WO2018135547A1 - ガラス板およびその成形方法 - Google Patents

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麻耶 波田野
山中 一彦
諭 金杉
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    • C03C3/00Glass compositions
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    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

Definitions

  • both end points of the cross section of the second surface are the first point 21 and the second point 22, and the first point 21, the second point 22, and the origin O are
  • the glass plate 1 has a fan-shaped central angle ⁇ (hereinafter, also simply referred to as a central angle ⁇ ) of 180 degrees.
  • the second embodiment is shown in FIG.
  • the first point 21 is one end point on the cross section of the second surface 20, and the other end point is newly defined as a third point 23.
  • the second point 22 is a point on the cross section of the second surface 20 farthest from the first point 21, and when the shape of the glass plate 1 is an arc, the origin O is the center of the arc.
  • SiO 2 is 50 to 80%
  • Al 2 O 3 is 0.1 to 30%
  • a glass containing 3 to 30% O, 0 to 25% MgO, 0 to 25% CaO and 0 to 5% ZrO 2 is mentioned, but is not particularly limited. More specifically, the following glass compositions may be mentioned.
  • “containing 0 to 25% of MgO” means that MgO is not essential but may contain up to 25%.
  • V SiO 2 60-72%, Al 2 O 3 8-16%, Na 2 O 8-18%, K 2 O 0-3%, MgO 0 A glass containing ⁇ 10% and 0-5% ZrO 2 and containing less than 1% when containing CaO.
  • Vi Composition expressed in mol%, SiO 2 56 to 73%, Al 2 O 3 10 to 24%, B 2 O 3 0 to 6%, P 2 O 5 0 to 6%, Li 2 O 2-7%, Na 2 O 3-11%, K 2 O 0-2%, MgO 0-8%, CaO 0-2%, SrO 0-5%, BaO 0 Glass containing -5%, ZnO 0-5%, TiO 2 0-2%, ZrO 2 0-4%.
  • the chemical strengthening treatment layer 25 When the chemical strengthening of both ends is performed, the chemical strengthening treatment layer 25 is generated, and the chemical strengthening treatment layer 25 expands (see FIG. 3B). With the expansion of the chemical strengthening treatment layer 25 as a driving force, deformation with the first surface 10 as a concave surface and the second surface 20 as a convex surface proceeds around the first axis T. Thereby, as shown in FIG.3 (c), the glass plate 1a is shape
  • both end portions of the glass plate facing each other are urged toward each other in a movable state, so that both end portions can be sufficiently bent.
  • the frictional force between the glass plate and the hypotenuse 31 at the support point P is smaller than the force for expanding the convex surface by chemical strengthening.
  • Both end portions of the second surface can be sufficiently curved without inhibiting the deformation of the both end portions themselves.
  • the means 1 further includes an elastic deformation step of elastically deforming the glass plate so that the second surface 20 becomes a convex surface.
  • an elastic deformation step of elastically deforming the glass plate so that the second surface 20 becomes a convex surface.
  • the center portion of the glass plate 1a is already slightly bent due to its own weight, and is bent around the first axis T to form a cylindrical-like shape (first surface 10). Is a concave surface and the second surface 20 is a convex surface).
  • the glass plate 1a is not deformed with fluidity, but the state in which a force is always generated in the direction of the cylindrical like shape is maintained by elastic deformation due to its own weight. .
  • the “arc” may not be a part of a strict perfect circle but may be an arc constituting a part of a circle close to a perfect circle. That is, the concept has a certain width.
  • the cylindrical-like shape mainly refers to a shape deformed around the first axis T.
  • the cylindrical-like shape includes not only a shape that forms a part of a so-called cylindrical wall surface but also a shape that forms a part of a conical wall surface.
  • Means 2 will be described below with reference to FIG. Note that a description of the same parts as the means 1 is omitted.
  • Means 2 also includes a heating step, a chemical strengthening step, and a supporting step as in the case of means 1. Further, an elastic deformation process is also provided.
  • the chemical strengthening treatment layer 25 also expands uniformly regardless of the position of each point on the cross section of the second surface (FIG. 4B).
  • Cheap As a result, as shown in FIG. 4C, the glass plate 1a is more easily formed into an arc shape by using the uniform expansion of the chemically strengthened layer 25 as a driving force.
  • the term “uniform” used in this specification is a concept that allows an error within a range that does not lose the effect of the present application.
  • the means 3 will be described below with reference to FIG. Note that a description of the same parts as the means 1 is omitted.
  • the means 3 also includes a heating step, a chemical strengthening step, and a supporting step as in the case of the means 1. Further, an elastic deformation process is also provided.
  • a base plate 30 having a substantially circular cross section is fixed by a support member 41 from the ceiling 40 or the like, and a substantially central portion of a flat glass plate 1a is placed and fixed on the base 30. 1 is heated (see FIGS. 5A and 5B).
  • the second surface 20 is chemically strengthened while performing the heating process (see FIGS. 5B and 5C). In parallel with the heating step, chemical strengthening of the second surface 20 is performed using the heat.
  • the chemical strengthening treatment layer 25 is generated, and the chemical strengthening treatment layer 25 is expanded. With the expansion of the chemical strengthening treatment layer 25 as a driving force, deformation with the first surface 10 as a concave surface and the second surface 20 as a convex surface proceeds around the first axis T.
  • the means 3 further includes an elastic deformation step of elastically deforming the glass plate so that the second surface 20 becomes a convex surface. That is, at the stage where the flat glass plate 1a is placed on the base 30, the both ends of the glass plate 1a are already slightly bent due to their own weight, and are curved like the first axis T (the first surface 10 is curved). The concave surface and the second surface 20 are elastically deformed into a convex surface. By providing the elastic deformation step, the direction of expansion in the chemical strengthening step can be controlled, and the curved shape of the glass plate becomes close to an arc curved around the first axis T. A glass plate suitable for applications such as sticking to the outer peripheral surface of a cylindrical object is obtained.
  • the elastic deformation process is an optional process. In the case of the second embodiment, the first axis T exists below the base 30 because it is upside down from the first embodiment (not shown).
  • the mechanism by which both ends are sufficiently formed by the heating process, the chemical strengthening process, and the supporting process can be considered as follows. That is, by supporting both ends in a movable state and being biased in a direction approaching each other, the direction of expansion of both ends due to chemical strengthening is induced in a direction approaching each other, so that both ends are sufficient. It is thought to be molded. On the other hand, in the techniques cited in Patent Documents 1 and 2, since both ends are supported in a fixed state, both ends cannot be sufficiently molded.
  • the curvature radius in the both ends of a glass plate is curving to equal or less than the curvature radius in a center part that fully shape
  • molded by circular arc shape by providing an elastic deformation process can be considered as follows. That is, the entire glass plate is elastically deformed into a cylindrical shape that is curved around the first axis T in advance, whereby the deformation direction of the glass plate due to the expansion of the entire convex surface can be guided in one direction around the first axis X.
