JPS5925735B2 - Manufacturing method of heat treated glass plate - Google Patents

Manufacturing method of heat treated glass plate

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JPS5925735B2
JPS5925735B2 JP11624282A JP11624282A JPS5925735B2 JP S5925735 B2 JPS5925735 B2 JP S5925735B2 JP 11624282 A JP11624282 A JP 11624282A JP 11624282 A JP11624282 A JP 11624282A JP S5925735 B2 JPS5925735 B2 JP S5925735B2
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JP
Japan
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glass plate
heat
stress
treated
sec
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和哉 大庭
雅之 三輪
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Asahi Glass Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0413Stresses, e.g. patterns, values or formulae for flat or bent glass sheets
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガラス板にクラックが入った時にもクラック
が自走しないとともに耐風圧強度が充分で、且つ熱割れ
しない高層ビルの窓用として最適な熱処理ガラスを製造
する方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention manufactures heat-treated glass that does not cause cracks to propagate even when a glass plate cracks, has sufficient wind pressure resistance, and does not crack due to heat, and is ideal for use in windows of high-rise buildings. It is about the method.

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。
For example, in high-rise buildings, extra-thick glass plates of about 10 to 20 mm are used to improve the wind pressure resistance of window glass plates.

この様な特厚のガラス板を使用すると、重量が著るしく
増大するという本点があるとともに、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。
The main problem with using such extra-thick glass plates is that the weight increases significantly, and if thick heat-absorbing glass or colored coated glass plates are used, there is a particular risk of thermal cracking. It has the disadvantage of being highly sensitive.

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
Although it is possible to use air-cooled tempered glass sheets to reduce weight and prevent heat cracking, air-cooled tempered glass sheets break into many small pieces when broken, so air-cooled tempered glass sheets are not used in high-rise buildings. It is undesirable to use glass panels because there is a risk that glass fragments may fall from the windows of high-rise buildings when they break.

又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板もあるが、この化
学強化ガラス板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。
There is also a chemically strengthened glass sheet that has a high surface compressive stress and a low fragment number density as a type of tempered glass sheet, but this chemically strengthened glass sheet has a significant decrease in strength when scratched and is difficult to process during the strengthening treatment process. It is not suitable for practical use because it requires a long time.

先に、本出願人は、従来の強化ガラス板とは異なり、ガ
ラス板にクラックが入った時にもクラックが自走せず、
かつ耐風圧強度が充分で熱割れしない高層ビルの窓ガラ
ス用あるいはスパンドレル用として最適な熱処理ガラス
、即ち板厚が5〜10mmの熱処理ガラス板であって、
その熱処理ガラス板の中央引張応力σtが85 kg/
i〜200ky/dの範囲にあり、かつその表面の圧縮
応力σCと中央引張応力σtとの比σC/σtが1.5
〜3,0の範囲にある断面応力分布を持つ熱処理ガラス
板を提案した。
First, the applicant has discovered that, unlike conventional tempered glass plates, even when a crack occurs in the glass plate, the crack does not propagate by itself.
A heat-treated glass that has sufficient wind pressure strength and does not crack under heat and is suitable for use in window glasses or spandrels of high-rise buildings, that is, a heat-treated glass plate with a thickness of 5 to 10 mm,
The central tensile stress σt of the heat-treated glass plate is 85 kg/
i to 200ky/d, and the ratio σC/σt of the surface compressive stress σC and the central tensile stress σt is 1.5
We proposed a heat-treated glass plate with a cross-sectional stress distribution in the range of ~3.0.

本発明は、かかる熱処理ガラス板の工業的な製造方法を
提供することが目的として研究を重ねた結果得られたも
のであり、その要旨は、板厚5mm以上10mm未満の
ガラス板を加熱炉内を通して600°C〜660℃に加
熱した後、このガラス板を加熱炉から取出して風冷する
際に、風冷の冷却能を時間とともに漸増させ、この冷却
されたガラス板の中央引張応力σtが85〜200 k
g/ffl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
範囲となる様に、更に好ましくは表面圧縮圧力が250
〜350 kg/cyrtとなる様に制御することを特
徴とする熱処理ガラス板の製造法に関するものである。
The present invention was obtained as a result of repeated research aimed at providing an industrial manufacturing method for such a heat-treated glass plate, and its gist is that a glass plate with a thickness of 5 mm or more and less than 10 mm is heated in a heating furnace. After heating the glass plate to 600°C to 660°C through the heating furnace, the glass plate is taken out from the heating furnace and cooled with air.The cooling capacity of the air cooling is gradually increased over time, and the central tensile stress σt of the cooled glass plate is 85-200k
More preferably, the surface compressive pressure is 250 g/ffl, and the ratio σC/σt of the surface compressive stress σC and the central tensile stress σt is in the range of 1.5 to 3.0.
The present invention relates to a method for producing a heat-treated glass plate, which is characterized by controlling the heat-treated glass plate so that the heat-treated glass plate has a weight of 350 kg/cyrt.

