JPS63260833A - 強化ガラスとその製造方法及び装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特によりいわゆる接触工程によって同時に行
われる反り付け加工を含む、ガラス材の焼入れに関し、
より詳しくは、場合により反り付け加工を伴う上記焼入
れ時に於けるガラス材の縁の特殊処理に関する。

〔従来技術とその課題〕

ガラスの空気焼き入れ、すなわちその焼き入れ温度に加
熱したガラス材に冷たい空気を送風する場合、最も冷却
度が大きく、熱交換度が高いのは、ガラスの縁である。

その結果、空気焼き入れされたガラスの縁において、全
ガラス圧に対し、また縁のある一定の距離まで、通常「
縁応力」と呼ばれる圧縮応力が生じる。こうした応力は
、特に自動車の窓にガラスを取付けるような作業ノ場合
、そのガラス材の堅牢度と耐久性を保証する。その他、
空気焼き入れを施したガラス材の切断面ニ衝撃が与えら
れても、通常、単に剥離が生じるだけである。これに対
し、接触焼き入れをほどこしたガラス材の切断面に同様
な衝撃を与えると、破裂を生じる場合がある。ガラスの
切断面は、接触焼き入れ時に冷却されないので、接触焼
き入れ工程には、これに固有の欠陥がこうしたところに
現われる。

事実、接触焼き入れ工程において、ガラス材は、直接、
もしくは、むしろ機械的な熱緩衝材をはさみこんで、ガ
ラスの両面全体に冷却板を接触させて、冷却する。

かくして、当該のガラス材両面にそって、冷却板もしく
は、緩衝材を通じて、゛接触により冷却が充分行われる
が、一方、上記ガラス面の縁には接触がなく、その結果
絶対値において縁応力が非常に低くなるか、非常にせま
い奥行きまでしか縁応力が存しなくなるか、もしくはこ
の両方の結果が生じ、従って、ガラス材の縁に何らかの
衝撃があれば、このようにして焼き入れされたガラス材
の脆弱性が露になる。

本発明は、こうした問題を解決することを目的とする。

ガラス面の縁に充分な焼き入れを可能にする工程を提供
するのが、その目的である。

同時に、接触による焼き入れ、および時により反り付け
加工を含む前記の技術を用いたガラス材において、その
欠点を指摘されている縁の脆弱性をもたないガラス材を
提供することもまたその目的である。

〔課題を解決するための手段〕

このため本発明は、ガラス材の中央に比して、その縁の
温度を下げ、こうした温度の相対的降下は、時により反
り付け加工を含む接触焼き入れを行うガラス材のプレス
の前、またはプレス期間中、もしくはその両方において
行われる、時により反り付け加工を含む接触焼き入れ工
程を、提供する。

場合によって反りつけ加工を含む、焼き入れのプレス前
に、ガラス材の縁と中央とのこうした温度差は、炉内に
熱遮蔽マスクを設置することによって、または、特にガ
ラス材の中央を加熱することによって、または冷却ガス
、とりわけ空気、特に圧縮空気を送風することによって
、もしくは、この３つの方法をそれぞれ組み合わせて用
いることによって、ガラス材の加熱期間中に実現するこ
とができる。

場合によって反りつけ加工を含む焼き入れのプレス中、
ガラス材の縁と中央間のこうした温度差は、冷却ガス、
特に空気、とりわけ圧縮空気の送風によって実現される
。

また本発明は、その縁に充分な応力を有するようなガラ
ス材を得ることを可能にする装置を提案する。

ガラス薄板の面に対し用いられることを目的とし、機械
的熱緩衝材で被覆されることが望ましい、二枚の冷却板
を具備し、更に、ガラス薄板の縁に作用するよう配置さ
れている冷却機構も具備している、時により反り付け加
工も伴う接触焼入れ装置を、本発明は特に提案する。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照しつつ、より詳細に本発明の説
明を行う。

第１図は接触による反り付け・焼入れ設備の全体図を示
す。その設備には、ガラス薄板・ガラス板・ガラス材■
の加熱炉１、又、場合により機械的熱緩衝材５で被覆さ
れる２枚の冷却板３．４を基本的に具備している、時に
より反り付け加工を伴う焼入れ装置、更に場合により反
り付け加工を含む焼入れ装置２に炉１からガラス材を送
る支持送り機構６、特にロールおよび／またはクッショ
ン付コンベア、もしくは、例えば図に示されていないレ
ール上を移動可能な上部凹状搬送部材が備えられている
０時により、反り付けを含む焼き入れ装置２の後に冷却
装置７が続いており、この冷却装置内において、ガラス
材の応力が、冷却板３および４間のプレスによって固定
され冷却が終了すると、新たなガラス材のプレスのため
、ガラス材は迅速に冷却［Ｅ３および４を離れる。

