する破壊線を含
む破壊パタンを１ 発生させることがわかった。加熱されたガラス板の相対
する表面に供給する低温空気の流量を減少させれば、ガ
ラス内の応力は減少するが、残留圧縮応力の減少が不十
分であるために、許容し得る破壊パタンを有するガラス
板の特性である小さな残留圧縮応力と関連する頻繁な破
壊を避は得ないようになる。

本発明の以前においては、均一な残留表面応力と結合し
た大きな残留縁応力を有する窓にして、破損の傾向が少
なく、もし破損したとしても取付は枠の中に保持される
ようになった窓が必要とされていた。なお建造物に取付
けた窓から大きな破片が下方舗道の上に落ちるのを避け
るようになった破壊パタンを有する窓を製造するだめの
改良方法も必要とされていた。一般的に１ってガラス板
は、これに大きな残留圧縮縁応力を与えることによって
該ガラス板の取扱いおよび取付は段階における熱破壊お
よび縁損傷を受けにくくなる。しかしながら大きな残留
圧縮縁応力を有するように熱処理を受けたガラス板はそ
の全体にわたって残留２ 表面圧縮応力の険しい勾配を有している。在来の技術に
よっては、ガラス内に高い残留表面圧縮応力を発生せし
め、しかもこの残留表面圧縮応力の険しい勾配の発生を
阻止することはできなかった。

ガラス板を焼戻しに関連する高い温度から冷却し、該ガ
ラス板が熱強化装置の冷却個所を通る時に、このガラス
板の縁によって囲繞される内方部分に均一な残留表面圧
縮応力を発生させるようになった方法が開示されている
。しかしながら本発明以前の技術は、ガラスの主表面全
体にわたって、連邦仕様書ＤＤ−Ｇ−１４０３Ｂに記載
されているような表面圧縮応力の最少基準に合致するよ
うな表面圧縮応力を発生させることはできない。

ＥＣｋｅｒｔ　　の米国特許第２，０９３，０４０号に
は、ガラス板を焼戻しする二段法にして、ガラス板を最
初できるだけ速くガラスの焼なまし温度の近くまたはこ
れより幾分下の温度、すなわちこれ以下の温度では主に
一次的応力が発生するような温度まで急冷する方法が記
載されている。この特許によれば以後の冷却は緩かな速
度で行われるが、この速度はなお開放空気雰囲気内の自
然冷却速度より犬である。

Ｃｒｏｗｌｅｙの米国特許第２，１８８，４０１号には
ガラス板焼戻し装置にして、ノズルの上方組と下方組と
の間に複数の回転自在シャッタが挿置され、ガラス板の
全長が冷却段階の開始される同じ瞬間から、ガラス板の
他の部分と同様に冷却され、製造時におけるガラス板の
ゆがみまたは破損の生じる危険を最少限に止めるように
なった装置が記載されている。

Ａｃ１ｏｑｕｅの米国特許第３，２５１，６７０号にお
いては、ガラス板の差別的焼戻し技術によって、焼戻し
ノズルの間に円板またはドーナツ形部材を挿置し、ガラ
ス板の一部分がその残りの部分よシ少なく焼戻されるよ
うになっている。加圧空気源と、差別的焼戻しを行うべ
きガラス板の相対する主表面との間に、反らせ板または
山形材の挿置された他の特許にはＢａｋｅｒの米国特許
第３，３６３，９３６号および３，３９６，００１号と
、Ｎｅｗａｌｌ　　他の米国特許第３，３６４，００６
号とがある。

さらにＢｏｌｌａｎｄの米国特許第３，３０４，１６６
号には、焼戻しを行うべきガラス板の局部に対する高圧
空気噴射部制からの流量を減少させるためにスクリンを
使用し、それによって差別的焼戻しが行われる時にガラ
ス板の残余の部分よυ低い応力を発生させるようになっ
た方法が記載されている。

Ｍｉｓｓｏｎ　　の米国特許第３，８４７，５８０号に
はガラス板をガス炉床上に支持して焼戻しを行う２段冷
却法が記載されている。第１段階においてはガラスは支
持された状態で急冷され、その中央面の温度およびその
表面温度が共にガラスのひずみ意思下の温度に達するよ
うにされる。第２段階においてはガラスは支持され、か
つ支持された表面の単位当り比較的少ない冷却ガスの容
積流量によって冷却され、第１段階において最初に得ら
れた焼戻し状態を維持するようにされる。この２段焼戻
しプロセスに対する全動力消費は、冷却時に高度の冷却
状態が維持される普通の焼□戻しに対して必要とされる
動力に比して少ない。

Ｔｈｏｍａｓ　、　ＦｒａｎｋおよびＣ１ａａｓｓｅｎ
の米国特許５ 第４，２３６，９０９号にはある技術によって開発され
た改良破壊バタンか記載されており、すなわちこの技術
においては焼戻しを行うに十分な高温度まで加熱された
がラス板が、先ずその主表面からその厚さの中心に向っ
て、自然冷却によって発生される温度勾配より険しい温
度勾配を発生させるに十分な速度で強制的に冷却され、
かつ前記ガラス板がその厚さの中心においてひずみ点に
達するように冷却される前記強制冷却を中止し、この強
制冷却の直後に前記ガラス板を、その主表面が該主表面
に対して密接に隔置された連続支持壁に面し、かつ前記
縁表面が前記壁の間の空隙に面するように支持すること
によって、前記主表面におけるガラス板の冷却速度を、
該ガラス板の縁面の冷却速度より小さくなるように遅延
せしめ、それによって該ガラス板が、比較的大きな圧縮
応力を発生する縁部分内の全範囲にわたって均一な表面
圧縮応力を発生させるようになっている。この技術は大
きな残留表面圧縮応力を得るために試みられたものであ
る。大きな表面圧縮応力において開発６ された破壊パタンは、焼戻し度が低くなるように熱強化
されたガラス板に対し、前記技術によって形成された低
い残留表面圧縮応力において得られた安全係数を得るに
は不十分である。