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、100 okg/ffl〜150
0ゆ/d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l/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。
A conventional tempered glass plate made of soda-lime glass is heated to a softening temperature range of 600°C to 700°C and then immediately quenched and strengthened by blowing air on both sides of the glass plate. /ffl~150
A surface compressive stress of 0 Y/d and a tensile stress of approximately 1/2 of the surface compressive stress are generated at the center in the cross-sectional direction, and the cross-sectional stress distribution is as shown in FIG.

そしてこの強化ガラス板が破壊した時は、ガラス板に発
生したクラックが自走し、そして上記中央引張応力の大
きさによって一義的に決まる破砕密度、例えば40〜2
00個15cfrL角をもって細かく割れてしまう。
When this tempered glass plate breaks, the cracks generated in the glass plate propagate by themselves, and the fracture density is uniquely determined by the magnitude of the central tensile stress, for example, 40 to 2.
00 pieces 15cfrL will break into small pieces.

又、半強化ガラス板は、300〜600kg/fflの
表面圧縮応力と250〜400kg/cri’t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図に示した樵になり、この半強
化ガラス板が破壊した場合には、細かい破片をもって割
れないものの、破壊時ガラス板に発生したクラックは自
走し、ガラス板の端部まで及んでしまう。
Also, the semi-strengthened glass plate has a surface compressive stress of 300 to 600 kg/ffl, a central tensile stress σt of 250 to 400 kg/crit, and a ratio σ/σt of less than 1.5,
The cross-sectional stress distribution is as shown in Figure 2.When this semi-strengthened glass plate is broken, it does not break with small pieces, but the cracks that occur in the glass plate at the time of breakage propagate on their own, causing the glass plate to break. It reaches the end.

又、化学強化ガラス板は、1000kg/ffl〜30
00 kg/fflの表面圧縮応力と10〜60kg/
d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が破壊した
場合には風冷強化ガラス板とは異なりクラックが自走す
ることはないが耐スクラッチ性に劣り実用上強化ガラス
板とはいえない。
In addition, chemically strengthened glass plates have a weight of 1000 kg/ffl to 30
00 kg/ffl surface compressive stress and 10-60 kg/ffl
d, and its cross-sectional stress distribution is the third
As shown in the figure, if this chemically strengthened glass sheet breaks, unlike air-cooled tempered glass sheets, cracks will not propagate by themselves, but it has poor scratch resistance and cannot be considered a strengthened glass sheet in practical terms. .

これに対し、本発明により製造される熱処理ガラス板は
、その中央引張応力が85〜200に97dの間に低く
コントロールされ、かつその表面圧縮応力σc吉中央引
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127〜600
kg/iの範囲、更に好ましくは250〜350kg/
i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ックが入った
時その破壊線が自走せず、細かい破片をもって割れない
On the other hand, the heat-treated glass plate produced according to the present invention has a central tensile stress controlled as low as 85 to 200 to 97d, and a ratio σC/σt of the surface compressive stress σc to the central tensile stress σt. The surface compressive stress is controlled within the range of 1.5 to 3.0, and the surface compressive stress is also 127 to 600.
kg/i range, more preferably 250 to 350 kg/i
i is suppressed to a low level and the cross-sectional stress distribution is as shown in FIG. 4, so when a crack occurs in this heat-treated glass plate, the fracture line does not propagate by itself and it does not break into small pieces.

しかもこの熱処理ガラス板は板厚57n7IL以上10
m7n未満を有し、かつ127ky/i〜600 kg
/crrt、好ましくは250〜350kg/iの表面
圧縮応力を持っているので耐風圧強度は、同一厚みの生
板の約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。
Moreover, this heat-treated glass plate has a thickness of 57n7IL or more10
m7n and 127ky/i to 600 kg
/crrt, preferably 250 to 350 kg/i, so the wind pressure strength is more than twice as strong as a raw board of the same thickness, which is sufficient for practical use, and it does not suffer from thermal cracking. .

例えば、板厚が6龍で中央引張応力σtが250kg/
ffl、表面圧縮応力σcが500kg/i(a c/
σt−2)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ックが入った場合、クラックが
自走するとともに破砕片が細かくなって、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
性が高くなって好ましくない。
For example, the plate thickness is 6 yen and the central tensile stress σt is 250 kg/
ffl, surface compressive stress σc is 500 kg/i (a c/
In the heat-treated glass plate of σt-2), if the central tensile stress is too high and the glass plate cracks, the crack propagates on its own and the fragments become finer, resulting in a fracture pattern as shown in Figure 5. This is undesirable as there is a high risk of debris falling from the window.