  • the glass plate is deformed into an arc shape along a circle having the hypotenuse 31 as a tangent. . Although this reason is not certain, it is considered that the arc shape is the most stable state.
  • the present invention is not limited to this method, and if both end portions in the cross section of the second surface 20 can be sufficiently bent,
  • the molding method is not particularly limited.
  • the molding process may be repeated a plurality of times. Thereby, the cross-sectional stress distribution (CS or DOL) of chemical strengthening can be controlled.
  • “Surface compressive stress” in some compression direction is generated on both surfaces (the first surface 10 and the second surface 20) of the glass plate 1 whose second surface 20 is convex and curved.
  • “surface compressive stress” is a sum of “compressive stress caused by ion exchange” and “bending compressive stress” caused by elastic deformation.
  • “compressive stress generated by ion exchange” is generated on the second surface 20, and “bending compressive stress” is generated on the first surface 10 by elastic deformation. . Since these are included, the first surface 10 and the second surface 20 are hardly scratched.
  • the surface compressive stress of the second surface 20 is preferably larger than the surface compressive stress of the first surface 10. This is because, for example, the surface compressive stress caused by ion exchange of the second surface 20 is larger than the surface compressive stress caused by ion exchange of the first surface 10, and the absolute value of the bending compressive stress of the first surface 10 is second. This can be realized when the surface compressive stress generated by the ion exchange of the surface 20 is much smaller. By doing in this way, it becomes difficult for the 2nd surface 20 to be damaged.
  • the glass plate 1 of the present embodiment is a glass plate in which both end portions are sufficiently formed, in contrast with Examples and Comparative Examples.
  • the glass plate of this embodiment produced by the manufacturing method of means 2 and a comparative example sample were produced. Then, when the second-order differential value with respect to the partial shape trajectory formed by the portion in the region where the value of the Y axis is positive in the cross section of the second surface 20 is approximated to the quadratic curve, the quadratic coefficient of the quadratic curve is obtained. Measurements were made to confirm the effect of the present application.
  • FIG. 6 shows a method for producing an example sample and a comparative example sample, and the measurement results are summarized in FIGS.
  • the quadratic curve shown in the column of the second order differentiation when comparing the example and the comparative example, it is clearly understood that the quadratic curve is convex upward in the example and the comparative example is convex downward. That is, as shown in the shape column of the example sample (the graph in the leftmost column), the glass plate 1 of this embodiment in which both ends of the curved portion are sufficiently bent is actually a second-order differential.
  • the quadratic coefficient of the quadratic curve (a of the quadratic equation) indicated by the approximate value of the value is negative, and both ends are not sufficiently formed as in the comparative example, the quadratic coefficient of the quadratic curve was found to be positive.
  • the quadratic coefficient of the quadratic curve is negative, that is, the graph of the second derivative column (the rightmost column) of the example.
  • a glass plate in which both end portions are sufficiently formed is obtained by the convexity of the quadratic curve.