本発明は連邦仕様書ＤＤ−Ｇ−１４０３Ｂによって規定
された表面および線圧縮応力に対する要求を満たす熱処
理ガラス板の望ましい破壊パタンを得るための方法およ
び装置に関する。本技術は大きさが６０センチメートル
（２４インチ）から２４４センチメートル（５フイート
）以上の範囲内にある窓に取付けるガラス板に対して特
に適している。

本発明によれば前記ガラス板は系列をなすように配置さ
れ、かつ焼戻しを行うに必要な温度まで加熱され、該ガ
ラス板が炉の出口から冷却個所に移動する時に、短時間
の自然冷却が行われた後、前記移動しつつあるガラス板
の側縁部分が選択的に、かつ強制的に冷却され、一方前
記ガラス板の前記側縁部分間の中央部分がより緩やかな
冷却を受けるようにされる。前記系列内の隣接ガラス板
の先導および追従縁部分は相互に十分な距離を有するよ
うに隔置され、冷却個所の上流部分を通る時に、前記先
導および追従縁がガラス板の主体部より速い速度で自然
的に冷却される。ガラス板がその移動通路に対して横方
向の寸法を通して所定時間にわたり差別的冷却を受けた
後、該ガラス板全体がその相対する主表面に対して供給
される低温焼戻し媒体の流れにさらされる。このように
してガラス内に形成された応力バタンは６８５ギログラ
ム／平方センチメートル（５，５００、ｆンド／平方イ
ンチ）なる残留線圧縮応力と、２４５キログラム／平方
センナメートル（３，５００ポンド／平方インチ）より
は犬で、７００キログラム／平方センチメートル（１０
，０００ボンド／平方インチ）よりは小さな残留表面圧
縮応力とを発生させる。したがってガラス板は前述の連
邦仕様書に適合するに必要な表面および線圧縮応力の絹
合わせを有するようになる。

本発明の方法を実施するだめの装置は縦方向に隔置され
かつ横方向に延びる複数のコンベヤローラよりなるコン
ベヤを有し、該コンベヤは炉の出口から、このコンベヤ
によって画定される通路に対して横方向に延びるノズル
箱の上方の組と下方の組との間の通路に沿って冷却個所
に延びている。

焼入れ個所の上流部分に位置するノズル箱は可動反らせ
板装置を有し、該反らせ板装置は焼入れ個所を通るガラ
ス板の主要部分が通る移動通路に面するノズルの端部の
中間に支持されるように構成されかつ配置されている。

前記反らせ板装置は、前記移動しつつあるガラス板が、
その側縁部分に面するノズルではなく、該ガラス板の主
表面の主要部分に面するノズルの間に挿置された反らせ
板装置を有する上方および下方ノズル箱の間を移動する
時に、該ガラス板の相対する横側縁部分に向って低温焼
入れ媒体を自由に流動させるように構成されかつ配置さ
れている。反らせ板装置を含むノズル箱の下流には、ガ
ラス板の運動通路に向って延びるノズルを備えだ追加ノ
ズル箱が設けられている。これら下流ノズル箱は反らせ
板装置を備えず、ノズルからガラス板の相対する主表面
の全９ 体に向って低温焼入れ媒体を自由に流動させるようにな
っている。使用するノズル箱の数は厚いガラス板の熱強
化に必要な数より多くなるようにされている。したがっ
て厚いガラス板を熱強化する時に必要とされる追加ノズ
ル箱を使用することによって薄いガラス板の熱強化を行
うことが可能となる。

本発明の方法および装置によれば所要の破壊パタンを有
するガラス板の得られることがわかった。

取付けたガラス板に亀裂が生じた時は、該亀裂が望まし
からざる破壊パタンに進展する前に取替えることができ
る。在来においても破壊の危険を最少限に止めるために
、十分に大きな残留表面圧縮応力を得んとする試みがな
されたが、この時の破壊パタンは単数または複数の孤立
部分を非常に速く進展せしめ、該破壊パタンかその望ま
しからざる特性を表わすようになる前に窓を取替える時
間的余裕がない。

本発明による時は同時に残留縁応力も著しく改善され、
取付けおよび輸送時においても縁破壊の０ 危険をあまりおそれることなくガラス板を取扱うことが
できる。本発明の方法および製造装置によって得られた
ガラス板はなお高度の残留表面圧縮応力を有し、破壊の
危険を少なくすると共に、その取付は枠内における窓の
全体に対する残留表面圧縮応力を十分均一にし、破壊パ
タンを許容し得るものとなすことができる。