又板厚が8關で中央引張応力σtが300 kg、/=
、表面圧縮応力σcが580kg/ff1(即ちσC/
σt=1.93)のガラス板も上記例と同様となり第6
図の様になる。
Also, the plate thickness is 8 mm and the central tensile stress σt is 300 kg, /=
, the surface compressive stress σc is 580 kg/ff1 (i.e. σC/
The glass plate with σt=1.93) is the same as the above example, and the sixth
It will look like the figure.

一方、本発明により製造されるガラス板、例えば実施例
1〜5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7〜11図の様になり、ガラス板にクラックが
入った場合クラッ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、窓からのガ
ラス板の破砕片が落下するのを防ぐことができる。
On the other hand, the fracture patterns of the glass plates manufactured according to the present invention, for example, the heat-treated glass plates of the samples of Examples 1 to 5, are as shown in Figs. 7 to 11, respectively. This prevents many lines of breakage from entering the glass plate from one end to the other, and prevents broken pieces of the glass plate from falling from the window.

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/ff1以上、特に好ましくは250k
g/cr?L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。
In addition, the surface compressive stress required to prevent thermal cracking and wind pressure fracture is 127 kg/ff1 or more, particularly preferably 250 k.
g/cr? Since it has a higher surface compressive stress than L,
There is little risk of thermal cracking, and it also has sufficient wind pressure resistance.

なお、ガラス板が割れる時、クラッ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)が一本程度あっても窓からの破砕片
の落下の危険性が実際土中ないので、この種の一本程度
の破壊線(ヒビ)の存在は、本発明により製造された熱
処理ガラスの破砕パターンとして許される。
In addition, when a glass plate breaks, the self-propagation of the crack is suppressed so that the fracture line (crack) does not extend from one side of the glass to the other, so there is a risk of broken pieces of the glass plate falling from the window. Although it is preferable to have a small number of broken lines (cracks) extending from one side of the glass plate to the other, there is actually no danger of broken pieces falling from the window into the ground, so this type of breakage of about one line is not recommended. The presence of lines (cracks) is acceptable as a fracture pattern in the heat treated glass produced according to the present invention.

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。
Next, a specific example of the method for manufacturing a heat-treated glass plate of the present invention will be described.

第12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はガラス板、2はローラーバース、3はガラス
板の搬送ロール、4はガラス板の加熱装置、5は対向し
て設けられた冷却吹口を示す。
FIG. 12 shows a specific example of the apparatus used for manufacturing the heat-treated glass plate of the present invention. In the figure, 1 is a glass plate, 2 is a roller berth, and 3 is a glass plate conveyor. The roll, 4 is a heating device for the glass plate, and 5 is a cooling outlet provided opposite to the glass plate.

熱処理されるガラス板1はローラーバース2内を搬送ロ
ール3により水平に搬送されながら、あるいは水平に摺
動されながらガラス板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。
The glass plate 1 to be heat-treated is heated to a temperature sufficient to heat-treat the glass plate, for example, 600 to 660°C, while being horizontally conveyed or slid horizontally in a roller berth 2 by a conveyor roll 3. .

そしてローラーバース1から取出されたガラス板1は、
上下に対向した冷却吹口5間に移動され、冷却能が時間
とともに漸増する様に空気を吹き付けて冷却し、ガラス
板の温度が100〜300°Cまで低下した後冷却吹口
5から取出し、所定の応力値及び応力分布をもった熱処
理ガラス板製品を得る。
The glass plate 1 taken out from the roller berth 1 is
The glass plate is moved between the vertically opposed cooling ports 5 and cooled by blowing air so that the cooling capacity gradually increases over time. After the temperature of the glass plate has decreased to 100 to 300°C, it is taken out from the cooling ports 5 and placed at a predetermined level. A heat-treated glass plate product having a stress value and stress distribution is obtained.

本発明においては、加熱されたガラス板を冷却能を漸増
させながら冷却する際、冷却能K(’C/秒)を時間と
ともに下記(a) 、 (b) 、 (c)式で示され
る範囲内において漸増させるのが好ましい。
In the present invention, when cooling a heated glass plate while gradually increasing the cooling capacity, the cooling capacity K ('C/sec) is changed over time into the range shown by the following formulas (a), (b), and (c). It is preferable to increase the amount gradually.