  • the whole shape of the glass plate produced by the means 2 is an arc.
  • a virtual arc having a radius of curvature R corresponding to the cross-sectional shape of the glass plate was obtained, and a value obtained from the virtual arc and an index value were calculated to make the unit dimensionless.
  • the method of determining the range of values was used.
  • the basic virtual arc is obtained by the following procedure. The procedure will be described based on FIG. The distance between an arbitrary point on the formed second surface 20 and the origin O is measured, an average value is obtained, and a value that minimizes the sum of the difference between the average value and an arbitrary point on the second surface 20 is the minimum two.
  • a virtual arc having a radius of curvature R is obtained by multiplication.
  • the arc of the second surface 20 of the glass plate 1 is an arc shape close to a perfect circle when the value obtained by Equation (1) is less than 0.020. Further, it is more preferably 0.010 or less, further preferably 0.008 or less, further preferably 0.007 or less, further preferably 0.005 or less, further preferably 0.004 or less, and further preferably 0.003 or less. If it exists, it is desirable because it has an arc shape that is closer to a perfect circle.
  • the arc of the second surface 20 of the glass plate 1 is an arc shape close to a perfect circle when the value obtained by the equation (2) is less than 0.121. More preferably, it is 0.10 or less, more preferably 0.08 or less, still more preferably 0.05 or less, and even more preferably 0.03 or less, since it is a circular arc shape that is closer to a perfect circle, which is desirable.
  • the minimum value in the comparative example of the formula (2) is 0.121 (refer to the bold line frame) from the comparative example E which is a reproduction experiment of Patent Document 1, and the example is based on the value.
  • the arc of the second surface 20 of the glass plate 1 is less than 0.121 because the arc obtained by the formula (2) has an arc shape close to a perfect circle. If the radius of curvature R of the virtual arc is 270 mm or less, it can be said that the second surface 20 has an arc shape close to a perfect circle. It can be bent to a small radius of curvature R and can meet various demands for shape.

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Abstract

ガラス板(1)は、第1面(10)と、第1面(10)と対向する第2面(20)と、を有し、第1面(10)を凹面、第2面(20)を凸面として、第1軸(T)の周りに湾曲し、第1軸(T)に垂直な平面での断面視において、第2面(20)の少なくとも両端部は化学強化され、両端部における第2面(20)のイオン交換により生じる圧縮応力が、両端部における第1面(10)のイオン交換により生じる圧縮応力よりも大きく、第2面(20)の断面上のいずれかの端点と、端点と最も離れた第2面(20)の断面上の点とを結ぶ線分を含む線をX軸とし、線分の中心点を通り、X軸に垂直な線をY軸とし、X軸とY軸との交点を原点とし、Y軸のうち、第1面(10)側から第2面(20)側に向かう方向を、Y軸の正方向とした場合、第2面(20)の断面のうち、Y軸の値が正の領域内における部分がなす部分形状の軌跡に対する二階微分値を二次曲線に近似した際に、二次曲線の二次係数が負である。

Description

ガラス板およびその成形方法
 本発明は、ガラス板およびその成形方法に関する。
 シリンドリカル状に曲げるガラス板の成形技術において、ガラス板の高い表面精度を得るため、ガラス板を軟化点未満の温度で加熱して塑性変形させ曲面形状を有するガラス板およびその成形方法が知られている(特許文献1および特許文献2参照)。
 特許文献1は、元ガラス板を両側から治具で押圧して弾性変形させる工程と、弾性変形させた状態の元ガラス板を、元ガラス板を構成するガラスの軟化点未満の温度で加熱し、塑性変形させて曲面形状を付与する工程とを備える、曲面形状を有するガラス板の製造方法であって、簡易な工程で、かつ高い表面精度で曲面形状を有するガラス板が製造できることが開示されている。特許文献2も特許文献1と同様に元ガラス板を両側から治具で押圧して弾性変形させながら加熱して、ガラス板表面でのイオン交換で化学強化を行い、特にガラス板の表裏の化学強化度合いを異ならせて表裏面に膨張差をつけた曲面形状を有するガラス板の製造方法であって、強度と耐久性を向上させた曲面形状を有するガラス板が製造できることが開示されている。
日本国特開2015-27936号公報 国際公開第2015/57552号
 特許文献1および2の成形方法は、どちらも平板状のガラス板の両側を、予め治具で互いに近づく方向に弾性変形させて固定し、加熱に伴う応力緩和によって塑性変形させ、ガラス板に曲面形状を付与することを開示している。しかしながら、これらの技術では、ガラス板が成形初期(強制的に湾曲された形状)に定めた形状に成形されるが、両端を固定支持して初期形状を定めるため、当該ガラス板全体の湾曲形状は、断面図において、放物線等になりやすい。したがってガラス板の端部は成形されにくく、両端部が十分に曲げ成形されたガラス板は得られないという課題がある。
 本発明は、両端部が十分曲げ成形されたガラス板およびその成形方法を提供する。
 本発明のガラス板は、
 第1面と、
 前記第1面と対向する第2面と、を有し、
 前記第1面を凹面、前記第2面を凸面として、第1軸の周りに湾曲し、
 前記第1軸に垂直な平面での断面視において、