悪用ガラス板はその取付は中においても、増刊は後にお
いても、熱または風の負荷を受けて表面亀裂を発生し、
これは破壊パタンに進展する危険がある。在来技術によ
って形成された窓においては、これら亀裂の大部分は主
体部から脱落する孤立部分を発生させるような破壊線に
進展するが、本発明の装置を使用しかつその方法を実施
することによって製造したガラス板においては、前記連
邦仕様書に適合する窓が得られると共に、ガラス板の中
に許容し難い孤立特性を有するような破壊パタンを発生
させるおそれがなくなる。

本発明の利点は次に添付図面によって説明する好適な実
施例によりさらに理解し易くなる。

添付図面特に第１図において、ガラス板を熱強化しかつ
所要の残留圧縮応力バタンを発生させる装置はトンネル
状の炉２０よ如なり、該炉は出口孔２１と、端部対端部
関係を有するように配置された焼入れ個所２２とを有し
ている。横方向に延びかつ縦方向に隔置されたコンベヤ
ローラ２３よりなるローラコンベヤが設けられ、前記ロ
ーラはＦ２０および焼入れ個所２２の全長にわたって位
置し、かつここを越えて取出し個所（図示せず）に至る
移動通路を画定し、ガラス板は取扱い温度まで冷却され
た後、前記取出し個所において取出される。

前記コンベヤローラはガラス板に対する、全体が水平の
移動通路を画定し、該移動通路は炉２０に入るその上流
体から、前記焼入れ個所を越えてその下流端に延びてい
る。炉２０は加熱エレメントを有し、該加熱エレメント
は前記移動通路の上下において該通路と相対するように
配置されている。

前記炉を通るガラス板の移動速度は炉の長さと関連せし
められ、該ガラス板がその熱強化すなわち焼入れに適す
る加熱温度で炉の出口に達し得るようにされている。

焼入れ個所２２は上方ノズル箱２７および下方ノズル箱
２８を有している。各ノズル箱２７゜２８は横方向に延
び、かつその隣υのものから縦方向に隔置されている。

各上方ノズル箱には上方ノズル３０の複数の横方向列（
二つの列だけが示されているが、設計によってこれ以上
の列を設けることができる）が設けられ、該ノズルはコ
ンベヤローラ２３によって画定されるガラスの運動通路
に対して下向きに延びている。追加下方ノズル３２は下
方ノズル箱２８から上向きに延びている。

上方ノズル箱はガラス板の移動通路の上方を横方向に延
び、かつ下方ノズル箱はガラス板の移動通路の下方を横
方向に延び、対応する上方ノズル箱２７に相対している
。ノズル箱には周知の１眼様で、単数または複数の適当
な加圧空気源（図示せ２　　ず）から圧力調整装置（図
示せず）を通して加圧空気の如き焼入れ媒体が供給され
る。

前述の装置はガラス板の熱処理を行うために設６ 計された普通のガラス板処理装置である。普通の態様で
使用する時には、一連のガラス板が炉２゜を通して搬送
され、この時各ガラス板は焼戻しに必要な温度まで加熱
され、次に該ガラス板は上方ノズル３０を通してガラス
板の上方主表面に対して下向きに供給されかつ下方ノズ
ル３２を通してガラス板の下方主表面に対して上向きに
供給される低温空気によって焼入れされる。上方ノズル
３０は対応する下方ノズル３２と整合し、かつ該下方ノ
ズル３２は隔置関係を有するように配置され、隣接する
コンベヤローラ２３の隙間を通して焼入れ媒体を導くよ
うになっている。

本発明の１実施例によれば、上方反らせ板装置４０は焼
入れ個所の上流部分において、いくつかの上方ノズル３
０の孔に近接して、該上方ノズル３０と、焼入れ個所を
通る任意のガラス板の上方主表面との中間に支持されて
いる。々お本装置は前記上方反らせ板装置４ｏの下方に
おいて、核装置と整合するように焼入れ個所２２を横方
向に延びる下方反らせ板装置４２を設けることによって
４ さらに変型することができる。各反らせ板装置４０．４
２は金属板よりなり、該金属板はガラス板の移動通路の
横中心部分に面する無孔部分４４と、有孔側方部分にし
て、前記無孔中央部分４４の各横方向端部を越えて横方
向に延びる細長い溝孔４６を有する有孔側方部分とより
なっている。

本装置はなお溝形断面を有する無孔ハウジング４８を備
え、該ハウジングは前記溝孔４６のある部分を被覆し、
かつ該溝孔４６の他の部分を露出し、あるノズルからの
空気の流動を阻止すると共に、焼入れ個所２２の上流部
分を通って移動するガラス板の横側方部分に面する焼入
れ個所２２の上流部分内の前記ノズル列の他のあるノズ
ルから、ガラス板の通路に対して空気を自由に流動せし
め得るようになっている。前記無孔ハウジング４８を動
かすためにアクチュエータが設けられ、すなわち前記各
反らせ板装置に対してクランク５０の如きアクチュエー
タが設けられている。しかしながら上方反らせ板装置４
０および下方反らせ板装置４２の双方に対して、無孔ノ
・ウジング４８のすべてを動かし得るようになった単一
のクランクすなわちアクチュエータ５０を設けることが
できる。

反らせ板装置４０または４２の好適な実施例は各反らせ
板装置に対する細長い棒５２を供えたものとなすことが
できる。各棒５２は雄ねじを有し、かつその各個に対す
る中央棒支持部材５６の各横側に配置された、１対の雌
ねじを有するスリーブ部材５４を通って延びかつこれと
噛合している。