0.1 t−1,6≦に≦0.6t(0≦t≦16,7
、K2O)・・・・・・(a) 0.1t−1,6≦に≦10 (16,7≦t≦41
) ・・・・・・(b)2.5≦に≦10 (
t≧41 ) −−(c)(単位、K:°C
/秒、t:秒) 上記にの範囲は、第13図の斜線で囲まれる領域P、即
ち、K=0.6 t (0≦t≦16.7)とに=tO
(t≧16.7)とに=0.11−1.6 (15≦t
≦41)とに=2.5(t≧41)とに=0の各線で囲
まれる領域(各線上を含む。
0.1 t-1,6≦≦0.6t (0≦t≦16,7
, K2O)... (a) 0.1t-1,6≦≦10 (16,7≦t≦41
) ......(b) 2.5≦≦10 (
t≧41) --(c) (unit, K: °C
/second, t:second) The above range is the area P surrounded by diagonal lines in FIG. 13, that is, K=0.6 t (0≦t≦16.7)
(t≧16.7) and =0.11-1.6 (15≦t
≦41), 2.5 (t≧41), and 0 (including the area on each line).

但しに=0の線上は除く)で示され、この領域P内で冷
却能Kを時間とともに漸増させるのが好ましい。
However, it is preferable to gradually increase the cooling capacity K within this region P with time.

特に、板厚が5mm以上5.5闘以下のガラス板の場合
には、冷却能K(’C/秒)を時間とともに下記(d)
、 (e) 、 (f)式で示される範囲内において
漸増させることが好ましい。
In particular, in the case of glass plates with a thickness of 5 mm or more and 5.5 mm or less, the cooling capacity K ('C/sec) is calculated as shown below (d) over time.
, (e), (f) It is preferable to gradually increase the amount within the range shown by formulas.

0.32 t−1,7≦に≦0.6t(0≦t≦16.
7、K≦0)・・・・・・(d) 0.32 t−1,7≦に≦10 (16,7≦t≦
30 ) −・・・・・(e)7.9≦に≦10
(0≧30) ・・・・・・(f)(単位、
K:℃/秒、t:秒) この範囲は第14図の斜線で囲まれる領域X、即ち、K
=0.6 t (0≦t≦16.7)と、K−1O(t
≧167)とに=0.321−1.7 (5≦t≦30
)と、K=7.9(t≧30)とに=Oの各線で囲まれ
る領域(各線上を含む。
0.32 t-1,7≦≦0.6t (0≦t≦16.
7, K≦0)・・・・・・(d) 0.32 t-1,7≦≦10 (16,7≦t≦
30) −・・・・・・(e) 7.9≦≦10
(0≧30) ・・・・・・(f) (unit,
K: °C/second, t: second) This range is the area X surrounded by diagonal lines in Fig. 14, that is, K
=0.6 t (0≦t≦16.7) and K-1O(t
≧167) and = 0.321-1.7 (5≦t≦30
), K=7.9 (t≧30), and the area surrounded by each line of =O (including on each line).

但し、K=0の線上は除く)で示される。However, the area on the line K=0 is excluded).

又、板厚が5.5 mm以上7.5 mm以下のガラス
板の場合には、冷却能K(°C/秒)を時間とともに下
記(g) 、 (h) 、 (i)式で示される範囲内
において漸増させることが特に好ましい。
In addition, in the case of a glass plate with a thickness of 5.5 mm or more and 7.5 mm or less, the cooling capacity K (°C/sec) is expressed over time by the following formulas (g), (h), and (i). It is particularly preferable to gradually increase the amount within a certain range.

0.2t−2≦に≦0.321−1.7 (5≦t≦3
0、K2O)・・・・・・(g) 0.321−1.7≦に≦7.9(30≦t≦37)
・・・・・・(h)5.4≦に≦7.9
(t≧37) ・・・・・・(i)(単位、K
:℃/秒、t:秒) この範囲は、第14図の斜線で囲まれる領域Y、即ちに
=0.32 t−1,7(5≦t≦30)と、K=7.
9(t≧30)と、K=0.21−2 (10≦t≦3
7)とに=5.4(t≧37)とに=Oの各線で囲まれ
る領域(各線上を含む、但し、K=0は線上は除く)で
示される。
0.2t-2≦≦0.321-1.7 (5≦t≦3
0, K2O)... (g) 0.321-1.7≦≦7.9 (30≦t≦37)
・・・・・・(h) 5.4≦≦7.9
(t≧37) ・・・・・・(i) (Unit, K
:°C/sec, t:sec) This range is the area Y surrounded by diagonal lines in FIG.
9 (t≧30) and K=0.21-2 (10≦t≦3
7) It is indicated by a region surrounded by each line of t = 5.4 (t≧37) and =O (including on each line, except for K=0 on the line).

又、板厚が7.5 mvt以上10\mm未満のガラス
板の場合には、冷却能K(’C/秒)を時間とともに下
記(1) 、 (m) 、 (n)式で示される範囲内
において漸増させることが特に好ましい。
In addition, in the case of a glass plate with a plate thickness of 7.5 mvt or more and less than 10\mm, the cooling capacity K ('C/sec) is expressed by the following formulas (1), (m), and (n) over time. Particularly preferred is a gradual increase within this range.