 前記第2面の少なくとも両端部は化学強化され、前記両端部における前記第2面のイオン交換により生じる圧縮応力が、前記両端部における前記第1面のイオン交換により生じる圧縮応力よりも大きく、 
 前記第2面の断面上のいずれかの端点と、前記端点と最も離れた前記第2面の断面上の点とを結ぶ線分を含む線をX軸とし、
 前記線分の中心点を通り、前記X軸に垂直な線をY軸とし、
 前記X軸と前記Y軸との交点を原点とし、
 前記Y軸のうち、前記第1面側から前記第2面側に向かう方向を、前記Y軸の正方向とした場合、
 前記第2面の断面のうち、前記Y軸の値が正の領域内における部分がなす部分形状の軌跡に対する二階微分値を二次曲線に近似した際に、前記二次曲線の二次係数が負である。
 本発明のガラス板成形方法は、 
 ガラス板を軟化点未満に加熱する加熱工程と、
 前記加熱工程中、前記ガラス板の第1面及び前記第1面に対向する第2面のうち、前記第1面よりも前記第2面の圧縮応力が大きくなるように、前記第2面の互いに対向する2つの端部を化学強化する化学強化工程と、
 前記化学強化工程中に、前記2つの端部を、可動な状態で、互いに近づく方向に付勢しながら支持する支持工程と、
 を備える。
 本発明によれば、両端部が十分に曲げ成形されたガラス板およびその成形方法を提供できる。
図1は、本発明に係るガラス板の一例を示す正面斜視図を示す。 図2は、図1の切断面(平面)Aにおける断面図を示し、図2(a)は第1実施形態、図2(b)は第2実施形態を示す。 図3は、本発明に係るガラス板の成形方法の手段1を示す模式図を示し、図3(a)は成形開始時、図3(b)は成形途中、図3(c)は成形完了時を示す。 図4は、本発明に係るガラス板の成形方法の手段2を示す模式図を示し、図4(a)は成形開始時、図4(b)は成形途中、図4(c)は成形完了時を示す。 図5は、本発明に係るガラス板の成形方法の手段3を示す模式図を示し、図5(a)は成形開始時、図5(b)は成形途中、図5(c)は成形完了時を示す。 図6は、本発明に係るガラス板の評価サンプルの作製方法を示す模式図を示し、図6(a)は手段2で示した成形方法、図6(b)は重りをさらに載せた成形方法、図6(c)は比較例の成型方法を示す。 図7は、評価サンプルに基づく二次曲線の二次係数を求める手順を示す表を示す。 図8は、図7の続きの表で図7と合わせて一つの表になる表を示す。 図9は、図7および図8の二次曲線の値と仮想円弧から求められる値を示す表を示す。 図10は、本発明に係るガラス板の仮想円弧を求める一例を示し、図10(a)は概念図、図10(b)は半径の平均値Ave.Rを求める式、図10(c)は絶対値の総和SumΔRを求める式を示す。 図11は、本発明に係るガラス板の仮想円弧と座標系における定義を示す説明図を示す。
 以下、図面を用いて、本発明に係るガラス板およびその成形方法の具体的な実施の形態について詳述する。
 図1は、本発明に係るガラス板の一例を示す正面斜視図であり、図2は、図1の平面Aにおける断面図の一例を示し、図2(a)はガラス板の第1実施形態、図2(b)はガラス板の第2実施形態である。図1および図2を用いてガラス板の一例を詳述する。
 なお、図2では、後述する成形方法の手段2及び手段3で作製できる、両端部が十分に曲がり、かつガラス板の断面の全体形状が円弧であるガラス板を示す。しかし本発明に係るガラス板は、必ずしもガラス板の全体形状が円弧であることに限定されず、両端部が十分に曲がっていればよい。
 本実施形態のガラス板1は、湾曲形状をなし、第1面10と、第1面10と対向する第2面20と、を有する。湾曲形状をなすガラス板1であるため、第1面10を凹面とし、第2面を凸面と定義する。また、ガラス板1の長手方向に平行な軸を第1軸Tと定義することにより、ガラス板1は、第1軸Tの周りに湾曲していると説明できる。
 さらに、第1軸Tに垂直な平面Aでの断面視(以下、単に「断面」と述べた場合は、平面Aでの断面を指す)において、第2面20の断面上のいずれかの端点を第1点21とし、第1点21と最も離れた第2面20の断面上の点を第2点22とし、第1点21と第2点22とを結ぶ線分を含む線をX軸と定義する。また、平面Aでの断面視において、X軸の中心点を通り、X軸に垂直な線をY軸と定義し、X軸とY軸との交点を原点Oと定義する。そして、Y軸において、第1面10から第2面20に向かう方向をY軸の正方向と定義する。
 本実施形態において、第2面20の断面のうち、Y軸の値が正の領域内における部分がなす部分形状の軌跡に対する二階微分値を二次曲線に近似した際に、前記二次曲線の二次係数が負である。すなわち、両端部が十分曲げ成形されたガラス板を得ることができる。詳しくは後述する。
 第1実施形態は、図2(a)の如く、第2面の断面の両端点が、第1点21および第2点22であり、第1点21と第2点22と原点Oとを結んだ扇形の中心角θ(以下、単に中心角θともいう)が180度のガラス板1である。
 第2実施形態は、図2(b)に示す。ここで、第1点21は、第2面20の断面上の一方の端点であり、他の端点は第3点23と新たに定義する。第2点22は、第1点21と最も離れた第2面20の断面上の点であり、ガラス板1の形状を円弧とすると原点Oは該円弧の中心となる。第2実施形態は、第2面の断面の両端点である第1点21及び第3点23と、原点Oとを結んだ扇形の中心角θが180度より大きいガラス板1である。本願の発明者らは、化学強化時間を長くすることで中心角が180度以上までガラス板が成形可能であることを実験にて確認した。
 そして、第2面20は化学強化されている化学強化処理層25が形成されている。化学強化処理は、例えば、ペースト状または粉末状の溶融塩を第2面20に塗布し、ガラス内部のアルカリイオンと溶融塩中のアルカリイオンとを交換する方法で行われる。さらに詳述すると、ガラス板1中の少なくともリチウムイオンおよびナトリウムイオンのいずれかを、よりイオン半径の大きいカリウムイオンとイオン交換することで行われる。そして、化学強化処理することにより、ガラス板1の表面に表面圧縮応力が働き、ガラス板1の機械的強度を向上させることができる。
 なお、本実施形態においては、第2面20全体のみを化学強化した例を示すが、これに限定されない。すなわち、第2面20と第1面10の両面が化学強化されていて、第1面10もイオン交換により生じる圧縮応力を有していてもよい。第1面10と第2面20の両面が化学強化される場合、イオン交換により生じる第2面20の圧縮応力が、第1面10のイオン交換により生じる圧縮応力よりも大きい。これにより、両端部が十分に曲がり、かつガラス板1の美しい湾曲形状である円弧が得やすくなる。本明細書において、第1面10の「イオン交換により生じる圧縮応力」は0の場合も含む。また、第2面20の両端部のみが化学強化されてもよい(後述する成形方法の手段1)。
 本実施形態の化学強化ガラスに用いられるガラス板は、イオン交換可能なものであれば特に制限されず、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、リチウムアルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス等から適宜選択して使用することができる。
 本実施形態で使用されるガラス板の組成の一例としては、モル%で表示した組成で、SiOを50~80%、Alを0.1~30%、LiO+NaO+KOを3~30%、MgOを0~25%、CaOを0~25%およびZrOを0~5%含むガラスが挙げられるが、特に限定されない。より具体的には、以下のガラスの組成が挙げられる。なお、例えば、「MgOを0~25%含む」とは、MgOは必須ではないが25%まで含んでもよい、の意である。
(i)モル%で表示した組成で、SiOを63~73%、Alを0.1~5.2%、NaOを10~16%、KOを0~1.5%、MgOを5~13%及びCaOを4~10%を含むガラス。
(ii)モル%で表示した組成で、SiOを50~74%、Alを1~10%、NaOを6~14%、KOを3~11%、MgOを2~15%、CaOを0~6%およびZrOを0~5%含有し、SiOおよびAlの含有量の合計が75%以下、NaOおよびKOの含有量の合計が12~25%、MgOおよびCaOの含有量の合計が7~15%であるガラス。
(iii)モル%で表示した組成で、SiOを68~80%、Alを4~10%、NaOを5~15%、KOを0~1%、MgOを4~15%およびZrOを0~1%含有するガラス。
(iv)モル%で表示した組成で、SiOを67~75%、Alを0~4%、NaOを7~15%、KOを1~9%、MgOを6~14%およびZrOを0~1.5%含有し、SiOおよびAlの含有量の合計が71~75%、NaOおよびKOの含有量の合計が12~20%であり、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるガラス。