各棒５２はその端部の近くにおいて、各棒に対して特有
の端部支持ハウジング５８内に支持されている。中央に
配置された棒支持部材５６の各側における棒５２の対称
的部分は方向の反対な雄ねじヲ有している。棒５２はク
ランク５０と共に回転するように固定され、かつ雌ねじ
を有するスリーブハウジング５４は前記溝形断面の無孔
ノ・ウジング４８に固定され、前記細長い溝孔４６に近
接する水平面内において、水平横方向に延びる軌道５９
に沿って、移動通路に対し横方向に摺動するようになっ
ている。クランク５０（単数または複数）が回転すれば
、細長い溝孔４６に対する無孔ハウジング４８の横方向
位置が調節され、それによって反らせ板装置４０まだは
４２の無孔中央部分の有効幅が制御される。調節は後述
の如り６Ａ、理を受けるガラス板の幅にしたがって行わ
れる。

本発明に適合する典型的な装置は焼入れ個所２２の長さ
に沿って、中心から中心までの距離が１５２４センチメ
ートル（６インチ）となるように隔置された、直径が５
．０８センチメートル（２インチ）のローラを有してい
る。２０個の上方ノズル箱２７および２０個の下方ノズ
ル箱２８は、それぞれ対応する該ノズル箱の壁からほぼ
１０．１６センチメードル（４インチ）延びる、ノズル
の二つの偏倚列を有している。各列のノズルは谷ノズル
箱に対する一つの列のノズルの中心が他の列のノズルの
中心と６８１センチメートル（１，５インチ）の間隔で
互い違いとなるように、装架されている。ノズル箱はガ
ラス板通路と平行にほぼ９．５６センチメードル（３，
７５インチ）なる幅を廟し、かつ上方および下方ノズル
箱の隣接する対は＠接するコンベヤローラ２３０間隔の
中７ 夫を通る出直面内に位置している。上方ノズル３０の１
１：端はコンベヤローラ２３によって画定された支持水
平面の上方はぼ１１）、１６センチメードル（４インチ
）のところにある上方水平面に達し１、かつ下方ノズル
３２の上端は前記上方水平面の下方はぼ２１．５９セン
チメートル（８，５インチ）のところにある下方水平面
に達している。

典型的な装置においては、反らせ板装置４０゜４２の無
孔中央部分４４は９１．４４センチメートル（６６イン
チ）の幅を有し、コンベヤローラ２３によって画定され
るガラス板シート通路の縦方向中心線と交差する垂直面
に対して対称的に配置されている。１対の細長い溝孔４
６は各無孔中央部分４４から各方向に、横方向に対称と
なるように延び、各ノズル箱２７または２８から延びる
ノズル３０または３２の列の対と整合するようになって
いる。溝形の無孔ハウジング４８は相対する横方向に移
動し、装置の横側に向って縦方向中心線に最も近い端部
から細長い溝孔４６の部分を遮蔽し、それによってハウ
ジング４８が横方向外８ 方に移動した時に反らせ板装置４０．４２の無孔中央部
分４４の有効幅を増加せ１２め、かつ前記ハウジングが
相互の方に横方向に移動した時に前記中央部分４４の有
効幅を減少させるようになっている。この装置の実施例
によれば、無孔中央部分４４の有効幅を最小１８２．８
８センチメートル（６６インチ）から、この最小値のほ
ぼ２倍の最大値までの間で調節することができる。今述
べた特別の実施例は次の条件に関する説明によって明ら
かとなるように、はぼ１０１．６センチメードル（４０
インチ）からほぼ２０３．２センチメートル（８０イン
チ）までの幅を有するガラス板を処理することができる
。

作動条件 本発明の焼入れ装置は最初は、この装置の全長に沿って
配置された任意のノズルと、ガラス主表面との間に反ら
せ板装置を挿置しない状態で試用した。しかしながらこ
のようにして処理されたガラス板は取付は枠内に取付け
られた縁部分から脱落するガラスの孤立部分を有する破
壊パタンを発生させる。６２０　’Ｃから６９６°０（
１１６０’Ｆから１２８０”Ｆ’）までの温度に加熱さ
れた試験ガラスパネルは、焼入れノズルを通る噴流空気
を使用しない°゛自然″冷却速度でこれを冷却した時に
、前記取付は枠内に支持されている縁部分から分離した
部分よりなる多くの破片が生じた。このプロセ謔−因し
て生じる典型的な許容し難い破壊パタンは第７図に示さ
れている。さらに自然冷却を行ったガラスの試験パネル
にはゆがみが生じた。このプロセスによって生じる許容
不能な破壊パタンは第７図に示されている。

他の試験系列においては試験パネルを前述の群の場合と
同様に加熱したが、移動しつつあるガラス板の側縁部分
と相対するように一連の上方反らせ板と、一連の下方反
らせ板とを配置した。主表面がその全体にわたって強制
冷却を受ける焼入れ個所の一部分の下流において、前記
パネルはその横方向中央部分だけが完全に追加強制冷却
にさらされ、かつ側縁に沿った冷却は阻止される。この
ようなパネルは処理が行われる時に破壊されて分離した
破片となり、窓として取付は得ないようになる。