0.1t−1,6≦に≦0.2l−2(10≦t≦37
、K2O)・・・・・・(A) 0.11−1.6≦に≦5.4(37≦t≦41)
・・・・・・(ホ)2.5≦に≦5.4 (
t≧41)・・・・・・(n)この範囲は、第14図の
斜線で囲まれる領域Z、即ち、K=0.2 t−2(1
0≦t≦37)と、K−5,4(t≧37)と、K=0
.11−1.6 (15≦t≦41)と、K=2.5(
t≧41)とに=0の各線で囲まれる一城□(各線上を
含む。
0.1t-1,6≦≦0.2l-2 (10≦t≦37
, K2O)... (A) 0.11-1.6≦≦5.4 (37≦t≦41)
・・・・・・(E) 2.5≦≦5.4 (
t≧41)...(n) This range is the area Z surrounded by diagonal lines in FIG. 14, that is, K=0.2 t-2(1
0≦t≦37), K-5,4 (t≧37), and K=0
.. 11-1.6 (15≦t≦41) and K=2.5 (
t≧41) and is surrounded by each line of =0 (including on each line).

但し、K=0.)線上、除く)\7基され6゜ 本発明においては:’d定の表面圧縮応力、中央引張応
力及び断面応力分布を得るため、上記した600〜66
0°Cまでのガラス板の加熱、冷却能を漸増した冷却、
更に好ましくは上記(a) 、(b) t (c)式で
示される範囲内での冷却能の漸増、及びこれら条件の組
合せが重要である。
However, K=0. ) on the line, excluding)
Heating the glass plate to 0°C, cooling with gradually increasing cooling capacity,
More preferably, it is important to gradually increase the cooling capacity within the range shown by the above formulas (a), (b), and (c), and to combine these conditions.

′前述した本発明の熱処理ガラス板の製法は
、ローラーバースを利用したものであるが、この方法に
限らず、ガスバースを利用してガラス板を水平に搬送し
ながら加熱し、ガスバ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
どによっても同様に製造することができる。
'The method for manufacturing the heat-treated glass plate of the present invention described above utilizes a roller berth, but it is not limited to this method; the glass plate is heated while being conveyed horizontally using a gas berth, and the glass plate is heated through the outlet of the gas berth. Immediately after heating, the heated glass plate is heat-treated, or the glass plate is suspended from a hanger and heated in a heating furnace while being transported, and the heated glass plate is heat-treated immediately after it comes out of the outlet of the heating furnace. can also be produced in the same way.

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、その熱処理されたガラス板の
中央引張応力σt、表面圧縮応力σC1σC/σt、耐
風圧性を示す許容荷重(破壊確率1/l OOO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
周辺部の温度差)を同じく第1表に示した。
Example A soda-lime glass plate was heat-treated using the above-mentioned apparatus under the conditions shown in Table 1, and the central tensile stress σt, surface compressive stress σC1σC/σt, and allowable load indicating wind pressure resistance of the heat-treated glass plate were determined. (Destruction probability 1/l OOO or less)
The results of the thermal cracking test (temperature difference between the central part and the peripheral part of the glass plate until thermal cracking) are also shown in Table 1.

又実施例1〜5の熱処理ガラス板及び比較例1,2の熱
処理ガラス板についてJISR3206の6−5に規定
された破壊試験を行なった時の破砕パターンを第5〜1
1図に示した。
In addition, the fracture patterns when the destructive test specified in JISR3206 6-5 was conducted on the heat-treated glass plates of Examples 1 to 5 and the heat-treated glass plates of Comparative Examples 1 and 2 were shown in Nos. 5 to 1.
It is shown in Figure 1.

本発明の方法により、中央引張応力σtが85〜200
kg/cyitの範囲となり、かつその表面圧縮応力
σCと中央引張応力との比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。
By the method of the present invention, the central tensile stress σt is 85 to 200.
kg/cyit, and the ratio of the surface compressive stress σC to the central tensile stress σC/σt is 1.5 to 3.0.
The reason why a heat-treated glass plate having a temperature within the range of .

通常一定の冷却条件でガラス板を強化する場合、ガラス
板断面方向の温度分布はある遷移状態を経過した後に定
常状態となる。
Normally, when a glass plate is strengthened under constant cooling conditions, the temperature distribution in the cross-sectional direction of the glass plate reaches a steady state after passing through a certain transition state.

そしてこの時の温度分布は放物線に代表される2次曲線
Mで表わすことができる。
The temperature distribution at this time can be represented by a quadratic curve M represented by a parabola.