(v)モル%で表示した組成で、SiOを60~72%、Alを8~16%、NaOを8~18%、KOを0~3%、MgOを0~10%およびZrOを0~5%含有し、CaOを含有する場合その含有量が1%未満であるガラス。
(vi)モル%で表示した組成で、SiOを56~73%、Alを10~24%、Bを0~6%、Pを0~6%、LiOを2~7%、NaOを3~11%、KOを0~2%、MgOを0~8%、CaOを0~2%、SrOを0~5%、BaOを0~5%、ZnOを0~5%、TiOを0~2%、ZrOを0~4%含有するガラス。
 本実施形態のガラス板1の成形方法について、図3~図5に基づいて説明する。図3は、成形方法の手段1を示し、図4は、成形方法の手段2、図5は、成形方法の手段3を示す。成形方法は、(1)加熱工程、(2)化学強化工程、(3)支持工程を含む。
 <手段1>
 平板状のガラス板1aの両端部を基台(支持部材ともいう)30に載置し、軟化点未満でガラス板1を加熱する(図3(a)、(b)参照)。
 加熱工程の温度が軟化点未満であるため、ガラス板1aは流動性を伴わない。したがって、一般的にガラス板を軟化点以上に加熱して行う成形よりも、光学品質が優れる。成形時の意図しない変形によってガラス板に歪などが生じるおそれが低減されるためである。加熱工程の温度は、好ましくは徐冷点未満、さらに好ましくは歪点未満である。ガラス板に歪などが生じるおそれがさらに低減される。
 また、加熱工程中、ガラス板の第1面10及び前記第1面10に対向する第2面20のうち、第1面10よりも第2面20の圧縮応力が大きくなるように、第2面20の互いに対向する2つの端部(両端部とも表現する)を少なくとも化学強化する(図3(b)、(c)参照)。すなわち、本手段では、第2面20を部分的に化学強化する。
 加熱工程を行う前に、ガラス板1aの第2面20に、例えば、組成がKNO:KSO=1:1(質量比)の混合粉末から作製した溶融塩25aを、第2面20の2つの端部に均一に塗布しておくことで(図3(a)参照)、加熱工程と平行して、その熱を利用しながら両端部の化学強化が行われる。両端部の化学強化が行われると、化学強化処理層25が生じ、化学強化処理層25が膨張する(図3(b)参照)。その化学強化処理層25の膨張を原動力として、第1軸Tの周りに、第1面10を凹面、第2面20を凸面とする変形が進行する。これにより、図3(c)で示すように、ガラス板1aは湾曲形状に成形される。
 また、化学強化工程中、第2面20の互いに対向する2つの端部は、可動な状態で、互いに近づく方向に付勢されながら支持される。
 具体的には、図3(a)、(b)の支持点Pにおいて、ガラスはそれぞれ矢印Cで示す力を基台30から受けていている。この力は、対向する2つの端部を互いに近づく方向に付勢する成分を有している。さらに端部が可動な状態のため、その後、化学強化処理層25の膨張を原動力として、湾曲形状に成形されると、ガラス板1aの対向する辺はめくりあがり、対向する辺間の距離Bは狭まる。そして角部から離れていく支持点Pを徐々にガラス板1aの重心側にずらしながら、ガラス板の全体形状は、湾曲形状へと成形される(図3(c))。
 このように、ガラス板の互いに対向する2つの端部が、可動な状態で、互いに近づく方向に付勢されることで、両端部を十分に曲げ成形することが可能となる。
 なお、手段1の場合、2つの端部が可能であるためには、支持点Pにおけるガラス板と斜辺31との摩擦力が、化学強化による凸面の膨張する力よりも小さいことが必要である。第2面の両端部自身の変形を阻害せず、両端部が十分に湾曲することが可能となる。
 なお、本実施形態において、支持工程は、第1支持状態後に、自動的に第2支持状態に遷移する。第1支持状態とは、2つの端部に支持部材を接触させた状態で支持するものである。第2支持状態とは、2つの端部に支持部材を接触させない状態で支持するものである。端部が可動な状態であるからこそ、このような状態の遷移が自動的に行われる。
 また、手段1では、第2面20が凸面となるように、前記ガラス板を弾性変形させる弾性変形工程をさらに備える。平板状のガラス板1aの両側を基台30に載置した段階で、既に自重により若干ガラス板1aの中心部が撓み、第1軸Tの周りに湾曲し、シリンドリカルライク形状(第1面10が凹面、第2面20が凸面)に弾性変形した状態となる。この状態で軟化点未満に加熱することで、ガラス板1aは流動性を伴った変形はしないものの、自重起因の弾性変形により常にシリンドリカルライク形状に変形する方向へ力が生じた状態が維持される。
 弾性変形工程を備えることで、第2面(凸面)に引張応力がかかり、両端部に施した化学強化が、中央部側に拡散しやすくなる。すなわち、弾性変形工程は化学強化工程の膨張の方向を制御する働きをする。これにより、ガラス板の湾曲形状が第1軸Tの周りに湾曲した円弧に近くなる。円柱状の対象物の外周面に貼りつける等の用途に適するガラス板が得られる。弾性変形工程は任意の工程である。
 本明細書において、「円弧」とは、厳密な真円の一部を指すのではなく、真円に近い円の一部を構成する円弧であってよい。すなわち、一定の幅を持った概念とする。またシリンドリカルライク形状とは、主として第1軸Tの周りに変形した形状を指す。シリンドリカルライク形状は、いわゆる円柱の壁面の一部をなす形状だけでなく、円錐の壁面の一部をなす形状も含むものとする。
 本明細書において、「端部」とは、ガラスのサイズによって異なるため、画一的な概念ではないが、例えば長さ300mmのガラス板において、周縁から面内側に30mmまで領域を指す。
 なお、加熱工程前に約400℃で約5分間の仮焼成を行い、化学強化工程で用いる粉末を溶融させてもよい。
 第2面20の断面が原点Oを中心とする円弧となるために、加熱は、例えば約450℃で10分以上行われることが好ましい。
 なお、図2では、基台30を2つ対面させた構成であるが、これに限定されない。本支持工程のような支持ができれば、例えば、V字型の溝を有する1つの基台であってもよく、円弧よりも深いU字型の溝を有する1つの基台であってよい。
 <手段2>
 以下図4を参照しながら手段2を示す。なお、手段1と重複する部分については説明を省略する。
 手段2においても、手段1と同様に加熱工程、化学強化工程、支持工程を備える。また、さらに弾性変形工程も備えている。
 手段2では、化学強化工程において第2面20全体が化学強化される。このように第2面20全体を化学強化することで、手段1で得られる効果に加えて、さらにガラス板全体の湾曲形状をより円弧形状に近く成形できる。円柱状の対象物の外周面に貼りつける等の用途に適するガラス板が得られる。また、部分的に化学強化する手段1に比べて、より曲率半径が小さな形状に曲げることが可能となる。形状に対するより多様な需要に応えることができる。
 ここで、化学強化処理は第2面上で均一であれば、化学強化処理層25も、第2面の断面(図4(b))上の各点の位置によらず、均一に膨張しやすい。その結果、図4(c)で示すように、ガラス板1aは化学強化処理層25の均一膨張を原動力として、より円弧形状に成形されやすい。なお、本明細書で用いる「均一」とは、本願の効果を失わない範囲の誤差を許容する概念である。
 <手段3>
 以下図5を参照しながら手段3を示す。なお、手段1と重複する部分については説明を省略する。
 手段3においても、手段1と同様に加熱工程、化学強化工程、支持工程を備える。また、さらに弾性変形工程も備えている。
 断面が略円形状をなす基台30を天井40等から支持部材41で固定させ、平板状のガラス板1aの略中央部を基台30に載置固定した状態で、軟化点未満でガラス板1を加熱する(図5(a)、(b)参照)。
 加熱工程を行いながら、第2面20の化学強化を行う(図5(b)、(c)参照)。
 加熱工程と平行して、その熱を利用しながら第2面20の化学強化が行われる。第2面20の化学強化が行われると、化学強化処理層25が生じ、化学強化処理層25が膨張する。その化学強化処理層25の膨張を原動力として、第1軸Tの周りに、第1面10を凹面、第2面20を凸面とする変形が進行する。これにより、図5(c)で示すように、ガラス板1aは湾曲形状に成形される。
 化学強化工程中、第2面20の互いに対向する2つの端部は、可動な状態で、互いに近づく方向に付勢されながら支持される。