他の群の試験パネルは前記パネル群の場合と同様に、先
ず各パネルを加熱することによって処理され、続いてパ
ネルの主表面全体を強制的に冷却し、さらに上方および
下方反らせ板に面する横方向中央部分だけを冷却し、か
つ主表面の側方部分はその全体が追加強制冷却を受ける
ようにする。

続く試験パネルの冷却、取扱いおよび貯蔵中に起こるガ
ラスの破壊はこの群の中に現われる。

本発明の以前において許容し得る破壊パタンを有するパ
ネルを製造し得る装置の一つは米国特許第４，２３６，
９０９号に記載されており、この装置においてはガラス
を強制冷却するノズルの間を通過したガラス板は次に、
ガラスの中央部分の強制冷却を阻止すると共に、移動し
つつあるガラス板の側縁の表面に沿った、選択的な冷却
を可能にする反らせ板の間に搬送される。しかしながら
この処ｆｆ１ｄ１４０キログラム／平方センナメートル
（２０００ボンド／平方インチ）程度の平均残留１ 表面圧縮応力を発生させるように制限されている。

連邦仕様＄ｐＤ−Ｇ−１４０３Ｂが必要とする圧縮表面
応力が犬なるために、この特許の動作を本発明の動作に
適合する方法に変換し、移動し７つつあるガラス板の側
縁部分だけが、該がラスシー）・の中間部分より犬なる
冷却速度で強制的に冷却され、続いてこのガラス板の全
体がその全表面にわたって、その平均表面応力が２４５
キログラム／平方センナメートル（３，５０［］ボンド
／平方インチ）以上、但し７００キログラム／平方セン
ナメートル（１０，０００ボンド／平方インチ）を超え
ないように、かつ平均残留練圧縮応力が３８５キログラ
ム／平方センナメートル（５，５００ポンド／平方イン
チ）以下とならないような速度で十分な時間にわたって
強制的に冷却されるようになす必要がある。

許容し得る破壊パタンは、反らせ板装置が処理ガラス板
の中央部分をわずかに広く遮蔽し７、かつ上方ノズルの
最後の１１列および下方ノズルの最後の１０列にわたっ
て該ガラス板の側縁を越えて２ 延びるようになすことによって得られろ。しかしながら
このような装置を使用して許容し得る破壊パタンを櫓す
るガラス板を製造するためには、ノズルの端部がガラス
板から５．１−５．４センチメートル（２−２隆インチ
）離れて設けられているものとすれば、ガラス板の上方
主表面に対して加えられる空気圧を水柱６．６ミリメー
ドル（０，１３インチ）に制限し、かつ下方主表面に対
して加えられる空気圧を水柱８．９ミリメートル（０，
３５インチ）に制限する必要がある。しかしながらこの
ようにして発生せしめられるガラス板の残留表面圧縮応
力は今日の要求にこたえるには不十分であり、したがっ
て作動条件を本発明に適合するように変換する必要があ
る。

本発明による装置を作動する場合には、熱強化すべきガ
ラス板は移動通路に沿って１５センチメートル（６イン
チ）なる最小間隔でコンベヤに送給される。焼入れ個所
２２の上流における無孔ノ・ウジング４８は上方反らせ
板装置４０の、調節自在無孔中央部分４４の幅と整合す
る横方向位置に調節され、かつ下方反らせ板装置４２の
、焼入れが行われつつあるがラス板の幅に対する横方向
位置に調節され、細長い溝孔４６が焼入れ個所２２を通
して搬送されつつあるガラス板の側縁のわずか内方の横
方向位置に対して遮蔽されるようになる。使用すゐ上方
および下方反らせ板装置の数は必要に応じて調整するこ
とができ、一般には処理すべきガラス板の、移動通路の
方向に測った長さが犬であれば多くされ、この長さが小
であれば少なくされる。一般には移動通路の方向に測っ
たガラス板の長さが１０１．６センチメードル（４０イ
ンチ）なる場合は６対の相対する上方および下方反らせ
板装置が使用され、がラス板の長さが１８３センチメー
トル（７２インチ）の場合は５対のそらせ板装置が使用
される。

２０個の上方ノズル箱２７および２０個の相対するノズ
ル箱２８を備えた本発明の特定実施例においては、普通
６−５個の上方ノズル箱および６−５個の相対する下方
ノズル箱がそれぞれ上方反らせ板装置４０および下方反
らせ板装置４２を有している。上流に配置された上方ノ
ズル箱２７および下方ノズル箱２８の相対する対は低温
焼入れ媒体の加圧供給源から切離され、焼入れを行うに
十分な高さの温度で炉２０の出口に達したガラス板がこ
のトンネル状の炉２０から出てノズルの列、すなわち中
央に配置されたノズルが遮蔽されかつ側方ノズルが露出
されているノズル列間の位置に達するまでの１−６秒間
は自然に冷却されるようになっている。

ガラス板は、適当に幅の調節された６−５対の上方およ
び下方反らせ板装置を含む焼入れ個所の部分を４−７秒
の時間で横切る。この時間中に低温の焼入れ媒体はガラ
ス板の相対する側縁部分を強制的に冷却し、この時反ら
せ板装置の間を移動するガラス板の中央部分はよシ緩か
に冷却される。

ガラス板は、反らせ板装置４０．４２を備えた焼入れ個
所２２の上流部分の端部に達するまでは冷却されるが、
まだガラスのひずみ魚具上の温度にあり、さらに冷却を
行うことによって永久応力を発生させることができる。