この状態で軟化したガラス板が固化すると、その温度分
布に対応した残留応力が発生し強化される。
When the softened glass plate solidifies in this state, residual stress corresponding to the temperature distribution is generated and strengthened.

(第15図参照)本発明の方法はこの軟化したガラス板
が固化する時の温度分布の制御に着目したものである。
(See FIG. 15) The method of the present invention focuses on controlling the temperature distribution when the softened glass plate is solidified.

即ち、ガラス板断面の温度分布は板厚が決まると冷却条
件により一義的に決まるので、この冷却条件を制御して
、ガラス板が固化する時の温度分布を2次曲線Mより第
16図の曲線Nの様な温度分布を与えることにより発生
する強化応力を制御するものである。
In other words, the temperature distribution in the cross section of the glass plate is uniquely determined by the cooling conditions once the plate thickness is determined, so by controlling these cooling conditions, the temperature distribution when the glass plate solidifies can be determined from the quadratic curve M as shown in Figure 16. This is to control the reinforcing stress generated by providing a temperature distribution as shown by curve N.

かかる温度分布は冷却初期の遷移状態をガラス板が固化
するまで持続されること、即ち冷却の漸増によって得る
ことが可能であることが判明したものである。
It has been found that such a temperature distribution can be obtained by maintaining the transition state at the initial stage of cooling until the glass plate is solidified, that is, by gradually increasing the cooling.

上記した本発明のガラス板の熱処理方法の条件の範囲外
即ち第17図で示したS方向は、冷却能が高くなる方向
であり中央引張応力σt>200kg/critとなり
割れたときクラックが自走するので好ましくなく、又、
同図で示したT方向は冷却能が不十分なため耐風圧強度
上必要な表面圧縮応力σC≧125kg/Cr?Lが得
られないので好ましくない。
Outside the range of the conditions of the heat treatment method of the glass plate of the present invention described above, that is, the S direction shown in FIG. This is not desirable because
In the T direction shown in the figure, the cooling capacity is insufficient, so the surface compressive stress required for wind pressure strength is σC≧125kg/Cr? This is not preferable because L cannot be obtained.

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ックがガラス板
に入ってもクラックが自走せず、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。
As described above, according to the present invention, the wind pressure strength is sufficient for practical use, there is no thermal cracking, and furthermore, even if a crack enters the glass plate, the crack does not propagate by itself and does not break into small pieces. Heat treated glass can be provided.

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が少なく、ビル、住宅等の建築用ガ
ラス板として有用である。
Even if this glass plate breaks, there is little risk that some or all of the pieces will fall off the window frame, and it is useful as a glass plate for construction of buildings, houses, etc.

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方
法により製造された熱処理ガラス板は最適である。
In particular, the heat-treated glass sheet produced by the method of the present invention is ideal for use as a window glass sheet for medium-to-high-rise buildings, which requires a glass sheet that is free from the risk of falling glass fragments.

中でも熱割れの危険性の高い窓用、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、本発明によ
り製造された熱処理ガラス板は好適である。
The heat-treated glass sheet manufactured by the present invention is particularly suitable for glass sheets such as heat-absorbing glass sheets, colored coated glass sheets, and heat-reflecting glass sheets used for windows or spandrels that have a high risk of thermal cracking. It is.

又、本発明により製造されたガラス板は耐風圧強度及び
熱割れ強度が向上され、又クラック自走防止がなされて
いるので、例えば、従来1.0mm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り製造さ
れた6mm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。
In addition, the glass plate manufactured according to the present invention has improved wind pressure strength and thermal cracking strength, and also prevents self-propagation of cracks. The window glass plate can be replaced with a 6 mm thick heat-treated glass plate manufactured according to the present invention, and the weight of the glass plate can be reduced.

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FSM−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。
The surface compressive stress of the glass plates in the above Examples and Comparative Examples was measured using a Toshiba air-cooled tempered glass surface stress meter FSM-30, and the central tensile stress was measured as follows.

・中央引張応力の測定 第18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 −N eレーザ12を光源に偏光子
13、レンズ14、絞り15を通した直線偏光Aを入射
する。
・Measurement of central tensile stress Hold the glass plate sample 11 horizontally as shown in Figure 18,
Linearly polarized light A, which has been passed through a polarizer 13, a lens 14, and an aperture 15 using a He-Ne laser 12 as a light source, is incident perpendicularly to the end face.

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Xとする。
Let y and Z be the directions parallel and perpendicular to the surface of the glass plate 11, respectively, and let X be the incident direction.

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。
The direction of vibration of the incident light is set at an angle of 45° with respect to each axis in the y-z plane.