 具体的には、図5(a)で示すように、中央部のみ支持されたガラス板には、矢印で示す重力が作用する結果、両端部に曲げモーメントMが働くため、両端部は互いに近づく方向に付勢されている。さらに、両端部にはいずれの支持部材も接触していないため、両端部は可動な状態である。したがって、化学強化処理層25の膨張を原動力として、ガラス板の両端部を十分に曲げ成形することが可能となる。
 なお、図5(c)では、基台30は断面が円弧形状のものを用いているが、それに限定されない。本支持工程のような支持ができれば、基台30の断面は、ガラス板1の中央部付近のみを支える矩形や、円柱形であってもよい。基台30の外形は、ガラス板1の成形後の第2面に沿わなくても良い。なお、基台30は複数に分割され、ガラス板1を不連続に支持してもよい。
 なお、手段3では、第2面20全体を化学強化しているが、手段1のように両端部のみを化学強化する構成であってもよい。第2面20全体を化学強化することで、ガラス板の湾曲形状が円弧に近くなる。
 なお、手段3では、第2面20が凸面となるように、前記ガラス板を弾性変形させる弾性変形工程をさらに備える。すなわち、平板状のガラス板1aを基台30に載置した段階で、既に自重により若干ガラス板1aの両端部が撓み、第1軸Tの周りに湾曲したシリンドリカルライク形状(第1面10が凹面、第2面20が凸面)に弾性変形した状態となる。弾性変形工程を備えることで、化学強化工程の膨張の方向を制御でき、ガラス板の湾曲形状が第1軸Tの周りに湾曲した円弧に近くなる。円柱状の対象物の外周面に貼りつける等の用途に適するガラス板が得られる。弾性変形工程は任意の工程である。
 なお、第2実施形態の場合、第1実施形態とは上下逆のため、第1軸Tは、基台30の下方に存在することになる(不図示)。
 以上のように、加熱工程、化学強化工程、支持工程によって、両端部が十分に成形されるメカニズムは、以下のように考察できる。すなわち、両端部が可動な状態で、かつ互いに近づく方向に付勢された状態で支持することで、化学強化による両端部の膨張の方向が、互いに近づく方向に誘導される結果、両端部が十分成形されると考えられる。
 これに対して、特許文献1及び2で挙げた技術では、両端部が固定の状態で支持されているため、両端部を十分に成形できない。
 なお、両端部を十分に成形とは、ガラス板の両端部における曲率半径が、中央部における曲率半径と同等もしくはそれ以下に湾曲していることが好ましい。
 また、さらに弾性変形工程を備えることで、ガラス板が円弧形状に成形されるメカニズムは以下のように考察できる。すなわち、ガラス板全体を予め第1軸Tの周りに湾曲したシリンドリカル形状に弾性変形することで、凸面全体の膨張による、ガラス板の変形方向を第1軸Xの周りの一方向に誘導できる。さらに、ガラス板全体、特に両端が拘束されることなく自由に変形可能であるため、第1実施形態においては斜辺31を接線とする円に沿うように、ガラス板が円弧形状に変形されていく。この理由は定かではないが、円弧形状が最も安定した状態であるためと考えられる。
 以上のように、手段1~3まで、ガラス板1を成形するための方法の一例を上述したが、この方法に限らず、第2面20の断面における両端部が十分に曲げ成形ができれば、成形方法は特に限定されない。例えば、成形工程を複数回繰り返しても良い。これにより、化学強化の断面応力分布(CSやDOL)を制御できる。
 なお、成形工程後にガラス板1、1aの全面を均一に化学強化処理しても良い。これにより、所望のR形状を制御しつつ、表裏面の強度UPが見込まれる。
 以下、本願の手段2に基づいて、作製されたガラス板について詳述する。
 第2面20が凸面で湾曲したガラス板1の両表面(第1面10および第2面20)には、何らかの圧縮方向の「表面圧縮応力」が生じている。本明細書において、「表面圧縮応力」とは、「イオン交換により生じる圧縮応力」と、弾性変形により生じる「曲げ圧縮応力」の2つを足し合わせたものとする。本実施形態では、化学強化工程中でのイオン交換によって膨張するため、第2面20に「イオン交換により生じる圧縮応力」が生じ、第1面10は、弾性変形により「曲げ圧縮応力」が生じる。これらを有するため、第1面10及び第2面20はキズが付き難くなる。
 そして、本実施形態では、第2面20のみを化学強化した例を示したが、これに限定されない。第2面20と第1面10の両面が化学強化されていて、第1面10もイオン交換により生じる圧縮応力を有していてもよい。また、第1面10と第2面20の両面が化学強化される場合、イオン交換により生じる第2面20の圧縮応力が、第1面10のイオン交換により生じる圧縮応力よりも大きいほうが好ましい。これにより、ガラス板1の美しい湾曲形状である円弧が得やすくなる。
 また、第1面10の曲げ圧縮応力の絶対値よりも、第2面20のイオン交換により生じる表面圧縮応力を大きくすることが好ましい。第1面10の曲げ圧縮応力の絶対値が大きいと、第2面20の曲げ引張応力も大きくなるが、それ以上に第2面20のイオン交換により生じる表面圧縮応力を大きくすることで、第2面20にキズが付き難くなる。第2面20は、円柱状の対象物の外周面に貼りつける等の用途の際に、外面側となる面のため、よりキズが付き難いことが好ましい。
 また、第2面20の表面圧縮応力は、第1面10の表面圧縮応力よりも大きいほうが好ましい。これは、例えば、第2面20のイオン交換により生じる表面圧縮応力が、第1面10のイオン交換により生じる表面圧縮応力よりも大きく、かつ第1面10の曲げ圧縮応力の絶対値が第2面20のイオン交換により生じる表面圧縮応力よりも遥かに小さい場合に実現できる。このようにすることで、第2面20にキズが付き難くなる。
 本実施形態のガラス板1が、両端部が十分に成形されたガラス板であることを、以下実施例と比較例とを対照して説明する。
 手段2の製法で作製した本実施形態のガラス板と、比較例サンプルとを作製した。そして、第2面20の断面のうち、Y軸の値が正の領域内における部分がなす部分形状の軌跡に対する二階微分値を二次曲線に近似した際に、二次曲線の二次係数を測定して、本願の効果を確認した。図6は実施例サンプル及び比較例サンプルの作製方法を示し、図7及び図8にてそれらの測定結果をまとめた。
 実施例A-1、A-2は、手段2で示した方法に基づいて作製した。具体的には、サイズ300mm×50mm×0.33mmのソーダライムガラスを準備した。ガラス組成は、ガラス組成は、モル%表示で、SiO 71.1%、Al 1.1%、NaO 12.4%、KO 0.2%、MgO 6.9%、CaO 8.3%である。次いで第2面20の表面に粉状の無機塩(溶融塩25a)を塗布し、400℃で仮焼成を行った。粉状の無機塩の組成は、KSO:KNO=1:1(質量比)とした。次いで、図6(a)に示すように、60度の傾斜角を有する基台2つを80mm離して配置し、図2の如くガラス板の第2面が凸面となるように載置した。次いで約450℃で約10時間の化学強化工程を行い、実施例A-1、A-2を得た。実施例B-1、B-2は、基台にガラス板を載置した状態で、図6(b)に示すように、第1面上に約50gの重りをさらに載せた状態で、化学強化工程を行った。それ以外はA-1と同様である。
 比較例Cは、図6(c)に示すように、ガラス板1aの両側を基台30で挟持し、弾性変形させた状態で、化学強化処理を行わず511℃で2時間加熱し塑性変形させた。この際、基台間の距離は280mmである。比較例Eは特許文献1の再現実験でもある。
 なお、各サンプルの「-1」などの番号は、複数回実験を行った際のN数を示す。
 湾曲したガラス板の形状は、GOM社3D測定システム「ATOS TripleScan」でガラス凸面全体を3D測定してポリゴン化し、ポリゴン化されたデータの曲げ方向中央断面を測定ピッチ0.1mmでデータ抽出した。なお、サンプルは上に凸の状態で斜面に置き、斜面の低い側の1辺を支持したが、測定の形態はその限りではない。また、測定装置についてもATOSに限定されず、レーザー変位計や接触式の測定装置などを使ってもよい。
 図7及び図8は、湾曲したガラス板の形状の測定結果を示し、同じ表を記載スペースの都合上2つに分割したものである。
 図7の表の上段項目に記載された「形状」(表中一番左列のグラフ)は、ガラス板1の第2面20の断面を測定した生データそのものの軌跡である。この生データの1プロットは、ピッチ0.1mmで測定した値10点分(1mm分)の平均値を示している。
 そして、形状欄に描かれたグラフに基づいて、グラフ上の任意の2点間を繋ぐ線分(軌跡)を接線として、その傾きを一階微分した値(一階微分値)を算出する。すなわち、(一階微分値)=(2点間を繋ぐ線分の傾き)/(2点間距離)である。2点間距離は、例えば1mmである。算出された値を、一番左列のグラフの全長分並べたのが、中央列のグラフ(1階微分)である。