第２図に示される実施例に従えば、時により反り付けを
含む焼き入れ装置２には、ガラス材■の縁の冷却機構１
０が設置されている。とりわけ、この冷却機構１０は、
冷却ガス、特に空気、主として圧縮空気の送風装置であ
る。

こうした送風装置ＩＯは、ガラス材■の縁に空気を送風
するいくつかの孔１２をうがたれている傾斜管１１より
なる場合がある。上記の傾斜管１１には、流量計１４お
よび弁１５を備えている供給管１３によって供給が行わ
れ得るとともに、こうした供給管１３は全体として、逃
がし弁１７、圧力計１８および弁１９を備えた共通配管
系１６に接続され、該共通配管系１６は圧縮空気回路に
接続されている。

もちろん、他の種類の送風機構も用いることができる。

また本発明を修正することなく、圧縮空気以外のガスを
利用することもできる。

ガラス材の縁全体に高い縁応力かもとめられている限り
、送風機構１０は、ガラス材■の縁全体をカバーするこ
とになる。この場合、ガラス材■の縁とは、単に、ガラ
ス材面の外周までの限界をさすだけでなく、上記ガラス
材の中央付近と同様ガラス材の外周付近にもうけられた
孔、切断面もしくは、切欠きの周辺にいたる限界面をも
指し、こうした孔、切断面および切欠きは、例えば、錠
装置、蝶番装置その他の付属品の、固定に用い得られる
ものである。

冷却板３および４においては、送風が行われるガラス材
Ｖの縁の部分を、空けておく、すなわち第３Ａ図に示さ
れているように上記冷却板３および４は、処理されるガ
ラス材よりも幾ぶん短かくし、これによってガラス材■
の切断面ばかりでな（、はぼ数ミリメートル、例えば１
から１０ミリメートＪし、特にほぼ５ミリメートルだけ
、１亥ガラス面の縁も、極く少ｈ、はみ出すようにして
お（。

この配置において、送風機構ｌＯは、第３Ａ図に示され
ている形状、すなわち、２本のノズル２゜および２Ｉに
分かれ、その一方のノズルは、ガラス材■の片面の縁に
、他のノズルはもう一方の面の縁に、上記ガラス面■の
幾分外側方向にむけて送風する。

第３Ｂ図に示されている、別種の配置においては、冷却
板３および４とガラス材■とは、はぼ同一の寸法である
。

第３Ｃ図に示されている、可能なもう１つ別の配置にお
いては、冷却板３および４は幾分、すなわち数ミリだけ
、ガラス面Ｖよりはみ出している。

上記の各配置において、冷却板３，４に対するガラス材
■の位置は、はぼ１．２ｍｍの誤差があっても、焼き入
れ結果に実際上の影響はないであろう。

ガラス材の縁に対する送風と組み合わせた接触による焼
き入れ・反り付け工程をさまざま行い、その結果以下に
記したような例が得られた。

■−上 ○　厚さ３ＩＩａＩのフロートガラス材Ｏ焼き、入れ直
前のガラス・材温度：６５０″ＣＯ緩衝材で被覆された
冷却用銅板。

〇　一定の１２ａｕ＋の間隔を有する、直径２ｍｍの複
数の孔をうがたれた、直径１０１１Ｉｌｌの鋼管よりな
る傾斜送風管で圧縮空気供給網に接続され、第３Ｂ図に
示されている配置に於てすなわち、ガラス面と冷却板３
および４が同一の寸法である場合、ガラス切断面と送風
口との距離は、１０ｍ５＋であり、傾斜管１１はガラス
切断面の方向に送風する。

Ｏ圧縮空気供給網の圧：１バール ガラス材の縁に対する送風は、ガラス面への冷却板のプ
レスの間、すなわち少なくとも３秒間、好ましくは最小
限５秒から１０秒まで行うが、もっと長時間にわたって
もガラス材の品質を害することはなく、ただ、この処理
時間を長くすれば、工程の処理間隔に影響を与えるのみ
である。