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って、位
相差を生じ、第19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→直線と偏光が変わり、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。
The linearly polarized light A incident from the end surface of the glass plate 11 produces a phase difference due to the principal stress difference in the y-'-z plane inherent in the glass, and forms an angle of 45° with the y-z axis as shown in FIG. The polarization changes as follows: ellipse with axis → circle → ellipse → straight line (perpendicular to the incident light) → ellipse → circle → ellipse → straight line, and with a phase difference of 360°, the vibration direction returns to the same linear polarization as the original incident light.

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°の方向から観察す
ると、第20図のB又第20図の様に1波長ごとのドツ
ト状に見える。
This polarized light is scattered within the glass and is perpendicular to the optical axis.
When observed from a direction of 45° with respect to the y and z axes in the '-'-z plane, it appears as dots for each wavelength as shown in B of FIG. 20 or as shown in FIG.

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。
Since the scattering of the float glass plate is very small, the scattered light to be observed is weak.

このため、マイクロ・チャンネル・イメージ・インテン
シファ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。
To this end, a night vision device with a built-in micro-channel image intensifier is used to project a dot pattern of scattered light onto a monitor television 17 through a high-sensitivity television camera 16.

ポジション・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。
In combination with the position analyzer 18, the length can be read in real time.

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。
Since one dot corresponds to a phase difference of 360° (one wavelength), by measuring this actual length, the principal stress difference can be determined using the photoelastic constant.

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。
From the principal stress difference Δσ found here, the central tensile stress σy is determined by the following formula.