 同様にして、この中央列のグラフである一階微分値から、二階微分値をグラフ上にプロットしたのが二階微分の欄に描いたグラフである(一番右列の欄)。次に、プロットされた二階微分値が近似する二次方程式(y=ax+bx+c)を所定の方法(例えば最小二乗法)で導き、二次曲線のグラフを描いた。
 二階微分の欄に示される二次曲線において、実施例と比較例を比べると、明らかに二次曲線が実施例は上に凸であり、比較例は下に凸であることが理解される。
 即ち、実施例サンプルの形状欄(一番左列のグラフ)に示される様に、本実施形態のガラス板1である湾曲部分の両端部が十分に曲げ成形されているものは、実は二階微分値の近似値で示される二次曲線の二次係数(二次方程式のa)が負であり、比較例のように両端部が十分に成形されていないものは、二次曲線の二次係数が正であることを見出した。詳述すると、Y軸の値が正の領域内(すなわち中心角θが180°以下)における部分がなす部分形状の軌跡に対する二階微分値を二次曲線に近似した際に、二次曲線の二次係数が負であると言える。
 従って、本実施形態のガラス板1は、二次曲線に近似した際に、当該二次曲線の二次係数が負、すなわち実施例の二階微分の欄(一番右列の欄)のグラフのように二次曲線が上に凸であることで、両端部が十分に成形されたガラス板が得られる。
 なお、A-1及びA-2と、B-1及びB-2との比較から、重りを使うことで、成形時のばらつきを抑制できることが分かる。
 また、Y軸の値が正の領域内における部分の二階微分を二次曲線に近似した際に、二次曲線を示す二次式の、xの係数の絶対値が、1×10-7以上であることが好ましい。係数が大きいほど二次曲線の凸形状が狭くなり、ガラス板1の両端部がより十分に曲げられている。そして、第1実施形態(図2(a))では、第1点21から第2点22に至る第2面20の軌跡が円弧形状に沿って曲がっており、第2実施形態(図2(b))では、第1点21から第3点23に至る第2面20の軌跡が円弧形状に沿って曲がっていることを意味する。また、xの係数の絶対値は、より好ましくは2×10-7以上であり、さらに好ましくは3×10-7以上である。
 また、手段2によって作製されたガラス板の全体形状は円弧である。以下、実施例と比較例を対照しながら詳述する。
 円弧であることの評価として、ガラス板の断面形状と対応して、曲率半径Rの仮想円弧を求め、仮想円弧から求められる値と指標値とで計算を行い、単位のない無次元化された値の範囲を決める方法を用いた。
 基となる仮想円弧は、以下の手順で求めている。図10に基づいて手順を説明する。
 成形された第2面20の任意の点と原点Oとの距離を測定し、平均値を求め、平均値と第2面20の任意の点との差の総和が最小となる値を最小二乗法で求め、曲率半径Rの仮想円弧を求める。
 図10(a)に示すように、仮想円弧を求める方法として、本実施形態ではX-Y座標を用いている。原点Oの座標を(Xc、Yc)とする。第2面20の任意の点(図10(a)の○印参照)の座標を(Xi、Yi)とする。2点間の距離Riは、(Xi―Xc)および(Yi―Yc)の2乗の和の平方根の一般式で導き出せる。そして、総和ΣRiを測定した点の数nで割って半径の平均値Ave.Rを求める(式は図10(b)参照:平均値は図10(a)の破線曲線参照)。次に、2点間の距離Riと半径の平均値Ave.Rとの差の絶対値の総和SumΔRを求め(図10(c)参照)、総和SumΔRが最小となるような曲率半径Rの仮想円弧を求める。
 求められた仮想円弧に基づいて、本実施形態のガラス板1が、異なるサイズや曲りの深さまで湾曲された場合にも、円弧の綺麗さを同等に評価できるよう、無次元化に用いる指標L×(H/R)を定義した。Lは弧長を、Hは矢高を、Rは曲率半径をそれぞれ示す(図11参照)。そして、指標値として、原点Oから仮想円弧に向かう半径方向において、第2面20の断面上の各点と、仮想円弧状の各点との差の絶対値(Δi=|Ri―R|)の平均値Δを採用し、以下の式(1)を作成した。
    Δ/(L×(H/R)) ・・・(1)
 本実施形態において、ガラス板1の第2面20の円弧は、式(1)により求められる値が、0.020未満であると、真円に近い円弧形状であるため望ましい。さらに、より好ましくは0.010以下、さらに好ましくは0.008以下、さらに好ましくは0.007以下、さらに好ましくは0.005以下、さらに好ましくは0.004以下、さらに好ましくは0.003以下であれば、より真円に近い円弧形状であるため望ましい。
 また、別の指標値として、ガラス板1の第2面20において、原点Oからの距離が最も遠い第1点Dと、原点からの距離が最も近い第2点Eとし、原点Oから第1点Dまでの距離と、原点Oから第2点Eまでの距離との差M(=D-E)を採用し、以下の式(2)を作成した。
    M/(L×(H/R)) ・・・(2)
 本実施形態において、ガラス板1の第2面20の円弧は、式(2)により求められる値が、0.121未満であると、真円に近い円弧形状であるため望ましい。さらに、より好ましくは0.10以下、さらに好ましくは0.08以下、さらに好ましくは0.05以下、さらに好ましくは0.03以下であれば、より真円に近い円弧形状であるため望ましい。
 図9の表から、式(1)に基づく値と、式(2)に基づく値とにおいて、実施例と比較例とは、オーダーが一つ異なることが明らかであり、その差は歴然としている。即ち、実施例の方が比較例(従来例)に比べ、はるかに真円に近い円弧であることが理解される。
 また、図9の表から、式(1)の比較例における最小値は、特許文献1の再現実験である比較例Eより、0.02であり、実施例は当該値よりも低いことが理解される結果、ガラス板1の第2面20の円弧は、式(1)により求められる値が、0.02未満であると、真円に近い円弧形状であるため望ましい。
 そして、図6の表から、式(2)の比較例における最小値は、特許文献1の再現実験である比較例Eより、0.121(太線枠参照)であり、実施例は当該値よりも低いことが理解される結果、ガラス板1の第2面20の円弧は、式(2)により求められる値が、0.121未満であると、真円に近い円弧形状であるため望ましい。
 また、仮想円弧の曲率半径Rは、270mm以下であれば第2面20は真円に近い円弧形状であると言える。小さい曲率半径Rまで曲げられることが可能であり、形状に対する多様な需要に応えられることができる。
 本出願は、2017年1月19日に日本国特許庁に出願した特願2017-007799号に基づく優先権を主張するものであり、特願2017-007799号の全内容を本出願に援用する。
 尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
 本発明のガラス板およびその成形方法は、例えば車両などに搭載されるカメラのカバーガラス等として両端部が十分に曲がったガラス板を要求する分野に好適に用いられる。
 1 ガラス板
 1a 平板状のガラス板
 10 第1面
 20 第2面
 21 第1点(端点)
 22 第2点(端点)
 23 第3点(端点)
 25 化学強化処理層
 30 基台

Claims (15)

  1.  第1面と、
     前記第1面と対向する第2面と、を有し、
     前記第1面を凹面、前記第2面を凸面として、第1軸の周りに湾曲し、
     前記第1軸に垂直な平面での断面視において、
     前記第2面の少なくとも両端部は化学強化され、前記両端部における前記第2面のイオン交換により生じる圧縮応力が、前記両端部における前記第1面のイオン交換により生じる圧縮応力よりも大きく、
     前記第2面の断面上のいずれかの端点と、前記端点と最も離れた前記第2面の断面上の点とを結ぶ線分を含む線をX軸とし、
     前記線分の中心点を通り、前記X軸に垂直な線をY軸とし、
     前記X軸と前記Y軸との交点を原点とし、
     前記Y軸のうち、前記第1面側から前記第2面側に向かう方向を、前記Y軸の正方向とした場合、
     前記第2面の断面のうち、前記Y軸の値が正の領域内における部分がなす部分形状の軌跡に対する二階微分値を二次曲線に近似した際に、前記二次曲線の二次係数が負である、
     ガラス板。
  2.  前記第1面は、曲げ圧縮応力を備える、請求項1に記載のガラス板。
  3.  前記第2面の表面圧縮応力は、前記第1面の表面圧縮応力よりも大きい、請求項1又は2に記載のガラス板。
  4.  前記第2面全体が化学強化され、
     前記第2面の断面を、最小二乗法を用いて、前記原点を中心とする円弧に近似させたものを仮想円弧とし、