この点においてがラス５ には低温の仰１縁部分と、低温の先導縁部分および追従
縁部分とが発生しはじめる。ガラスはさらに反らせ板装
置の設けられていない追加上方および下方ノズル箱の間
を移動し、この移動しつつあるガラス板の冷却がその上
方および下方主表面の全体に対して行われるようになる
。加圧された低温焼入れ媒体の供給される、上方および
下方そらせ板装置を備えたこれらノズル箱以上のノズル
箱の数はガラス板に与えるべき所要の残留表面圧縮応力
および練圧縮応力によって決まる。

周知の如くガラス板が相対する冷却媒体の間を搬送され
る時にはゆがみが発生する。これは特にガラス板を、そ
の下方主表面が１連の回転コンベヤローラの上を搬送さ
れ、かつその上方主表面が空気にさらされるような状態
で搬送される時に起こる。このガラス板のゆがみを少な
くするためには、上狭面および下表面に対する焼入れ媒
体の比流量を制御するのが普通である。本発明はその基
本的な原理と、相対する主表面に対する焼入れ媒体の全
流量の差、すなわちガラス板のゆがみを調６ 整するだめの他の助変数を制御する新規な技術とを組合
わせる補助的な特色を有している。本発明の焼入れ装置
を作動する時には、同じ数または異なる数の上方および
下方ノズル箱を使用し、移動しつつあるガラス板の相対
する主表面に向って焼入れ媒体を供給し、特に上方およ
び下方主表面に対し供給される空気の圧力が異なる時に
、がラス板のゆがみを制御するようになすことができる
。

試験の手順 残留脈圧縮応力の測定は、普通の態様で石英楔を使用し
、熱強化した各グラス板の各側部の中心において縁面に
対して垂直に行った。残留表面圧縮応力の測定は、各ガ
ラス板の主表面上の９個所において相互に垂直な方向に
おいて行った。一つの試験位置はガラス板の幾何学的中
心であり、四つの試験位置は各ガラス板の幾何学的中心
と各隅部との間の中点にあり、さらに四つの試験位置は
各側縁の中点から内方に向ってほぼ１．２７センチメー
ドル（’／　インチ）から６．８１センチメートル（１
１／２インチ）までのところに位置している。

試験ガラス板の相対する側縁と平行な方向における試験
ガラス板の残留表面圧縮応力を測定するには、昭和４０
年１０月刊、ＩＳＡ報告書第４巻第９号に記載されてい
る差動表面屈折計が使用される。第５図、６図および７
図は応力測定位置における残留圧縮応力の値を示す。こ
れらの図において数字は残留圧縮応力を平方インチ当り
のポンドで表わし、Ｓは異面圧縮応力を表わし、かつＥ
は練圧縮応力を表わす。

使用時における実際の表面状態をシミュレートするため
に、試験すべき各ガラス板の幾何学的中心の温度を縁よ
り高いほぼ６６°Ｃ（６０°Ｆ）まで加熱し、試験プロ
グラムを行う時に、建物に使用される窓に対して予期さ
れる激しい状態に類似する熱勾配が得られるようにした
。多くの試験を行った結果、ガラス板の実際の破壊が起
こる前に、後述の如き態様で金属ポンチの使用により人
工的に破壊を起こし得ることがわかった。

実施例■ ローラ火床炉および前記実施例のように配置した焼入れ
個所を使用して７枚のガラス板を焼入れに十分な温度ま
で加熱した。厚さが公称６ミリメードル（２２５ミル）
のガラス板を、炉の出口において６６６−６７７°Ｃ（
１２３０−１２５０’″Ｆ）なる温度を有するように加
熱した。幅が１７４センチメートル（６８７インチ）、
長さが１０２センチメートル（４０／　　インチ）また
は１８６センナメードル（７２インチ）のガラス板を、
２０個の上方ノズル箱および２０個の下方ノズル箱を有
する装置によって処理した。

処理した各ガラス板に対し、前述の如き９個所において
１８回の残留表面圧縮応力測定を行い、かつ該測定値を
平均して平均残留圧縮応力値を求めた。なお前述の４個
所において四つの残留縁圧縮応力の読みを行い、これら
四つの読みの平均値を計算し、平均残留線圧縮応力を記
録した。これら平均残留圧縮応力値を連邦仕様書と比較
した。

表Ｉは焼入れ個所の構成を示し、水柱で表わしたノズル
箱内の圧力と、作業中に発生した平均の表面および練圧
縮応力とを含んでいる。得られた結果は英国単位で表示
されている。その理由は連邦仕様書も英国単位を採用し
ているからである。

９ 表１の結果に示される如く、寸法Ｉのガラス板の中にす
ぐれた破壊バタンと大きな残留表面圧縮応力との組合わ
せを得るにはある困難が伴う。し０ たがって装置の制御態様を変型し、弄■に列挙したよう
な変更を行うことによってすぐれた残留表面圧縮応力と
、許容し得る破壊バタンとの組合せに対して満足すべき
結果が得られた。次に列挙する追加データは応力バタン
が連邦仕様書に適合し、かつ前述のばね負荷センタポン
チ破壊試験を行った時に、適当な破壊バタンを表わすよ
うなガラス板の所量生産量を大量生産方式によって得ん
とする場合に行った調節例である。