主応力差 △σ 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(σ2キ0)λ:レーザ光
波長(632,8m μmHe −Neレーザ) lλ:360°の位相差に対応する光路差(ロ)C:光
弾性定数 2.63mμ/CrrL/kg/d(フロー
ト板) なお、本発明により製造される中央引張応力σtが85
〜200kg/cr?L、表面圧縮応力σcが127〜
600kg/i、更に好ましくは250〜350 kg
/cr?Lの熱処理ガラス板の上記各応力値とは、第1
8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i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。
Principal stress difference △σ σy: Component of stress in the plane direction, i.e. central tensile stress σZ: Component of stress in the thickness direction (σ2ki0) λ: Laser light wavelength (632,8m μmHe-Ne laser) lλ: 360° Optical path difference (b) corresponding to phase difference C: Photoelastic constant 2.63 mμ/CrrL/kg/d (float plate) Note that the central tensile stress σt manufactured by the present invention is 85
~200kg/cr? L, surface compressive stress σc is 127~
600 kg/i, more preferably 250-350 kg
/cr? The above stress values of the heat-treated glass plate L are the first
As shown in Fig. 8, it shows the average of the measured values at 5 points i, 4 points P on the periphery and 1 point Q in the center of the heat-treated glass plate, and is taken as an average value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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図は本発明により製造された熱処理
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7〜11図
は本発明により製造された熱処理ガラス板の破砕パター
ン図、第12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13〜14図は本発明方法の冷却能
特性図、第15〜17図は本発明の方法の概念を説明す
るための説明図、第18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19〜21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2
2図は応力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ニガラス板の加熱装置、5:冷却吹口。
1 to 3 are stress distribution diagrams of a cross section in the thickness direction of a conventional tempered glass plate, FIG. 4 is a stress distribution diagram of a cross section in the thickness direction of a heat treated glass plate manufactured according to the present invention, and FIG. , 6 is a diagram of a crushing pattern of a glass plate according to a comparative example, Figures 7 to 11 are diagrams of a crushing pattern of a heat-treated glass plate manufactured according to the present invention, and Figure 12 is a specific example of an apparatus for carrying out the present invention. Schematic diagrams related to examples, Figures 13 and 14 are cooling capacity characteristic diagrams of the method of the present invention, Figures 15 and 17 are explanatory diagrams for explaining the concept of the method of the present invention, and Figure 18 is a diagram showing the central tension of the glass plate. A schematic diagram of an apparatus for measuring stress; Figures 19 to 21 are explanatory diagrams showing the principle of measuring the central tensile stress of a glass plate;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing stress measurement points. 1: Glass plate to be heat treated, 2: Roller hearth, 3:
Conveyance roll, 4: Glass plate heating device, 5: Cooling outlet.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 板厚5mm以上10龍未満のガラス板を加熱炉内を
通して600°C〜660℃に加熱した後、このガラス
板を加熱炉から取出して風冷する際に風冷の冷却能を時
間とともに漸増させ、この冷却されたガラス板の中央引
張応力σtが85〜200kg/i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の範囲となる様に制御することを
特徴とする熱処理ガラス板の製造法。 2 冷却能K(℃/秒)を時間とともに下記(a)。 (b) 、 (C)式で示される範囲内において漸増さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の熱処
理ガラス板の製造法。 0.1t−1,6≦に≦0.6t(0≦t≦16.7、
K2O)乙・・・・・・(a) 0.1t−1,6≦に≦10 (16,7≦t≦41
)・・・・・・(b)2.5≦に≦10 (t≧
41) ・・・・・・(C)(単位、K :
’C/秒、t:秒) 3 板厚が5u以上5.5 mm以下のガラス板の場合
には、冷却能K(’C/秒)を時間とともに下記(d)
。 (e) 、 (f)式で示される範囲内において漸増さ
せることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の熱処
理ガラス板の製造法。 0.321−1.7≦に≦0.6 t (0≦t≦16
.7、K2O)・・・・・・(d) 0.321−1.7≦に≦10(16,7≦t≦30)
−(e)7.9≦に≦10 (t≧30)
・・・・・・(f)(単位、K:’C/秒、t:
秒) 4 板厚が5.5 mm以上7.5mm以下のガラス板
の場合には、冷却能K(°C/秒)を時間とともに下記
(g) ? (h) 、(t)式で示される範囲内にお
いて漸増させ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法。 0.21−2≦に≦0.32t−1,7(5≦t≦30
、K2O)・・・・・・(g) 0.32t =1.7≦に≦7.9(30≦t≦3.7
) ・・・・・・(h)5.4≦に≦7.9
(t≧37) ・・・・・・(i)(単位、
K:’C/秒、t:秒) 5 板厚が7.5mm以上1011t11L未満のガラ
ス板の場□・合には、冷却能K(’C/秒)を時間とと
もに下記(1)、(ハ)、(n)式で示される範囲内に
おいて漸増させ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法。 0.1 t−1,6≦に≦0.2t−2(10≦t≦3
7、K2O)・・・・・・(1) 0.11−1.6≦に≦5.4 (37≦t≦41)
・・・・・・(ハ)2.5≦に≦5.4 (t
≧41 ) ・・・・・(n)(単位、K:’C
/秒、t:秒)
[Claims] 1. After passing a glass plate with a thickness of 5 mm or more and less than 10 mm through a heating furnace and heating it to 600°C to 660°C, the glass plate is taken out of the heating furnace and air-cooled. The cooling capacity is gradually increased over time, and the central tensile stress σt of this cooled glass plate is in the range of 85 to 200 kg/i, and the ratio of the surface compressive stress σC and the central tensile stress σt is σC/
A method for manufacturing a heat-treated glass plate, characterized in that σt is controlled to be in the range of 1.5 to 3.0. 2 Cooling capacity K (°C/sec) as shown below (a) over time. The method for producing a heat-treated glass plate according to claim 1, wherein the amount is gradually increased within the range shown by formulas (b) and (C). 0.1t-1,6≦≦0.6t (0≦t≦16.7,
K2O) B... (a) 0.1t-1,6≦≦10 (16,7≦t≦41
)・・・・・・(b) 2.5≦≦10 (t≧
41) ......(C) (Unit, K:
'C/sec, t: seconds) 3 In the case of a glass plate with a thickness of 5 u or more and 5.5 mm or less, the cooling capacity K ('C/sec) is calculated as shown in (d) below over time.
. 3. The method for manufacturing a heat-treated glass plate according to claim 2, wherein the amount is gradually increased within the range shown by formulas (e) and (f). 0.321-1.7≦≦0.6 t (0≦t≦16
.. 7, K2O)... (d) 0.321-1.7≦≦10 (16,7≦t≦30)
-(e) 7.9≦≦10 (t≧30)
......(f) (unit, K: 'C/sec, t:
(seconds) 4 For glass plates with a thickness of 5.5 mm or more and 7.5 mm or less, the cooling capacity K (°C/second) is calculated as shown below (g) over time. The method for producing a heat-treated glass plate according to claim 2, wherein the amount is gradually increased within the range shown by formulas (h) and (t). 0.21-2≦≦0.32t-1,7 (5≦t≦30
, K2O) (g) 0.32t = 1.7≦≦7.9 (30≦t≦3.7
) ・・・・・・(h) 5.4≦≦7.9
(t≧37) ・・・・・・(i) (unit,
K:'C/sec, t:sec) 5 In the case of a glass plate with a thickness of 7.5 mm or more and less than 1011t11L, the cooling capacity K ('C/sec) is calculated as follows (1), ( C), the second claim characterized in that the amount is gradually increased within the range shown by formula (n).
A method for producing a heat-treated glass plate as described in Section 1. 0.1 t-1, 6≦≦0.2t-2 (10≦t≦3
7, K2O)... (1) 0.11-1.6≦≦5.4 (37≦t≦41)
・・・・・・(c) 2.5≦≦5.4 (t
≧41) ・・・・・・(n) (Unit, K: 'C
/ second, t: second)
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