     前記第2面の断面を前記仮想円弧と比較した場合、前記原点から前記仮想円弧に向かう半径方向において、前記第2面の断面上の各点と、前記仮想円弧上の各点との差の絶対値の平均値をΔとして、以下の式(1)により求められる値が、0.02未満である、請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス板。
        Δ/(L×(H/R)) ・・・(1)
         R:前記仮想円弧の曲率半径
         H:前記仮想円弧の矢高
         L:前記仮想円弧の弦長
  5.  前記第2面全体が化学強化され、
     前記第2面の断面を、最小二乗法を用いて、前記原点を中心とする円弧に近似させたものを仮想円弧とし、
     前記第2面は、前記原点からの距離が最も遠い第1点と、前記原点からの距離が最も近い第2点とを有し、
     前記原点から前記第1点までの距離と、前記原点から前記第2点までの距離との差をMとして、以下の式(2)により求められる値が、0.121未満である、
     請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス板。
        M/(L×(H/R)) ・・・(2)
         R:前記仮想円弧の曲率半径
         H:前記仮想円弧の矢高
         L:前記仮想円弧の弧長
  6.  前記第2面の断面の両端点と、前記原点とを結んだ扇形の中心角が、180度より大きい、請求項1から5のいずれか1項に記載のガラス板。
  7.  前記第2面の断面の両端点と、前記原点とを結んだ扇形の中心角が、180度である、請求項1から5のいずれか1項に記載のガラス板。
  8.  前記第2面の断面のうち、前記Y軸の値が正の領域内における部分の二階微分を二次曲線に近似した際に、前記二次曲線を示す二次式の、xの係数の絶対値が、1×10-7以上である、請求項1から7のいずれか1項に記載のガラス板。
  9.  前記第2面の断面を、最小二乗法を用いて、円弧に近似させたとき、前記円弧の曲率半径は、270mm以下である、請求項1から8のいずれか1項に記載のガラス板。
  10.  ガラス板を軟化点未満に加熱する加熱工程と、
     前記加熱工程中、前記ガラス板の第1面及び前記第1面に対向する第2面のうち、前記第1面よりも前記第2面の圧縮応力が大きくなるように、前記第2面の互いに対向する2つの端部を化学強化する化学強化工程と、
     前記化学強化工程中に、前記2つの端部を、可動な状態で、互いに近づく方向に付勢しながら支持する支持工程と、
     を備えるガラス板成形方法。
  11.  前記支持工程は、前記第2面が凸面となるように、前記ガラス板を弾性変形させる弾性変形工程と、
     をさらに備える請求項10に記載のガラス板成形方法。
  12.  前記弾性変形工程は、重力によって行われる請求項11に記載のガラス板成形方法。
  13.  前記支持工程は、第1支持状態後に、自動的に第2支持状態に遷移し、
     前記第1支持状態は、前記2つの端部に支持部材を接触させた状態で支持し、
     前記第2支持状態は、前記2つの端部に支持部材を接触させない状態で支持する請求項10から12のいずれか1項に記載のガラス板成形方法。
  14.  前記支持工程は、前記2つの端部に支持部材を接触させない状態で支持する請求項10から12のいずれか1項に記載のガラス板成形方法。
  15.  前記加熱工程は、前記ガラス板を歪点未満に加熱する請求項10から14のいずれか1項に記載のガラス板成形方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011066246A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Corning Incorporated Glass sheet article with double-tapered asymmetric edge
US20110293928A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Wintek Corporation Method for Strengthening Glass and Glass Using the Same
JP2015013774A (ja) * 2013-07-05 2015-01-22 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
JP2015034123A (ja) * 2013-07-08 2015-02-19 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化用ガラス
WO2015125584A1 (ja) * 2014-02-19 2015-08-27 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法及び強化ガラス
WO2016149861A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. Shaped glass article and method for producing such a shaped glass article

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981779A (en) 1986-06-26 1991-01-01 Becton, Dickinson And Company Apparatus for monitoring glucose
JP2012091995A (ja) * 2010-09-28 2012-05-17 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス曲板の製造方法
KR102235722B1 (ko) 2013-10-14 2021-04-05 코닝 인코포레이티드 이온 교환 공정 및 이로부터 결과하는 화학적으로 강화된 유리 기판
JP2015027936A (ja) 2014-06-30 2015-02-12 日本電気硝子株式会社 曲面形状を有するガラス板の製造方法、曲面形状を有するガラス板及び曲面形状を有するガラス板の製造装置
JP2016037424A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 日本電気硝子株式会社 ガラス板の熱処理方法及び成形方法
EP3279157A4 (en) * 2015-03-31 2018-11-21 AGC Inc. Glass plate
JP2017007799A (ja) 2015-06-22 2017-01-12 東芝エレベータ株式会社 乗客コンベアのプログラム更新システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011066246A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-03 Corning Incorporated Glass sheet article with double-tapered asymmetric edge
US20110293928A1 (en) * 2010-05-28 2011-12-01 Wintek Corporation Method for Strengthening Glass and Glass Using the Same
JP2015013774A (ja) * 2013-07-05 2015-01-22 日本電気硝子株式会社 強化ガラス基板の製造方法及び強化ガラス基板
JP2015034123A (ja) * 2013-07-08 2015-02-19 日本電気硝子株式会社 強化ガラス及び強化用ガラス
WO2015125584A1 (ja) * 2014-02-19 2015-08-27 日本電気硝子株式会社 強化ガラスの製造方法及び強化ガラス
WO2016149861A1 (en) * 2015-03-20 2016-09-29 Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. Shaped glass article and method for producing such a shaped glass article

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