実施例■ 衣Ｉにおいて報告されたデータを得るために使用した装
置を表Ｈに示される如く変型し、ガラス板を熱強化する
ためのすぐれた技術を開発した。

寸法Ｉの、被覆したガラス板および被覆しないガラス板
に対する種々の処理およびこれによって得られた結果は
表Ｈに記載された通りである。

表■は処理時におけるガラス板の方位が表ｆに報告され
ている実験と匹敵するものであるにもかかわらず、寸法
■のガラス板に対して得られる破壊バタンを改良し得る
ように装置を調節したことを表わす。表Ｉの不良破壊パ
タンに対して報告されている最小応力バタンより犬なる
残留圧縮応力によってすぐれた破壊パタンか得られてい
ることに注目すべきである。異なる寸法のガラス板に対
１〜で助変数を設定すれば、本発明によって変型した装
置は大量生産を行う場合に好適に作動する。

列をなして移動するガラスｉの先導縁および追従縁に生
じる平均残留線圧縮応力は、もし該ガラス板が相互に十
分な間隔を有し、一つのガラス板６ から放射される熱が次のガラス板の先導縁または追従縁
の冷却を妨げないようになっておれば、前記連邦仕様書
の安来にしたがうものとなすことができる。一連の隣接
ガラス板の適当な最少距離はほぼ１５センチメートル（
６インチ）である。