Ｏ得られたガラス材の縁の応カニ　１２０ＭＰａ０　得
られたガラス面の圧縮応カニ　１３０ＭＰａ０　ガラス
材がその全厚において圧縮状態におかれるガラス材の縁
よりの奥行き：３．５ｍｍ例１と同一の条件下によるも
のであるがただし以下の条件のものは異なる。

Ｏガラス材と送風傾斜管との距離：６＋ｗｏ＋○　得ら
れたガラス材の縁の応カニ　１５０ＭＰａ０　得られた
ガラス面の圧縮応カニ　１３０ＭＰａＱ　ガラス材がそ
の全厚において圧縮状態におかれるガラス材の縁よりの
奥行き：８ｍｍ■−１ 以下に関するものを除き、例１と同一条件。

Ｏガラスの厚さ：４ａｍ Ｏ送風各日間の距離４ｍｍ ０　ガラスと送風傾斜管との距＃１６ＩＩｌｌＯ得られ
たガラス材の縁応カニ　１４０ＭＰａ０　表面の圧縮応
カニ　１２５ＭＰａ ○　ガラス材がその全厚において圧縮状態におかれるガ
ラス材の縁よりの奥行き： 送風の強さを加減することによって、ガラス材の縁の応
力値を変えることが可能であり、望みなら上記の縁応力
は、表面の圧縮応力値よりも、大きい値に、特に、自動
車の窓ガラスとして、このようにして焼き入れされるガ
ラス材を用いるに際し要求される、いわゆる「安全」の
焼き入れの質を同時に保持したい限り、少なくとも３０
％だけあげるようにすることができる。この「安全」焼
き入れは、ガラスが破砕した後、少なくとも２０Ｃ１１
Ｘ５０ＣＩＩの中央ゾーンにおいて、最小限１５％以上
の可視性が存続するようになっているもので（すなわち
、２Ｃ１１！以上の全破片の総表面積はガラス材表面の
少なくとも１５％でなければならない、）、にもかかわ
らずいかなる破片も１６ｃｍ”を超える表面積をもって
はならず、また周辺ゾーンにおける破砕は細かく、すな
わち、５ｃｍＸ５ｃｍの正方形内に４０から３５０とし
、さらにこの周辺ゾーンにおいては、長さ７．５　ｃｒ
ａを超える針状の細片が存在しないようになっている。

充分な縁応力は、中央温度に比して縁の温度が低くなる
よう、場合により反り付け工程と組み合わせた接触焼き
入れ期間中に、送風によって実現可能である。また充分
な縁応力は、焼き入れされるガラスの加熱工程、すなわ
ち、ガラス材の縁周辺の温度が中央ゾーンにおける温度
よりも低くなるように差をつけた加熱を行うことによっ
ても、実現可能である。こうしたことは、中央ゾーンを
集中して加熱することによって、均一ではあるが、縁に
熱遮蔽マスクを挿入して加熱することによって、又は／
及び縁の冷却例えば、上記のタイプの送風傾斜管を用い
る送風によっても実現され得るが、この場合、ガラス加
熱炉内に、送風傾斜管を設置する。

その他の２つの工程、すなわちプレス前に炉内で行われ
る工程と、場合により反り付けを含む焼き入れ装置内に
おけるプレス期間中の工程とが組み合わされることもあ
る。

従って、本発明のために、ガラス材の縁が、もはや特に
脆弱な部分ではなくなるという結果を生じ、高い縁応力
を有するガラス材を得ることができる。上記のガラス材
の縁を冷却した結果、その縁を強化された接触焼き入れ
は、同時に行われる反り付け工程と組み合わせることが
でき、これは、ガラス材に挟持跡を残さず、非常に正確
な形状を与えるのに適している。このようにして製造さ
れたガラス材はあらゆる領域、特に自動車の分野に利用
可能である。

また、縁の冷却を行い、時により、反り付け工程を伴う
、こうした焼き入れは、水平方向と同様に垂直方向にも
行われ得る。

その他、本発明は、一方の縁と他方の縁をそれぞれ別個
に冷却することを可能にする。従って、それを望めば、
一方の縁と他方の縁の冷却の強さまたは冷却時間を別個
に調整することができる。