以上に図示説明した装置は本発明の好適な実施例とその
変型である。処理せんとするガラス板がひずみ魚具上の
温度にある時に低温焼入れ媒体を作用せしめることによ
って該ガラス板の全体を強制的に冷却するようになる前
に、ガラス板の主要部分をその先導縁、追従縁および両
側縁部分より緩かにかつ均一に冷却するようになってお
れば、本発明の装置は特許請求の範囲を離れることなく
種々の変型を行い得るものと解すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって変型した焼入れ装置の線図的縦
側面図；第、２図は第１図に示された装置の変型にした
がって部分的に被覆されたノズル箱の下方の組の１部分
を含む区画（２−２）の１部分を上方から見た透視図；
第５図は第１図の線４ （５−１）に沿って取られた横断面図；第４図は第３図
の−（４−４）に沿って取られた平［ｎ１図；第５図は
熱強化処理を受ける時に、上向き矢印の方向に移動せし
められる熱強化ガラス板の平面図で、９個の測定個所で
ガラス板の側縁と平行に、かつ相互に垂直な方向に取ら
れた残留表面圧縮応力の読みと、その四隅に沿った中点
における残留線圧縮応力の読みと、ガラス板がその幾何
学的中心とその周囲との間で異なる加熱を受け、かつ建
物に対するはめ込み状態をシミュレートするようにその
緑の全体において枠内に装着された後、これをポンチに
よって打撃した時に形成された許容破壊パタンを示す図
；第６図は同様に処理された他のガラス板の、第５図と
同様な図；第７図は第５図および第６図と同様な図であ
るが、本発明と異なる態様で処理され、許容し得ない破
壊バタンおよび残留応力分布を表わすようになったガラ
ス板を示す図。 ２０・・・炉、２２・・・焼入れ個所、２３・・・コン
ベヤローラ、２γ・・・上方ノズル箱、２８・・・下方
ノズル箱、３０．３２・・・ノズル、４０．４２・・・
反らせ板装置、４４・・・無孔部分、４Ｇ・・・溝孔、
４８・・・無孔ハウジング。 代理人　浅　村　　　皓 外４名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）熱強化ガラス板にして破損した時に、破砕したガ
   ラス板を設置枠内に保持するような破壊パタンを有する
   ガラス板の製造方法において、高温の封鎖雰囲気を通し
   て前記ガラス板を移動せしめることによって該ガラス板
   を、焼戻しを行うに十分な温度まで加熱する段階と、前
   記移動しつつあるガラス板を前記高温封鎖雰囲気から取
   出す段階と、前記移動しつつあるガラス板の横側部分を
   強制的に冷却すると共に、前記横側部分の間の部分を該
   横側部分より緩かに冷却する段階にして、前記横側部分
   だけを低温焼入れ媒体にさらし、かつ前記中間部分を前
   記焼入れ媒体から遮蔽し、それによって前記ガスラ板に
   、その運動方向に対して横方向に温度勾配を発生せしめ
   、比較的低温の横側部分と比較的高温の中間部分が得ら
   れるようにする段階と、前記移動しつつあるガラス板の
   中間部分の温度がひずみ点に達する前に、核移動しつつ
   ある板ガラスの主表面全体に低温焼入れ媒体の流れを供
   給する段階にして、該焼入れ媒体の流量が２４５キログ
   ラム／平方センナメートル（３，５００ポンド／平方イ
   ンチ）から７００キログラム／平方センチメートル（１
   ０，０００ポンド／平方インチ）までの残留表面圧縮応
   力を発生させるに十分であり、かつ前記主表面全体に対
   する焼入れ媒体の前記供給に先立って、前記横側部分に
   供給される前記焼入れ媒体の供給時間および流量が、前
   記ガラス板に少なくとも６８５キログラム／平方センチ
   メートル（５，５００ボンド／平方インチ）の残留表面
   圧縮応力を発生させるようになった段階とを有すること
   を特徴とする方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
   ガラス板が前記高温封鎖雰囲気から、該ガラス板の横側
   部分だけが前記低温焼入れ媒体の流れにざらされる個所
   に移動する時にほぼ１−６秒間にわたって自然に冷却さ
   れるようになっている方法。 （３）％許請求の範囲第１項または第２項記載の方法に
   おいて、前記ガラス板が縦方向隔置関係を有するように
   移動する一連のガラス板の一つであり、前記隔置関係が
   、本方法を実施する時に、前記ガラス板の先導および追
   従縁部分に少なくとも６８５キログラム／平方センチメ
   ートル（５，５００ボンド／平方インチ）の残留線圧縮
   応力を発生させるようになっている方法。 （４）特許請求の範囲第６項記載の方法において、相対
   する上方および下方ノズル配列体にして、移動しつつあ
   るガラス板の上方および下方主表面に向って焼入れ媒体
   を供給する配列体の間を通して前記ガラス板を移動させ
   ることにより該ガラス板が実質的に水平な通路内を動か
   され、かつ実質的に水平な面内に支持されるようになっ
   ており、さらに前記上方および下方ノズルのあるものと
   、前記移動しつつあるガラス板の中間部分との間に反ら
   せ板装置を挿入し、前記冷却の初期段階において、前記
   中間部分に対する前記横側部分を強制的に冷却するよう
   になった段階と、移動しつつある各ガラス板がガラスの
   ひずみ点より高い温度にある時から、該ガラス板がその
   ひずみ点以下に冷却される時に至るまで、前記上方およ
   び下方主表面の全幅に面する非被覆上方および下方ノズ
   ルから焼入れ媒体を供給する段階とを有している方法。 （５）　　４！許請求の範囲第４項記載の方法において
   、前記ガラス板の相対する主表面がそれぞれ相互に調節
   された流量の、同数の焼入れ媒体の流れに直接さらされ
   、前記移動しつつあるガラス板のゆがみを最少限に止め
   るようになっている方法。 （６）特許請求の範囲第４項記載の方法において、前記
   移動しつつあるガラス板の相対する表面が、焼入れ媒体
   の異なる数の流れにさらされ、前記相対する主表面に供
   給される流れの数の差が、相対する主表面に対する焼入
   れ媒体の流量と調和せしめられ、前記移動しつつあるガ
   ラス板のゆがみを最少限に止めるように々っている方法
   。 （力　応力バタンを有するガラス板を熱強化する装置に
   して、熱強化されたガラス板が取付は枠内に取付けられ
   ている間に破損した時に、該ガラス板の取付は部分から
   分離した孤立部分を形成するような応力バタンを発生さ
   せることなく前記取付は枠の中に保持されるようにする
   装置において、トンネル型炉およびこれと端部対端部関
   係を有する焼入れ個所と、前記炉および前記焼入れ個所
   を通る移動通路に沿って縦方向隔置関係を有するように
   一連のガラス板を移動させる装置とを有し、前記焼入れ
   個所が前記移動通路に沿って縦方向に隔置されかつ横方
   向に延びる列として配置された１対のノズルの組を有し
   、前記組の一つが前記移動通路の片側に配置され、かつ
   前記組の他の一つが前記移動通路の他の側に配置される
   ようになっており、さらに前記焼入れ個所に位置し、前
   記移動通路の側方部分の中間の移動通路部分に面するノ
   ズル列内のあるノズルだけと整合する反らせ板装置が設
   けられ、前記反らせ板装置の横方向端部が、前記焼入れ
   個所を通る前記ガラス板の側縁部分の移動通路の横方向
   内部に達し、前記焼入れ個所の長さの一部分だけにおい
   て、前記反らせ板装置と整合するノズル列を越えて横方
   向に延びる前記ノズル列内のノズルを通って移動する前
   記ガラス板の横方向側縁部分だけに向って焼入れ媒体を
   自由に流動せしめ得るようになっている装置。 （８）％許請求の範囲第７項記載の装置において、前記
   ガラス板を移動させる装置が該ガラス板を実質的に水平
   な支持面によって支持し、かつ該ガラス板を前記支持面
   に沿って実質的に水平な通路内を移動させるように構成
   されかつ配置されている装置。 （９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記
   ノズルが前記移動通路に対して下向きに焼入れ媒体を供
   給するように構成されかつ配置されたノズルの上方の組
   と、前記移動通路に対して上向きに焼入れ媒体を供給す
   るように構成されかつ配置されたノズルの下方の組とを
   有し、前記反らせ板装置が前記ノズルの上方の組の中の
   いくつかのノズルの下方自由端に近接して動くよりに配
   置された無孔ハウジングの上方の組と、前記ノズルの下
   方の組のいくつかのノズルの上方自由端に近接して動く
   ように配置された無孔ハウジングの下方の組とよりなり
   、前記ノズルのいくつかの組が前記焼入れ個所の上流部
   分内に配置されている装置。 ００）％許請求の範囲第９項記載の装置において、前記
   各反らせ板装置が前記移動通路の横方向中心部分に面す
   る無孔部分と、該無孔部分の各横方向端部を越える有孔
   部分とを有する板よりなり、前記有孔部分が前記ノズル
   のあるものと整合する細長い溝孔を有し、かつ前記無孔
   ノ・ウジングが前記有孔部分内の前配線長い溝孔の所定
   部分を被覆すると共に、前記細長い溝孔の他の部分を前
   記移動しつつあるガラス板の横方向側縁部分に面する前
   記いくつかの列内のあるノズルに対して露出するように
   なっている装置。