特に送風を利用する場合、これは容易である。

その結果、ガラス材の縁全体に対して、脆弱性を避ける
に充分な縁応力を有するガラス材を得ることができ、さ
らに一定の縁にのみ、脆弱性を避けるに充分な縁応力を
超えた応力、特に特定の縁に例外的に大きくかかると想
定される衝撃、また一般的にいって外力に対して、ガラ
ス材への損害をこうむらずに応じるに充分な縁応力を有
するガラス材を得ることができる。もちろん、脆弱性を
避けるに充分な縁応力を一定の縁全体にそって有するガ
ラス材を製造することが可能であるが、一方では、破砕
を生じさせるような衝撃または外力を受けないとわかっ
ている他の縁に対して、事実上なきに等しいか、または
より低い縁応力を有するガラス材を製造することができ
る。

こうした場合、送風を利用するとき、弁１５の作用によ
って、望みのままに一方の縁と他方の縁をそれぞれ別個
にその縁応力を平衡させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は接触による反り付け・焼き入れ設備の全体図、 第２図は反り付け・焼き入れのプレス中におけるガラス
材の縁に対する冷却ガス送風機構を備えた本発明にもと
づく接触反り付け・焼き入れ装置図、 第３Ａ、３Ｂ、３Ｃ図はプレス中における冷却ガスの送
風の場合の冷却板に対するガラス材の種々の配置を示す
部分拡大断面図である。 ■・・・ガラス材、　　　　ｌ・・・加熱炉、２・・・
焼入れ装置、　　３，４・・・冷却板、２０　、２１・
・・ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焼入れ及び反り付け加工の温度まで前もって完全に
   加熱したガラス面に、時により反り付けされ、又時によ
   り熱緩衝材で被覆された冷却板をプレスする、ガラス材
   の接触焼入れ方法であって、場合によって反り付け加工
   も含む、ガラス材の接触焼入れを行う、プレスの前又は
   プレス中、もしくはその両方に於て、ガラス材の縁の温
   度を他のガラス面より下げることを特徴とする、場合に
   よって反り付け加工も含むガラス材の接触焼入れ方法。 ２、プレスの前に行われる縁温度の下降は、有蓋加熱及
   び／又は上記縁の冷却ガス、例えば空気、特に圧縮空気
   による送風によって行われ、ただし、上記縁の温度は、
   焼き入れ温度を超えていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、有蓋加熱は、縁に対して熱遮蔽を行うことによって
   、ガラス材の加熱炉内で、行われる事を特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の方法。 ４、プレス期間中ガラス材の縁温度の降下は、冷却ガス
   例えば空気、特に圧縮空気を上記縁に送風して行われる
   事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、送風は、ガラス材の縁の長さ全体に、特にガラス材
   の外周全体に行われることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の方法。 ６、冷却は、一方の縁と他方の縁で別個に調整されるこ
   とを特徴とする前記各特許請求の範囲のうちの１項に基
   づく方法。 ７、少なくとも応力を固定するまで、両冷却板間に於て
   プレスを行った後、ガラス材は、例えば冷却用ガス、特
   に空気の送風によって、その全表面に補助冷却が行われ
   ることを特徴とする上記各特許請求の範囲のうちの１項
   に基づく方法。 ８、機械的熱緩衝材によって被覆されることが望ましい
   ２枚の冷却板を具備し、この冷却板でガラスの両面をプ
   レスする、場合により反り付け加工を含むガラス材の接
   触焼入れ装置であって、そのほかに冷却機構、例えば、
   ガラス材の縁に作用させるため配置される冷却ガスの送
   風ノズルを具備していることを特徴とする、時により反
   り付け加工も含むガラス材の接触焼入れ装置。 ９、冷却板よりガラス材の端がはみ出していることを特
   徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０、ノズルは、ガラス材の切断面のみならず、ガラス
   面の縁をも冷却することを特徴とする特許請求の範囲第
   ９項記載の装置。 １１、冷却板とガラス材がほぼ同一寸法であることを特
   徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １２、ガラス材の縁の応力は、焼入れ条件に応じて、ガ
   ラス材表面の圧縮応力値より大にも小にも同等にもなり
   得る値によって、各ガラス材に応じ、又は当該のガラス
   材の縁に応じて、示されることを特徴とする、時により
   反り付け加工される接触焼入れガラス材。 １３、ガラス面の縁応力値は、焼入れ条件に応じて、少
   なくとも表面応力値を超えること３０％に至る値に達し
   得、こうしたガラス材は特に自動車用ガラスとして用い
   られる、いわゆる「安全（セキュリ）」焼入れ材となる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載のガラス
   材。